鄂尔多斯盆地东部下二叠统太原组天然气的生成与储集

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1、第15卷第5期天然气地球科学Vo1．15NO．52004年10月NATURALGASGE()SClENCEOct．2004天然气地质学鄂尔多斯盆地东部下二叠统太原组天然气的生成与储集蒋继辉，王宝清(西安石油大学石油工程学院，陕西西安710065)摘要：鄂尔多斯盆地东部地区太原组广泛发育的气源岩为生物灰岩、暗色泥岩和煤。这3套气源岩有机质类型以腐殖一腐泥型和腐殖型为主并具有较高的有机碳含量和热演化程度，生气能力强，为太原组气藏的形成提供了充足的气源。该区北部的浅水三角洲砂体和南部的灰岩为天然气的储集提供了有利的场所，并与同组的三角洲平

2、原分流河道洼地、沼泽相泥质岩共同构成了太原组气藏的自生自储型顶盖式组合。受沉积相以及构造区带的控制，在该区中部及西部可形成较大规模的岩性圈闭气藏，而在南部、北部以及东缘应寻找以小型背斜圈闭为主的气藏。关键词：鄂尔多斯盆地；东部；太原组；气源岩；天然气生成；储集中图分类号：TE122．1文献标识码：A文章编号：1672—1926(2004)0505l1—051研究区地质背景原组烃源岩岩石类型包括煤、暗色泥岩和深灰色含泥生物灰岩，其中生物灰岩最为发育，暗色泥岩和煤鄂尔多斯盆地位于我国西北地区和华北地区相次之。连之处，跨越陕西、山西、宁夏

3、、甘肃和内蒙古五省据研究区内176口井烃源岩厚度统计结果，中区。盆地现今总体为一向西南方向倾斜的单斜构造，东部地区石灰岩厚度最大，南部次之，北部最薄大体轮廓呈矩形，是我国第二大沉积盆地，也是我国(图1)。在纵向上，太原组中上部石灰岩比较发育，重要的含油气盆地之一。各探区一般分布3～5层，盆地东南部自下而上发育太原组是鄂尔多斯盆地最后一次海侵高潮时的成家庄灰岩、保德灰岩、甘草山灰岩和黑龙关灰岩[1]沉积，在盆地各区均有分布。其中，盆地西部厚128等4层石灰岩，总厚度达35m，在长庆气田所在地～445m，东部厚50～100m，中部仅厚2

4、0～50m，区厚20m左右，镇川3井地区厚50m，盆地东缘厚地层明显向中部古隆起超覆。研究区位于鄂尔多斯度也在30m左右。盆地东部，包括伊陕斜坡东缘，晋西挠曲带和伊盟隆暗色泥岩在研究区广泛分布，厚度较大，中部地起东部。太原组沉积时期，沉积相开始南北分带，研区最厚可达43m，分别向南北方向减薄(图1)。究区北部的伊盟隆起南坡为滨海冲积扇，岩性普遍煤层主要分布在研究区中部和北部，东部次之，为砾状砂岩及砂岩；中东部为滨浅海沉积，岩性为暗南缘最薄，全区厚度不大，在0．4～6m之间(图1)。色泥岩、砂岩和石灰岩互层夹煤层；南部水体扩大，研究区

5、太原组灰岩的显著特点是富含生物化以泻湖含煤沉积为主，煤层薄而层数多。石，有机质丰度比较高，有机碳含量一般为0．5～3，部分黑色生物灰岩有机碳含量可达4％～5，2研究区天然气的生成平均为1％左右。其中上部斜道灰岩生物化石含量2．1烃源岩类型及有机质丰度最高，达20～50，厚度大而稳定，一般为8～鄂尔多斯盆地东部地区(以下简称东部地区)太14m，最厚为18．5m(镇川3井)，几乎广布全区。收稿日期：2004—04—25；修回日期：200407—16、作者简介；蒋继辉(1979一)，男，陕西汉中人，硕士研究生，主要从事油气田开发地质研究5

6、12天然气地球科学Vo1．15图1鄂尔多斯盆地东部太原组烃源岩等厚特征a生物灰岩；b暗色泥岩；C煤研究区泥质岩几乎都是暗色泥岩，在有机质丰一腐泥型和腐殖型为主，部分烃源岩为腐泥一腐殖度和稳定性方面均优于其它层组，除碳质泥岩外，大型，可以从以下几个方面看出。部分地区暗色泥岩的有机碳平均含量分布在2～2．2．1干酪根显微组分4，地区间差距不大，都有足够丰度，广泛具备生气鄂尔多斯盆地太原组灰岩和泥岩干酪根的有机条件。显微组分统计结果列于表1。暗色泥岩的干酪根以研究表明，煤与暗色泥岩中分散的腐殖型有机镜质组为主，壳质组和惰性组含量较低。因此

7、，泥岩质在显微组分组成、元素组成、成烃降解率和演化速的干酪根类型一般为腐殖型，仅有少量为腐泥型。和率上均比较相似。研究区煤的平均有机碳含量在泥岩相似，煤的主要显微组分也为镜质组，含量一般6O以上，最高可达7O，据此推算，在相同的热演在6O～9O之间，其次为丝质组，含量在5～化程度下，10ITI厚煤层的生气当量相当于200m厚4O之间，富氢稳定组分含量较低，为0～2O，的有机质类型为腐殖型、有机碳含量为3的暗色大多样品小于5，惰性组较少，说明煤层形成于比泥岩_2j。因此，煤层厚度虽然不大，但是对于本区天较还原的环境(表1)。不同地区煤

8、的显微组分组成然气的生成仍有较大的贡献。有一定差别，研究区东部的壳质组含量要高于中部。2．2有机质类型与暗色泥岩和煤相比，石灰岩干酪根中含有较高的鄂尔多斯盆地太原组烃源岩有机质类型以腐殖腐泥型组分，含量平均在70以上，属腐殖一腐表1二