蘇復(fù)義，周 文，金文輝，鄧虎成，劉 巖

（1.中國石化華北分公司勘探開發(fā)研究院，河南鄭州 450006;2.成都理工大學(xué)油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點實驗室，四川成都 610059）

鄂爾多斯盆地中生界成藏組合劃分與分布評價

蘇復(fù)義1，周 文2，金文輝2，鄧虎成2，劉 巖2

（1.中國石化華北分公司勘探開發(fā)研究院，河南鄭州 450006;2.成都理工大學(xué)油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點實驗室，四川成都 610059）

對鄂爾多斯盆地中生界三疊系延長組成藏組合進行了系統(tǒng)的劃分。在劃分過程中，主要根據(jù)成藏組合的定義，并充分考慮目的層的:①烴源巖分布和砂體分布;②構(gòu)造、古構(gòu)造分布、主要斷裂分布及油氣運移疏導(dǎo)系統(tǒng)空間分布;③所在成藏組合主要烴源巖分布;④所在成藏組合蓋層分布，特別是區(qū)域性蓋層分布。另外，還考慮目前認(rèn)識的構(gòu)造圈閉及可能的其他圈閉分布情況，并分析含油氣系統(tǒng)的保存情況。盆地中生界延長組劃分為6個成藏組合:長10—長7下部成藏組合、長7—長5中部成藏組合、長7—長4+5中部成藏組合、長4+5—長3上部成藏組合、長4+5—長2上部成藏組合和長4—長1上部成藏組合。通過對各組合的生、儲、蓋層分析，認(rèn)為中生界成藏組合主要分布在伊－陜斜坡西北部、東南部、西南部和天環(huán)坳陷南部。

成藏組合;含油氣系統(tǒng);中生界;鄂爾多斯盆地

成藏組合是國際上流行的“盆地－含油氣系統(tǒng)－成藏組合－遠(yuǎn)景圈閉”這一含油氣地質(zhì)單元評價序列中的一個層次［1］，是油氣勘探中至為重要的概念［2］。不同的研究者對油氣成藏組合有不完全相同的定義。White D A將成藏組合定義為一組在地質(zhì)上相互聯(lián)系具有類似源巖、儲層和圈閉條件的勘探對象［3－4］。Crovelli R A 認(rèn)為成藏組合是具有相似地質(zhì)背景的遠(yuǎn)景圈閉的集合體［5］。童曉光認(rèn)為成藏組合是一套具有共同成藏條件的層系［6］。戴金星、王庭斌等認(rèn)為油氣成藏組合主要研究含油氣系統(tǒng)中具有相同成藏條件的某一套儲蓋組合的油氣充注強度與成藏諸地質(zhì)條件之間的匹配關(guān)系［7］。

鄂爾多斯盆地是一個多結(jié)構(gòu)體系、多旋回演化、多沉積類型的大型沉積盆地［8－9］。石油地質(zhì)工作者從含油氣系統(tǒng)［10－11］、成藏組合［6，12－13］等方面對該盆地的油氣勘探做了大量的研究，但并未對盆地中生界含油系統(tǒng)進行較為細(xì)致的成藏組合劃分。盆地中生代是重要的成油地質(zhì)時代，晚三疊世經(jīng)歷了完整的湖進－湖退旋回，發(fā)育了盆地主要的含油層系即三疊系延長組，具有烴源巖發(fā)育、生儲蓋組合配套、勘探領(lǐng)域廣、潛力大的特點［14］。21世紀(jì)初，在盆地西南部的西峰地區(qū)針對延長組長8油層組的油氣勘探取得了重大突破［15］，探明石油地質(zhì)儲量數(shù)億噸［16］。近年來，對鄂爾多斯盆地延長組，特別是安塞等油田的發(fā)現(xiàn)，都預(yù)示著在該盆地上三疊統(tǒng)延長組具有很大的勘探潛力［17］。延長組自上而下可劃分為長1—長1010個油層組，構(gòu)成了不同的生儲蓋組合。由于縱向上存在著明顯的成藏條件、油氣富集程度和油氣藏特征方面的差異性，為勘探帶來了難度。為了提高勘探效率，盆地的勘探部署應(yīng)建立在成藏組合評價的基礎(chǔ)上［6］。因此，對盆地中生界含油氣系統(tǒng)進行成藏組合劃分十分必要。

1 生、儲、蓋層基本特征

中生界三疊系延長組是鄂爾多斯盆地內(nèi)陸湖盆形成后接受的第一套生、儲油巖系，也是盆地最主要的勘探層系（圖1）。

盆地中生界含油氣系統(tǒng)烴源巖主要發(fā)育層位為上三疊統(tǒng)延長組和下侏羅統(tǒng)延安組;烴源巖主要以暗色泥巖、油頁巖、炭質(zhì)泥巖等碎屑巖類為主。延長組是盆地中生界最重要的生油巖［10］，分布面積約8.0×104km2;其中，100 m以上厚度的有效烴源巖分布面積為（3～5）×104km2，縱向上主要發(fā)育于長7、長8及長4+5段，長7段為延長組最主要的生油巖［18－19］，長7期是鄂爾多斯晚三疊世湖盆沉積的全盛期，長7段的有機質(zhì)豐度、生排烴能力及規(guī)模明顯優(yōu)于其他巖性和層段的烴源巖。該段優(yōu)質(zhì)油源巖的有機質(zhì)含量高－極高，殘余有機碳含量主要分布于6% ～14%;殘留瀝青“A”含量大多在0.4%～1.0%;烴含量大多在0.3%～0.6%;熱解生烴潛量主要分布于20～50 mg/g，最高可達(dá)100 mg/g以上。

圖1 鄂爾多斯盆地上三疊統(tǒng)生－儲－蓋組合特征Fig.1 Characteristics of source-reservoir-cap rock assemblages of the Upper Triassic in Ordos Basin

三疊系延長組是鄂爾多斯盆地中生界含油氣系統(tǒng)的主要儲集層［20］。該組是一套內(nèi)陸湖泊－三角洲碎屑沉積，湖盆經(jīng)歷了發(fā)展、興盛、衰亡期。三角洲前緣朵狀砂體、三角洲分流河道砂體為良好的油氣儲層，儲層孔隙度一般在1.40% ～19.96%、平均9%，滲透率在（0.001 6～561）×10－3μm2、平均 2.147 7 ×10－3μm2，表現(xiàn)為低孔、低滲的特征［21－23］。儲層主要發(fā)育于長2、長3、長4+5、長6和長8段。

三疊系延長組在縱向上砂、泥巖間相互、反復(fù)疊置，在橫向上互為消長、交接［14］。延長組以河流、淺湖沼澤相泥巖夾煤線、暗色泥巖為主，成為盆地上三疊統(tǒng)最好的蓋層，厚度在80～120 m。長4+5—長9主要為湖相沉積物，暗色泥巖厚約200 m，為中生界主要生油巖，同時也是很重要的封蓋層。

2 中生界成藏組合劃分

2.1 成藏組合劃分原則

筆者認(rèn)為，成藏組合可視為油氣聚集帶，是指在同一二級構(gòu)造帶中互有聯(lián)系、油氣聚集條件相似的一系列油氣田的總和。成藏組合是具有共同的儲集層、區(qū)域性蓋層和含油氣系統(tǒng)的、尚未鉆探的圈閉和已發(fā)現(xiàn)油氣藏的集合體。劃分成藏組合時，在水平方向上考慮構(gòu)造單元、圈閉類型和儲集層相帶類型，縱向上考慮儲集巖的時代和巖性。一個含油氣系統(tǒng)可包含多個油氣藏。

筆者將縱向的成藏組合定義為:縱向上成藏的基本要素組合情況，如生儲蓋、通道問題等，其相當(dāng)于許多研究者劃分的縱向成藏（礦）系統(tǒng)。縱向成藏組合控制了盆地含油氣子系統(tǒng)中成藏系統(tǒng)劃分的“層”單元。根據(jù)定義明確劃分原則，對研究區(qū)成藏組合劃分要考慮目的層以下主要條件:①烴源巖分布和砂體分布;②構(gòu)造、古構(gòu)造分布和主要斷裂分布，進而考慮油氣運移疏導(dǎo)系統(tǒng)的空間分布;③所在成藏組合主要烴源巖的分布;④所在成藏組合蓋層的分布，特別是區(qū)域性蓋層的分布，一般認(rèn)為在不存在斷層的情況下，

僅通過裂縫作用是不太可能貫穿該類蓋層的，以其為分界，上、下層系應(yīng)該屬于不同的成藏組合。另外，還要考慮目前認(rèn)識的構(gòu)造圈閉及可能的其他圈閉的分布情況，并分析含油氣系統(tǒng)的保存情況。

2.2 成藏組合劃分結(jié)果

依據(jù)劃分原則，總體上將鄂爾多斯盆地中生界含油氣系統(tǒng)縱向上分為下部、中部、上部成藏組合。但是，由于盆地地層發(fā)育情況的地區(qū)性差異，造成了同是上部、中部或者下部組合其組成的地層也不同。例如，盆地環(huán)縣、慶陽、正寧一帶長1和長2段遭剝蝕，上部成藏組合由長4+5和長3段構(gòu)成;而定邊、吳旗、環(huán)縣一帶上部成藏組合由長4、長3、長2及長1段構(gòu)成。具體劃分結(jié)果如下（圖2）。

1）長10、長9、長8和長7段構(gòu)成的下部成藏組合

該成藏組合的特點是:自生、自儲的源內(nèi)下部組合，主力烴源巖層為長7段泥巖，主力儲層為長8段砂巖，區(qū)域性蓋層為長7段泥巖。

2）長7、長6和長5段構(gòu)成的中部成藏組合

該成藏組合的特點是:自生、自儲的源內(nèi)中部組合，主力烴源巖為長7段和長6段，主力產(chǎn)層為長6和長5段砂巖，區(qū)域性蓋層為長5段。

3）長7、長6和長4+5段構(gòu)成的中部成藏組合

該成藏組合的特點是:自生、自儲的源內(nèi)中部組合，主力烴源巖是長7段泥巖，主要產(chǎn)層是長6段砂巖，區(qū)域性蓋層為長4+5段泥巖。

4）長4+5和長3段構(gòu)成的上部成藏組合

該成藏組合的特點是:自生、自儲的源內(nèi)中部組合，主力烴源巖是長4+5段泥巖，主要產(chǎn)層是長4+5段砂巖。

5）長4+5、長3和長2段構(gòu)成的上部成藏組合

該成藏組合的特點是:源外近源的上部組合，主力烴源巖是長4+5及長2段泥巖，主要產(chǎn)層是長3段砂巖，長2段砂、泥巖組合為蓋層。

6）長4、長3、長2和長1段構(gòu)成的上部成藏組合

該成藏組合的特點是:自生自儲上部源內(nèi)組合，主力烴源巖為長5、長4和長3段泥巖，主要產(chǎn)層是長4和長3段砂巖，區(qū)域性蓋層為長3段泥巖。

圖2 鄂爾多斯盆地中生界上三疊統(tǒng)成藏組合分布Fig.2 Upper Triassic play distribution in Ordos Basin

3 中生界成藏組合分布評價

3.1 長10—長7下部成藏組合

長10、長9、長8和長7段構(gòu)成的下部成藏組合，主力烴源巖層長7段暗色泥巖有機質(zhì)豐度以華池、吳旗地區(qū)最高。華池地區(qū)有機碳含量為5.81%，氯仿瀝青“A”含量為0.506 4%，總烴含量為2 107.87×10－6;吳旗地區(qū)有機碳含量為5.28%，氯仿瀝青“A”含量為0.667 7%，總烴含量為4 152.03×10－6;富縣－葫蘆河、延長－安塞和靈鹽定地區(qū)有機質(zhì)豐度相對較高，慶陽－馬嶺、固城川和麻黃山地區(qū)最差。

主要儲集層為長8段砂巖。在長8期發(fā)育東北三角洲體系和西南辮狀河三角洲體系。前者由神木－烏審旗三角洲和安塞三角洲組成;后者由鎮(zhèn)原－慶陽辮狀河三角洲、合水－正寧辮狀河三角洲和環(huán)縣辮狀河三角洲組成。另外，湖盆西北緣還發(fā)育鹽定三角洲，東南緣發(fā)育黃陵濁積扇，但規(guī)模均不大。鎮(zhèn)原－慶陽辮狀河三角洲砂厚10～30 m，巖性以中－細(xì)粒砂巖及細(xì)砂巖為主，平均孔隙度10.7%、最大可達(dá)18.1%，平均滲透率1.44×10－3μm2、最大可達(dá) 19 ×10－3μm2，是石油聚集成藏的有利相帶。北部的鹽定三角洲物源供應(yīng)能力不足。東北緣的榆林－橫山地區(qū)長8期不是主要的物源區(qū)。志丹－吳旗三角洲由北東向南西方向展布，砂層普遍較薄，粒度細(xì)，以細(xì)－粉砂巖沉積為主。安塞三角洲呈近東西向延展，砂巖可占總厚的70%，但普遍以細(xì)粒長石砂巖為主，物性普遍較差。東南緣的黃陵三角洲和正寧三角洲組成盆地南部的沉積主體，呈南東－北西向和近南北向展布。除在黃陵地區(qū)、局部地區(qū)砂層相對較發(fā)育外，該組合總體以薄砂層與湖相泥質(zhì)巖互層，物性普遍較差。

蓋層長7段巖性為一套灰黑與深灰色泥巖、灰色泥質(zhì)粉砂巖夾黑色頁巖與淺綠灰色薄層粉－細(xì)紗巖。該套蓋層厚約60 m，并向盆地西南略為加厚。平面上，該套蓋層主要呈北西－南東向展布，局部地區(qū)厚度大于80 m。在西緣沖斷帶及吳旗至環(huán)縣一帶，斷層發(fā)育，中、小斷層一般斷穿延長組，到達(dá)延安組地層，因此，伊－陜斜坡西北部地區(qū)性（包括區(qū)域性）蓋層是被切穿的。

圖3 鄂爾多斯盆地延長組定邊地區(qū)油氣成藏組合Fig.3 Yanchang Formation plays in Dingbian area，Ordos Basin

該組合主要分布在伊－陜斜坡西北部的定邊（圖3）、馬家灘、吳旗、環(huán)縣和伊－陜斜坡東南部的子長、延長、富縣（圖4）、志丹一帶，目前發(fā)現(xiàn)有麻黃山、姬塬、鐵邊城、南溝岔和安塞等油田。

3.2 長7—長5中部成藏組合

長7、長6和長5段構(gòu)成的中部成藏組合，主力烴源巖為長6和長7段泥巖。

主要儲層為長5段和長6段。長6期該段為三角洲進積，形成了由安塞三角洲、志靖三角洲和安邊三角洲組成的東北三角洲沉積體系;西南物源次之，由環(huán)縣、鎮(zhèn)原－慶陽及合水－正寧等辮狀河三角洲組成西南沉積體系。另外，東南黃陵及西北鹽定地區(qū)還分別發(fā)育規(guī)模較小的黃陵濁積扇和鹽定三角洲。長6期沉積厚度一般為80～120 m。靖邊－安塞三角洲主體帶砂厚40～80 m，單層厚可達(dá)50～60 m。位于盆地東緣的延安－甘泉三角洲呈北東東向展布，其前緣相沉積以粉－細(xì)砂巖為主，但平原相廣泛發(fā)育的分流河道局部發(fā)育單層厚可達(dá)40余米的中－細(xì)粒砂巖，是良好的儲層砂體。局部蓋層長5段為淺湖相三角洲－淺湖相泥巖層。

該組合主要分布在伊－陜斜坡西北部的定邊（圖3）、馬家灘、吳旗和環(huán)縣一帶，目前發(fā)現(xiàn)有麻黃山、姬塬、鐵邊城和油坊莊等眾多中、小油田。

3.3 長7—長4+5中部成藏組合

長7、長6和長4+5段構(gòu)成的中部成藏組合，主力烴源巖是長7段暗色泥巖;主要產(chǎn)層是長6段砂巖;區(qū)域性蓋層為長4+5段穩(wěn)定分布的湖相泥巖，平面上該套蓋層分布較廣。另外，在天環(huán)坳陷南段的鎮(zhèn)原地表見有小斷層，分析該區(qū)南部長武、正寧一帶也可能存在小斷層，這些地區(qū)斷裂將烴源與儲層溝通，縱向上成為整體的成藏組合。

圖4 鄂爾多斯盆地延長組富縣地區(qū)油氣成藏組合Fig.4 Yanchang Formation plays in Fuxian area，Ordos Basin

圖5 鄂爾多斯盆地延長組鎮(zhèn)原地區(qū)油氣成藏組合Fig.5 Yanchang Formation plays in Zhenyuan area，Ordos Basin

該組合主要分布在伊－陜斜坡東南部的子長、延長、富縣（圖4）、志丹和天環(huán)坳陷南部及伊－陜斜坡西南部的環(huán)縣、華池、慶陽、涇川、正寧等一帶，目前發(fā)現(xiàn)有南溝岔、安塞、環(huán)縣、馬嶺和鎮(zhèn)原（圖5）等油藏。

3.4 長4+5—長3上部成藏組合

長4+5和長3段構(gòu)成的上部成藏組合，主力烴源巖是長4+5段湖相暗色泥巖。

主要產(chǎn)層為長4+5段砂巖。長4+5期形成了由安塞三角洲和靖邊三角洲組成的東北三角洲沉積體系，烏審旗－安邊三角洲組成的北部三角洲沉積體系，以及由環(huán)縣三角洲和鎮(zhèn)北、涇川－慶陽辮狀河三角洲組成西南沉積體系。另外，還在盆地的東南和西北分別發(fā)育規(guī)模較小的黃陵三角洲和石溝驛三角洲。東北緣的靖邊和安塞三角洲，向西南延伸與定邊三角洲交匯。由于東北部物源相對強大，粒度較粗，在前緣儲集砂體物性較好。盆地北部的烏審旗－安邊三角洲，在鹽池—定邊—安邊一線分流河道砂體較為發(fā)育，單層砂厚3～5 m，砂層累厚15～20 m，砂體主要為中－細(xì)粒長石砂巖，儲層物性相對較好［17］。環(huán)縣三角洲砂層不發(fā)育。鎮(zhèn)北辮狀河三角洲在進入深湖區(qū)演變?yōu)閮芍В誓衔鳎睎|向延伸，砂厚可達(dá)20～30 m，主要是以粉－細(xì)砂巖為主，向物源方向物性有所變好。黃陵三角洲以長石粉－細(xì)砂巖為主，在其前緣可形成具有一定儲集能力的砂體。延長組長4+5段穩(wěn)定分布的湖相泥巖為區(qū)域性蓋層。

該組合主要分布在天環(huán)坳陷南部及伊－陜斜坡西南部的環(huán)縣、華池、慶陽、涇川和正寧等一帶，目前發(fā)現(xiàn)有環(huán)縣、馬嶺、華池和鎮(zhèn)原（圖5）等油藏。

3.5 長4+5—長2上部成藏組合

長4+5、長3和長2段構(gòu)成的上部成藏組合，主力烴源巖是長4+5及長2段湖相暗色泥巖。

主要產(chǎn)層為長3段砂巖。長3時期，北部鹽池－定邊三角洲河道砂體單層最厚可達(dá)60多米，西北、北部源區(qū)方向局部發(fā)育好的儲集砂體。如馬家灘地區(qū)，平均孔隙度 12.9%、最大可達(dá)16.4%，平均滲透率1.4 ×10－3μm2、最大有1.8×10－3μm2［16］。東北部吳旗－ 華池三角洲形成巨厚的三角洲砂體，構(gòu)成該區(qū)良好的儲油層系。延安三角洲較為發(fā)育，延安－永寧－南梁地區(qū)砂體單層厚度局部有40余米，個別地區(qū)應(yīng)該具有良好的儲層砂體;砂體平均孔隙度14.80%、最大17.23%，平均滲透率 3.22 ×10－3μm2、最大 9.56 ×10－3μm2。甘泉、富縣、黃陵及銅川三角洲呈東西向展布，規(guī)模較長6段小。富縣三角洲面積較大，砂厚可達(dá)30～60 m［16］。長2段中、上部發(fā)育的是一套灰綠、灰、淺灰色細(xì)砂巖夾暗色泥巖組合，作為蓋層。

該組合主要分布在伊－陜斜坡東南部的子長、延長、富縣（圖4）和志丹一帶，目前發(fā)現(xiàn)有南溝岔、安塞、子長和子長北等油田。

3.6 長4—長1上部成藏組合

長4、長3、長2及長1段構(gòu)成的上部成藏組合，主力烴源巖為長5、長4和長3段暗色泥巖。長4和長3段發(fā)育的三角洲砂體提供了良好的儲層。長4段儲集層可直接獲得下伏長5段烴源巖巖層中的油氣而聚集成藏;另一主力儲層長3段發(fā)育區(qū)域性灰黑色泥巖為蓋層，形成良好的自生自儲、長3泥巖封蓋的儲－蓋組合。

該組合主要分布在伊－陜斜坡西北部的定邊（圖3）、馬家灘、吳旗和環(huán)縣一帶，目前發(fā)現(xiàn)有姬塬、鐵邊城和油坊莊等中、小油田。

4 結(jié)論

1）根據(jù)劃分原則，將鄂爾多斯盆地中生界成藏組合劃分為:①長10、長9、長8和長7段構(gòu)成的下部成藏組合;②長7、長6和長5段構(gòu)成的中部成藏組合;③長7、長6和長4+5段構(gòu)成的中部成藏組合;④長4+5和長3段構(gòu)成的上部成藏組合;⑤長4+5、長3和長2段構(gòu)成的上部成藏組合;⑥長4、長3、長2和長1段構(gòu)成的上部成藏組合。

2）鄂爾多斯盆地中生界成藏組合主要分布在伊－陜斜坡西北部的定邊、馬家灘、吳旗、環(huán)縣，伊－陜斜坡東南部的子長、延長、富縣、志丹和天環(huán)坳陷南部及伊－陜斜坡西南部的環(huán)縣、華池、慶陽、涇川、正寧等一帶。

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Identification and distribution of the Mesozoic plays in Ordos Basin

Su Fuyi1，Zhou Wen2，Jin Wenhui2，Deng Hucheng2and Liu Yan2

（1.Exporation＆Development Research Institute，SINOPEC North China Oilfield Company，Zhengzhou，Henan450006，China;2.State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation，Chengdu University of Technology，Chengdu，Sichuan610059，China）

This paper systematically identifies plays in the Triassic Yanchang Formation of the Mesozoic in Ordos Basin.The play division is mainly based on the play definition and the following characteristics of target beds:（1）distributions of source rocks and sandstone reservoirs;（2）distributions of structures and paleo-structures，main faults and carrier systems;（3）distributions of main source rocks for each play;（4）distribution of seals especially regional seals for each play.In addition，the distribution of known structural traps and other possible structural traps as well as the preservation of petroleum system are also considered to identify play.Six plays were identified in the Triassic Yanchang Formation in Ordos Basin:MemberⅩto MemberⅦ play，MemberⅦ to MemberⅤ play，MemberⅦ to MemberⅣ +Ⅴplay，upper of MemberⅣ +Ⅴ to MemberⅢ play，MemberⅣ+ Ⅴ to MemberⅡ play and MemberⅣ to MemberⅠ play.According to the analysis of source rocks，reservoirs and cap rocks in different plays，the Mesozoic plays are mainly distributed in the northwest and southeast and southwest parts of Yishan slope and the south part of Tianhuan depression.

play，petroleum system，Mesozoic，Ordos Basin

TE122.3

A

0253－9985（2012）04－0582－09

2012－06－24;

2012－07－09。

蘇復(fù)義（1954—），男，教授級高級工程師，石油與天然氣勘探與研究。

國家科技重大專項（2008ZX05002－01）。

（編輯 李 軍）