鄂尔多斯盆地奥陶系中组合成藏特征及勘探启示

杨华 包洪平

中国石油长庆油田公司

鄂尔多斯盆地奥陶系中组合成藏特征及勘探启示

杨华 包洪平

中国石油长庆油田公司

下古生界碳酸盐岩是鄂尔多斯盆地天然气勘探的重要层系，20世纪末在盆地中部下古生界发现并探明的靖边气田，就是发育在奥陶系顶部的碳酸盐岩古风化壳气藏，也是该盆地目前的主力气田之一。中国石油长庆油田公司近期通过对碳酸盐岩成藏机制的不断深化研究和不懈勘探探索，在鄂尔多斯盆地中央古隆起东侧地区发现了奥陶系中组合岩性圈闭的碳酸盐岩含气新类型，其在储层发育特征、圈闭成藏机理及气藏分布规律等方面均明显有别于靖边地区的古风化壳气藏：①储层类型主要为白云岩晶间孔储层，其发育受控于颗粒滩沉积微相及古隆起东侧特殊的白云岩化作用条件；②圈闭类型主要为岩性圈闭，成因受控于短期海侵形成的区域岩性相变和燕山期盆地东部抬升的构造背景；③气藏呈现出环中央古隆起区域性分布的特征，形成多层系叠合含气、大范围带状展布的岩性圈闭有利成藏区带。对奥陶系中组合成藏新领域研究认识的深化，推动了天然气勘探思路的转变，对于今后鄂尔多斯盆地新领域研究、勘探方法、勘探方向等都具有重要的启示。

鄂尔多斯盆地 早古生代 碳酸盐岩 奥陶系中组合 新类型 岩性圈闭 白云岩化作用 勘探启示

鄂尔多斯盆地是在太古代—古元古代结晶基底的基础上发展而成的多旋回叠合的克拉通盆地，下古生界发育广泛的寒武系—奥陶系碳酸盐岩沉积地层［1－2］。20世纪末盆地中部靖边气田的发现，证实下古生界碳酸盐岩沉积层系具有巨大的天然气勘探潜力。

靖边气田是发育在盆地中部奥陶系马家沟组碳酸盐岩古风化壳顶部的古地貌圈闭（地层圈闭的一种特殊形式），其主力储层是马五1＋2风化壳溶孔型储层，储层孔隙发育受含膏云坪沉积相带及岩溶古地貌的控制极为明显，圈闭类型主要为岩溶古地貌圈闭［3－7］。该气田被发现后，经历了20世纪90年代的快速探明和高效开发阶段，很快跻身我国陆上最大的整装碳酸盐岩气田。进入21世纪以来，围绕靖边气田周边地区的天然气勘探及地质研究工作不断持续和深入，在该气田的东侧及西部都相继取得了较大的研究和勘探进展，探明储量较20世纪几近翻番。截至目前，已在盆地中部下古生界探明天然气地质储量逾4 000×108m3，开发建成50×108m3的年生产能力，成为向北京、天津及其周边大中城市供气的主力气源。随着21世纪以来盆地上古生界致密砂岩气藏勘探的逐步深入，盆地下古生界碳酸盐岩天然气勘探能否取得新的更大的突破，成为近期勘探家们亟待回答的问题。

1 奥陶系中组合的勘探发现与突破

1.1 下古生界天然气成藏新领域研究

20世纪末至21世纪初期的鄂尔多斯盆地下古生界天然气勘探及研究工作，主要针对盆地中东部地区奥陶系顶部的马五1＋2风化壳储层展开。近年来，随着国内天然气需求量的日益增加，对盆地下古生界新成藏领域及类型的研究不断加强，形成了一批有针对性的研究成果及认识［8－9］，并提出了一系列新的勘探领域和目标，如将盆地奥陶系划分为中东部风化壳、东部盐下、中央古隆起（以下简称古隆起）周边白云岩体、盆地西部及南缘台缘相带等4大成藏区带（图1）；通过分析各区带的储集体发育、成藏组合及圈闭等特征，结合地震勘探成果预测了一批有利的勘探目标，经过近期风险勘探及天然气预探的钻探实施，取得较好的勘探效果：①围绕中东部风化壳区带的气藏含气范围不断扩大，在靖边东侧新增天然气探明地质储量超过1 000 ×108m3，西侧新增天然气储量逾2 000×108m3；②古隆起周边的白云岩体勘探取得突破，发现古隆起东侧奥陶系中组合白云岩岩性圈闭成藏新区带；③西部台缘相带发现岩溶缝洞型及白云岩化滩体含气新苗头。

图1 鄂尔多斯盆地前石炭纪古地质及成藏区带划分图

1.2 奥陶系中组合的勘探发现

靖边气田及其周边地区的风化壳气藏的主力产层是奥陶系马家沟组马五1＋2及马五4溶孔型储层，靖边西侧靠近古隆起的地区则由于区域剥蚀而缺失马五1＋2甚至马五4储层，由于主力风化壳储层段剥蚀殆尽，因而通常认为古隆起西侧的马五1＋2—马五4地层缺失区不再具有有利的碳酸盐岩风化壳成藏条件。

近期勘探研究者将盆地本部的奥陶系划分为3个含气组合（图2）：马五1—马五4为上部含气组合（简称上组合），储层主要为风化壳溶孔储层，圈闭类型以古地貌型地层圈闭为主；马五5—马五10为中部含气组合（简称中组合），储层主要为白云岩晶间孔储层，圈闭类型以岩性圈闭为主；马四段及其以下为下部含气组合（简称下组合），储层主要为白云岩晶间孔储层，圈闭条件与中组合相近似。

以往盆地下古生界的天然气勘探主要集中在上组合，重点针对马五1＋2及马五4风化壳溶孔型储层展开。靖边气田及盆地东部地区下古生界的天然气勘探实践表明，盆地中东部的广大地区内马五5主要为石灰岩地层，因岩性致密而基本不具备储集意义，其下主要为未经淋滤改造的含膏白云岩及膏盐岩层，也未发现有效含气显示层段，因此，针对风化壳储层的钻探多在钻入马五5后即完钻，对中组合及下组合则关注较少。

1996年在靖边气田最北边的乌审旗东北地区所钻的陕196井，曾在马五5钻遇白云岩晶间孔型含气层，试气获得11.356 9×104m3／d（无阻流量，下同）的工业气流，但随后追踪钻探的陕197、198、199等井均未取得好效果，证实储层横向变化很大，由此认为白云岩储集体多呈透镜状分布［10］，规模较小，因而暂时放弃了对马五5白云岩体的钻探。

2008年在中央古隆起东侧奥陶系白云岩储集体钻探的风险探井——合探1、合探2井分别在马五9亚段和马四段晶间孔储层中钻遇含气显示，但由于储层相对较致密，合探2井在马五9试气仅获396m3／d的低产气流，合探1井试气为干层。通过对天然气成藏条件的综合分析认为：古隆起东侧的白云岩储层剥露区，发育较好的上古生界煤系烃源岩与白云岩储层直接接触，可作为白云岩储集体成藏的有效气源；同时，白云岩横向存在较强的差异云化非均质性，具有形成白云岩岩性气藏的圈闭遮挡条件。因此，总体分析认为古隆起东侧地区的马五段中下部及马四段地层剥露区仍具有一定的天然气成藏地质条件，其后追踪合探2井部署的合3井在马五7白云岩晶间孔储层段也钻遇含气显示，从而进一步坚定了在古隆起东侧奥陶系继续寻找白云岩岩性圈闭气藏的信心。

1.3 中组合勘探的突破

在上述认识的指导下，2009—2010年在苏里格地区上古生界砂岩气藏的勘探中，继续坚持兼探下古生界，围绕古隆起东侧的中组合领域终于在苏203井和苏322井的钻探中取得了重大的突破：苏203井在马五5钻遇较好的白云岩晶间孔储层，含气显示良好，测井解释气层厚度为7.4m，试气获得104.088 2×104m3／d的高产气流（图3）；苏322井马五6钻遇白云岩储层，测井解释气层厚度为3.8m，试气获得41.590 4 ×104m3／d的高产气流。随后的研究证实，马五5含气层段为白云岩晶间孔型储层，明显不同于靖边地区马五1＋2的风化壳溶孔型储层，圈闭成藏特征也与靖边地区的风化壳气藏存在较大差异，从而展开了对古隆起东侧地区中组合沉积及成藏规律的综合研究，形成了古隆起东侧地区中组合存在区域性岩性圈闭成藏有利区带的新认识，奠定了中组合规模勘探发现的基础。近期钻探的苏345井在马五5试气又获得225.44× 104m3／d的高产工业气流，目前已落实乌审召、乌审旗、安边、吴起4个中组合成藏含气富集区，初步估算天然气储量规模超过1 000×108m3。

图2 鄂尔多斯盆地本部奥陶系沉积特征及含气组合划分图

2 中组合成藏特征

2.1 储集空间以白云岩晶间孔为主

中组合有效储集体主要发育在马五5白云岩中，马五7、马五9等在局部地区也可见有效储层发育。该类储集体的储层岩性主要为粗粉晶—细晶结构的晶粒状白云岩，在部分层段的角砾化泥粉晶云岩中也见有效储层，但其分布相对较局限。储层岩石的白云石晶粒大小一般介于40～150μm，晶粒结构较均一，通常自形程度较高，多为半自形—自形状，岩石整体构造多为块状或厚层状，纹层一般不太发育。

白云岩储集空间类型主要为白云石晶间孔（局部同时发育晶间溶孔），次为微裂缝。白云岩晶间孔及晶间溶孔主要形成于碳酸盐沉积物发生白云石化作用的同期，与白云岩的成因紧密相关。由于储层岩石中的白云石晶体通常具有较好的自形度，晶粒支架构成的晶间孔多为多面体或三角形几何形态，孔壁平直光滑，孔径大小一般介于10～50μm，面孔率介于1%～5%，少数超过10%，如古隆起东侧的苏203、陕196等井马五5亚段粉晶白云岩储层（图4）。

图3 苏203井马家沟组测井解释成果图

图4 奥陶系中组合白云岩储层孔隙特征照片

2.2 储层发育受沉积微相及白云岩化作用的双重控制

2.2.1 沉积相及古地理环境的控制

中组合白云岩储集体主力储层以夹在蒸发潮坪泥粉晶白云岩中的粗粉晶白云岩为主，其成因受短期海侵形成的藻屑滩相沉积体控制，单个储集体在平面上的分布范围不等，但由于受大的沉积相带控制，沿古隆起东侧成群分布，形成一个大的滩相储集体发育区带。

纵向上，对盆地东部盐洼区沉积层序的研究表明，马五5、马五7、马五9同为夹在蒸发岩层序中的短期海侵沉积［11－12］，结合区域岩相古地理格局分析，古隆起东侧在马五5、马五7、马五9海侵期均处于相对浅水高能环境，发育有利的滩相沉积，经沉积期后白云岩化作用改造后，均有利于形成白云岩晶间孔型有效储层（图5）。

图5 奥陶纪马五期蒸发岩—碳酸盐岩沉积旋回剖面图

横向上，靖边西侧（靖西）地区的马五段沉积期处在间歇暴露的古隆起区的东侧，其东为膏盐洼地沉积区，西为间歇暴露的中央古隆起区，在大的古地理格局上构成了区域岩性相变的沉积基础，也为其后白云岩化作用提供了特殊的成岩作用环境。虽然马五段沉积期整体处于大的蒸发岩—碳酸盐岩旋回的相对低水位期（海退期），但其间也存在次一级的短期海进旋回，马五5亚期即是夹在其间的一次较重要的次级海侵期。其岩相古地理格局呈环带展布，自西向东依次发育环陆云坪、靖西台坪、靖边缓坡及东部洼地（图6）。东部洼地位于潮下带，沉积期水体开阔，与广海相通，主要沉积深灰色富含生物碎屑的泥晶灰岩，在局部地区也有白云岩化的迹象；靖边缓坡总体处于潮间带，主要以石灰岩沉积为主，间夹泥粉晶白云岩；靖西台坪总体处于潮上和潮间交替发育带，马五5早期可处于潮下环境，如苏203井区马五53主要以白云岩沉积为主，因古地形相对较高，水体较浅，在局部的高能带可形成台内藻屑滩微相沉积；环陆云坪靠近中央古隆起，主要处于潮上带，沉积物以泥晶白云岩沉积为主，但在加里东期多被剥蚀殆尽。因此，靖西台坪相带是形成白云岩储层最有利的部位，主要发育藻灰坪、藻屑滩、灰云坪等沉积微相，颗粒滩是最有利的沉积微相。靖西台坪区的局部高部位是台内滩相颗粒碳酸盐沉积发育的有利位置，经后期白云岩化作用后可形成有效的白云岩晶间孔储层，近期通过综合分析地质研究成果和地震储集体预测结果（图7），在马五5亚段预测出了9个滩相沉积体。

图6 古隆起东侧马五5亚段岩相古地理图

2.2.2 白云岩化作用的控制

1）海侵沉积期后的环境变化：从盆地沉积演化序列来分析，在马五5沉积后进入马五4沉积期，沉积环境发生了较大的变化，海平面开始相对下降，又进入了蒸发岩沉积期；在盆地东部盐洼形成蒸发岩沉积，在靖边及靖西则形成盆缘石膏沉积及含膏云坪相的膏云岩沉积。

2）“富镁卤水”的形成：由于石膏等硫酸盐矿物的结晶沉淀，尤其是石膏（CaSO4）的沉淀，使沉积水体中的Ca2＋及SO42－含量显著减少，在Mg2＋含量没有太大变化的情况下，沉积水体中的Mg2＋／Ca2＋比值显著增大，形成“富镁卤水”。

现代正常海水的Mg2＋、Ca2＋、SO42－的摩尔浓度分别为0.052mol／L、0.010mol／L、0.027mol／L，其Mg2＋／Ca2＋比值为5.13，若令石膏（CaSO4）完全沉淀，则Ca2＋相对SO42－明显不足（约差171%），因此石膏物质的晶出对于Mg2＋／Ca2＋比值的提高作用是相当大的。

图7 H106831地震测线泊松比反演剖面图（预测马五5亚段白云岩储层分布）

3）“富镁卤水”下渗改造下伏马五5沉积物：高Mg2＋／Ca2＋比流体形成后，必然对其下伏及侧向的马五5先期沉积物产生影响，使原来产生于正常海环境的流体介质逐步被高Mg2＋／Ca2＋比流体所替代，并由此产生方解石向白云石转化的白云岩化交代作用。由此产生的Ca2＋离子又为石膏的沉淀所利用，从而产生了一个石膏沉淀与白云石化交代相互依赖的地球化学循环动力与动态平衡体系。

4）大气淡水的参与：在马五5沉积后进入马五4沉积期时，古隆起地区大部分时间处于间歇暴露的沉积环境，当发生大气降水时，大面积的降水会在陆地上汇聚后向古隆起两侧地区下渗分散，当其进入古隆起东侧先期沉积的马五5沉积层中时，也会对马五5沉积起到一定的改造作用。淡水作用的直接效果是会导致碳酸盐沉积物（尤其是文石及方解石等CaCO3矿物）的部分溶解，其所产生的Ca2＋离子也会对邻近沉积区石膏的沉淀起到一定的促进作用，从而进一步推动上述“石膏沉淀—白云石化交代”的地球化学循环过程。

5）大气淡水与“富镁卤水”混合的白云岩化模式：由于大气淡水的参与，在古隆起东侧地区的马五5沉积层中形成大气淡水与“富镁卤水”的混合水带，这种成岩介质环境对马五5的白云岩化作用也会产生显著的影响，主要表现在2个方面：①稀释了“富镁卤水”，使成岩流体浓度降低，进而减少白云石结晶时的结晶中心形成总数（晶核形成数），这会使白云石生长更趋缓慢，结晶更趋自形、粗大；②使先成白云石重结晶。据Clyde Moore的研究认为［13］，大气淡水的参与会使先成白云石重结晶，并使其地球化学特征发生重组，这也会导致其晶体结构变粗和白云石自形程度的提高。对盆地古隆起东侧马五5白云岩的地球化学分析结果表明：马五5白云岩有序度一般为0.85～0.95，尤其是其C—O同位素特征（δ13C：－0.79‰～0.07‰；δ18O：－7.1‰～－6.9‰），的确与马五1＋2蒸发潮坪形成的泥粉晶白云岩存在较大的差异（图8）。

图8 马五5亚段白云岩同位素组成与马五1＋2亚段白云岩等的对比图

6）在上述分析的基础上，构建了古隆起东侧地区马五5亚段白云岩的大气淡水与“富镁卤水”混合的混合水白云岩化成因模式：①在马五5沉积期，自东向西依次发育东部洼地、靖边缓坡、靖西台坪及环陆云坪，并在古隆起东侧的靖西台坪区发育台内浅水颗粒滩相沉积（图9A）；②古隆起东侧的浅水碳酸盐沉积在马五4蒸发岩沉积期，由于区域海平面下降导致的古隆起区间歇暴露，形成大气淡水与蒸发卤水的混合水白云岩化成岩作用环境，在先期颗粒滩相沉积基础上形成了粗粉晶结构的白云岩储层（图9B），这种白云岩化作用与传统意义上的混合水白云岩化模式［14］还有较大不同，通常的混合水白云岩化是指大气淡水与正常海水混合的白云石化作用，而这里是大气淡水与“富镁卤水”混合的白云石化作用；③马五7、马五9与马五5相似，都是夹在蒸发岩层序中的短期海侵层序，沉积期后都进入海退或干化蒸发期的沉积阶段（即马五6、马五8沉积期），因而在其下伏沉积物中都存在“富镁卤水”与大气淡水混合的成岩介质环境，导致相似的白云岩化作用的发生。同样，原始的颗粒滩相沉积层最有利于两种水体的充分混合，进而形成白云石晶粒粗、自形程度高、晶间孔发育的白云岩储层。关于碳酸盐岩层序演化与白云岩化作用的关系，Tucker也曾论述过相似的实例［15］。

图9 马五5亚段混合水白云石化模式图

2.3 上古生界煤系烃源岩与白云岩储层源储配置关系良好

2.3.1 风化壳期古隆起东侧中组合地层依次剥露地表

加里东末期开始的整体构造抬升，使鄂尔多斯地区下古生界遭受了长达1亿多年的风化剥蚀，靖边气田以西至古隆起地区抬升剥蚀尤为强烈，属区域性抬升剥蚀区。由东向西到古隆起区，奥陶系顶部剥露地层层位依次由新变老，逐渐由奥陶系上组合（马五1—马五4）变为中组合（马五5—马五10）乃至下组合（马四段）地层。

2.3.2 中组合与上覆煤系烃源层直接接触形成良好源储配置

晚石炭世盆地整体沉降后，鄂尔多斯地区又开始接受石炭—二叠纪海陆交互相及陆相沉积，使上古生界的煤系地层在该区与奥陶系中组合及下组合地层直接接触。到印支末—燕山期，随着上古生界煤系烃源岩热演化成熟进入烃类气体的大量生成阶段后，即可对下古生界的奥陶系中组合及下组合储层供气，构成良好的源储配置关系（图10）。

对该区煤系烃源岩的分析结果表明，该区上石炭统本溪组—下二叠统山西组均发育煤层、碳质泥岩及暗色泥岩等，煤层厚度介于3～6m，碳质泥岩及暗色泥岩厚度介于60～120m，热演化达成熟—过成熟干气生成阶段，Ro介于1.5%～1.7%，有较好的气源供给能力，具备向下古生界中组合及下组合有效供气的物质基础。

2.4 燕山期构造抬升形成有效的岩性圈闭条件

2.4.1 沉积相变为岩性圈闭形成奠定了基础

中组合的白云岩晶间孔储层主要形成于颗粒滩相沉积环境，与其周围的围岩地层在沉积特征及微相结构上存在较大的差异，因而导致其在成岩作用、白云岩化等方面亦有所不同，最终在孔隙发育程度及储渗性能上也产生较大的差异性。

图10 古隆起东侧中组合源储配置及成藏剖面图

首先，从区域上的岩性相变看，从盆地东部—靖边—靖西地区—古隆起地区，马五5岩性由盆地东部的石灰岩到靖西地区完全相变为白云岩，并环绕古隆起形成一个区域性的岩性相变界面，即靖边东侧地区基本全为致密的石灰岩地层，而靖西地区皆为白云岩地层。

其次，从大的岩性带内部来看，也存在次一级的岩性变化（即沉积微相类型的变化）。按照Walther相律的原理［16］，在连续发育的地层序列中，纵向上连续的沉积必然在横向上相邻，因此通过对苏203井等马五5沉积微相序列的分析（图11），就可以初步确定马五5地层在邻近区域横向相邻的微相变化规律，苏203井区马五5主力储层段发育在中部（马五52）的藻屑滩相白云岩中，其下部（马五53）的藻粘结岩丘白云岩和上部（马五51）的潮上蒸发云坪白云岩，则分别代表了其东侧和西侧相邻的微相环境，即在大的白云岩分布区带内，可进一步细分出颗粒滩及滩间低能环境的沉积类型。它们虽同为白云岩，但由于沉积微相环境及成岩作用特征不同，因而具有不同的物性特征，并进而构成次一级的岩性相变特征。

图11 苏203井马五5亚段沉积微相序列图

2.4.2 燕山期盆地东部抬升形成古隆起东侧上倾方向的有效岩性遮挡条件

燕山期盆地东部大幅度抬升，导致古地形格局发生巨大变化，由原来的西高东低转变为东高西低。受此影响，下古生界构造层整体变为向西单倾的相对单一的构造样式，也基本奠定了盆地现今构造形态，靖边地区就处于这种“跷跷板”式构造翻转的轴部附近。

构造翻转后对靖西地区奥陶系中、下组合的天然气成藏产生了2个方面的重要影响：①马五5区域岩性相变的致密石灰岩一侧正处于构造的上倾方向，从而对其西侧的白云岩储集体构成了有效的岩性遮挡条件（图12）；②由于东侧上倾，使得上古生界煤系烃源岩层与下古生界白云岩储层在风化壳界面附近由原来的上下接触关系变成一定程度的侧向（或左右）甚至“源下储上”的接触关系，从而更有利于烃类气体在白云岩储集体中的充注成藏。

2.4.3 岩性圈闭是古隆起东侧中下组合成藏的主要圈闭类型

根据前述源储配置及遮挡条件的分析，再结合古隆起东侧（靖西地区）下古生界地层今构造西倾的格局，岩性圈闭是古隆起东侧奥陶系中组合天然气成藏的主要圈闭类型。寻找岩性圈闭体的关键就是找到滩相白云岩储集体。

基于以上分析并结合勘探成果，构建了本区中组合岩性圈闭气藏的成藏模式（图12）：古隆起东侧地区奥陶系中组合成藏主要受控于马五5短暂海侵期形成的岩性相变，短期海侵局部发育的藻屑滩相沉积，于近地表浅埋藏成岩环境混合水白云岩化后形成白云岩晶间孔型储层；在经历了加里东期抬升剥蚀及石炭—二叠纪沉积后，与上古生界煤系烃源岩构成良好的源储配置；在经历了海西—印支期的连续埋藏及燕山期的盆地东部抬升后，最终形成岩性圈闭气藏。

2.5 古隆起东侧中组合是多层系岩性圈闭成藏的有利区带

首先，从储层发育的角度看，受层序旋回控制，马五5、马五7、马五9同为夹在蒸发岩层序中的短期海侵沉积，在古隆起东侧地区其沉积、成岩环境较为相似，都可发育有利的滩相沉积，并在其后的海平面下降期因混合水白云石化而形成白云岩晶间孔型储层。在沉积相带展布上，马五5、马五7、马五9都在古隆起东侧附近发育有利云化滩储层形成的台坪相带，并围绕古隆起呈环带分布而形成区域性展布的岩性相变带。

其次，古隆起东侧地区中组合地层经加里东构造抬升剥露至近地表附近，与后续的晚古生代煤系烃源岩层形成良好的源储配置关系。

图12 古隆起东北侧马五5亚段圈闭成藏模式图（东西向）

最后，在海西期后的持续埋藏及燕山期构造抬升后，中组合马五5、马五7、马五9等多个层段均可形成有效的岩性及地层—岩性圈闭成藏条件。综上认为：古隆起东侧中组合是寻找多层系白云石化滩相岩性圈闭气藏的有利区带（图13），这一认识在该区中组合的勘探实践中已得到证实。

3 中组合勘探突破的启示

3.1 理论创新是勘探取得突破的关键

靖边气田发现后，对其储层发育及圈闭成因机理的研究，形成了“含膏云坪相带控制储层发育、风化壳岩溶古地貌控制圈闭成藏”等基础性认识，对20世纪末靖边气田的快速探明以及21世纪以来围绕靖边古潜台的东延、西扩等精细勘探都起到了重要的指导作用。

但由于受早期传统认识的影响，对下古生界的勘探主要局限于寻找马五1—马五4（上组合）膏溶孔隙发育的风化壳储层。在靖边西侧（古隆起东侧）的勘探中，由于邻近古隆起区上组合地层的剥缺以及部分井的出水而没有大的发现。在天环地区（主体位于古隆起之上的下组合）虽也发现了大段厚层的白云岩晶间孔型储层，但由于试气普遍产水，而认为该区白云岩储集体整体圈闭条件不太有利，放缓了对其进一步的探索。

2008年，在对古隆起东侧地区下古生界成藏潜力分析的基础上，指出该区有可能形成白云岩岩性圈闭气藏，并在庆阳东目标区部署了2口风险探井（合探1、合探2井），虽未获得大的突破，但却分别在马四段和马五9亚段钻遇白云岩晶间孔储层，其中合探2井马五9试气还获得了低产气流，证实了白云岩岩性圈闭体确有一定的成藏潜力，随后就有了苏203井等中组合的勘探突破。由此可见，关于古隆起东侧白云岩岩性圈闭成藏这一理论的创新，对中组合的勘探突破起到了关键作用。

图13 古隆起东侧中组合滩体分布叠合图（马五7亚段古地理背景）

3.2 细分小层的区域岩相古地理研究是勘探获得成功的基础

中组合所代表的马五5—马五10地层厚度一般介于90～150m，盆地东部盐洼区较厚，最厚可逾200 m，向西靠近古隆起方向逐渐减薄。在古隆起核部附近，由于加里东期风化剥蚀逐渐减薄以至缺失。

在确定中组合勘探目标时，通过对区域岩相古地理研究，特别是细分小层的沉积相成图，逐渐认识到各小层的区域岩性相变规律和沉积微相对储层发育的控制作用，以及颗粒滩相沉积对白云岩化及储层发育的控制作用，进而形成了对中组合岩性圈闭成藏的新认识。

首先是对主力目的层（马五5）小层的成图，认识到马五5从盆地东部到古隆起区由石灰岩到白云岩的区域岩性相变规律；然后又对其邻近的马五4、马五6小层分别成图，搞清了沉积演化对马五5白云岩化的控制作用；随后又对马五7、马五8、马五9、马五10等中组合所有小层进行系统编图，逐步明确了中组合白云岩化滩相储层多旋回叠置、围绕古隆起环带状分布的特征。同时，针对主力含气层段马五5，又开展了更为精细的小层分析工作，将其进一步细分为马五51、马五52、马五53等3个小层，明确了不同小层的沉积微相特征，并利用沉积相序原理分析预测了有利储层发育的藻屑滩微相在平面上的分布。最后，再结合圈闭成藏规律的综合分析，最终形成古隆起东侧中组合是岩性圈闭有利区带的整体性认识，为该区下古生界的勘探部署明确了主攻方向。

3.3 继续深入探索，下组合仍有一定的勘探潜力

下组合与中组合储层相似，也主要发育白云岩晶间孔型储层［17］，但其储集体厚度及规模更大，储层物性也相对较好，目前还未发现有效的工业气藏。由于过去下古生界勘探主要集中于风化壳气藏，在盆地中东部地区钻入下组合的探井相对较少，而天环地区钻入下组合的探井又普遍产水，这给下组合认识沉积、储层发育及成藏规律的研究带来一定的困难。

在中组合勘探发现的启示下，近期加强了对下组合成藏潜力的分析，通过对古隆起东侧部分探井的分析，将下组合的马四段地层三分，对其中最上部的马四1小层（钻达该层的探井相对较多）的岩相古地理编图表明，其在局部地区也存在较明显的岩性相变。这种岩性相变与低幅度的鼻隆构造相配合，可形成有效的构造—岩性圈闭条件，在抬升剥蚀的出露区有望形成一定规模的天然气富集。可通过深化对成藏条件的研究，优选有利目标，进一步探索其勘探潜力。

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2011－11－21 编辑 居维清）

DOI：10.3787／j.issn.1000－0976.2011.12.003

Yang Hua，professor，born in 1963，is deputy general manager at the PetroChina Changqing Oilfield Company.

Add：Weiyang District，Xi＇an，Shaanxi 710018，P.R.China

Tel：＋86－29－8659 2319 E－mail：yh＿cq＠petrochina.com.cn

Characteristics of hydrocarbon accumulation in the middle Ordovician assemblages and their significance for gas exploration in the Ordos Basin

Yang Hua，Bao Hongping
（Changqing Oilfield Company，PetroChina，Xi＇an，Shaanxi 710018，China）

NATUR.GAS IND.VOLUME31，ISSUE12，pp.11－20，12／25／2011.（ISSN1000－0976；In Chinese）

The Lower Paleozoic carbonates are important targets of gas exploration in the Ordos Basin.The Jingbian Gas Field discovered in the Lower Paleozoic in this central basin in the end of last century is an ancient weathering crust gas reservoir developed on the top Ordovician，and has become one of the major gas fields in this basin up till now.Through a deep investigation into the hydrocarbon pooling mechanism of carbonate reservoirs and continuous exploration practices，the PetroChina Changqing Oilfield Company discovered lithologic carbonate gas reservoirs in the middle Ordovician assemblages in the eastern part of the central paleohighs.These lithologic carbonate gas reservoirs are significantly different from the ancient weathering crust gas reservoirs in the Jingbian area in terms of reservoir development features，trapping mechanism，and gas distribution patterns.Their reservoir spaces are dominated by inter－crystalline pores of dolomite，the development of which is controlled by sedimentary microfacies of grain bank and the specific conditions of dolomitization in the eastern paleohighs.Lithologic traps are predominant and their development is controlled by regional lithological change resulted from short－term transgression and uplifting tectonic setting in the eastern part of the basin during the Yanshan Epoch.The gas reservoirs are in regional distribution around the central paleohighs，forming aplay fairway consisting of lithologic traps superimposing vertically and in zoned distribution laterally.Deepening our understanding of hydrocarbon accumulation in the middle Ordovician assemblages is of great significance for future exploration in the Ordos Basin.

Ordos Basin，Early Paleozoic，carbonates，middle Ordovician assemblage，new type，lithologic trap，dolomitization，significance of exploration

杨华，1963年生，教授级高级工程师，博士，本刊第七届编委会委员；1984年毕业于原西南石油学院石油地质专业；现任中国石油长庆油田公司常务副总经理。地址：（710018）陕西省西安市未央区。E－mail：yh＿cq＠petrochina.com.cn

杨华等.鄂尔多斯盆地奥陶系中组合成藏特征及勘探启示.天然气工业，2011，31（12）：11－20.

10.3787／j.issn.1000－0976.2011.12.003