鄂尔多斯盆地中生界成藏组合划分与分布评价

苏复义，周 文，金文辉，邓虎成，刘 岩

（1.中国石化华北分公司勘探开发研究院，河南郑州 450006;2.成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川成都 610059）

鄂尔多斯盆地中生界成藏组合划分与分布评价

苏复义1，周 文2，金文辉2，邓虎成2，刘 岩2

（1.中国石化华北分公司勘探开发研究院，河南郑州 450006;2.成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川成都 610059）

对鄂尔多斯盆地中生界三叠系延长组成藏组合进行了系统的划分。在划分过程中，主要根据成藏组合的定义，并充分考虑目的层的:①烃源岩分布和砂体分布;②构造、古构造分布、主要断裂分布及油气运移疏导系统空间分布;③所在成藏组合主要烃源岩分布;④所在成藏组合盖层分布，特别是区域性盖层分布。另外，还考虑目前认识的构造圈闭及可能的其他圈闭分布情况，并分析含油气系统的保存情况。盆地中生界延长组划分为6个成藏组合:长10—长7下部成藏组合、长7—长5中部成藏组合、长7—长4+5中部成藏组合、长4+5—长3上部成藏组合、长4+5—长2上部成藏组合和长4—长1上部成藏组合。通过对各组合的生、储、盖层分析，认为中生界成藏组合主要分布在伊－陕斜坡西北部、东南部、西南部和天环坳陷南部。

成藏组合;含油气系统;中生界;鄂尔多斯盆地

成藏组合是国际上流行的“盆地－含油气系统－成藏组合－远景圈闭”这一含油气地质单元评价序列中的一个层次［1］，是油气勘探中至为重要的概念［2］。不同的研究者对油气成藏组合有不完全相同的定义。White D A将成藏组合定义为一组在地质上相互联系具有类似源岩、储层和圈闭条件的勘探对象［3－4］。Crovelli R A 认为成藏组合是具有相似地质背景的远景圈闭的集合体［5］。童晓光认为成藏组合是一套具有共同成藏条件的层系［6］。戴金星、王庭斌等认为油气成藏组合主要研究含油气系统中具有相同成藏条件的某一套储盖组合的油气充注强度与成藏诸地质条件之间的匹配关系［7］。

鄂尔多斯盆地是一个多结构体系、多旋回演化、多沉积类型的大型沉积盆地［8－9］。石油地质工作者从含油气系统［10－11］、成藏组合［6，12－13］等方面对该盆地的油气勘探做了大量的研究，但并未对盆地中生界含油系统进行较为细致的成藏组合划分。盆地中生代是重要的成油地质时代，晚三叠世经历了完整的湖进－湖退旋回，发育了盆地主要的含油层系即三叠系延长组，具有烃源岩发育、生储盖组合配套、勘探领域广、潜力大的特点［14］。21世纪初，在盆地西南部的西峰地区针对延长组长8油层组的油气勘探取得了重大突破［15］，探明石油地质储量数亿吨［16］。近年来，对鄂尔多斯盆地延长组，特别是安塞等油田的发现，都预示着在该盆地上三叠统延长组具有很大的勘探潜力［17］。延长组自上而下可划分为长1—长1010个油层组，构成了不同的生储盖组合。由于纵向上存在着明显的成藏条件、油气富集程度和油气藏特征方面的差异性，为勘探带来了难度。为了提高勘探效率，盆地的勘探部署应建立在成藏组合评价的基础上［6］。因此，对盆地中生界含油气系统进行成藏组合划分十分必要。

1 生、储、盖层基本特征

中生界三叠系延长组是鄂尔多斯盆地内陆湖盆形成后接受的第一套生、储油岩系，也是盆地最主要的勘探层系（图1）。

盆地中生界含油气系统烃源岩主要发育层位为上三叠统延长组和下侏罗统延安组;烃源岩主要以暗色泥岩、油页岩、炭质泥岩等碎屑岩类为主。延长组是盆地中生界最重要的生油岩［10］，分布面积约8.0×104km2;其中，100 m以上厚度的有效烃源岩分布面积为（3～5）×104km2，纵向上主要发育于长7、长8及长4+5段，长7段为延长组最主要的生油岩［18－19］，长7期是鄂尔多斯晚三叠世湖盆沉积的全盛期，长7段的有机质丰度、生排烃能力及规模明显优于其他岩性和层段的烃源岩。该段优质油源岩的有机质含量高－极高，残余有机碳含量主要分布于6% ～14%;残留沥青“A”含量大多在0.4%～1.0%;烃含量大多在0.3%～0.6%;热解生烃潜量主要分布于20～50 mg/g，最高可达100 mg/g以上。

图1 鄂尔多斯盆地上三叠统生－储－盖组合特征Fig.1 Characteristics of source-reservoir-cap rock assemblages of the Upper Triassic in Ordos Basin

三叠系延长组是鄂尔多斯盆地中生界含油气系统的主要储集层［20］。该组是一套内陆湖泊－三角洲碎屑沉积，湖盆经历了发展、兴盛、衰亡期。三角洲前缘朵状砂体、三角洲分流河道砂体为良好的油气储层，储层孔隙度一般在1.40% ～19.96%、平均9%，渗透率在（0.001 6～561）×10－3μm2、平均 2.147 7 ×10－3μm2，表现为低孔、低渗的特征［21－23］。储层主要发育于长2、长3、长4+5、长6和长8段。

三叠系延长组在纵向上砂、泥岩间相互、反复叠置，在横向上互为消长、交接［14］。延长组以河流、浅湖沼泽相泥岩夹煤线、暗色泥岩为主，成为盆地上三叠统最好的盖层，厚度在80～120 m。长4+5—长9主要为湖相沉积物，暗色泥岩厚约200 m，为中生界主要生油岩，同时也是很重要的封盖层。

2 中生界成藏组合划分

2.1 成藏组合划分原则

笔者认为，成藏组合可视为油气聚集带，是指在同一二级构造带中互有联系、油气聚集条件相似的一系列油气田的总和。成藏组合是具有共同的储集层、区域性盖层和含油气系统的、尚未钻探的圈闭和已发现油气藏的集合体。划分成藏组合时，在水平方向上考虑构造单元、圈闭类型和储集层相带类型，纵向上考虑储集岩的时代和岩性。一个含油气系统可包含多个油气藏。

笔者将纵向的成藏组合定义为:纵向上成藏的基本要素组合情况，如生储盖、通道问题等，其相当于许多研究者划分的纵向成藏（矿）系统。纵向成藏组合控制了盆地含油气子系统中成藏系统划分的“层”单元。根据定义明确划分原则，对研究区成藏组合划分要考虑目的层以下主要条件:①烃源岩分布和砂体分布;②构造、古构造分布和主要断裂分布，进而考虑油气运移疏导系统的空间分布;③所在成藏组合主要烃源岩的分布;④所在成藏组合盖层的分布，特别是区域性盖层的分布，一般认为在不存在断层的情况下，

仅通过裂缝作用是不太可能贯穿该类盖层的，以其为分界，上、下层系应该属于不同的成藏组合。另外，还要考虑目前认识的构造圈闭及可能的其他圈闭的分布情况，并分析含油气系统的保存情况。

2.2 成藏组合划分结果

依据划分原则，总体上将鄂尔多斯盆地中生界含油气系统纵向上分为下部、中部、上部成藏组合。但是，由于盆地地层发育情况的地区性差异，造成了同是上部、中部或者下部组合其组成的地层也不同。例如，盆地环县、庆阳、正宁一带长1和长2段遭剥蚀，上部成藏组合由长4+5和长3段构成;而定边、吴旗、环县一带上部成藏组合由长4、长3、长2及长1段构成。具体划分结果如下（图2）。

1）长10、长9、长8和长7段构成的下部成藏组合

该成藏组合的特点是:自生、自储的源内下部组合，主力烃源岩层为长7段泥岩，主力储层为长8段砂岩，区域性盖层为长7段泥岩。

2）长7、长6和长5段构成的中部成藏组合

该成藏组合的特点是:自生、自储的源内中部组合，主力烃源岩为长7段和长6段，主力产层为长6和长5段砂岩，区域性盖层为长5段。

3）长7、长6和长4+5段构成的中部成藏组合

该成藏组合的特点是:自生、自储的源内中部组合，主力烃源岩是长7段泥岩，主要产层是长6段砂岩，区域性盖层为长4+5段泥岩。

4）长4+5和长3段构成的上部成藏组合

该成藏组合的特点是:自生、自储的源内中部组合，主力烃源岩是长4+5段泥岩，主要产层是长4+5段砂岩。

5）长4+5、长3和长2段构成的上部成藏组合

该成藏组合的特点是:源外近源的上部组合，主力烃源岩是长4+5及长2段泥岩，主要产层是长3段砂岩，长2段砂、泥岩组合为盖层。

6）长4、长3、长2和长1段构成的上部成藏组合

该成藏组合的特点是:自生自储上部源内组合，主力烃源岩为长5、长4和长3段泥岩，主要产层是长4和长3段砂岩，区域性盖层为长3段泥岩。

图2 鄂尔多斯盆地中生界上三叠统成藏组合分布Fig.2 Upper Triassic play distribution in Ordos Basin

3 中生界成藏组合分布评价

3.1 长10—长7下部成藏组合

长10、长9、长8和长7段构成的下部成藏组合，主力烃源岩层长7段暗色泥岩有机质丰度以华池、吴旗地区最高。华池地区有机碳含量为5.81%，氯仿沥青“A”含量为0.506 4%，总烃含量为2 107.87×10－6;吴旗地区有机碳含量为5.28%，氯仿沥青“A”含量为0.667 7%，总烃含量为4 152.03×10－6;富县－葫芦河、延长－安塞和灵盐定地区有机质丰度相对较高，庆阳－马岭、固城川和麻黄山地区最差。

主要储集层为长8段砂岩。在长8期发育东北三角洲体系和西南辫状河三角洲体系。前者由神木－乌审旗三角洲和安塞三角洲组成;后者由镇原－庆阳辫状河三角洲、合水－正宁辫状河三角洲和环县辫状河三角洲组成。另外，湖盆西北缘还发育盐定三角洲，东南缘发育黄陵浊积扇，但规模均不大。镇原－庆阳辫状河三角洲砂厚10～30 m，岩性以中－细粒砂岩及细砂岩为主，平均孔隙度10.7%、最大可达18.1%，平均渗透率1.44×10－3μm2、最大可达 19 ×10－3μm2，是石油聚集成藏的有利相带。北部的盐定三角洲物源供应能力不足。东北缘的榆林－横山地区长8期不是主要的物源区。志丹－吴旗三角洲由北东向南西方向展布，砂层普遍较薄，粒度细，以细－粉砂岩沉积为主。安塞三角洲呈近东西向延展，砂岩可占总厚的70%，但普遍以细粒长石砂岩为主，物性普遍较差。东南缘的黄陵三角洲和正宁三角洲组成盆地南部的沉积主体，呈南东－北西向和近南北向展布。除在黄陵地区、局部地区砂层相对较发育外，该组合总体以薄砂层与湖相泥质岩互层，物性普遍较差。

盖层长7段岩性为一套灰黑与深灰色泥岩、灰色泥质粉砂岩夹黑色页岩与浅绿灰色薄层粉－细纱岩。该套盖层厚约60 m，并向盆地西南略为加厚。平面上，该套盖层主要呈北西－南东向展布，局部地区厚度大于80 m。在西缘冲断带及吴旗至环县一带，断层发育，中、小断层一般断穿延长组，到达延安组地层，因此，伊－陕斜坡西北部地区性（包括区域性）盖层是被切穿的。

图3 鄂尔多斯盆地延长组定边地区油气成藏组合Fig.3 Yanchang Formation plays in Dingbian area，Ordos Basin

该组合主要分布在伊－陕斜坡西北部的定边（图3）、马家滩、吴旗、环县和伊－陕斜坡东南部的子长、延长、富县（图4）、志丹一带，目前发现有麻黄山、姬塬、铁边城、南沟岔和安塞等油田。

3.2 长7—长5中部成藏组合

长7、长6和长5段构成的中部成藏组合，主力烃源岩为长6和长7段泥岩。

主要储层为长5段和长6段。长6期该段为三角洲进积，形成了由安塞三角洲、志靖三角洲和安边三角洲组成的东北三角洲沉积体系;西南物源次之，由环县、镇原－庆阳及合水－正宁等辫状河三角洲组成西南沉积体系。另外，东南黄陵及西北盐定地区还分别发育规模较小的黄陵浊积扇和盐定三角洲。长6期沉积厚度一般为80～120 m。靖边－安塞三角洲主体带砂厚40～80 m，单层厚可达50～60 m。位于盆地东缘的延安－甘泉三角洲呈北东东向展布，其前缘相沉积以粉－细砂岩为主，但平原相广泛发育的分流河道局部发育单层厚可达40余米的中－细粒砂岩，是良好的储层砂体。局部盖层长5段为浅湖相三角洲－浅湖相泥岩层。

该组合主要分布在伊－陕斜坡西北部的定边（图3）、马家滩、吴旗和环县一带，目前发现有麻黄山、姬塬、铁边城和油坊庄等众多中、小油田。

3.3 长7—长4+5中部成藏组合

长7、长6和长4+5段构成的中部成藏组合，主力烃源岩是长7段暗色泥岩;主要产层是长6段砂岩;区域性盖层为长4+5段稳定分布的湖相泥岩，平面上该套盖层分布较广。另外，在天环坳陷南段的镇原地表见有小断层，分析该区南部长武、正宁一带也可能存在小断层，这些地区断裂将烃源与储层沟通，纵向上成为整体的成藏组合。

图4 鄂尔多斯盆地延长组富县地区油气成藏组合Fig.4 Yanchang Formation plays in Fuxian area，Ordos Basin

图5 鄂尔多斯盆地延长组镇原地区油气成藏组合Fig.5 Yanchang Formation plays in Zhenyuan area，Ordos Basin

该组合主要分布在伊－陕斜坡东南部的子长、延长、富县（图4）、志丹和天环坳陷南部及伊－陕斜坡西南部的环县、华池、庆阳、泾川、正宁等一带，目前发现有南沟岔、安塞、环县、马岭和镇原（图5）等油藏。

3.4 长4+5—长3上部成藏组合

长4+5和长3段构成的上部成藏组合，主力烃源岩是长4+5段湖相暗色泥岩。

主要产层为长4+5段砂岩。长4+5期形成了由安塞三角洲和靖边三角洲组成的东北三角洲沉积体系，乌审旗－安边三角洲组成的北部三角洲沉积体系，以及由环县三角洲和镇北、泾川－庆阳辫状河三角洲组成西南沉积体系。另外，还在盆地的东南和西北分别发育规模较小的黄陵三角洲和石沟驿三角洲。东北缘的靖边和安塞三角洲，向西南延伸与定边三角洲交汇。由于东北部物源相对强大，粒度较粗，在前缘储集砂体物性较好。盆地北部的乌审旗－安边三角洲，在盐池—定边—安边一线分流河道砂体较为发育，单层砂厚3～5 m，砂层累厚15～20 m，砂体主要为中－细粒长石砂岩，储层物性相对较好［17］。环县三角洲砂层不发育。镇北辫状河三角洲在进入深湖区演变为两支，呈南西－北东向延伸，砂厚可达20～30 m，主要是以粉－细砂岩为主，向物源方向物性有所变好。黄陵三角洲以长石粉－细砂岩为主，在其前缘可形成具有一定储集能力的砂体。延长组长4+5段稳定分布的湖相泥岩为区域性盖层。

该组合主要分布在天环坳陷南部及伊－陕斜坡西南部的环县、华池、庆阳、泾川和正宁等一带，目前发现有环县、马岭、华池和镇原（图5）等油藏。

3.5 长4+5—长2上部成藏组合

长4+5、长3和长2段构成的上部成藏组合，主力烃源岩是长4+5及长2段湖相暗色泥岩。

主要产层为长3段砂岩。长3时期，北部盐池－定边三角洲河道砂体单层最厚可达60多米，西北、北部源区方向局部发育好的储集砂体。如马家滩地区，平均孔隙度 12.9%、最大可达16.4%，平均渗透率1.4 ×10－3μm2、最大有1.8×10－3μm2［16］。东北部吴旗－ 华池三角洲形成巨厚的三角洲砂体，构成该区良好的储油层系。延安三角洲较为发育，延安－永宁－南梁地区砂体单层厚度局部有40余米，个别地区应该具有良好的储层砂体;砂体平均孔隙度14.80%、最大17.23%，平均渗透率 3.22 ×10－3μm2、最大 9.56 ×10－3μm2。甘泉、富县、黄陵及铜川三角洲呈东西向展布，规模较长6段小。富县三角洲面积较大，砂厚可达30～60 m［16］。长2段中、上部发育的是一套灰绿、灰、浅灰色细砂岩夹暗色泥岩组合，作为盖层。

该组合主要分布在伊－陕斜坡东南部的子长、延长、富县（图4）和志丹一带，目前发现有南沟岔、安塞、子长和子长北等油田。

3.6 长4—长1上部成藏组合

长4、长3、长2及长1段构成的上部成藏组合，主力烃源岩为长5、长4和长3段暗色泥岩。长4和长3段发育的三角洲砂体提供了良好的储层。长4段储集层可直接获得下伏长5段烃源岩岩层中的油气而聚集成藏;另一主力储层长3段发育区域性灰黑色泥岩为盖层，形成良好的自生自储、长3泥岩封盖的储－盖组合。

该组合主要分布在伊－陕斜坡西北部的定边（图3）、马家滩、吴旗和环县一带，目前发现有姬塬、铁边城和油坊庄等中、小油田。

4 结论

1）根据划分原则，将鄂尔多斯盆地中生界成藏组合划分为:①长10、长9、长8和长7段构成的下部成藏组合;②长7、长6和长5段构成的中部成藏组合;③长7、长6和长4+5段构成的中部成藏组合;④长4+5和长3段构成的上部成藏组合;⑤长4+5、长3和长2段构成的上部成藏组合;⑥长4、长3、长2和长1段构成的上部成藏组合。

2）鄂尔多斯盆地中生界成藏组合主要分布在伊－陕斜坡西北部的定边、马家滩、吴旗、环县，伊－陕斜坡东南部的子长、延长、富县、志丹和天环坳陷南部及伊－陕斜坡西南部的环县、华池、庆阳、泾川、正宁等一带。

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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。

苏复义（1954—），男，教授级高级工程师，石油与天然气勘探与研究。

国家科技重大专项（2008ZX05002－01）。

（编辑 李 军）