鄂尔多斯盆地西南缘中上元古-古生界地层赋存特征及储层类型研究

杨璐

中石化石油物探技术研究院有限公司 江苏 南京 210000

在全球范围内，目前在中亚、北非等地区的元古界-寒武系已经取得油气重大发现，国内早在上世纪 70-80 年代就开展了元古界油气地质研究，近年四川盆地震旦系-寒武系安岳特大型气田的发现证明国内大型克拉通盆地内元古界油气勘探具有广阔前景。

鄂尔多斯盆地中元古界发育宁蒙、甘陕、晋陕、秦豫四大裂陷槽，裂谷呈北东向展布，与华北克拉通各期裂谷的发育及展布规律相一致，地层西南厚东北薄。目前已有的大量露头及钻井显示，盆地内部裂陷槽范围内可能发育元古界规模可观的烃源岩。鄂尔多斯盆地西南缘的岩溶高地区，高地-台地外缘马二、毛庄-徐庄-张夏组岩溶风化壳领域天然气多口探井已获勘探突破，气源主体来源于上古煤系地层，已取得天然气突破。鄂尔多斯西南缘位于中上元古界裂陷槽、古生界隆起的核部区域，中上元古界地层厚度大，整体上处于潮坪环境，具有广阔的纵向勘探空间[1]。

1 地层赋存特征

探区内的三维地震资料显示，在上古生界底界T9不整合面之下、蓟县系底界Tjx之上存在一个角度不整合界面（下称为Tx）。该界面与上、下同相轴呈明显的角度不整合接触，并且该界面对应的波谷同相轴连续性好，在三维地震工区内可广泛追踪。

通过对Tx界面的全区追踪发现（图1）：在三维地震工区的中北部， T9-Tx间地层的时间厚度由西向东逐渐增加逐渐变厚；探区南北向剖面显示，由北向南，T9-Tx间地层的时间厚度具有“由厚变薄再增厚”的变化趋势，而Tx-Tjx间地层的时间厚度则具有完全相反的变化趋势，即存在“跷跷板”现象；同样，探区北西-南东向剖面显示，T9-Tx间地层表现为“西北薄东南厚”的特点，Tx-Tjx间地层则表现为“西北厚东南薄”的特点。Tx界面是一个可跨区追踪的广泛发育的反射界面，其位于T10界面（奥陶系底）、T11界面（寒武系底）之下，Tjx（蓟县系底）之上。通过结合探区周缘的区域地质资料，可进一步明确Tx界面的地质意义。

图1 南北向三维地震剖面

前人研究发现：鄂尔多斯盆地西南缘豫西地区的露头内中元古界官道口群杜关组底界与下伏巡检司组为角度不整合接触，并且官道口群内各组（冯家湾组，杜关组，巡检司组，龙家园组）在地层年龄、沉积环境上可与华北地台蓟县系各组进行对比。此外，岐山蓟县系剖面内杜关组底部古地震成因滑塌褶皱、断层角砾岩发育，并且下伏的巡检司组与杜关组间为断层接触，说明了杜关组底界为一蓟县系内部的不整合面[2]。

在与镇泾距离较近的华亭马峡剖面和陇县陕口元古界剖面中，蓟县系地层也由冯家湾组、杜关组、巡检司组、龙家园组构成，且岩性与前述豫西地区官道口群类似，与探区以西、以南露头类似，与灵宝-栾川官道口群沉积类似，亦可与周缘探井对比。

综上，建立了适用于探区内中上元古界各主要反射界面的解释模式：Tx同相轴可能对应区域上蓟县系杜关组底界反射，Tx界面之下主要为巡检司（Tx-Txjs间，Txjs为巡检司底界反射）、龙家园组（Txjs-Tjx之间，Tjx为蓟县系底界）地层，界面之上为杜关、冯家湾组（Tx-T9之间）地层。

2 烃源岩发育情况

区域上，鄂尔多斯盆地周缘的熊耳裂陷槽和同属华北地台的燕辽裂陷槽内发育有规模可观的优质古老烃源岩（寒武系-元古界烃源岩），其TOC均值可达5.2%，Ro均值可达2.2%。鄂尔多斯西南缘位于晋陕裂陷槽核部，处于与熊耳、燕辽裂陷槽同样的构造沉积环境，同样具有形成规模油气资源的潜力[3]。

在研究区北部，上古生界山西-太原组煤层和暗色泥岩十分发育，其厚度中心均位于探区西北，厚度可达100m以上，且厚度中心位于上古生界底面构造的相对低部位区，从而保证了上古煤系烃源岩良好的运移条件。

此外，研究区西南部长城系顶部崔庄组发育暗色泥岩，其厚度可达40m以上，研究区周缘的济探1井显示其TOC值可达1%，具有良好的生烃潜力。上述的两套烃源岩为镇泾地区下古生界-中上元古界形成规模油气聚集提供了物质基础。

3 储层发育特征

研究区内的三维地震资料显示，T9不整合面之下剖面上存在低速异常，引起下伏同相轴畸变，相干切片上也表现为不规则形状的异常响应。提升深度域数据体速度模型精度后，原有的低速异常依旧存在，由此证实确实存在某种类型的地质体导致了低速异常的产生（图2）。

图2 速度与地震剖面叠合图

研究区整体位于岩溶高地核部，蓟县系地层在全区广泛出露。探区北部（玉都断裂以北）处于古地貌高部位，同时古水系发育，地表径流作用强，使得原有的碳酸盐岩地层容易遭受强烈地溶蚀改造；而探区南部处于古地貌低部位，原有地层的溶蚀改造程度较弱。因此，T9界面之下的低速异常体很可能为岩溶作用引起的低速异常体[4]。

探区北部岩溶作用最强，对速度影响最大，断裂控沉积不明显；而南部及东南部基本不存在岩溶现象，断裂明显控制着寒武系-杜关组的厚度变化。进一步分析全区下古生界-中上元古界断裂特征，发现镇泾地区下古生界-中上元古界断裂有以NWW向为主，其次为NNE向，NWW向平均断距最大且控制沉积。在研究区外，同样位于岩溶高地的彬长地区的长探1井寒武系张夏组地层中普遍发育侵蚀-垂向溶洞溶缝。此外，岐山蓟县系野外剖面显示冯家湾组溶孔发育，表明其经历了较强的岩溶作用改造。在整个华北地台内，鄂尔多斯盆地西南缘蓟县系冯家湾组的岩性组合与华北地台北部蓟县系雾迷山组岩性组合类似，具有溶洞岩溶洞穴或塌陷溶坑发育的地质条件，并且已经形成了大型的潜山油气藏。

这种在蓟县系开壳区发育的低速异常体为溶洞-缝洞体系，其发育程度受到古构造形态、断裂与微古地貌等多因素的联合控制。溶坑-溶洞主要分布在工区西北部古构造高部位的蓟县—震旦系开壳区；而东南部古构造低部位的寒武系开壳区相对不发育溶坑-溶洞。同时，溶坑-溶洞的分布还受到NWW-NNE共轭断裂和微古地貌冲沟控制。这些溶坑-溶洞以垂向溶蚀为主，而沿冲沟径向溶蚀相对较弱；北部构造高部位处发育的溶坑-溶洞切割深，而南部构造低部位溶坑-溶洞切割浅，高地区域二级斜坡不发育。

综合以上研究推测研究区下古生界-中上元古界发育岩溶风化壳型成藏组合。上古生界太原-山西煤系烃源和长城系顶部崔庄组暗色泥岩构成冯家湾组、寒武系岩溶风化壳型气藏的有效烃源岩，同时也可以作为盖层，探区中北部蓟县系冯家湾组含泥晶碎屑白云岩岩溶缝洞体是有利储层，蓟县系内部杜关组作为盖层也可起到封堵作用。

4 结论

（1）鄂尔多斯盆地西南缘蓟县系发育龙家园、巡检司、杜关组、冯家湾组四套碳酸盐岩地层。

（2）研究区中上元古-古生界发育2套烃源岩，探区北部发育山西-太原组煤层和暗色泥岩，运移条件有利，探区西南部长城系顶部烃源岩较发育，长城系、蓟县系烃源厚度大、充注条件好。

（3）蓟县系开壳区具备发育碳酸盐岩溶洞-缝洞体地质背景和岩性基础，可与上下烃源岩形成岩溶风化壳型成藏组合，立体拓展鄂尔多斯盆地深层天然气勘探领域与空间。