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本文的重点任务是以盆地斜坡和深坳陷的演化及其对烃源岩、储集层、运移与聚集的控制为基本线索,以鄂尔多斯盆地上古生界为例,探讨深盆气的成藏机理。基本思路是:(1)依据沉积相资料,研究沉积阶段盆地的斜坡和深坳陷的特点;依据古构造资料研究沉降和抬升剥蚀阶段盆地斜坡和深坳陷的特点;(2)依据烃源岩地球化学资料,研究烃源岩的特征及其与盆地演化的关系;(3)依据储集层岩性、物性分析测试资料、模拟实验资料研究储集层的特点及其与盆地演化的关系;(4)依据地质资料、模拟实验资料分析油气运移、聚集机理;(5)在以上研究基础上,分析深盆气的成藏机理。 鄂尔多斯盆地上古生界斜坡和深坳陷在沉积阶段、沉降埋藏阶段和抬升剥蚀阶段的空间位置是变迁的。 鄂尔多斯盆地上古生界烃源岩主要是煤岩和暗色泥质岩,其中煤层主要发育于太原组、山西组的斜坡带的沼泽相中;暗色泥质岩在全区的深坳陷和斜坡均有发育。烃源岩有机质向油气的转化过程主要发生于沉降埋藏过程,深坳陷的演化程度高于斜坡区,斜坡下倾部位的演化程度高于斜坡上倾部位。 鄂尔多斯盆地上古生界的主要储集层是砂岩,按孔隙壁特征可将砂岩孔隙分为粒间孔隙、粒内孔隙、填隙物内孔隙、组合孔隙及裂隙。据孔隙类型、孔隙度、渗透率、面孔率、平均孔径、平均喉道半径等主要参数,将鄂尔多斯盆地上古生界砂岩储集层分为好(Ⅰ)、较好(Ⅱ)、较差(Ⅲ)、差(Ⅳ)四个主要类型。砂岩储集层主要形成于沉积阶段盆地斜坡区的高能相带中,埋藏压实是导致砂岩储集性能变差的主要因素,因此,储集性能好的砂岩储层多分布于盆地斜坡的上倾部位。抬升剥蚀引起的孔隙回弹和破裂可以大大改善砂岩的储集性能。 由于烃源岩孔隙度的大幅度降低段仅仅对应于有机质向烃类转化的早期阶段,压实过程水的运移阻力较小、气的运移阻力较大,增压过程烃类容易压缩、吸附量增大、溶解度增加,因而,沉降埋藏过程可能不是天然气运移的主要过程。抬升剥蚀可以导致烃源岩破裂,砂岩孔隙回弹与破裂,大大改善油气运移通道,另外,可以诱发天然气的膨胀、脱附、出溶,因而,剥蚀阶段可能是天然气运移的主要阶段。天然气在砂岩中运移的阻力较大,在压差驱动下,常在近源处聚集。浮力很难克服运移阻力,因而,若天然气从下倾部位注入到砂岩,常形成气水倒置现象。 深盆气藏的形成与沉积阶段、沉降阶段的深坳陷和斜坡的演化以及抬升剥蚀作用有密切的关系,沉积阶段盆地斜坡区是烃源岩与储集层空间关系比较密切的地带,沉降阶段则控制着生烃以及生烃与储集性能好坏区的空间匹配关系,抬升剥蚀不仅控制了天然气的运移,也改善了储集性能。 鄂尔多斯盆地上古生界深盆气藏的形成可以大致划分为三个阶段:烃源岩与储集层沉积阶段、沉降成烃与砂岩致密化阶段、剥蚀成藏阶段。由于鄂尔多斯盆地上古生界烃源岩是广布的,剥蚀区也是广布的,因此,除了东胜东北的小部分区域外,鄂尔多斯盆地上古生界气藏成藏的范围是大面积的。天然气的富集区应主要在沉积阶段与沉降阶段斜坡区的中下部。