鄂尔多斯盆地东南部下寺湾地区页岩气资源赋存特征

李金涛　李恒

【摘要】鄂尔多斯盆地东南部构造相对简单，在海陆过渡相环境下，形成一套石炭—二叠系含煤煤系页岩，页岩有机质丰度和成熟度较高，达到了成熟-过成熟生气阶段，储层渗透率较好，页岩气富集成藏条件较为有利。本文通过对下寺湾地区已有地质资料进一步研究，认为该区具备发育页岩气资源的有利条件，应作为重点研究及勘探目标区。

【关键词】鄂尔多斯盆地东南部；下寺湾地区；页岩气资源

引言

下寺湾地区位于鄂尔多斯盆地的东南部，构造上位于陕北斜坡东部，包括晋西挠褶带的西缘部分。本区不仅石油资源丰富，页岩气资源也具备较大的开发潜力，延长石油公司在该区施工的中生界頁岩气井已获页岩气流，且根据本区完钻上古生界天然气井资料表明，山西组泥页岩发育，单层厚度大，平面分布较稳定，泥页岩有机质丰度和成熟度较高，达到了成熟-过成熟生气阶段，气测见到了良好的页岩气显示，部分井压裂见到工业气流。

1、地质背景

鄂尔多斯盆地含暗色泥页岩的层位有上石炭统太原组、下二叠统山西组，中生界上三叠统延长组、侏罗系延安组。主力生气层为侏罗系延安组、上石炭统太原组、下二叠统山西组暗色泥页岩，其中，中奥陶统为一套海相泥岩，石炭系太原组为一套海陆过渡相含煤泥页岩、二叠系山西组为一套陆相含煤泥页岩，三叠系延长组为湖相泥岩，侏罗系延安组为一套含煤碎屑岩系。中奥陶统浅海斜坡相泥页岩，分布于西缘逆冲带一带，该区构造复杂，暗色泥页岩不具有连续性分布特征。上石炭统太原组、下二叠统山西组泥页岩，在整个盆地内分布较广，厚度较大，页岩主要发育于气源岩之间及其之上的河流、三角洲平原（前缘）分流河道砂体、三角洲前缘河口砂坝、海相滨岸砂坝及潮道砂体等构成。盖层为二叠系上部的河漫湖相泥岩，是本区上古生界气藏理想的区域盖层，具有较好的页岩气赋存特征。

2、生烃条件

2.1 暗色泥岩发育特征及分布

下寺湾地区上古生界发育了一套较好的海陆过渡相—陆相沉积的含煤系烃源岩，气源岩主要为石炭系～二叠系的暗色泥岩、灰岩、含煤地层。上古生界石炭-二叠系本溪组、山西组泥岩发育，累积和单层厚度大，区内东北部泥页岩发育较厚，岩性以中层泥页岩及薄层粉砂岩、砂岩不等厚互层为主，泥页岩横向发育稳定，泥页岩有机质丰度、成熟度高，对于页岩气富集成藏条件较为有利。

2.2 有机质丰度

页岩气主体是以吸附或游离状态存在于泥岩、高碳泥岩、页岩及粉砂质岩类层中的非常规天然气。与常规天然气藏不同，页岩既是页岩气生成的源岩，也是聚集和保存页岩气的储层和盖层，具有自生自储、源储一体的特点。因此，有机质含量高的黑色页岩、高碳泥岩等常是较好的页岩气层段。下寺湾地区上古生界泥岩总有机碳含量（TOC）普遍较高，根据研究区内已施工钻孔测试分析结果表明，本区太原组暗色泥岩有机碳变化范围较大，其有机碳含量从0.2%～7.1% ，太原组泥岩有机质主要为Ⅲ型、Ⅱ1型及Ⅱ2。研究区上古生界山西组暗色泥岩有机碳含量一般低于5% ，主要分布在1.6%-5.2%之间，氯仿沥青“A”含量一般低于0.1% ，有机质丰度高，生烃潜力较大。

2.3 有机质成熟度

暗色泥页岩中分散有机质的丰度和有机质类型是油气生成的物质基础，而有机质的成熟度决定生气方式和成因类型。岩石中镜质体反射率直接反映有机质的受热历史，因为随着有机质热演化程度增加，镜质体反射率有规律地增大。研究区上古生界泥岩有机质成熟度较高，山西组的镜质组反射率RO在1.52%～2.53%之间，上石炭统太原组泥页岩的Ro最大约2.0%，属于成熟阶段，表明烃源岩的成烃演化已普遍进入高成熟的裂解气阶段，说明勘查区上古生界烃源岩均已进入高成熟阶段、已进入或将进入生气高峰期。

3、储层特征

本区处于鄂尔多斯盆地的东南部，构造节理裂隙较为发育，对页岩气运移成藏及储渗均有重要意义。据最新钻孔资料研究，山西组泥页岩中有大量裂隙发育，在石盒子组及太原组中发育角度小于60°的低角度裂缝，清晰的裂缝轨迹表明裂缝开度较好，将提高储层的连通和渗流能力。本区上古生界暗色泥岩属于低孔、低渗层。山1段孔隙度较差，平均孔隙度为4.15%；山2段孔隙度中等，平均孔隙度为 7.51%。本溪组平均孔隙度为6.47%，太原组为5.66%。山西组暗色泥岩渗透率较低，平均渗透率为0.8×10-3?m2。据研究区北部延页506井测井资料显示，在本溪组3303.44-3305.75m及3336-3342m为两套气层，孔隙度分别为7.68%及6.83%。本区山西组暗色泥岩矿物成分以石英和粘土矿物为主，山西组泥岩粘土矿物平均含量为57.5%，石英长石平均含量为39.5%，碳酸盐岩及其它矿物含量为3.0%，说明山西组泥岩粘土矿物含量较高，较高的石英长石含量也说明其具有较强的脆性，有利于岩层压裂产生裂缝；而粘土矿物含量高，则表明泥岩的微孔隙较为发育，对气体有较强的吸附能力。

4、含气性特征

从下寺湾地区已完钻井提示情况看，该区发育两套页岩气目的层系，一套是中生界延长组长7、长9段页岩层系，别一套是上古生界石炭-二叠系本溪组、山西组页岩层系。

针对下寺湾地区中生界延长组长7、长9段页岩层系，页岩气勘探已取得重大突破，展示出较好的勘探潜力。完钻井揭示长7、长9段页岩单层厚度较大，且平面分布稳定。取心化验分析结果表明，长7、长9段页岩有机质丰度较高，热演化程度适中；录井和测井解释见到了较好的含气性和解释页岩气层；压裂试气，西部枊评177、枊评179、新57等多口井均已获得页岩气流。

5、结论

鄂尔多斯盆地东南部下寺湾地区上古生界页岩气的目的层以暗色泥页岩为主，有机质丰度高，厚度稳定，分布面积较大，成熟度较高，裂缝较为发育，山西组页岩气层岩性为灰色、灰黑色页岩。综合分析本区勘探成果表明，本区具备页岩气资源勘查潜力，因此，我们应加强对该区页岩气资源形成条件的研究，为下一步页岩气资源勘查开发指明方向。

参考文献：

[1]冯子齐.鄂尔多斯盆地东南部山西组海陆过渡相页岩储层特征与评价.中国地质大学（北京），2014（6）.

[2]宫美林，丁文龙等.鄂尔多斯盆地东南部下寺湾—云岩区二叠系山西组页岩气形成条件.东北石油大学学报，2013，37（3）.