石油地质学课程设计.docx

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石油地质学课程设计

成绩

《石油地质学》课程设计

题目：

鄂尔多斯盆地油气藏形成条件的分析与综述

院系：

地球科学与工程学院

班级：

地工1301班

指导老师：

蒲泊伶

小组成员

学号

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地球科学与工程学院

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地工1301班

指导老师：

蒲泊伶

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地球科学与工程学院

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地工1301班

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蒲泊伶

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地球科学与工程学院

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地工1301班

指导老师：

蒲泊伶

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1.鄂尔多斯盆地区域况...............................................................................................1

1.1鄂尔多斯盆地构造演化.........................................................................................1

1.1.1中、晚元古代拗拉谷阶段....................................................................................1

1.1.2早古生代浅海台地阶段......................................................................................2

1.1.3晚古生代滨海平原阶段......................................................................................3

1.1.4中生代内陆盆地阶段..........................................................................................4

1.1.5新生代盆地周边断陷阶段...................................................................................4

1.2鄂尔多斯盆地构造属性、沉积特征.......................................................................7

1.2.1鄂尔多斯盆地构造属性......................................................................................7

1.2.2鄂尔多斯盆地沉积特征......................................................................................8

1.3盆地构造区划....................................................................................................10

1.3.1伊盟隆起..........................................................................................................10

1.3.2西部冲断构造带...............................................................................................10

1.3.3天环坳陷..........................................................................................................11

1.3.4中央古隆起......................................................................................................12

1.3.5陕北古坳陷......................................................................................................15

1.3.6晋西挠褶带......................................................................................................17

1.3.7渭北挠褶带......................................................................................................18

2.鄂尔多斯盆地油气的分布特征及富集规律…………………………….....................…19

2.1盆地的基本概况…………………………………………………………….........………..19

2.1.1烃原岩的基本特征………………………………………………......…………...……..19

2.1.2构造特征………………………………………………………………....…...…………..21

2.2油气分布特征………………………………………………………….............……......22

2.2.1鄂尔多斯盆中生界石油分布规律…………………………………........……..…….22

2.2.2鄂尔多斯盆地古生界天然气分布规律…………………………..............................23

2.3鄂尔多斯盆地优质储层特征…………………………………………................……..26

2.3.1储层沉积及展布特征…………………………………………………………………26

3.鄂尔多斯盆地安塞油田长10油层组富油因素分析……………………......................27

3.1有效烃源岩及三角洲平原沉积体系……………………………………….........………27

3.1.1长7、长9烃源岩特征及其分布与湖盆演化密切相关……………………….………28

3.1.2三角洲平原沉积体系是长10油藏分布的主要场所…………………………….……28

3.2完整连续的沉积体系组合形成良好的生储盖组合配置……………………..........….30

3.3储层有利发育区是岩性油藏形成的重要依据……………………………..........……..31

3.3.1储层岩石学特征……………………………………………………...….....……………31

3.3.2成岩作用与孔隙演化………………………………………………………..…………..32

3.2.3成岩作用与次生孔隙的形成............................................................................32

3.4湖盆古构造及古地形对长10段油藏的控制作用……………………................…….33

4.1参考文献…………………………………………………………………....………………34

第一章鄂尔多斯盆地区域概况

1.鄂尔多斯盆地构造演化

鄂尔多斯盆地位于华北克拉通西缘，奠基于太古界和下元古界基底之上，南北分别濒临秦祁海槽和兴蒙海槽，东西则被贺兰拗拉谷和陕、豫晋拗拉谷所夹持。

盆地内，区域坳陷复合、地质构造平缓，缺少背斜与断层，总体上呈东部翘起向西部倾伏的区域性斜坡面貌。

沉积盖层时代较全，仅缺失志留系、泥盆系及下石炭统，平均沉积岩厚度为5000m。

其中，中、上元古界以海相、陆相沉积及火山喷出岩为主，厚度200一3000m;下古生界以海相碳酸岩为主，厚度为400一1600，m在盆地东部还有厚达314m的岩盐、石膏沉积;上古生界由局限海相沉积向陆相河流沼泽沉积过渡，厚度600一1700m;中生界为内陆湖泊、沼泽、河流相沉积，厚度2500一3000m;新生界，古气候由湿热转向干旱，构造由沉降转为隆升，沉积厚度不足300m。

因此，根据地质构造层和沉积古地理环境，可将该盆地地质构造演化、发展分为五大阶段。

1.1.1中、晚元古代拗拉谷阶段

早元古代，华北、塔里木陆块经过吕梁（中条）地壳运动的拼接而稳固化，但两者之间却被阿尔金平移断裂带所分隔。

中、晚元古代，由地壳热点所控制的秦祁裂谷应运而生，并发展为陆间裂谷系，对应于一系列三联点所产生的由主裂谷楔入华北陆块的陆内支裂谷又在其演化中天折，自西向东有贺兰拗拉谷，陕、豫、晋拗拉谷，皖、苏、鲁拗拉谷等。

它们向东北收敛、向西南张开，即向秦祁陆间裂谷沉积厚度增大、粒度变细、层位变全。

其中:

1.皖、苏、鲁拗拉谷由山东沂源向江苏徐州张开，长度220km。

沉积青白口系，称八公山组。

下部为碎屑岩，上部为页岩、泥岩，厚度800一1600m。

上覆震旦系称徐淮群、宿县群、栏杆群，由碎屑岩、页岩和碳酸盐岩所组成。

晚期，裂谷趋于消亡，出现以碳酸盐岩为主的蒸发台地相沉积。

累计沉积厚度可达5000m。

2.陕、豫、晋拗拉谷由山西安泽向西南逐步张开，东界洛阳、许昌，西界运城、永济，长度260km。

这是一个继承性较强的陆内裂谷。

统一的晚太古代华北克拉通于五台期先形成三叉裂谷系，后经五台运动又关闭固结;但至早元古代晚期却再度复活发展，形成陆内支裂谷。

再经中条运动变质变形又一次与华北地块结成统一基底。

上元古界，下部为陆源碎屑一中性、中基性、中酸性喷出火山岩，中上部为碎屑岩一碳酸盐岩建造，沉积巨厚、地层完整，变质程度向南愈近秦岭造山带愈深。

3.贺兰拗拉谷由桌子山经贺兰山向海源张开，长300km，呈北北东向延展。

中元古代一晚元古代，水体北浅南深，沉积物北粗南细，地层北薄南厚，在桌子山区，厚度60m，至海源一带厚度达3000m。

早古生代，该区拗拉谷再度活动，早寒武世沧浪铺期海侵达银川，龙王庙期海侵达石嘴山;至中寒武世，海水已遍布贺兰拗拉谷并波及鄂尔多斯广大地区。

晚寒武世后期，海水短暂后退;奥陶纪则再次海侵。

在贺兰山南段，中奥陶世为类复理式沉积，其中贺兰山、罗山、香山一带常见重力滑塌堆积，砾石、泥沙、灰基质与大小不等的外来岩块相混杂，充分预示着该拗拉谷即将消亡。

1.1.2早古生代浅海台地阶段

从华北全区看，当时的古地形是西部较高、东部较低，在东部形成平缓而开阔的台地。

寒武纪早期，海水开始由东部和南部向陆地进侵，产生浅海相碳酸盐及泥质碎屑沉积。

总的沉积特点是徐庄组为含陆源碎屑的红色钙泥质沉积，张夏组、固山组、风山组为潮汐沉积。

早、中奥陶世时，华北地壳运动处于宁静期，以缓慢沉降、海浸频繁、超复明显为特点。

然而，中奥陶世后期，不仅南侧的秦岭海槽向北俯冲消减于山阳一桐城一线、北侧的兴蒙海槽向南俯冲消减于索伦一西拉木伦一线，而且北祁连海槽也开始向阿拉善地块俯冲，终于导致了华北陆块的整体抬升。

早志留世时的南北祁连海槽仍发育复理石沉积、火山喷发物及浅侵入基性岩体，它们到了晚志留世才开始回返，形成粗粒碎屑类磨拉石沉积，至志留纪末期终于褶皱成祁连造山带。

在此阶段内，和华北地区一样，鄂尔多斯地块南、北分别为秦岭海槽、兴蒙海槽所夹持，东、西分别为晋陕拗拉谷、贺兰拗拉谷所控制，形成北部高、南部低、中间高、东、西两侧低的古构造背景。

在鄂尔多斯地块本体内，下古生界主要沉积厚400一1000m的浅海台碳酸盐岩;但其西南缘属于被动陆缘，形成向秦、祁海槽倾斜的陆架，沉积了厚达4500m的碳酸盐岩、海相碎屑岩及浊积岩。

总之，鄂尔多斯地区在早古生代经历了三次海进和海退。

寒武纪毛庄组时，鄂尔多斯陆与拉善陆分开;徐庄组时，鄂尔多斯陆又与吕梁陆分开，一度形成三陆并存的古构造背到了晚寒武世，吕粱陆下沉，鄂尔多斯陆却一分二，出现伊盟陆、庆阳陆与阿拉善陆相鼎立的局面。

早奥陶世，鄂尔多斯陆不仅南、北贯通，而且范围有所扩大，仅吕梁、渭北、贺兰地区为海域，在古拗拉谷基础上形成西南缘L型厚沉积带和东南缘反L型薄沉积带。

中奥陶世马家沟期，上述两个沉积带扩大并连为一体，使鄂尔多斯陆退至伊盟北部;平凉再度海退，鄂尔多斯陆随之扩大，至背锅山期，更与阿拉善陆、吕粱陆连为一体，恢复了华北古陆的面貌。

奥陶纪末期的加里东地壳运动使华北地区缺失了志留系、泥盆系及下石炭统沉积，沉积中断期长达130Ma。

这一长期侵蚀，在鄂尔多斯地区奥陶系顶部所形成的风化壳古岩溶带，对该区天然气富集成藏具有重大实际意义。

我国陆上第一个大气田一中部气田就是在奥陶系顶部风化壳古岩溶潜台中被发现的。

1.1.3晚古生代滨海平原阶段

晚古生代，包括鄂尔多斯在内的大华北陆块发生了巨大变化，主要表现是地理环境由海过渡为陆、地质构造由海中“台”过渡为陆上“盆”、地质演化由南北两侧双临海过渡为南侧半临海，规模由华北区扩展为华北一塔里木区。

早石炭世，该区海域再度扩大，南侧的秦岭海北缘可达南阳一西安一线，北侧的兴蒙海南缘可达赤峰一额济纳旗。

又一次呈现出华北陆、柴达木陆与塔里木陆相分隔的局面。

晚石炭世，海侵继续扩展，除华北陆北缘由酒泉经固阳至沈阳的条状高地、南缘由西宁经兰州至南阳的条状高地以及石家庄、蹼阳丘状高地外，全区呈现了局限浅海的沉积背景。

到了早二叠世，海水迅速后退，沉积以陆相为主。

但是至其末期，由于兴蒙海槽向南俯冲，蒙古陆块沿索伦一西拉木伦缝合带与华北陆块对接，遂形成了西南濒临上扬子海和南祁连海湾的古亚洲大陆。

晚古生代时，鄂尔多斯地区进一步与华北地块统一发展，仅其西南隅濒临古特提斯海并在麟游的二叠系、三叠系中见有多层潮坪海相夹层，累计厚度达50m，这也是鄂尔多地块西南濒临滨海环境的直接证据。

晚石炭世，气候更加湿润，但祁连海退缩、华北海进侵，从华北经鄂尔多斯到贺兰山区终于形成了太原组沉积的一统局面，其成煤期在中国煤炭矿产中占有重要地位。

下二叠统山

西组为煤系地层，在银川、环县一带的西部浅凹陷沉积岩厚150m，在绥德、宜川一带的东部浅凹陷沉积岩厚l00m，而中部古隆起区的沉积厚度却在75m以内。

石盒子组大体沿袭着山西组的沉积背景，然气候转旱，鄂尔多斯地区作为大华北盆地的组成部分沉积了河流相杂色碎屑岩，西部沉降区的厚度为35m0，东部沉降区的厚度为420m，中部古隆起区的厚度为250m。

石千峰组沉积时的地壳沉降发生了重大调整，由南部和北部的沉降（300一400m）代替了前期的西部与东部的沉降，中部古隆起亦趋于消亡。

所以，中部古隆起消亡的过程也是鄂尔多斯沉积区逐步与大华北盆地分离并向独立沉积盆地发展的过程。

1.1.4中生代内陆盆地阶

在古亚洲大陆地质背景下，形成鄂尔多斯盆地乃是华北克拉通构造、沉积发展的必然结果。

从区域地质看，早三叠世所形成的华北盆地属该克拉通的缩影，它北界北京一阴山南缘，西界银川一宝鸡，南界西安一许昌，东界济南一杨山，范围约800000平方千米。

由干其南所濒临的西秦岭浅海和南祁连海湾均可与松潘、甘孜海槽相沟通，所以，华北盆地应属陆缘滨海盆地环境。

中三叠世，扬子海明显南退，西秦岭浅海与北祁连海湾的残存面貌更加清楚，这种古亚洲大陆与特提斯洋的对立发展给华北盆地西南缘中三叠统沉积海泛夹层提供着有利的古地理背景。

晚三叠世，扬予陆块己与华北陆块碰撞、拼合，从而封闭了残存的右江、秦岭海槽，导致了秦岭的崛起，中国大陆的轮廓也日趋定型。

此时，松潘、甘孜海槽已退至汉中一格尔木以南，在东部抬升、西部沉降的古构造背景下，大华北盆地也向西收缩为晋陕盆地，其弧形走向应是秦岭北侧前渊和贺兰、六盘山东侧前渊的复合反映。

早侏罗世，昆仑山与巴颜喀拉山崛起，松潘、甘孜海槽关闭，湘、桂、黔高地与之一起并人中国大陆，‘出现了“两海、两盆”遥相对应的局面，即一方面是冈底斯地块北部的藏南海槽、念青唐古拉海槽与东南沿海的赣、湘、粤海湾遥相对应，另一方面是华北克拉通的鄂尔多斯盆地与扬子克拉通的川滇盆地遥相对应。

中侏罗世，海水已从中国大陆东部退去，所剩的海域只有西藏的羌塘一唐古拉海槽。

晚侏罗世，中国大陆的构造和沉积作用发生了两大变化:

其一是火山岩盆地的出现，东北地区的兴安火山岩盆地范围达900000平方千米，岩相属钙碱性系列的玄武岩一安山岩一流纹岩组合:

东南沿海的陆缘火山岩盆地范围达350000平方千米，岩相属钙碱性系列的流纹岩一英安岩组合;其二是陆内大型沉积盆地规模的缩小，即鄂尔多斯盆地缩至晋陕大峡谷以西、川滇盆地缩至万县、宜宾、楚雄西北。

早白奎世，中国大陆东北和东南沿海的内陆断陷火山碎屑一含煤沉积继续发育，真正算得上是沉积盆地的只有鄂尔多斯地区、河西走廊一潮水地区和准噶尔地区。

晚白奎世，中国大陆内部的小型断陷群继续发育。

尽管鄂尔多斯地区在晚三叠世属于晋陕盆地的一部分，但其主体坳陷、沉积中心的地位应是肯定无疑的;而且鄂尔多斯盆地所经历的前陆期，其西缘的标志要比南缘的标志更加明显。

1.1.5新生代盆地周边断陷阶

早第三纪，海水基本退出喜马拉雅地区，但塔里木却有海水从中亚侵入，形成喀什海湾。

当时华北东部发育陆相渤海湾盆地，阴山以北发育陆相戈壁盆地。

晚第三纪，渤海湾盆地向南扩大，海水己从中国大陆全部退出;加上扬子克拉通区大面积隆升遭受侵蚀，气候转旱、断块活动等因素，中国大陆进入陆内山前小盆地群发展阶段。

第四纪，中国大陆从西部到东部，地形呈现着高、中、低三级阶梯的总面貌，地壳厚度也呈现着厚、中等、薄的总变化趋势。

从第三纪开始，鄂尔多斯盆地在欧亚板块和印度板块、太平洋板块的相互作用下，盆地本部相对隆升，而周边地区却相继断陷形成一系列地堑，即南为汾渭地堑（5000m）、北为河套地堑（15000m）、西为银川地堑（5000m）和清水河地堑（4000m）。

这种近东西走向与近南北走向的裂陷反映了加里东、燕山期地壳运动的复活，也明显预示了该盆地正在走向解体。

从区域地质角度看，上述盆地本体隆升而周边断陷，正是其地壳运动均衡调整作用的结果（图1一1）。

通过对鄂尔多斯盆地构造的演化分析，我们可以得出如下认识:

1.该盆地的构造演化符合盆地原型说和盆地发展阶段论，其地史轨迹是由陆核地块（太古代）一克拉通拗拉谷（中上元古代）一浅海台地（下古生代）一局限海、陆缘平原（上古生代）一内陆盆地（中生代）一周边断陷（新生代）。

2.就沉积的构造背景而言，海相沉积主要发生于陆架区，陆相沉积主要发生于大盆地，在一定意义上可以说“盆生于陆“。

所以，广阔的中国大陆是陆相沉积盆地得以发育的重要地质背景，中国华南克拉通上的川滇盆地和华北克拉通上的冀、陕、晋盆地相互对应发展的分布格局就是引人注目的例子。

3.晚古生代以前，华北克拉通四周为广阔的海洋，南北更镶有海槽，其地势是西部较高、东部较低。

然而，随着亚洲大陆和中国大陆的形成，自二叠纪开始地势发生了逆转，像翘翘板一样又变为东部较高，西部较低。

到了新生代，地势再一次逆转，又恢复了西部高，东部低的面貌。

而鄂尔多斯盆地正好处于这种变动的枢纽带上。

4.在褶皱带的一些地段，往往会经过火山侵入、喷发作用而变得相对稳定，并以此为基础在其上形成年青的大型沉积盆地，中国东北的松辽盆地和台湾海峡盆地均可作为例子。

所以，断陷地裂作用所引起的火山岩活动区往往会成为该区发育沉积盆地的先兆。

5.以拗拉谷为构造背景，在其东西夹持中孕育沉降格架;以南北海槽俯冲为契机，在其南北翘升中孕育伸展坳陷;以印支燕山期地壳运动为成盆标志，在其推复冲断中孕育迁移性前渊;.以喜山期地壳伸展为发展特点，在其压、张、扭应力交插中孕育地壳活化;乃是鄂尔多斯盆地构造发展演化的主线。

1.2鄂尔多斯盆地构造属性、沉积特征

1.2.1鄂尔多斯盆地构造属性

鄂尔多斯盆地的构造属性是其地壳基底的克拉通本质所决定的，主要标志是整体升降、平起平落，地层水平、少见背斜，沉积盖层薄、岩浆活动弱。

（一）整体升降、平起平落

作为华北克拉通的重要组成部分，鄂尔多斯盆地在地质历史中一直保持着整体升降、平起平落的特点。

元古代后的几次全球性地壳运动在这里虽造成长期侵蚀，但都未见明显的角度不整合接触关系。

例如，晋宁地壳构造运动虽导致了中、晚元古界的变薄与缺失，但却未造成寒武系与之成为不整合的构造事件;加里东地壳运动早期（兴凯期）虽导致了下寒武统（笨竹寺组、沦浪铺组、龙王庙组）和下奥陶统亮甲山组沉积的缺失，晚期虽导致上奥陶统、志留系、泥盆系及下石炭统的缺失，但都只造成相应地层间的侵蚀平行不整合接触关系;海西期地壳运动也只导致了下石炭统的缺失;至于印支期地壳运动中，也只是在三叠系顶部形成了明显的侵蚀面和古地貌起伏;即便是在华北地区相对强烈的燕山期地壳运动中，也只形成了侏罗系和白至系之间、白至系（缺失中、上白至统）和第三系之间轻微的边缘不整合接。

（二）地层水平、少见背斜

人们常说鄂尔多斯盆地的区域构造呈不对称向斜状，西翼窄陡，东翼宽缓;其实它是东翘西倾的大斜坡倒更显得贴切些。

盆地地层倾角平均仅为半度，几近水平。

盆地中部唯一可测量的背斜是天池弯窿构造，其形状浑圆、无长、短轴之分，闭合面积50km。

在盆地边部的挠褶带、冲断带上则可见为数不少的小型背斜、半背斜构造。

（三）沉积盖层薄、岩桨活动弱

该区沉积盖层平均厚6000m，在西部冲断带前渊中也不过7000m，属于稳定地块区典型的沉积岩披盖状态。

岩浆岩虽有多期次的特点，但其分布都比较局限。

晋宁期:

位于天环坳陷的天深1井长城系见5层变辉绿岩，累积厚度70m;位于中部古隆起南部的庆深1井长城系见安山岩2一3层，累积厚度42.5m。

1.2.2鄂尔多斯盆地沉积特

盆地中的沉积系指盆地沉积盖层的全部，按海、陆环境变迁可将其区分为单层、双层和多层三种沉积结构形式。

单层式沉积系指沉积盖层纯属海相或陆相，形成单一的海相沉积盆地或陆相沉积盆地;双层式沉积系指沉积盖层先海相后陆相或先陆相后海相，形成互相叠合的沉积盆地;多层式沉积系指沉积盖层陆相、海相多次互变，形成多次叠加的沉积盆地。

鄂尔多斯盆地显然属于双层式沉积结构型。

盆地基底隆升与沉降必然给沉积盖层的海、陆变迁打上多旋回性的烙印。

鄂尔多斯盆地沉积盖层多旋回性是十分明显的。

通过海陆环境变迁、地层层序、接触关系、地壳升降、沉积分异、岩相变化和储盖组合等方面的综合分析，对其沉积的多旋回性已有深刻的认识（图1一2）。

沉积旋回规模有大有小，可将跨“系’的沉积旋回称为一级沉积徊，将相当于“系”的沉积旋回称为二级沉积旋回，将相当于“统”的沉积旋回称为三级沉积旋回，将相当于“组“的沉积旋回称为四级沉积旋回，将“组”内的沉积旋回称为五级沉积旋回。

在分析鄂尔多斯盆地含油气岩系的沉积类型时，应特别注意奥陶系的盐岩地层。

当时的古地形背景是南低、北高，自东而西，吕梁古隆起和中部古隆起作为两个水下屏障，控制着海域及海水流向，使之开放与封闭交替、淡化与成化相间。

清楚地呈现着奥陶纪海水自东向西进侵所形成的蒸发岩沉积序列。

总之，从已知下古生界含气区带看，奥陶