文章编号：１００１－６１１２（２０１１）０６－０５９２－０５
鄂尔多斯盆地南部镇泾地区典型油藏动态解剖及成藏过程恢复
尹 伟１，胡宗全１，李 松１，刘 震２，商晓飞３，张华照４
（１．中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，北京 １０００８３；２．中国石油大学（北京），北京 １０２２４９；
３．山东科技大学，山东青岛 ２６６５１０；４．中国石油长城钻探工程公司ＨＳＥ监督中心，北京 １００１０１
）摘要：利用孔隙演化史恢复、生烃史热模拟和流体包裹体分析等技术对鄂尔多斯盆地南部镇泾地区典型油藏进行了动态解剖。分析结果表明，研究区长８岩性圈闭形成时间为晚侏罗世以来（１６０Ｍａ）；长７主力烃源岩初始生烃时间为侏罗纪末（１４０Ｍａ），大规模生烃时间为早白垩世末期（１００Ｍａ）；长８油藏为两期成藏，成藏时间分别为早白垩世中期（１３０Ｍａ）和晚白垩世早期（９０Ｍａ
）；圈闭形成期、主力生烃期和关键成藏期时间配置关系好，有利于长８油藏的形成。结合构造演化，恢复油气充注成藏过程，建立了油气成藏动态演化模式，即“多期成藏、中期为主、晚期调整定型”。关键词：生烃史；成藏期次；成藏过程；动态成藏模式；镇泾地区；鄂尔多斯盆地南部中图分类号：ＴＥ１２２．３ 文献标识码：Ａ
Ｄｙｎａｍｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｒｅｃｏｖｅｒｙ
ｏｆ ｔｙｐｉｃａｌ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ ｉｎ Ｚｈｅｎｊｉｎｇ
ｒｅｇｉｏｎ，ｓｏｕｔｈ ｏｆ Ｏｒｄｏｓ ＢａｓｉｎＹｉｎ Ｗｅｉ １，Ｈｕ Ｚｏｎｇｑｕａｎ１，Ｌｉ Ｓｏｎｇ１，Ｌｉｕ Ｚｈｅｎ２，Ｓｈａｎｇ Ｘｉａｏｆｅｉ ３，Ｚｈａｎｇ
Ｈｕａｚｈａｏ４
（１．ＳＩＮＯＰＥＣ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ＆Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ；２．Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０２２４９，Ｃｈｉｎａ；３．Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｑｉｎｇｄａｏ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ２６６５１０，Ｃｈｉｎａ；４．ＨＳＥ Ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｇｒｅａｔ Ｗａｌｌ Ｄｒｉｌｌｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ，ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１
００１０１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃ ａｎａｌｙｓｅｓ ｏｆ ｔｙｐｉｃａｌ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ ｉｎ Ｚｈｅｎｊｉｎｇ
ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｏｒｄｏｓ Ｂａｓｉｎ ｈａｖｅｂｅｅｎ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｐｏｒｅ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｈｉｓｔｏｒｙ ｒｅｃｏｖｅｒｙ，ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｈｉｓｔｏｒｙ ｔｈｅｒｍａｌ ｓｉｍｕｌａ－ｔｉｏｎ ａｎｄ ｆｌｕｉｄ ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ ａｎａｌｙｓｅｓ．Ｔｈｅ Ｃｈａｎｇ８ｌｉｔｈｏｌｏｇｉｃ ｔｒａｐ
ｓ ｗｅｒｅ ｆｏｒｍｅｄ ｓｉｎｃｅ ｔｈｅ ｌａｔｅ Ｊｕｒａｓｓｉｃ（１６０Ｍａ）．Ｔｈｅ Ｃｈａｎｇ７ｓｏｕｒｃｅ ｒｏｃｋｓ ｂｅｇａｎ ｔｏ ｇｅｎｅｒａｔｅ ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ａｔ ｔｈｅ ｅｎｄ ｏｆ Ｊｕｒａｓｓｉｃ（１４０Ｍａ）ａｎｄａｃｈｉｅｖｅｄ ｔｈｅ ｐｅａｋ ａｔ ｔｈｅ ｅｎｄ ｏｆ ｅａｒｌｙ
Ｃｒｅｔａｃｅｏｕｓ（１００Ｍａ）．Ｔｈｅ Ｃｈａｎｇ８ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ ｗｅｒｅ ｆｏｒｍｅｄ ｄｕｒｉｎｇ２ｓｔａｇｅｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅ ｍｅｄｉｕｍ ｏｆ ｅａｒｌｙ Ｃｒｅｔａｃｅｏｕｓ（１３０Ｍａ）ａｎｄ ｔｈｅ ｂｅｇｉｎｎｉｎｇ ｏｆ ｌａｔｅ Ｃｒｅｔａｃｅｏｕｓ（９０Ｍａ）．Ｔｈｅ ｔｉｍｅｓ ｆｏｒ ｔｒａｐ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍａｔｃｈｅｄ ｗｅｌｌ，ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ｆａｖｏｒａｂｌｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈａｎｇ８ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ．Ｔｈｅ ｃｈａｒｇｉｎｇ ａｎｄ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｏｆｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｗｅｒｅ ｒｅｃｏｖｅｒｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ
ｔｏ ｔｈｅ ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｆ ｔｅｃｔｏｎｉｃ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ．Ａ ｄｙｎａｍｉｃ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｎｇ
ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｗａｓ ｍａｄｅ，ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｂｙ“ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｓｔａｇｅｓ ｏｆ ａｃｃｕｍｕｌａ－ｔｉｏｎ，ｍａｉｎｌｙ ｆｏｒｍｅｄ ｄｕｒｉｎｇ
ｔｈｅ ｍｉｄｄｌｅ ｓｔａｇｅ ａｎｄ ｌａｔｅ ｓｔａｇｅ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ”．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｈｉｓｔｏｒｙ；ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｔａｇｅ；ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ；ｄｙｎａｍｉｃ ａｃｃｕ－ｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ；Ｚｈｅｎｊｉｎｇ ｒｅｇｉｏｎ；ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｏｒｄｏｓ Ｂａｓｉｎ 镇泾区块（
又称镇泾地区）构造位置位于鄂尔多斯盆地西南部，天环向斜的南部［１－３
］（图１），与
中石油长庆油田的西峰油田［４－５
］具有相似的岩性
油藏成藏背景，构造背景为一近西倾单斜，构造平缓；三叠纪延长期湖盆面积大，烃源岩广泛发育，研
究区位于或紧临生烃中心，生烃条件良好［６－７
］；发
育辨状河三角洲前缘水下分流河道砂体，
储层发育，具低孔、特低渗特点［
８－１２
］。主要目的层位为上三叠统延长组，延长组自上而下分为长１－长１０共１０个油层组。截止到目前，在研究区所有层系均钻遇油层，但规模发现主要集中在长８油层组，长８油藏具有典型代表性。
该区整体资源探明率仅收稿日期：２０１１－０１－１０；修订日期：２０１１－１０－０９。
作者简介：尹伟（１９７２—），男，博士后，高级工程师，从事油气成藏研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｉｎｗｅｉ．ｓｙｋｙ＠ｓｉｎｏｐｅｃ．ｃｏｍ。基金项目：国家科技重大专项（２００８ＺＸ０５００２）和中国石化科技部项目（Ｐ０９０１４
）资助。
第３３卷第６期２０１１年１２月 石 油 实 验 地 质ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ ＧＥＯＬＯＧＹ ＆ＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴ
Ｖｏｌ．３３，Ｎｏ．６Ｄｅｃ．
，２０１１
图１ 鄂尔多斯盆地南部镇泾地区构造位置
Ⅰ１．西缘冲断带；Ⅰ２．天环坳陷；Ⅰ３．伊陕斜坡；Ⅰ４．
渭北隆起Ｆｉｇ．１ Ｔｅｃｔｏｎｉｃ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｚｈｅｎｊｉｎｇ
ｒｅｇｉｏｎ，ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｏｒｄｏｓ
Ｂａｓｉｎ５．５５％，
勘探潜力巨大。１ 圈闭演化史分析
众所周知，有效岩性圈闭的形成必须满足以下２个条件：
一是储层物性条件必须大于烃类充注的临界物性下限，否则烃类将无法充注；二是砂体上覆直接盖层条件必须达到盖层封闭烃类的要求，否则无法封盖住烃类。然而，随埋深增加储层烃类充注临界物性下限和上覆直接盖层封闭烃类的临界物性下限是一对矛盾统一体，因此，岩性圈闭必须达到一个临界埋藏深度，储层和盖层均有效才能形成有效岩性圈闭。
大量试油资料统计结果表明，
长８储层现今含油临界孔隙度为４％，油层孔隙度多分布于４％～１４％，
现今含油的临界渗透率为０．０１×１０－３μ
ｍ２
。这说明原油的分布不完全取决于储层现今的孔隙度、渗透率条件，储层可能具有先成藏后致密的特征。统计结果还表明，随孔隙度增加，油层所占的比例增加，当孔隙度大于等于１０．５％之后，油层所占的百分比大于水层和干层，
以油层为主，这说明油层有一个临界充注孔隙度，由此推测研究区长８储层临界充注孔隙度可能为１０．５％；
随渗透率增加，油层所占的比例增加，当渗透率大于等于０．３５×１０－３μｍ２
之后，油层所占的百分比大于水层和干层，以油层为主，同样表明油层有一
个临界充注渗透率，由此推测长８储层临界充注渗透
率为０．３５×１０－３μ
ｍ２
。综上所述，确定研究区长８储层烃类充注物性下限：孔隙度临界值为１０．５％，渗透率临界值为０．３５×１０－３μ
ｍ２
。盖层的遮挡主要包括物性遮挡、高压遮挡、烃浓
度遮挡和流体封存箱遮挡［
１３
］。前人研究成果表明，研究区油藏盖层主要为上覆泥岩的物性遮挡。根据国
内学者的研究［
１４－１５
］，依靠物性遮挡的盖层，泥岩的排替压力大于０．５ＭＰａ时为较好的封闭层，因此，当上覆泥岩的排替压力（Ｐｃ）大于０．５ＭＰａ则该盖层有效。据此将有效盖层的排替压力临界值定为０．５ＭＰａ
。依据上文确定的储层烃类充注临界物性下限和盖层物性遮挡临界物性下限，
结合储层孔隙随深度演化曲线、盖层物性随深度演化曲线和典型井的埋藏史，
同时满足有效储层和有效盖层条件则为有效岩性圈闭窗口，确定研究区长８油层组岩性圈闭初始形成时间为１６０Ｍａ，即晚侏罗世中期，Ａ和Ｂ砂体都进入了有效岩性圈闭窗口（图２
）
。图２ 鄂尔多斯盆地南部镇泾地区延长组长８油层组圈闭形成演化史
Ｆｉｇ．２ Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈａｎｇ８ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ ｉｎ Ｙａｎｃｈａｎｇ Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ，Ｚｈｅｎｊｉｎｇ
ｒｅｇｉｏｎ，ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｏｒｄｏｓ Ｂａｓｉｎ·
３９５· 第６期 尹伟，
等．鄂尔多斯盆地南部镇泾地区典型油藏动态解剖及成藏过程恢复
２ 生烃史分析
研究区长期处于延长期湖盆的沉积中心附近，延长组烃源岩遍布全区，烃源岩厚度可达１５０～
３００ｍ［１
６］
。主力烃源岩为长７油层组暗色泥岩，该套烃源岩有机质丰度高，大部分地区有机碳含量大
于１％，局部地区可达到４％以上；有机碳分布总体上北东、
正东和北部高，南西低，自西南向东北逐渐增高，有机碳平均含量为２．４２％，总烃含量为０．０８２ ８％，达到中等—好烃源岩；但成熟度并不高，大部分地区Ｒｏ达到０．５％，局部地区Ｒｏ达到０．８％，
整体处于低—中成熟阶段。根据前人热史研究成果［１７－１８
］，利用ＢａｓｉｎＭｏｄ－１Ｄ软件开展长７生烃史热模拟，结果表明：长７烃源岩初始生烃时间为早白垩世早期（大约１４０Ｍａ），大规模生烃时间为早白垩世晚期（大约１００Ｍａ
）（图３）。３ 成藏期次分析
采集红河１０５井长８油层油砂样品１５块，开展烃类包裹体相伴生盐水包裹体产状、
与成岩矿物切割期次的关系、盐度和均一化温度分析测定。根据与烃类包裹体相伴生的盐水包裹体均一化温度的测试结果统计，长８油层组包裹体均一化温度分布明显呈双峰分布，２个主峰分别为９０～１００℃和
１０５～１１５℃（图４），显示长８油层组存在２期油气充注成藏。
结合红河１０５井单井埋藏史及热史模拟结果，油气成藏分为２期。第１期为早白垩世中期（约１３０Ｍａ
）；结合圈闭演化、生烃史模拟结果，
不难看图３ 鄂尔多斯盆地南部镇泾地区
延长组长７主力烃源岩生排烃史模拟
Ｆｉｇ．３ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｈａｒｇｉｎｇ
ｏｆ Ｃｈａｎｇ７ｍａｉｎ ｓｏｕｒｃｅ ｒｏｃｋｓ ｉｎ Ｙａｎｃｈａｎｇ
Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ，Ｚｈｅｎｊｉｎｇ
ｒｅｇｉｏｎ，ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｏｒｄｏｓ Ｂａｓｉ
ｎ图４ 鄂尔多斯盆地南部镇泾地区
延长组长８油藏流体包裹体均一温度分布
Ｆｉｇ．４ Ｈｏｍｏｇｅｎｉｚａｔｉｏｎ ｔｅｍｐ
ｅｒａｔｕｒｅｓ ｏｆ ｆｌｕｉｄ ｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓｉｎ Ｃｈａｎｇ８ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ，Ｙａｎｃｈａｎｇ Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ，Ｚｈｅｎｊｉｎｇ
ｒｅｇｉｏｎ，ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｏｒｄｏｓ Ｂａｓｉｎ出该期烃类充注时间对应于长７主力烃源岩初始生烃期。第二期为晚白垩世中晚期（９０Ｍａ），对应于长７主力烃源岩高峰生烃期；结合构造演化，该期对应于晚白垩世中晚期盆地整体抬升剥蚀期，此时构造运动导致研究区长８砂体由原来的东倾变为西倾，圈闭条件更为有利，加之断裂活动强烈，一方面导致烃类沿断裂运移快速充注，
另一方面翘倾运动导致砂体内烃类调整再聚集成藏和富集，该期是研究区关键成藏期（
图５）。４ 成藏过程恢复及动态成藏模式建立
在成藏要素和成藏作用分析基础上，结合构造演化，以时间为主线恢复油气成藏过程。首先，确定各成藏作用发生的时间。根据岩性圈闭形成所需临界储层物性下限（Φ≥１０．５％）和有效盖层物性下限（Ｐｃ≥０．５ＭＰａ）确定圈闭形成时间为晚侏罗世以来（１６０Ｍａ）；根据主力烃源岩热模拟结果，确定主力烃源岩长７油层组初始生烃时间为侏罗纪末（１４０Ｍａ
），大规模生烃时间为早白垩世末期（１００Ｍａ）；根据红河１０５井长８油层组与烃类包裹体相伴生的盐水包裹体均一化温度分布，结合埋藏史、热史，确定长８油层组油藏为两期成藏，成藏时间分别为早白垩世中期（１３０Ｍａ）和晚白垩世早期（９０Ｍａ）；由此可见，
圈闭形成期、主力生烃期和主要成藏期时间匹配好，
有利于长８岩性油藏的形成。其次，以时间为主线，分成藏前、成藏期和现今，分别恢复油藏区古构造面貌、圈闭条件、充注动
力条件。在此基础上，结合各成藏作用发生时间，恢复油气动态成藏演化过程。研究区油气成藏过程：（１）晚侏罗世中期—早白垩世晚期缓慢充注成藏阶段。晚侏罗世以来圈闭形成，长７主力烃源岩
·
４９５· 石 油 实 验 地 质 第３
３卷
图５ 鄂尔多斯盆地南部镇泾地区延长组长８油藏动态成藏演化模式
Ｆｉｇ．５ Ｄｙｎａｍｉｃ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈａｎｇ８ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ ｉｎ Ｙａｎｃｈａｎｇ Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ，Ｚｈｅｎｊｉｎｇ ｒｅｇｉｏｎ，ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｏｒｄｏｓ Ｂａｓｉｎ
开始生烃，长８油层组砂体向东北倾，油气缓慢充注砂体前端；（２）早白垩世末—晚白垩世中期快速充注大规模成藏阶段。中生代构造热事件（主要发生在早白垩世（１３８～１００Ｍａ），构造热事件持续时间约在１０～４０Ｍａ之间）导致长７烃源岩快速成熟，进入生排烃高峰，大规模生排烃；晚白垩世以来，燕山晚期构造运动一方面导致盆地整体抬升，进入后期改造演化阶段；另一方面导致延长组右旋走滑断层的发育，断层沟通长７烃源岩和长８砂体，油气大规模快速充注成藏，是现存油藏的主要形成期；（３）古近纪以来油藏调整再聚集成藏和富集阶段。古近纪盆地整体抬升翘倾［１９］，研究区长８
·
５
９
５
·
第６期 尹伟，等．鄂尔多斯盆地南部镇泾地区典型油藏动态解剖及成藏过程恢复
油层组砂体倾向倒转，由原来的东北倾变为现在的西南倾，
砂岩上倾尖灭岩性圈闭幅度提高，油气在砂体内部调整再聚集，并在局部地区富集。在此基础上，
建立了研究区中生界典型油藏油气动态成藏演化模式（图５），即“多期成藏、中期为主，晚期调整定型”
。５ 结论
１）长８油层组岩性圈闭形成时间为１６０Ｍａ，即晚侏罗世以来。
２
）长７主力烃源岩初始生烃时间为侏罗纪末（１４０Ｍａ），大规模生烃时间为早白垩世末期（１００Ｍａ
）。３
）长８油层组油藏为两期成藏，成藏时间分别为早白垩世中期（１３０Ｍａ）和晚白垩世早期（９０Ｍａ）。４
）圈闭形成期、主力生烃期和主要成藏期时间配置关系好，有利于长８岩性油藏的形成。５
）建立了研究区长８油层组油气动态成藏演化模式，
即“多期成藏、中期为主，晚期调整定型”。参考文献：
［１］ 杨俊杰．
鄂尔多斯盆地构造演化与油气分布规律［Ｍ］．北京：石油工业出版社，２００２：２０－２５．
［２］ 周文，
刘飞，戴建文，等．镇泾地区中生界油气成藏影响因素［Ｊ］．油气地质与采收率，２００８，１５（２）：５－８．
［３］ 王震，
李仲东，惠宽洋，等．鄂尔多斯盆地镇泾地区中生界油气成藏主控因素分析［Ｊ］．断块油气田，２００７，１４（３）：２５－２７．［４］ 英亚歌，
王震亮，范昌育．鄂尔多斯盆地陇东地区延长组流体动力作用下的石油运移与聚集特征［Ｊ］．石油与天然气地质，２０１１，３２（１）：１１８－１２３．
［５］ 武明辉，
张刘平，罗晓容，等．西峰油田延长组长８段储层流体作用期次分析［Ｊ］．石油与天然气地质，２００６，２７（１）：３３－３６．
［６］ 姚素平，
张科，胡文瑄，等．鄂尔多斯盆地三叠系延长组沉积有机相［Ｊ］．石油与天然气地质，２００９，３０（１）：７４－８１．［７］ 杨华，
张文正．论鄂尔多斯盆地长７段优质油源岩在低渗透油气成藏富集中的主导作用：地质地球化学特征［Ｊ］．地球化学，２００５，３４（２）：１４７－１５４．
［８］ 王震，
李仲东，惠宽洋，等．鄂尔多斯盆地镇泾地区中生界油气成藏条件分析［Ｊ］．天然气勘探与开发，２００７，３０（２）：２１－２５．［９］ 李凤杰，
王多云，徐旭辉．鄂尔多斯盆地陇东地区三叠系延长组储层特征及影响因素分析［Ｊ］．石油实验地质，２００５，２７（４）：３６５－３７０．
［１０］ 王新民，
郭彦如，付金华．鄂尔多斯盆地延长组长８段相对高孔渗砂岩储集层的控制因素分析［Ｊ］．石油勘探与开发，２００５，３２（２）：３５－３８．
［１１］ 张晓莉，
谢正温．鄂尔多斯盆地陇东地区三叠系延长组长８储层特征［Ｊ］．矿物岩石，２００６，２６（４）：８３－８８．
［１２］ 程启贵，
郭少斌，王海红，等．鄂尔多斯盆地中西部长６油层组储层综合评价［Ｊ］．石油实验地质，２０１０，３２（５）：４１５－４１９．
［１３］ 付广，
陈章明，姜振学．盖层物性封闭能力的研究方法［Ｊ］．中国海上油气（地质），１９９５（２）：８３－８８．
［１４］ 黄志龙，
郝石生．盖层突破压力及排替压力的求取方法［Ｊ］．新疆石油地质，１９９４，１５（２）：１６３－１６６．
［１５］ 郑朝阳，
张文达，朱盘良．盖层类型及其对油气运移聚集的控制作用［Ｊ］．石油与天然气地质，１９９６，１７（２）：９６－１０１．
［１６］ 周文，
苏复义，戴建文．鄂尔多斯盆地曙光地区延长组低丰度油藏成藏机理［Ｊ］．石油与天然气地质，２００９，３０（３）：３３０－３３７．
［１７］ Ｚｈａｏ Ｍｅｎｇ
ｗｅｉ，Ｂｅｈｒ Ｈ Ｊ，Ａｈｒｅｎｄｔ Ｈ，ｅｔ ａｌ．Ｔｈｅｒｍａｌ ａｎｄｔｅｃｔｏｎｉｃ ｈｉｓｔｏｒｙ ｏｆ ｔｈｅ Ｏｒｄｏｓ Ｂａｓｉｎ，Ｃｈｉｎａ：ｅｖｉｄｅｎｃｅ ｆｒｏｍａｐｉｔｉｔｅ ｆｉｓｓｉｏｎ ｔｒａｃｋ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｖｉｔｒｉｎｉｔｅ ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ ａｎｄ Ｋ－Ａｒｄａｔｉｎｇ［
Ｊ］．ＡＡＰＧ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ，１９９６，８０（７）：１１１０－１１３４．［１８］ 任战利，
张盛，高胜利，等．鄂尔多斯盆地构造热演化史及其成藏成矿意义［Ｊ］．中国科学Ｄ辑：地球科学，２００７，３７（Ｓ１）：２３－３２．
［１９］ 邸领军，
张东阳，王宏科．鄂尔多斯盆地喜山期构造运动与油气成藏［Ｊ］．石油学报，２００３，２４（２）：３４－３７．
（编辑 徐文明櫰櫰櫰櫰櫰櫰櫰櫰櫰櫰櫰櫰櫰櫰櫰櫰櫰櫰櫰櫰櫰櫰櫰櫰櫰櫰櫰櫰櫰櫰櫰櫰櫰櫰櫰櫰櫰櫰櫰櫰櫰櫰櫰櫰櫰櫰櫰櫰
）
（上接第５９１页）
［５］ 中国石油天然气总公司．
ＳＹ／Ｔ５７３５１９９５中华人民共和国石油天然气行业标准：陆相烃源岩地球化学评价方法［Ｓ］．北京：石油工业出版社，１９９５：３－８．
［６］ 范明，
黄继文，陈正辅．塔里木盆地库车坳陷烃源岩热模拟实验及油气源对比［Ｊ］．石油实验地质，２００９，３１（５）：５１８－５２１．［７］ 蒋有录，
卓勤功，谈玉明，等．富油凹陷不同洼陷烃源岩的热演化及生烃特征差异性［Ｊ］．石油实验地质，２００９，３１（５）：５００－５０５．
［８］ 李成，
王良书，郭随平，等．塔里木盆地热演化［Ｊ］．石油学报，２０００，２１（３）：１３－１７．
［９］ 王铁冠，
戴世峰，李美俊，等．塔里木盆地台盆区地层有机质热史及其对区域地质演化研究的启迪［Ｊ］．中国科学辑：地球科学，２０１０，４０（１０）：１３３１－１４４１．
［１０］ 王冰，
马慧明，刘军瑛，等．塔里木盆地沙雅隆起雅克拉地区三叠系烃源岩特征［Ｊ］．特种油气藏，２００９，１６（２）：４３－４９．
［１１］ 王超，
黄智斌，谭泽金．塔里木盆地北部坳陷阿瓦提凹陷三叠系划分对比［Ｊ］．新疆地质，２００８，２６（２）：１３３－１３６．
［１２］ 党青宁，
赵宽志，孙雄伟，等．阿瓦提凹陷三叠系地震相特征及有利探区预测［Ｊ］．新疆石油地质，２００９，３０（２）：２０８－２１０．
［１３］ 祝贺，
刘家铎，田景春，等．塔北—塔中地区三叠纪岩相古地理特征及油气地质意义［Ｊ］．断块油气田，２０１１，１８（２）：１８３－１８６．
［１４］ 王龙樟．
塔里木盆地阿瓦提—满加尔坳陷三叠—侏罗纪沉积物源变迁［Ｊ］．地球科学———中国地质大学学报，２０００，２５（１）：３９－４３．
［１５］ 田作基，
罗志立，罗蛰潭，等．塔里木阿瓦提前陆盆地构造特征及油气远景［Ｊ］．新疆石油地质，１９９９，２０（３）：１９３－１９８．
［１６］ 吕修祥，
李建交，赵风云，等．塔里木盆地西部环阿瓦提凹陷区油气勘探前景再认识［Ｊ］．海相油气地质，２００７，１２（３）：１０－１３．
（编辑 韩 彧）
·
６９５· 石 油 实 验 地 质 第３
３卷
文章编号:100121986(2007)0120029205 低变质煤的煤层气开发潜力 ———以鄂尔多斯盆地侏罗系为例 张培河 (煤炭科学研究总院西安分院,陕西西安 710054) 摘要:以鄂尔多斯盆地侏罗系为例,分析了低变质煤的煤层气地质特征、保存条件、主要储层参数的分布特征以及煤层气资源状况。鄂尔多斯盆地侏罗系煤的变质程度低,煤层发育层数多、厚度大,水文地质条件有利,煤层气资源条件优越。与美国粉河盆地对比,鄂尔多斯盆地侏罗系煤层气具有一定的开发潜力。中国低变质煤分布广泛,煤炭及煤层气资源量巨大,煤层气地质条件优越。但其勘探程度较低,应进一步加大勘探力度。关 键 词:低煤级;煤层气;开发潜力;鄂尔多斯盆地中图分类号:P618.11 文献标识码:A Coalbed methane (CBM )development potential of low rank coal : A case study from Ordos B asin ZH ANG Pei 2he (Xi ′an Branch ,China Coal Research Institute ,Xi ′an 710054,China ) Abstract :The low rank coal C BM geology ,including reserve condition ,reserv oir parameters and res ource ,is discussed in a case of Jurassic formations in Ordos Basin.Through this study it is indicated that the Jurassic formations ’coals in Ordos Basin are charac 2terized by low rank ,m ore coal bed targets ,big thickness ,fav orable hydrological condition and res ource.C ontrasted with the C BM geological setting in P owder River basin in America ,the Jurassic formations in Ordos Basin has certain development potential.I t is known that the low rank coal C BM development is success ful in America ,and in China there is the extensive low rank coal distribu 2tion ,the vast coal and C BM res ource ,the fav orable geological condition.Therefore it is necessary to put m ore strengh to explore C BM reserv oirs in Ordos Basin. K ey w ords :low rank coal ;C BM;development potential ;Ordos Basin 低变质煤的煤层气勘探开发,在美国等国家已经取得了巨大成功。20世纪末,美国开始在粉河盆地、犹因塔盆地进行煤层气勘探开发,取得了巨大的成功,目前,又在大绿河、风河盆地进行勘探。 我国低变质煤主要分布在鄂尔多斯盆地、准噶尔盆地、吐哈盆地、伊犁盆地、柴达木北缘以及内蒙古东部的二连盆地、海拉尔盆地等,成煤时代主要有:侏罗纪、早白垩世和古近纪等。我国低变质煤具有煤层发育层数多、厚度大、埋藏浅、煤炭及煤层气资源量大的特点(表1)。根据第3次全国煤田预测资料,我国陆上垂深2000m 以浅的煤炭资源总量为55697.49亿t ,其中,褐煤、长焰煤和气煤为42439.92亿t ,占76.20%;最新煤层气资源量计算 表明,我国陆上垂深2000m 以浅的煤层气资源量 为32.56×104亿m 3 ,其中,褐煤、长焰煤和气煤为 17.67×104亿m 3 ,占54.26%。 由于低变质煤的成煤期普遍较晚,煤层遭受构造运动的破坏程度低,因此,煤层原生结构普遍较 好,煤层裂隙发育,渗透率高,煤层气开发的地质条件优越。煤田勘探、油气田勘探或煤层气勘探显示,部分低变质煤区的煤层气开发潜力大。1993年,在准噶尔盆地彩南地区钻探的彩17井和彩19井对侏罗系八道湾组煤层测试,日产气2000～4000m 3Πd [1];新疆煤田地质局156队在准南煤田进行煤 层气勘探,实测煤层气含量为7～12m 3 Πt ,渗透率2.7 ～18.5md [2] ;大黄山煤矿侏罗系煤层瓦斯含量较 高,排放气量达2000m 3/d [1] 。辽河断陷盆地东部凹陷中段欧利坨子区古近系煤层含气量为4.63～ 11.07m 3 Πt ,欧31井煤层孔隙度为4.6%～9.8%,渗 透率为4.19～16.8md [3] 。鄂尔多斯盆地黄陵矿区 收稿日期:2006209229 基金项目:“十五”国家重大科技攻关项目“中国煤层气富集成藏规律与勘探开发有利地区优选研究” (2001BA605A -07-01)和“973”国这重点基础研究发展规划项目“中国煤层气成藏机制及经济开采基础研究” (2002C B11700)资助作者简介:张培河(1969— ),男,山东胶南人,高级工程师,从事煤层气资源评价及开发技术研究1第35卷第1期2007年2月 煤田地质与勘探C OA L GE O LOGY &EXP LORATI ON V ol.35N o.1 Feb.2007
鄂尔多斯盆地天然气分布及利用 鄂尔多斯盆地是我国第二大沉积盆地，面积37×104km2。自中国陆上第一口油井在陕北钻探成功以来，已历经了近一个世纪的油气勘探，可谓勘探历史悠久，然而对于天然气勘探来说，仍可看作是一个新的地区，因为盆地天然气大规模的研究、勘探和开发仍比较滞后，靖边、苏里格、榆林、乌审旗等4个上千亿立方米的大气田都是上世纪90年代以来才发现。因此，盆地天然气资源潜力大，储量发现率低，天然气工业发展前景大。 鄂尔多斯盆地截至2004年底共探明8个气田，探明地质储量 11955.56×108m3，可采储量7082.56×108m3。天然气藏主要以地层—岩性气藏为主，具有低孔、低渗、低压、低丰度等特征。盆地常规天然气资源主要分布在古生界，有C-P和O两套主力产层，勘探面积25×104km2。其中上古生界预测资源量8.59×1012m3，有利勘探区带资源量为3.92×1012m3；下古生界预测资源量为2.36×1012m3，有利勘探区资源量为1.16×1012m3。煤层甲烷资源主要分布在C-P 和J，预测煤层气资源11.2×1012m3，有利勘探区资源量为4.4×1012m3；另外盆地中生界还包括油田伴生气资源3416.94×108m3。因此，盆地天然气资源潜力雄厚，资源配置合理，后备资源充足，预计到2010年，鄂尔多斯盆地天然气累计探明储量可达15000×108～20000×108m3，可成为我国最大的天然气资源战略接替基地。 鄂尔多斯盆地天然气分布 鄂尔多斯盆地常规天然气资源量（煤成气及碳酸盐岩气）为10.95×1012m3，占全国二次资源评价天然气总资源量38×1012m3的三分之一，占最新资源评价结果50.6×1012m3的21%。煤层气占全国煤层甲烷总量32.6×1012m3的34%。
鄂尔多斯盆地地质特征鄂尔多斯盆地，北起、大青山，南抵，西至贺兰山、六盘山，东达、太行山，总面积37万平方公里，是我国第二大。 鄂尔多斯盆地是上的名称，也称陕甘宁盆地，横跨陕、甘、宁、蒙、晋五省（区）。“”意为“宫殿部落群”和“水草肥美的地方”。权威的解释，“鄂尔多斯”是“官帐”的意思。由蒙语翰尔朵（官帐的意思）的复数演变而来。但也有人把成吉思汗死后，其使用过的物品被安放在八个白室中供奉，专门的护陵人繁衍并逐渐形成了一个新的蒙古部落鄂尔多斯部落。其后几百年间，鄂尔多斯部落的按时祭奠，一直没有离开此地。这样久而久之，这一地区就叫做鄂尔多斯了。历史上的鄂尔多斯地区包括今日伊克昭盟全境，还包括的河套及宁夏和的一部分地区。鄂尔多斯地区西、北、东三面环水，南与相接，形成一个巨大的套子，因此也被称为“河套”。从所跨地域 鄂尔多斯盆地，其地域跨蒙汉广大地域，而且绝大部分地域是汉族居住区，为什么把该“盆地”叫蒙语“鄂尔多斯”盆地，而不叫汉语名称。据传说1905年前后，英国人到此地域勘探，最早进入现在的，就是最先踏入的立足地，另外在西方人眼里，亚洲人都是属于序列。所以，自然而然地就把该盆地称之为鄂尔多斯盆地，但也无法考证。 “陕甘宁”盆地在长庆油田会战初期叫得比较响，但随着市场经济的缘故，人们都喜欢“新奇”，“陕甘宁”盆地叫的人越来越少了，加上赶时髦，伊克昭盟改为“鄂尔多斯”市，叫“陕甘宁”盆地的人就更少了。
“陕甘宁”也不确切，因为“盆地”跨陕、甘、宁、蒙、晋五省（区）地域。总之，这也不是个什么大问题，在和谐的今天，叫什么都无所谓。 从地质特性看，鄂尔多斯盆地是一个整体升降、坳陷迁移、构造简单的大型多旋回克拉通盆地，基底为太古界及下变质岩系，沉积盖层有长城系、蓟县系、震旦系、寒武系、、石炭系、、三叠系、、白垩系、第三系、第四系等，总厚5000—10000m。主要油气产层是三叠系、侏罗系和奥陶系上古升界和下。 从盆地构造特征看 鄂尔多斯盆地石油开发示意图 从盆地构造特征看，西降，东高西低，非常平缓，每公里坡降不足1°。从盆地油气聚集特征讲是半盆油，满盆气，北气、上油下气。具体讲，面积大、分布广、复合连片、多层系。纵向说含油层系有“四层楼”之说，因此，这个盆地有之誉。 鄂尔多斯盆地地形模型 鄂尔多斯盆地位于中国中西部地区，为中国第二大，其、、三种资源探明储量均居全国首位，石油资源居全国第四位。此外，还含有、、、水泥灰岩、、、、等其他矿产资源。 盆地具有地域面积大、广、能源矿种齐全、资源潜力大、储量规模大等特点。盆地内石油总约为86亿吨，主要分布于盆地南部10万平方公里的范围内，其中占总储量78.7%，占总储量19.2%，宁夏占总储量2.1%。天然气总资源量约11万亿立方米，储量超过千亿立方米的天然气大气田就有5个。埋深2000米以内的煤炭总资源量约为4万亿吨；埋深1500米
鄂尔多斯盆地沉积——构造演化及油气勘探新领域 2002年9月
目录 前言 一．地质背景与构造演化 （一）地质背景 (1) （二）构造演化 (2) 二．鄂尔多斯盆地古生代—中生代沉积演化 （一）奥陶系沉积体系划分及岩相古地理演化 (4) （二）石炭—二叠纪沉积体系划分及岩相古地理演化 (10) （三）中生界沉积体系划分及岩相古地理演化 (18) 三．鄂尔多斯盆地下古生界奥陶系生、储、盖特征及天然气富集规律（三）烃源岩特征 (25) （四）储集岩特征 (33) （五）盖层特征 (44) （六）天然气富集规律……………………………………………………四．尔多斯盆地上古生界生、储特征及天然气富集规律 （一）烃源岩特征 (55) （二）储集岩特征 (56) （三）天然气富集规律 (69) 五．鄂尔多斯盆地中生界生、储特征及石油资源评价 （一）烃源岩特征………………………………………………………… （二）储集岩特征………………………………………………………… （三）石油成藏规律………………………………………………………
前言 本课题以新理论、新思路为指导，以收集、综合分析和总结已有成果为主，重点野外调查和岩芯观察为辅，深化、综合、总结前人研究成果，研究盆地沉积演化历史，确定生储盖组合、结合研究和总结石油地质规律和油气勘探新领域。 为了完成有关研究内容，课题组成员自合同鉴定之后进行了大量的资料收集，露头剖面观测，钻井岩芯观察等工作，完成了大量工作量，具体见表1。 表1 完成工作量一览表 通过一年的工作取得了如下认识 1．确定了奥陶系、石炭—二叠系、中生界三叠—侏罗系沉积体系类型，其中奥陶系主要为碳酸岩沉积，包括4大沉积体系，石炭—二叠系主要为陆源碎屑岩沉积，包括6大沉积体系，中生界侏罗系包括三大沉积体系。 2．详细讨论了各时期岩相古地理特征及演化 3．深入论述了奥陶系、石炭—二叠系及中生界生储留特征，特别是详细讨论了各时代储集岩特征 4．在上述基础上分别讨论了奥陶系、石炭—二叠系及中生界的油气有无勘探目标区，认为今后不同时代油气勘探具有重要的指导意义。
鄂尔多斯盆地是一个含油气沉积盆地[24-27]。盆地北以阴山为界，向南经陕西， 至北秦岭；西与六盘山、贺兰山毗邻，向东延伸，至山西吕梁山[7]。盆地横跨内 蒙古、陕西、山西、甘肃、宁夏五省份，总面积约33×104km2。 2.1 大地构造背景及研究区范围 2.1.1 大地构造背景 从大地构造背景来看（图2-1），鄂尔多斯盆地地块北隔河套盆地与内蒙地轴 相望，南与秦岭褶皱带相接；西与北祁连褶皱带为界，至东部鄂尔多斯地块[28]。 图2-1 鄂尔多斯盆地及其邻区构造格局图（据陈刚，1994）构造区划：Ⅰ鄂尔多斯地块；Ⅰ1天环向斜，Ⅰ2东部斜坡，Ⅰ3东南部挠褶带；Ⅱ贺兰断褶带；Ⅲ华北地块南缘构造带：Ⅲ1六盘山-鄂尔多斯南缘过渡带，a 六盘山弧形逆冲构造带；b 南北向构造带；c 鄂尔多斯南缘冲断带；Ⅲ2 祁连—北秦岭带：a 北祁连构造带； b 中祁连构造带； c 南祁连构造带； d 北秦岭带；Ⅳ阿拉善地块（阿拉善隆起）；Ⅴ山西地块；Ⅵ伊盟隆起；Ⅶ内蒙加里东海西褶皱带；Ⅷ内蒙隆起。 主要断裂：①离石断裂；②桌子山东断裂；③贺兰山东麓断裂；④地块西南缘边界断裂:（4a）龙首山—查汉布鲁格断裂，（4b）金塔泉—马家滩断裂，（4c）惠安堡—沙井子断裂，（4d）草碧—老龙山—口镇圣人桥断裂；⑤青铜峡—固原断裂；⑥地块南缘过渡带与祁连—北秦岭构造带分界断裂:（6a）北祁连—海原断裂，（6b）宝鸡—洛南—栾川断裂；⑦（华北）地块南缘构造带与南秦岭构造带分界断裂：（7a）临夏—武山断裂，（7b）商县—丹凤断裂。 图例说明：1、祁连—北秦岭变质杂岩（Ar-Pt1），2、一级构造单元分界断裂，3、二、三级构造单元分界 2.1.2 研究范围
鄂尔多斯盆地地质特征 鄂尔多斯盆地，北起阴山、大青山，南抵岭，西至贺兰山、六盘山，东达吕梁山、太行山，总面积37万平方公里，是我国第二大沉积盆地。 鄂尔多斯盆地是地质学上的名称，也称陕甘宁盆地，行政区域横跨陕、甘、宁、蒙、晋五省（区）。“鄂尔多斯”意为“宫殿部落群”和“水草肥美的地方”。权威的解释，“鄂尔多斯”是蒙语“官帐”的意思。由蒙语翰尔朵（官帐的意思）的复数演变而来。但也有人把成吉思汗死后，其使用过的物品被安放在八个白室中供奉，专门的护陵人繁衍并逐渐形成了一个新的蒙古部落鄂尔多斯部落。其后几百年间，鄂尔多斯部落的蒙古人按时祭奠成吉思汗陵，一直没有离开此地。这样久而久之，这一地区就叫做鄂尔多斯了。历史上的鄂尔多斯地区包括今日伊克昭盟全境，还包括巴彦淖尔盟的河套及和陕北的一部分地区。鄂尔多斯地区西、北、东三面环水，南与古长城相接，形成一个巨大的套子，因此也被称为“河套”。 从所跨地域 鄂尔多斯盆地，其地域跨蒙汉广域，而且绝大部分地域是汉族居住区，为什么把该“盆地”叫蒙语“鄂尔多斯”盆地，而不叫汉语名称。
据传说1905年前后，英国人到此地域勘探石油，最早进入现在的伊克昭盟，鄂尔多斯大草原就是最先踏入的立足地，另外在西方人眼里，亚洲人都是属于蒙古人种序列。所以，自然而然地就把该盆地称之为鄂尔多斯盆地，但也无法考证。 “陕甘宁”盆地在长庆油田会战初期叫得比较响，但随着市场经济的缘故，人们都喜欢“新奇”，“陕甘宁”盆地叫的人越来越少了，加上赶时髦，伊克昭盟改为“鄂尔多斯”市，叫“陕甘宁”盆地的人就更少了。“陕甘宁”也不确切，因为“盆地”跨陕、甘、宁、蒙、晋五省（区）地域。总之，这也不是个什么大问题，在中国民族和谐的今天，叫什么都无所谓。 从地质特性看，鄂尔多斯盆地是一个整体升降、坳陷迁移、构造简单的大型多旋回克拉通盆地，基底为太古界及下元古界变质岩系，沉积盖层有长城系、蓟县系、震旦系、寒武系、奥系、石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系、第三系、第四系等，总厚5000—10000m。主要油气产层是三叠系、侏罗系和奥系上古升界和下古生界。 从盆地构造特征看 鄂尔多斯盆地石油开发示意图 从盆地构造特征看，西降东升，东高西低，非常平缓，每公里坡降
鄂尔多斯盆地区域地质概况 一、概况 鄂尔多斯盆地的广义地理界线：北起阴山，南到秦岭，东自吕梁山，西至贺兰山，六盘山一线。 盆地含油气地层主要为侏罗系的延安组合三叠系富含延长植物群的一套地层。 盆地内出露的地层包括：太古界至奥陶系，石炭系至白垩系，第三系和第四系，以陆相中生代地层和第四系黄土最为发育且广泛分布，缺失志留系和泥盆系。 二、区域地质构造，构造演化（鄂尔多斯盆地天然气地质） 独立成盆时间应为中侏罗纪末。 太古代—早元古代基底形成阶段：基底岩系由两部分组成：下部为太古界和下元古界下部的结晶岩系，上部为下元古界上部的褶皱岩系，这使得基底具备结晶—褶皱的双重构造。对基地形成起重要作用的构造事件是早元古代早期的五台运动和早元古代晚期的吕梁—中条运动。 中晚元古代坳拉槽发育阶段：这个时期形成了向北收敛向南敞开的贺兰坳拉槽和向北东方向收敛，南西方向敞开的彬县临县坳拉槽，二者时间夹峙着向南倾伏的乌审旗庆阳槽间台地。 早古生代克拉通坳陷阶段： 寒武纪的构造面貌是：初始继承中、晚元古代构造格局，表现为北高南低，中隆(乌审旗一庆阳巾央古隆起带)东、西凹；晚期(晚寒武世)变为南北高、中间低，中凹(盐池、米脂凹陷)南北隆（坏县一庆阳隆起、乌兰格尔隆起)的形态。后者是新的构造体制控制下的构造变形。 奥防纪初始，克拉通整体台升成陆，海水进一步退缩，冶里—亮甲山组仅分布在古陆四周，为厚度数十米至200m的含隧石结核或条带的深灰色白云岩夹灰岩。 早奥陶世的古构造面貌，基本继承晚寒武世的构造轮廓。由于内蒙海槽活动性增强的影响，克拉通北部的乌兰格尔古隆起带仍保持古陆形式，而南部环县一庆阳古隆起则表现为相对校低的水下隆起。
文章编号:1671-1505(2005)01-0034-11 文献标识码:A 鄂尔多斯盆地西南地区上三叠统延长组 沉积相及石油地质意义 付金华1,2 郭正权2 邓秀芹2 1西北大学地质系,陕西西安 710069 2中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院,陕西西安 710021 摘 要 鄂尔多斯盆地三叠系延长组主要发育东北和西南两大沉积体系,东北的河流三角洲体系已为大量的勘探研究资料所证实,而西南体系因受勘探程度限制,目前研究不够 。本文通过最新钻探成果,结合盆地西南部露头资料,确立盆地西南地区三叠系延长组为冲积扇-扇三角洲沉积体系,发育冲积扇、扇三角洲、湖泊 (浊积)相。冲积扇以西南缘平凉崆峒山和 水河剖面为代表,扇三角洲及湖泊(浊积)相为区内钻井剖面所证实。 长6—长8为区内主力油层组,地层保存完整,钻探程度相对较高。扇三角洲前缘砂体类型以水下分流河道为主,局部发育河口坝。浊积体以厚层块状为主。长8亚期为扇三角洲前缘亚相最发育期,横向形成自西南向东北延伸的三支前缘砂体带,是石油聚集的重要区带;长7亚期随着湖盆沉降,周边抬升强烈,湖岸较陡,大量发育浊积体系;长6亚期湖退导致扇三角洲再次发育,但规模较长8亚期小。扇三角洲前缘砂体单层厚度大,砂岩粒度较粗,颗粒分选及物性好,是石油富集的最有利相带。 关键词 鄂尔多斯盆地 上三叠统 沉积相 冲积扇 扇三角洲 浊积 第一作者简介 付金华,男,1963年生,1982年毕业于江汉石油学院勘探系,现为西北大学在读博士,长庆油田分公司勘探开发研究院教授级高工,主要从事油气勘探地质研究。 Sedimentary facies of the Yanchang Form ation of Upper T riassic and petroleum geological implication in southw estern Ordos B asin Fu Jinhua 1,2 Guo Zhengquan 2 Deng Xiuqin 2 1Depart ment of Geology ,Northwest U niversity ,Xi ’an 710069,S haanxi 2Research Institute of Pet roleum Ex ploration and Development ,Changqing Oilf ield Com pany , Pet roChina ,Xi ’an 710021,S haanxi Abstract In the Yanchang Formation of Triassic in the Ordos Basin mainly two sedimentary sys 2tems are developed :the northeastern and southwestern systems 1It has been proved that the northeast 2ern sedimentary system is a river delta system through abundant research data 1However ,the south 2western system is little studied as there has been only limited efforts in exploration 1Based on the latest drilling and outcrop data ,it has been concluded that the southwestern sedimentary system in the Or 2dos Basin is an alluvial fan 2fan delta system and the alluvial fan ,fan delta and lake facies or turbidite facies were developed 1The alluvial fan is typical in the sections of Pingliang K ongdongshan and Ruishuihe River 1The fan delta and lake facies or turbidite facies are proved by observation on the drilling sections in the study area 1The main reservoirs include the intervals Chang 6to Chang 8and the 第7卷 第1期2005年 2月 古地理学报 JOURNAL OF PALAEO GEO GRAPHY Vol 17 No 11 Feb 1 2005
鄂尔多斯盆地的沉积演化 盆地沉积演化阶段： 第一阶段：上三叠系延安组。潮湿型淡水湖泊三角洲沉积阶段 晚三叠世的印之运动，盆地开始发育，基地稳定下沉，接受了800-1400m的 内陆湖泊三角洲沉积，形成了盆地中主要的生油岩和储集层。 第二阶段：下侏罗系富县组、延安组。湿暖型湖沼河流相煤系地层沉积阶段延安统沉积后，三叠纪末期的晚印之运动使盆地整体抬升，延长组顶遭受 不同程度的风化剥蚀形成了高差达300m的高地和沟谷交织的波状丘陵地形。细 划出了一幅沟谷纵横，丘陵起伏，阶地层叠的古地貌景观。三叠系延长组与上覆 侏罗系富县组地层之间存在一个不稳定的平行不整合面。 因盆地的西南部抬升幅度较其他地区大，使陇东地区延长统遭受了强烈的 风化剥蚀。所以陇东的测井剖面上普遍缺失长１、长２地层，个别井长３甚至长 ４＋５顶都不复存在。 到侏罗纪延长统顶侵蚀完成，盆地再度整体下沉，在此基础上开始了早侏罗世湿暖型湖沼河流相煤系地层沉积。 在延长统顶部的风化剥蚀面上，侏罗纪早期富县、延10期厚0—250米的河流相粗碎屑砂、砾岩，以填平补齐的方式沉积，地层超覆于古残丘周围。延10期末，侵蚀面基本填平，盆地逐渐准平原化，气候转向温暖潮湿，从而雨量充沛，植被茂盛，出现了广阔的湖沼环境，沉积了延9～延4+5厚度250～300ｍ的煤系地层。经差异压实作用形成了与延长顶古残丘，古潜山基本一致具继承性的披盖差异压实构造，成为中生界的主要储集层及次要生油层。 第三阶段：中侏罗系直罗组、安定组，干旱型河流浅湖地层沉积阶段 延安期末的燕山运动第一幕，盆地又一度上升造成侵蚀，使盆地中部的大部分地区缺失了延１～延３地层，延安组（延４＋５）与上覆的直罗层之间存在一平行不整合面。 中侏罗世盆地第三次下沉，沉积了干旱（氧化）气候条件下的直罗组大套红色河流相砂岩，进而又沉积了上部安定组浅湖相杂色泥灰岩，之后盆地又再度
鄂尔多斯盆地地质特征集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-
鄂尔多斯盆地地质特征鄂尔多斯盆地，北起、大青山，南抵，西至贺兰山、六盘山，东达、太行山，总面积37万平方公里，是我国第二大。 鄂尔多斯盆地是上的名称，也称陕甘宁盆地，横跨陕、甘、宁、蒙、晋五省（区）。“”意为“宫殿部落群”和“水草肥美的地方”。权威的解释，“鄂尔多斯”是“官帐”的意思。由蒙语翰尔朵（官帐的意思）的复数演变而来。但也有人把成吉思汗死后，其使用过的物品被安放在八个白室中供奉，专门的护陵人繁衍并逐渐形成了一个新的蒙古部落鄂尔多斯部落。其后几百年间，鄂尔多斯部落的按时祭奠，一直没有离开此地。这样久而久之，这一地区就叫做鄂尔多斯了。历史上的鄂尔多斯地区包括今日伊克昭盟全境，还包括的河套及宁夏和的一部分地区。鄂尔多斯地区西、北、东三面环水，南与相接，形成一个巨大的套子，因此也被称为“河套”。 从所跨地域 鄂尔多斯盆地，其地域跨蒙汉广大地域，而且绝大部分地域是汉族居住区，为什么把该“盆地”叫蒙语“鄂尔多斯”盆地，而不叫汉语名称。据传说1905年前后，英国人到此地域勘探，最早进入现在的，就是最先踏入的立足地，另外在西方人眼里，亚洲人都是属于序列。所以，自然而然地就把该盆地称之为鄂尔多斯盆地，但也无法考证。 “陕甘宁”盆地在长庆油田会战初期叫得比较响，但随着市场经济的缘故，人们都喜欢“新奇”，“陕甘宁”盆地叫的人越来越少了，加上赶时髦，伊克昭盟改为“鄂尔多斯”市，叫“陕甘宁”盆地的人就更少了。“陕甘宁”也不确切，因为“盆地”跨陕、甘、宁、蒙、晋五省（区）地域。总之，这也不是个什么大问题，在和谐的今天，叫什么都无所谓。
试述鄂尔多斯盆地油气地质与勘探对策 鄂尔多斯盆地横跨宁陕蒙甘等多个省区，是国内第二大沉积盆地，对其进行油气地质勘探和开发，能够有效缓解当前油气能源供应不足的问题。本文首先对鄂尔多斯盆地的油气形成和分布特点进行介绍，在此基础上，探讨鄂尔多斯盆地油气地质勘探策略，包括根据资源分布特点进行勘探、加强科研和选区评价、引进新技术提高勘探效率等。 标签：鄂尔多斯盆地；油气勘探；地质勘探 鄂尔多斯盆地拥有丰富的天然气资源和石油资源，在漫长的地质发展过程中，形成大量煤、碳酸盐岩和其他矿物资源，对鄂尔多斯盆地油气资源的勘探和开发受到国内的高度重视。地质学家通过对鄂尔多斯盆地进行长时间的勘探，对其地层构造和资源分布特点已经有所了解，现代勘探技术的快速发展为推进鄂尔多斯盆地油气地质勘探工作提供了有力支持。有必要在总结已有成果的基础上，明确现阶段勘探工作的要点。 1 鄂尔多斯盆地油气形成及分布特点 1.1 油气形成分析 鄂尔多斯盆地位于华北和西北两地的纽带部位，总面积约为37万平方公里，占总国土面积的4%左右，已查明的煤炭资源占全国总储量39%左右，能源资源占全国总储量35%以上，出调量超过50%，是我国最重要的能源供应基地之一。关于鄂尔多斯盆地油气形成的研究主要包括：①沉积控制成藏，从岩层和地理形态特征出发，分析油气层与岩层沉积作用的关系，在其形成过程中，也会受到地理位置、生物、氣候等方面的影响；②运动动力成藏，从油气移动和汇聚角度出发，研究在其运动过程中的物化变化条件，具体包含初次运动和再次运动两个阶段，经过再次运动后，油气储藏趋于稳定[1]。 1.2 油气分布特点 从已有勘探和研究成果来看，鄂尔多斯盆地油气分布主要具备以下几方面特点：①地质因素变化复杂，由于鄂尔多斯盆地位于华北和西北地质构造的纽带位置上，既拥有较为稳定的碳酸盐岩结构，又存在盆地自身演化结构，由此导致其油气有不同的形成方式，储藏和分布状态已较为复杂。在进行油气开采前，必须运用科学方法对其分布情况和形成机理等进行研究，为油气开采提供理论支持； ②油层物性较差，虽然鄂尔多斯盆地的油气总储存量高，但储层岩主要为砂岩，且含有大量的石英和碎屑。储层岩大部分为黏土框和碳酸盐岩组成的胶结物，岩石渗透率、孔隙度较差，具有较强的非匀质性特点[2]。 2 鄂尔多斯盆地油气地质勘探策略
鄂尔多斯盆地地层组基本特征 第四系：第四系自下向上包括更新统和全新统。晚第三纪末，受喜山运动的影响，鄂尔多斯盆地曾一度抬升，大约以北纬38°为界，北部为一套河湖相沉积，南部为黄土沉积，黄土分布广，厚度大，构成塬、梁、峁的物质主体，与下伏新近系呈不整合接触。第四纪主要是人类的出现并有多期冰期，可见人类化石、旧石器与大量相伴生的哺乳动物化石和鸟类化石。 新近系：曾称新第三系、上第三系，自下而上包括中新统和上新统。中国新近系仍以陆相为主，仅在大陆边缘，如台湾、西藏等地有海相沉积。 古近系：曾称老第三系，自下而上包括古新统、始新统和渐新统，主要分布在河套、银川、六盘山等盆地。鄂尔多斯盆地早第三纪古新世，盆地继承了晚白垩世的挤压应力状态，断裂活动性强，沉积速度快，多发育冲积扇、水下扇等各种扇体。地层厚度厚50～300米左右，岩性主要为红色泥岩、砂质泥岩夹泥灰岩。 白垩系：主要出露下白垩统，又称志丹群，分六个组，从上往下为泾川组、罗汉洞组、环河组、华池组、洛河组及宜君组。 泾川组：命名地点在甘肃省泾川县。地层厚100-400米，岩性主要为暗紫、浅棕红、浅灰、浅灰绿色等杂色砂质泥岩、泥页岩、灰质泥岩与泥质粉砂岩互层，夹浅灰、浅紫红色灰
岩和浅灰色、浅黄色砂岩，与下伏罗汉洞组呈整合接触。 罗汉洞组：命名地点在甘肃省泾川县罗汉洞。主要为河流相的砂泥岩沉积。地层厚度100～260米，上部为发育巨大斜层理的红色细至粗粒长石砂岩，含细砾和泥砾；中部以紫红色为主的泥岩及泥质粉砂岩，夹发育斜层理的细粒长石砂岩为主；下部岩性以紫红色为主的泥岩底部为发育巨大斜层理的黄色中至粗粒长石砂岩为主，与下伏环河组呈整合接触。 环河组：命名地点在甘肃省环县环江。地层厚240米左右，岩性为黄绿色砂质泥岩与灰白色、暗棕黄色砂岩、粉砂岩互层，与下伏华池组呈整合接触。 华池组：命名地点在甘肃省华池县。地层厚290米左右，岩性以灰紫、浅棕色砂岩夹灰紫、灰绿色泥岩为主，含中华弓鳍鱼、狼鳍鱼、原始星介、女星介等化石，与下伏洛河组呈整合接触。 洛河组：旧称“洛河砂岩”，命名地点在陕西省志丹县北洛河。地层厚度250～400米，从西南往东北变厚，在黄陵沮水以南与宜君组为连续沉积；在沮水以北，宜君组缺失，假整合于侏罗系之上。岩性以河流相的紫红、桔红、灰紫色块状、发育巨型斜层理的粗一中粒长石砂岩为主，局部发育夹较多的砾岩、砾状砂岩。含介形类、狼鳍鱼、达尔文虫等化石。 宜君组：主要分布在黄陵沮水、宜君、旬邑、彬县一带，
鄂尔多斯盆地概况 鄂尔多斯盆地的广义地理界线：北起阴山，南到秦岭，东自吕梁山，西至贺兰山，六盘山一线。 盆地含油气地层主要为侏罗系的延安组合三叠系富含延长植物群的一套地层。 盆地内出露的地层包括：太古界至奥陶系，石炭系至白垩系，第三系和第四系，以陆相中生代地层和第四系黄土最为发育且广泛分布，缺失志留系和泥盆系。 鄂尔多斯盆地发育于鄂尔多斯地台之上，属于地台型沉积构造盆地。 鄂尔多斯地台原是华北隆台的一部分，早古生代由于地幔上拱，拉开了秦岭祁连海槽，使中国古陆解体，分裂成塔里木隆台及扬子地台。华北隆台在中生界侏罗纪末是一个统一的整体，至白垩纪山西地区隆起，随使华北地台与鄂尔多斯地台分离，形成独立的盆地。 鄂尔多斯盆地具有太古界和早元古界变质结晶基底、其上覆以中上元古界、古生界、中生界沉积盖层。 下图为盆地基岩顶面起伏图
鄂尔多斯盆地在多旋回地质历史发展中,在古老的太古宙—古元古代基底岩系之上,自中、 新元古代以来在 5 个不同的地质历史阶段 ,相继发育和形成了 5 种不同类型的原型盆地 ,即中、新元古代张裂型裂陷槽盆地 ,早古生代复合型克拉通坳陷盆地 ,晚古生代—中三叠世联合型克拉通坳陷盆地 ,晚三叠世—白垩纪扭动型大型内陆坳陷盆地及新生代扭 张型周缘断陷盆地。
其中，中、新元古代的原型盆地 ,控制其生成发展的构造体制应是固结稳定古陆块及边缘受上地幔浅层热对流系控制的大规模张裂体系。早古生代 ,原型盆地形成南北两隆(庆阳古隆起、乌兰格尔古隆起) ,东西两凹 ( 米脂凹陷、盐池凹陷) 和中部一鞍 (靖边鞍部隆起) 的古构造格局 ,这是在中、新元古代近南北向的中央构造平台及东西两侧裂陷槽的古构造基础上 ,早古生代克拉通北缘内蒙洋壳、南缘秦岭洋壳扩张-俯冲联合作用形成的东西向构造与之横跨形成的典型复合构造形式。对于这种横跨的复合现象 ,李四光教授曾明确指出 : 只有当横跨褶皱的强度达到势均力敌的时候 ,它们之间的相互关系才显示两组褶皱相交的特征。这种特征是 :一组背斜群沿着它们伸展的方向 ,以同一步调 ,有节奏地一起一伏 ,其俯伏的一线与横跨其上的向斜轴相当 ,齐头昂起的一线与横跨其上的背斜轴相当 ,这样 , 横跨的背斜群就以排成穹隆的形式出现。在这里 ,形成了一组隆起呈东西走向 ,另一组呈南北走向。由此可见 ,早古生代的构造运动是前期古构造运动与后期构造运动共同作用的结果 ,显示继承性和新生性的平衡相持特点。晚古生代—中三叠世 ,初期继承早古生代的构造格局 ( 即南北两隆 ,东西两凹 ,中间一鞍) ,致使中石炭世东西两个分割的凹陷在晚石炭世海侵时首先沿中间鞍部沟通。在该阶段 ,由于受到南北边缘动力学机制共同作用的控制 ,与早古生代的拉张 - 俯冲作用不同 ,主要表现为进一步俯冲 ,并相继表现为弧 - 陆、陆 - 陆碰撞和碰撞造山 ,联合形成南北向收缩挤压作用 ,使克拉通内部强化了东西走向的次级隆起 ( 北部乌兰格尔隆起带、南部麟游隆起带) 、凹陷 (中部盐池—米脂凹陷带) 及定边—吴堡一带区域性东西向构造带的形成和发展。由此说明 ,晚古生代—中三叠世的构造面貌是新生性构造活动改造和克服前期构造变动影响(继承性) 的结果。晚三叠世—白垩纪 ,经历了印支、燕山两期大的构造运动 ,其中印支运动在盆地地史发展中是一次重要转折 ,它实现了盆地由海向陆的转变 ,使盆地自晚三叠世以来进入了大型内陆坳陷的发展史 ,主要表现为大范围差异升降 ,坳陷主体呈北西—北西西方向展布于盆地南缘,它是特提斯洋壳向北俯冲 ,处于欧亚古陆块内部的鄂尔多斯盆地西缘、南缘产生向盆内的挤压和顺时针扭动作用的结果。燕山运动则使盆地古构造格局发生了重大变革 ,原来近东西向的构造形态为此期近南北向隆起、沉降带所叠加。早白垩世 ,形成了西部天池—环县一带南北向凹陷带 ,其东部盆地内展现一幅平缓西倾的大斜坡。此期 ,盆地周缘产生了强烈的折皱、冲断、逆冲推覆构造 ,表明燕山期构造活动达到高峰。盆地中侏罗世—早白垩世的构造演化特点 , 与中国东部发生的强烈岩浆活动和构造变动、构造线方向转为北东—北北东方向有很好的一致性 ,它反映了库拉—太平洋洋壳和欧亚陆块的相互作用, 导致了近南北向左旋剪切运动。新生代以来 ,与中生代盆地整体沉降相反 ,转变为整体隆升 ,
文章编号:1000 0550(2007)04 0535 10 国家重点基础研究发展规划(973)项目(编号:2003CB214607)、长江学者和创新团队发展计划(编号:I RT0559)和国家自然科学基金项目(批准号:40372096)共同资助 长庆油田三分部研究所区域组.灵盐定地区直罗组研究小结.内部科研报告.1973.收稿日期:2006 11 28;收修改稿日期:2007 02 12 鄂尔多斯盆地侏罗系直罗组砂岩发育特征 赵俊峰 刘池洋 喻 林 黄 雷 刘永涛 高 飞 (大陆动力学国家重点实验室(西北大学)西北大学含油气盆地研究所 西安 710069) 摘 要 根据岩性旋回结构,在全盆地范围将直罗组划分为上、下两段。分段制图表明,直罗组上、下段地层厚度展布规律与全组厚度展布规律基本一致,均表现为西厚东薄;上段地层较下段厚。下段砂岩层数少、单层厚度大;而上段砂岩以层多、层薄为特点。直罗组砂岩总体成熟度较低,区域制图和碎屑组分等反映周缘存在多个源区。砂岩粒度分布表现为河道和分流河道等沉积特征。直罗组砂岩发育多种反映陆上河流沉积环境的层面和层理构造。综合分析认为,在今残留盆地范围内,直罗组下段以辫状河、曲流河沉积为主,东北部可见三角洲平原沉积。上段以辫状河、曲流河、三角洲和湖泊沉积为主。直罗组下段辫状河道砂岩具有良好的渗透性、连通性和成层性,是砂岩型铀矿和石油的良好储层。 关键词 鄂尔多斯盆地 侏罗系 直罗组 砂岩 第一作者简介 赵俊峰 男 1975年出生 博士研究生 工程师 盆地分析与石油地质 E m a i:l zjf2005@yeah .net 中图分类号 T E121.3 文献标识码A 砂岩是陆相含油气盆地最主要的储层类型,也是沉积型铀矿成矿流体的运移通道和铀成矿的储集空间 [1~4] 。对鄂尔多斯盆地侏罗系直罗组的研究可追 溯到20世纪70年代,主要集中在盆地西缘灵(武) 盐(池)定(边)和盆地西南等直罗组有油气发现的局部地区。此后随着勘探重心的转移,直罗组很少受到关注,故研究程度十分薄弱。近年来,在盆地东北、东南和西部等直罗组中发现特大型砂岩型铀矿床和多处铀矿(异常)点;同时随着石油勘探领域的扩大,盆地西缘、渭北等直罗组有油气产出的地区亦被重新审视和重视,故有必要深入研究该套地层特别是其中砂岩的发育特征与分布规律。本文以石油、煤炭和核工业部门的大量钻井、测井资料统计解释和10余处剖面观测及薄片鉴定、粒度分析等为基础,结合前人研究成果,在全盆地范围对直罗组进行了分段对比,在此基础上探讨了直罗组砂岩的空间展布规律、沉积特征及其成因类型等。 1 直罗组地层划分与对比 直罗组在今盆地呈大范围整体分布,总体西厚东薄。厚度一般在150~400m 之间,仅在鄂托克前旗 与苏里格庙间的小范围内厚度可达500m 。自乌海向南经鄂托克前旗东、大水坑至镇原一线为厚度400m 左右的较厚带,构成近南北向的堆积中心。在此带以西或东,厚度均依次减薄,至东部残留边界一般为100m 左右 [5,6] 。 前人曾对盆地部分地区的直罗组进行过地层划分对比,如在盆地西缘某些地区可划分为4个油层组 ;东部据岩性可分为2个旋回[9] ;东北部东胜地 区可分为下、中、上3段 [2,10,11] ;但针对全盆地范围的 分段对比未曾开展。在今残留盆地范围,直罗组底部普遍发育一套厚层含砾粗!中粒砂岩,与下伏延安组煤系地层呈平行不整合接触;上覆主要为安定组黑色页岩或紫红色厚层砂岩,在盆地南部和东北部可直接 与下白垩统砾岩层不整合接触,故其顶底界线较易确定。直罗组岩性总体较单调,以砂岩广泛发育为特征,内部缺乏区域上稳定分布的标志层,仅在伊盟隆起和华池、庆阳一带下部零星发育1~5层褐煤级的煤线或薄煤层,可供局部地区分段对比参考。大量钻井和露头分析表明,直罗组旋回结构明显,不论在地层较厚的盆地西部还是较薄的东部,分别以2层较厚砂岩为底界(大致对应东部露头的?七里镇砂岩#和 第25卷 第4期2007年8月沉积学报 ACTA SED I M ENTO LOG ICA SI N I CA V o.l 25 N o 4 A ug.2007
第二章 地质构造与矿产资源 第一节 地质构造 第一节 地质构造 鄂尔多斯台拗是中朝准地台上的一个大型拗陷，除南与秦岭褶皱系相接外，其它三面均与中朝准地台的几个二级构造单元相连：北为内蒙地轴，东为山西台隆，西为鄂尔多斯台缘褶带等。该台拗即通常所说的鄂尔多斯盆地或陕甘宁盆地，大体位于秦岭以北，阴山以南，吕梁山以西，贺兰山——六盘山断陷以东，呈长方形。跨陕西、山西、甘肃、内蒙古、宁夏等省(区)，面积约30万平方公里。陕西黄土高原正好位于鄂尔多斯盆地的中部，是该盆地的主体部分(图2.1)。 图2.1 鄂尔多斯盆地构造示意图 一、区域地层系统 鄂多斯盆地内部主要为单斜构造，这一构造特点在陕西黄土高原内部尤为明显。陕西黄土高原的东南部为铜川复背斜的一翼，地层大体向北西缓倾；而在陕西黄土高原的中部和北部，地层由东向西
缓倾，被石油地质部门称之为陕北斜坡带。 陕西黄土高原属华北地层区，跨两个地层分区：陕甘宁盆地地层分区和陕甘宁盆缘地层分区，区内出露的地层有奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系、第三系及第四系。以陆相中生代地层及第四纪黄土最为发育，缺失志留系和泥盆系。区内大部分地区被厚层黄土所覆盖，只有在南部的一些山地、东北部的府谷、神木一带和区内的一些深切沟谷中，出露着不同时期的地层。奥陶系仅出露中统海相灰岩。石炭系有中、上统，为海陆交互相沉积之灰岩、砂页岩，含煤、铁、铝土矿等。二叠系及三叠系下统为湖泊、沼泽相含煤砂泥岩沉积，及河湖相红色碎屑岩。三叠系中、上统至白垩系在区内的一些地段连续出露，以内陆河湖相为主，部分为内陆盆地边缘山麓堆积。三叠系中、上统为红色砂泥岩及灰绿色含煤、油页岩及少量火山碎屑之砂泥岩。侏罗系由红色砂泥岩、煤系地层，过渡为含泥灰岩、油页岩的红色砂泥岩及砾岩。白垩系仅有下统志丹群，为红色砂岩、砾岩、泥岩及少量泥灰岩，第三系为河湖相含石膏的红色碎屑沉积。第四系以黄土为主，另有零星的河流、仲积、洪积、湖相等沉积。 按照由老到新的时间顺序将该区地表出露的各时代地层分述如下： (一)古生界(Pz) 1.奥陶系(O) (1)上马家沟组(02m) 主要出露在府谷北海子庙一带，沿黄河河谷分布。岩性主要为深灰色中厚层至块状灰岩和灰黄色泥质灰岩。未见下界。 (2)桃曲坡群(Q2-3，tq) 仅分布在本区南部的铜川、耀县一带。为混合相沉积。岩性为灰黑、深灰色，局部为黄褐色的灰岩、礁状灰岩、泥质灰岩及钙质页岩，富含头足、笔石、珊瑚、腕足、腹足等化石，厚435米，横向变化不明，目前将此套地层暂定为中、上奥陶统。 2.石炭系(C) (1)本溪组(C2 b) 仅在府谷上马家沟组灰岩之上有小面积出露；另外，在延长、富县地区井下也可见到，岩性为海陆交互相的砂岩、泥岩及铝土质页岩，厚13～23米。本溪组与下伏的马家沟组灰岩之间，为假整合接触。 (2)太原群(C3，ty) 在府谷上马家沟组灰岩出露的地段，太原群沿黄河两岸成条带状分布。岩性主要为海陆交互相的煤系地层，由灰白色砂岩、深灰色页岩、煤层、油页岩和炭质页岩组成，中夹二层海相灰岩和一层海相页岩，底部为厚约5～9米铁铝岩。含动物及植物化石。当缺失本溪组时，直接假整合于奥陶系之上，总厚124.5～128.5米。 铜川、耀县一带，太原群直接假整合于桃曲坡群之上。太原群是渭北煤田的主要含煤地层之一，为海陆交互相沉积。岩性主要有灰黑、黑色泥岩、砂质泥岩及石英砂岩，夹可采煤层及海相灰岩、钙