２０１３年３月 第３５卷第２期 地下水 Ｇｒｏｕｎｄ ｗａｔｅｒ Ｍａｒ．，２０１３ Ｖｏ１．３５ Ｎ０．２
鄂尔多斯盆地三叠系延长组长７油
页岩特征与页岩气资源潜力研究
张惠 。孟祥振 （１．西北大学地质学系，陕西西安７１００６９；２．西安石油大学地球科学与工程学院，陕西西安７１００６５；３．延长油 田股份有限公司，陕西延安７１７１１１）
［摘 要］ 鄂尔多斯盆地三叠系延长组长７油页岩，主要分布在盆地南部，单层厚度１Ｏ～３０ ｍ（最厚处超过５Ｏ ｍ），试气证实具有一定产气能力。延长组沉积时是鄂尔多斯盆地发育的鼎盛时期，长７期湖盆范围达到最大。通过 对长７油页岩分布与沉积相展布关系的研究，认为鄂尔多斯盆地油页岩的分布受沉积环境的控制作用显著，深湖一 半深湖相形成的油页岩具有厚度大、分布范围广的特点，且盆地构造相对简单，开发条件优越。采用资源丰度类比 法估算出长７页岩气资源量为（４．４７～８．８３）×１０ ｍ 。因此，鄂尔多斯盆地长７油页岩具有广阔的勘探开发前景。 ［关键词］ 鄂尔多斯盆地；长７油层组；油页岩；页岩气；资源丰度类比法 ［中图分类号］ＴＥｌ２２．２ ［文献标识码］ Ａ ［文章编号］ １００４—１１８４（２０１３）０２—００９３—０４
Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｔｒｉａｓｓｉｃ Ｙａｎｃｈａｎｇ Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｃｈａｎｇ ７
Ｍｅｍｂｅｒ Ｏｉｌ Ｓｈａｌｅ ａｎｄ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｏｆ Ｓｈａｌｅ Ｇａｓ，Ｏｒｄｏｓ Ｂａｓｉｎ
ＺＨＡＮＧ Ｈｕｉ ｒ．ＭＥＮＧ Ｘｉａｎｇ—ｚｈｅｎ
（１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｇｅｏｌｏｇｙ，Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ ７ １ ００６９；２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅａｒｔｈ Ｓｃｉｎｃｅｓ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ’ａｎ
Ｓｈｉｙｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ ７１００６５，Ｃｈｉｎａ；３．Ｙａｎｃｈａｎｇ Ｏｉｌ ｆｉｅｌｄ Ｌｉｍｉｔｅｄ—Ｌｉａｂｉｌｉｔｙ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｙａｎ’ａｎ，Ｓｈａａｎｘｉ ７１７１１１，Ｃｈｉ－
ｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ Ｔｒｉａｓｓｉｃ Ｙａｎｃｈａｎｇ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｃｈａｎｇ ７ ｍｅｍｂｅｒ ｏｉｌ ｓｈａｌｅ ｉｓ ｍａｉｎｌｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｓｏｕｔｈｅｒｎ ｏｆ Ｏｒｄｏｓ ｂａ－
ｓｉｎ．Ｔｈｅ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｌａｙｅｒｓ ｆｒｏｍ １０ ｔｏ ３０ ｍｅｔｅｒｓ（ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｔｈｉｃｋｅｓｔ ｅｘｃｅｅｄｓ ４０ ｍｅｔｅｒｓ），ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｐｒｏｖｅｄ ｈａｓ ｇａｓ ｇｅｎｅｒ— ａｔｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ ｂｙ ｇａｓ—ｔｅｓｔｉｎｇ．Ｙａｎｃｈａｎｇ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｌ ｓｔａｇｅ ｗａｓ ａｔ ｔｈｅ ｈｅｉｇｈｔ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ａｎｄ ｓｐｌｅｎｄｏｕｒ ｏｆ ｔｈｅ Ｏｒｄｏｓ
ｂａｓｉｎ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ｗｈｉｌｅ ａｔ Ｃｈａｎｇ ７ ｍｅｍｂｅｒ，ｔｈｅ ｌａｋｅ ｂａｓｉｎ ｒａｎｇｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ．Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ
ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈａｎｇ ７ ｍｅｍｂｅｒ ｏｉｌ ｓｈａｌｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｓｅｄｉｍｅｎｔａｒｙ ｆａｃｉｅｓ，ｉｔ ｉｓ ｃｏｎｃｌｕｄｅｄ ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ
ｏｆ ｏｉｌ ｓｈａｌｅ ｉｎ Ｏｒｄｏｓ Ｂａｓｉｎ？ｉｓ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ．Ｔｈｅ ｏｉｌ ｓｈａｌｅ ｆｏｒｍｅｄ ｆｒｏｍ ｄｅｅｐ ｌａｋｅ ｔｏ
ｈａｌｆ—ｄｅｅｐ ｌａｋｅ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ａｒｅ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ，ｗｉｄｅｌｙ ｓｐｒｅａｄｉｎｇ，ａｎｄ ｗｉｔｈ ｓｉｍｐｌｅ ｂａｓｉｎ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｅａｓｉｌｙ ｄｅ—
ｖｅｌｏｐｅｄ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｉｔ ｉｓ ｅｓｔｉｍａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍａｇｎｉｔｕｄｅ ｏｆ Ｃｈａｎｇ ７ ｏｉｌ ｓｈａｌｅ ｉｓ ａｂｏｕｔ（４．４７—８．８３）×１０ ｍ ｂｙ ｔｈｅ ｍｅｔｈ—
ｏｄ ｏｆ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ａｂｕｎｄａｎｃｅ ａｎａｌｏｇｕｅ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ．Ｃｈａｎｇ ７ ｏｉｌ ｓｈａｌｅ ｉｎ Ｏｒｄｏｓ ｂａｓｉｎ ｈａｓ ａ ｖａｓｔ ｒａｎｇｅ ｏｆ ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ ｆｏｒ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ
ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｏｒｄｏｓ Ｂａｓｉｎ；Ｃｈａｎｇ ７；Ｏｉｌ Ｓｈａｌｅ；ｓｈａｌｅ ｇａｓ；ｒｅｓｏｕｒｃｅ ａｂｕｎｄａｎｃｅ ａｎａｌｏｇｕｅ
据不完全统计，全球油页岩蕴藏着巨大的资源量，产层 从寒武系至第三系，主要分布在美国、扎伊尔、巴西、意大利、
摩洛哥、约旦、澳大利亚、中国和加拿大等９个国家 Ｊ。我
国页岩气广泛分布，主要分布在川南、川Ｉ东、渝东南、黔北、鄂
西、渤海湾、鄂尔多斯、塔里木和准噶尔等含油气盆地，可采
资源量约为２６×１０ ｍ ，与美国的２８．３ Ｘ １０ ｍ 大致相当，
具有很大的资源前景和开发潜力。鄂尔多斯盆地作为我国 油页岩资源最丰富的盆地之一，纵向上分布在石炭系、二叠
系山西组、三叠系延长组等层位，其中延长组是盆地内油页
岩的主要产出层位，占鄂尔多斯盆地油页岩资源总量的９０％
以上。鉴于此，本文对该盆地延长组长７油页岩特征进行细
致分析，并对其页岩气资源量予以估算。
［收稿日期］２０１２—０５—２５ ［作者简介］ 张惠（１９７６一），女，陕西榆林人，讲师，主要从事石油地质研究及教学工作。
９３ 第３５卷 第２期 地下水 ２０１３年３月
１ 区域地质概况
鄂尔多斯盆地是位于我国中东部中、新生代的大型坳陷
内陆沉积盆地，地跨中国北部的陕西、甘肃、宁夏、山西和内 蒙古等五省区，为一个沉积稳定，坳陷迁移，扭动明显的多旋
回克拉通叠加盆地 Ｊ，沉积面积约２５ Ｘ １０ ｋｍ 。
区域地质研究表明＿４。Ｊ，鄂尔多斯盆地早古生代为海相
沉积，晚古生代以海陆过渡相沉积为主，到了晚三叠世，受印
支运动影响，鄂尔多斯盆地遭受了有史以来的重大变革，在
沉积上实现了由海相、过渡相向陆相的根本性转变，开始进
入内陆坳陷盆地发展阶段，发育了大型内陆湖泊，沉积了厚
逾千米的上三叠统生、储油岩系，延长组记录了湖盆形成、发
展和萎缩的全过程。延长组沉积时期，鄂尔多斯盆地具面积
大、水域广、深度浅、地形平坦和分割性较弱的特点（曾少华，
１９９２），而长７油页岩正是之一时期形成的。
２长７油页岩特征
２．１油页岩的成因类型
油页岩通常根据成因可分为海相和陆相。一般情况下，
地质学家把油页岩沉积分为三大类：第一类为黑色的、极少
见的浅棕色海相地台型油页岩，它们与碳酸盐岩、硅质岩和
含磷酸盐的岩系伴生。这类油页岩层一般都很薄，厚度不超
过几米，厚达１０ ｍ的极少。第二类是黑色湖相油页岩，形成
于深湖一半深湖沉积环境中。这类油页岩厚度可达几百米，
是季节性气候旋回直接控制下湖盆内部水体生物与化学环
境周期变化的产物，为盆内成因或湖控成因 Ｊ。它代表了盆
地发育的鼎盛期，油页岩往往是含油气盆地的主要烃源岩，
纵向上油页岩处于储盖组合之下，这种成因类型的油页岩具
有厚度大、分布范围广的特点 Ｊ。第三类是与煤层伴生的油
页岩，包括海陆交替相和沼泽相沉积环境形成的油页岩，一
般分布在煤层的底部或煤层之间，多数为煤层底板，厚度相
对较薄。 鄂尔多斯盆地的油页岩可分为湖相油页岩、海陆交替相
油页岩和沼泽相油页岩三类。而延长组长７油页岩则属于
大型内陆湖盆的湖相油页岩，代表了盆地发育的鼎盛期，是 主要的烃源岩。
２．２油页岩平面分布特征
长７期，盆地在继承前期的基础上，基底整体强烈下沉，
湖水覆盖面积约达１０ Ｘ １０ ｋｍ ，湖盆水体也明显加深。湖
岸线大幅度向外扩展，东部大致扩展至横山一子洲一清涧一 延川一赵家河一带，西部推移至环县西一华亭一线；南部抵
达旬邑东一线；北部最远可达乌审旗一带。 研究表明，鄂尔多斯盆地长７油页岩的发育厚度与沉积
９４ 相的展布密切相关。半深一深亚相沉积广泛分布于黄陵一
富县一甘泉一吴旗一定边一姬塬一环县一西峰西一线以内
的广大地区，呈北西一南东向不对称分布。该区黑色泥岩厚
８０一ｌ２０ ｍ，油页岩厚一般大于３０ ｍ，最厚处可达６０ ｍ以上，
最厚处在盆地南部的吴旗、庆阳和正宁等地附近，普遍发育
水平层理、微细波状层理。垂向上浊积岩、深湖湘泥岩交替。 动植物化石丰富，黄铁矿结核普遍分布，是鄂尔多斯盆地主
要的烃源岩发育区。西部以粗粒三角洲和浊积岩沉积为主，
庆阳一合水一固城川的浊积扇连成一片，规模达到最大；东
南部、西北部发育扇三角洲成因有关的浊积扇；东部局部发
育与三角洲有关的浊积岩。浅湖亚相沉积呈环带状沿深湖
区展布，具有西部狭窄，东部宽阔的特点。灰色、灰黑色泥岩
厚达６０～８０ ｍ，油页岩厚度一般小于３０ ｍ，１０～２０ ｍ居多，
分布在定边、靖边、延安、子长、富县、铜川和彬县一带。具有
水平或波状层理，含植物化石碎片，也是重要的烃源岩发育
区；东部发育定边三角洲、志丹一靖边三角洲、乌审旗三角
洲、安塞三角洲、延安三角洲、富县三角洲等三角洲前缘亚相
沉积，此处页岩不太发育，厚度较小，一般多在２０ ｍ以下（图
１）。 由此可见，鄂尔多斯盆地长７油页岩的分布受沉积环境
的控制作用显著，深湖一半深湖相形成的油页岩具有分布广
泛、厚度大的特点，浅湖和三角洲相形成的油页岩不仅分布
范围小，且厚度小。
图１ 鄂尔多斯盆地长７期沉积相与油页岩厚度等值线圈
２．３油页岩纵向分布特征
长７油页岩纵向上常为１～３层，单层厚度一般１０—３０
ｍ，深湖区单层厚度达５０ ｍ以上。水平层理发育，具密度流
碎屑沉积夹层或隔层，
厚度较大的油页岩段纵向上分布集中
