2. 中国石油长庆油田公司勘探开发研究院;
3. 中国石油长庆油田公司
2. Research Institute of Exploration and Development, PetroChina Changqing Oil Field Company;
3. PetroChina Changqing Oilfield Company
蒸发岩具有优越的封盖性能，而且与其伴生沉积可以发育多种源、储组合，因此，盐下勘探在世界油气勘探中一直具有重要的地位，在波斯湾盆地、滨里海盆地及墨西哥湾均发现了大型盐下油气藏[1-10]，近年来，在我国塔里木盆地寒武系盐下白云岩中也获得重大发现[11]，表明盐下领域勘探潜力良好，是寻找大油气田的重要目标。鄂尔多斯盆地下古生界寒武系—奥陶系发育厚层的(最大厚度达3000m) 海相碳酸盐岩沉积地层。20世纪90年代，在盆地中部地区发现并探明了我国最早的海相碳酸盐岩大气田——靖边气田，其主力产层为奥陶系马家沟组顶部的马五1—马五2亚段的岩溶风化壳白云岩储层。近年来，通过深化研究与勘探，靖边气田周边奥陶系风化壳气藏含气层系不断拓展，储量规模也不断扩大，截至2020年底，奥陶系已累计探明地质储量超过8000×108m3，总储量规模超过10000×108m3，证实盆地奥陶系海相碳酸盐岩层系具有良好的天然气资源潜力。但是随着奥陶系顶部层系勘探开发程度不断提高，发现新的规模效益储量的难度也越来越大，向奥陶系深层（盐下）探索是未来勘探的现实方向。
从世界范围看，闭塞盐盆或蒸发潟湖环境在海水咸化之前均发育良好的优质烃源岩，咸化之后的膏盐岩为盐下油气成藏提供了良好的封盖条件[12-15]。鄂尔多斯盆地马家沟组马五6亚段发育巨厚的膏盐岩沉积，这套膏盐岩之下的马四段等多个层位都以碳酸盐岩为主，是有利白云岩储层发育的层位，其与上下的蒸发岩层可以形成良好的储盖组合，但是早期钻探均未在盐下发现优质烃源岩，限制了对该领域勘探潜力的认识。近期，在盆地东部盐岩发育区钻探的风险探井MT1井在马四段获得高产工业气流，实现了盆地奥陶系盐下天然气勘探的首次突破，揭示出鄂尔多斯盆地下古生界风化壳气藏之外的又一个新的碳酸盐岩勘探接替领域。该领域勘探程度低，下一步急需深化对该领域的基础研究，预测有利储集体分布，评价烃源岩条件及生烃能力，明确气藏发育主控因素，指明勘探方向，力争获得更大发现。
本文基于鄂尔多斯盆地中东部地区奥陶系沉积特征研究，以储集体的成因及分布规律分析为切入点，重点分析奥陶系盐下生储盖配置关系，对比分析不同地区天然气成藏差异性，明确有利成藏类型及其分布，综合评价盐下整体勘探潜力，并提出下一步的勘探方向。
1 地质背景 1.1 地层发育特征鄂尔多斯盆地在数亿年的漫长地质历史中，经历了海相—海陆过渡相—陆相沉积演化历程，沉积了元古宇、古生界、中生界和新生界等多套地层，沉积岩最大累计厚度达6500m。其中下古生界寒武系—奥陶系发育海相碳酸盐岩沉积，上古生界—中生界发育海陆过渡相—陆相碎屑岩沉积。在奥陶纪，由于在盆地西部环县—苏里格—鄂托克旗一线发育的近南北向古隆起的分隔作用，在盆地中东部地区形成了相对封闭的陆表海浅水台地环境，发育以马家沟组为代表的碳酸盐岩—膏盐岩共生体系沉积。马家沟组自下而上共划分为6段，碳酸盐岩—膏盐岩交替发育，其中马一段、马三段、马五段发育海退旋回台内蒸发岩局限台地相沉积，其岩性主要为盐岩、硬石膏岩，夹薄层含膏白云岩、泥质白云岩及石灰岩；马二段、马四段、马六段属于海侵旋回碳酸盐台地相沉积，其岩性主要为石灰岩及白云岩。马五段沉积期内由于海平面频繁的升降变化，沉积的旋回性变化也非常显著，根据岩性组合将马五段自下而上划分为10个亚段，其中马五10亚段、马五8亚段、马五6亚段岩性主要为盐岩、硬石膏岩，夹白云岩，马五6亚段钻井揭示的最大膏盐岩累计厚度超过150m，在盆地中东部地区膏盐岩的分布面积超过5×104km2（图 1）；而马五9亚段、马五7亚段、马五5亚段岩性主要为石灰岩及白云岩；马五1—马五4亚段岩性主要为含硬石膏结核泥晶白云岩、粉晶白云岩及硬石膏岩，是靖边风化壳大气田的主力产层。近年来，在马五6亚段膏盐岩之下的马五7亚段、马五9亚段、马四段均获得工业气流，在更深的马三段、马二段等层位均见到含气显示，这些层系均是盐下勘探的目标层系（图 2）。
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图 1 鄂尔多斯盆地中东部马家沟组马五6亚段膏盐岩厚度图 Fig. 1 Thickness contour map of gypsum-salt rock of the 6th sub-member of the 5th member of Majiagou Formation in the central and eastern Ordos Basin |
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图 2 鄂尔多斯盆地中东部奥陶系地层综合柱状图 Fig. 2 Comprehensive stratigraphic column of the Ordovician in the central and eastern Ordos Basin |
早古生代至晚古生代早期，在鄂尔多斯盆地西部发育一大型古隆起构造，奥陶系厚度图（图 3）对该古隆起的反映很清晰，隆起核部位于环县—合水西南部（奥陶系缺失区），向北延伸到定边—鄂托克旗地区，向东延伸到洛川地区，总体呈“L”形轮廓，一般称为中央古隆起。以中央古隆起为中心，地层向两侧加厚的特征非常显著，该古隆起以西为边缘洼陷，地层向西快速加厚，古隆起东侧发育台内洼陷，地层厚度相对较大。中央古隆起是盆地古生代时期最大的一个隆起构造，对盆地古生界沉积、成藏具有重要控制作用，其主要发育于晚寒武世—中二叠世太原组沉积期，鼎盛时期在奥陶纪[16-19]。同时，奥陶系厚度图也显示在中部乌审旗—靖边地区存在一个厚度相对较薄的区域，将整个东部大洼陷分隔成两个次级洼陷，寒武系厚度图上对应的区域寒武系完全缺失（图 4），这一寒武系的古隆起对奥陶系的古构造有什么影响作用是大家关注的重要问题。近年来，地震及地质结合，对乌审旗地区古隆起进行了识别与分析：东西向地震剖面显示（图 5），古隆起核部寒武系缺失，而且局部可以见到寒武系逐渐向古隆起超覆沉积的现象（目前鄂尔多斯盆地仍主要以二维地震测线为主，深层成像较差）。由图 6也可以看到，盆地中部寒武系完全缺失，奥陶系马家沟组直接与长城系砂岩接触，而且马一段及寒武系均向东加厚，反映这两个时期沉积向古隆起超覆，与地震剖面反映的地层发育特点一致。进一步分析认为乌审旗地区在寒武纪存在古隆起，并一直持续到奥陶系马家沟组沉积早期，其后的奥陶系沉积受其继承性影响。奥陶纪西部的中央古隆起是古地貌最高的区域，而乌审旗古隆起处于古地貌相对高部位，也有利于滩相等相对高能相带的发育。尽管碳酸盐岩沉积也存在高部位厚度大（生物建隆作用强，奥陶系残余地层厚度最大的区域在鄂托克旗—定边—吴起一线，马四段白云岩厚度最大的区域也在盆地西部的鄂托克旗—定边—吴起地区，该区域就是中央古隆起的分布区）、低洼区厚度小的特点，但是蒸发岩类厚度却对于古构造的高低具有明显的反映。如前所述，马家沟组马五6亚段就是以蒸发岩沉积为主，马五6亚段膏盐岩厚度在乌审旗—靖边地区（寒武系古隆起的位置）相对较小（图 1），东西两侧明显存在两个沉积凹陷，同时其东侧的米脂地区马家沟组沉积了巨厚的盐岩，西侧的局部洼陷主要沉积的是硬石膏岩及碳酸盐岩，显示寒武系古隆起对于奥陶系的隆洼分布及岩性分布具有控制作用。
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图 3 鄂尔多斯盆地奥陶系厚度图 Fig. 3 Thickness contour map of the Ordovician in Ordos Basin |
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图 4 鄂尔多斯盆地寒武系厚度图 Fig. 4 Thickness contour map of the Cambrian in Ordos Basin |
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图 5 鄂尔多斯盆地中部东西向地震剖面(沿二叠系底界拉平；剖面位置见图 4) Fig. 5 E-W direction seismic profile in the central Ordos Basin (flattened by the base Permian, section location is in Fig. 4) |
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图 6 鄂尔多斯盆地中东部奥陶系马家沟组东西向地层岩性对比剖面（剖面位置见图 1） Fig. 6 E-W direction lithologic correlation section of the Ordovician Majiagou Formation in the central and eastern Ordos Basin (section location is in Fig. 1) |
鄂尔多斯盆地中东部地区奥陶系马家沟组发育膏盐岩—碳酸盐岩共生体系沉积，局限环境的烃源岩、碳酸盐岩旋回的白云岩储层与蒸发岩旋回的膏盐岩盖层在垂向上形成了多套良好的生储盖组合。马家沟组马三段、马四段、马五段的沉积相及演化特征分析表明，其在纵向上可以构成良好的生储盖配置（图 2）。马三段沉积期区域海平面下降，盆地东部处于局限环境，加之气候炎热，盐岩、硬石膏岩发育，平面上自东向西从盐岩逐渐过渡为硬石膏岩及白云岩；该沉积期发育多个向上变浅的旋回，旋回底部一般发育深灰色含藻类白云岩—含泥白云岩—深灰色云质泥岩组合，海水咸化，水体循环较差，缺氧环境发育，有利于形成烃源岩，加之上面通常为盐岩或硬石膏岩覆盖，有机质保存条件好；而且由于期间振荡性的海平面变化，使夹在膏盐岩层之间的烃源岩发育层段在纵向上叠置出现，单层厚度不大，但累计厚度大。马四段沉积期区域海平面上升，是整个马家沟组沉积期的最大海侵期，海水越过马三段沉积期的古陆（隆起）区，东部的华北海和西部的祁连海连为一体，古隆起区水动力强，碳酸盐岩生物建隆作用下，形成滩相白云岩，储集性能好；向东水体逐渐变深，逐渐相变为泥晶灰岩，但是由于东部古底形的变化，在局部相对高部位也发育滩相沉积，形成了具有较好储集性能的白云岩储层。马五段沉积期区域海平面下降，沉积环境及沉积相分布与马三段类似，但蒸发作用更强，是马家沟组沉积期的最大海退期，马五6亚段膏盐岩厚度巨大，连续性好，构成了盐下马四段气藏的区域性盖层（图 1）。
2.1 烃源岩条件 2.1.1 奥陶系海相烃源岩关于鄂尔多斯盆地奥陶系是否发育有效的海相烃源岩一直存在较大争议[20-37]。在盆地西缘、南缘中—上奥陶统发育盆地—斜坡相暗色泥页岩及泥质碳酸盐岩，厚度大，一般为60~200m，有机碳含量高(平均为0.46%，最大为2.9%)，烃源岩干酪根类型以Ⅰ型为主，生烃能力较好。近期针对该套海相泥页岩开始了非常规页岩气勘探，目前已有多口井获得低产气流，证实该套烃源岩具有较好的生烃能力。近年来，随着勘探的逐渐深入，在远离奥陶系盐下层位相继发现工业性气藏，钻入盐下层位探井的产气层段距奥陶系风化壳顶面已经超过200m，而且中间有厚达近百米的膏盐岩分隔，天然气碳同位素明显偏轻，样品甲烷碳同位素δ13C1主要分布在－ 45‰~－ 35‰（表 1），上古生界砂岩气藏的δ13C1一般为－ 35‰~－ 30‰，奥陶系顶部风化壳气藏的δ13C1与上古生界煤成气分布区间相似，盐下第一口高产工业气流井MT1井马四段的天然气δ13C1为－ 44.80‰，利用天然气甲烷与乙烷碳同位素分布综合判识（图 7），显示盐下气藏与奥陶系风化壳气藏、上古生界山1段、盒8段砂岩气藏分布区间具有明显的差别，进一步反映盆地中东部盐下气藏主要为海相烃源岩生成的天然气。从烃源岩发育的沉积环境上看，鄂尔多斯盆地中东部地区奥陶系马家沟组马五段、马三段及马一段膏盐岩发育（图 8），在膏盐洼地周缘有利于有机质丰度较高的以含藻类泥质白云岩及膏质、含膏白云岩为主的烃源岩层的形成与保存，而且由于马家沟组沉积期振荡性的海平面变化，造成夹在膏盐岩层之间的烃源岩层在纵向上叠置出现（图 6）。盐下样品有机质丰度统计分析表明，盐下烃源岩岩性以泥岩、膏质白云岩、泥质白云岩为主，有机碳含量为0.1%~1.63%，平均为0.2% 左右，干酪根类型以Ⅰ型为主。纵向上马三段、马五6亚段烃源岩最为发育，其次为马二段、马一段（目前钻井取心少，缺乏地球化学分析数据）（表 2）。泥岩、泥质碳酸盐岩单层厚度一般为0.5~2.0m，纵向上分布比较分散，而且其间通常都有硬石膏岩、盐岩及纯碳酸盐岩分隔。中东部地区马家沟组盐下地层厚度在500m左右，累计烃源岩厚度为10~25m（图 9），综合评价认为这套烃源岩属于中等烃源岩，具有一定的生烃能力[34-37]。但是由于目前盐下的钻井及取心仍然非常少，其整体生烃规模有待进一步评价。
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表 1 鄂尔多斯盆地古生界天然气碳同位素数据表 Table 1 Carbon isotope of natural gas of the Paleozoic in Ordos Basin |
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图 7 鄂尔多斯盆地古生界天然气同位素分布及判识图 Fig. 7 Carbon isotope distribution and identification chart of natural gas of the Paleozoic in Ordos Basin |
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图 8 鄂尔多斯盆地奥陶纪马三段沉积期岩相古地理图 Fig. 8 Paleogeographic map during the deposition period of the 3rd member of the Ordovician Majiagou Formation in Ordos Basin |
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表 2 鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组烃源岩地球化学特征数据表 Table 2 Geochemical characteristics of source rocks of the Ordovician Majiagou Formation in Ordos Basin |
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图 9 鄂尔多斯盆地奥陶系盐下烃源岩厚度图 Fig. 9 Thickness contour map of source rocks of the Ordovician subsalt in Ordos Basin |
晚古生代早期，鄂尔多斯盆地处于海陆过渡沉积环境，形成了广泛分布、富含有机质的沼泽相煤系烃源岩，地层中煤层累计厚度一般为10~30m，其有机碳含量为70.8%~83.2%，分布范围广且厚度稳定，是一套优质烃源岩，生烃能力强，在晚侏罗世—早白垩世末期达到生排烃高峰期，生气强度为(10~40)×108m3/km2，是古生界天然气成藏的主要气源[20-23]。
加里东末期，整个华北地区经历了大范围的整体抬升作用，使得鄂尔多斯盆地下古生界遭受长达1.4亿年的抬升与剥蚀，这一时期在鄂尔多斯盆地的环县—苏里格—鄂托克旗一线形成了中央古隆起，古隆起核部出露中—新元古界及寒武系，古隆起周边出露地层逐渐变新，在古隆起东侧造成马家沟组向西被逐层剥露，与后来沉积的石炭系—二叠系煤系地层形成直接的接触关系。在盆地中东部靖边及其以东地区，奥陶系顶部出露马家沟组马五1—马五4亚段，经历长期的风化淋滤后形成了风化壳溶孔型储层，后期与上古生界煤系烃源岩接触，形成了古地貌—岩性风化壳气藏，是靖边气田的主要产层，该类气藏的甲烷碳同位素值一般为－ 36‰~－ 30‰，乙烷碳同位素值为－ 30‰~－ 23‰，与盆地上古生界山1段、盒8段砂岩气藏的特征类似，证实气源为上古生界煤系烃源岩（表 1、图 7）。
在靖边以西地区，盐下层位（马五6亚段以下）：马五7—马五10亚段及马四段—马一段向西也被逐层剥露，与上古生界煤系地层直接接触，形成上生下储的源储配置关系。对盆地中部探井盐下层位的天然气组分碳同位素分析表明：甲烷碳同位素值为－ 43‰~ － 36‰，乙烷碳同位素值为－ 30‰~－ 23‰，反映在盆地中部地区盐下天然气成藏中奥陶系海相烃源岩与上古生界煤系烃源岩均有贡献[35-38]。
2.2 储集体特征及分布根据鄂尔多斯盆地马家沟组的沉积旋回、岩性及储集空间特征，在盐下划分出两类白云岩储层。
2.2.1 晶间孔型白云岩储层晶间孔型白云岩储层主要发育在马四段、马二段，以马四段为例，其岩性自西向东从白云岩向石灰岩过渡，不同区域的岩性及储层特征明显不同。盆地西部马四段主要为细晶白云岩，而且加里东末期由于构造抬升并发生风化剥蚀，该区出露的白云岩经历长达1.4亿年的大气淡水淋溶作用改造，除发育晶间孔之外，溶蚀孔洞也非常发育（图 10），白云岩单层厚度为5~10m，累计厚度为50~80m，平均孔隙度为1.75%~9.5%，平均渗透率为0.1~2.63mD，物性非常好。而中东部盐下区域马四段（马五6亚段膏盐岩尖灭线以内）白云岩储层上覆100~200m的碳酸盐岩及膏盐岩地层，未经历风化壳期的大气淡水溶蚀改造，岩性主要为细—粉晶白云岩和残余颗粒细—粉晶白云岩，储集空间主要以晶间孔为主[39-49]，这类储层单层厚度为1~6m，累计厚度最大可达20~30m，孔隙度一般为2%~5.5%，渗透率为0.01~0.5mD。由于紧邻马五段蒸发岩旋回（图 2），中东部盐下区域马四段上部的白云岩中也可以见到石膏等蒸发岩矿物溶蚀孔或被后期方解石等矿物充填的现象，整体物性条件不如西部地区白云岩。
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图 10 鄂尔多斯盆地奥陶系盐下白云岩储层岩心及显微特征 Fig. 10 Core observation and microscopic characteristics dolomite reservoir of the Ordovician subsalt in Ordos Basin （a）DT1井，3968m，马四段，细晶白云岩，残余颗粒结构，发育少量晶间孔，铸体薄片；（b）J6井，3688.43m，马四段，残余砂屑细—粉晶白云岩，发育晶间孔，铸体薄片；（c）GP1井，2689.03m，马四段，褐灰色斑状，灰质白云岩，发育晶间孔，铸体薄片；（d）CT1井，4052.34m，马二段，含硬石膏结核细—粉晶白云岩，发育溶模孔，铸体薄片；（e）CT1井，4032.15m，马三段，含硬石膏结核细—粉晶白云岩，发育溶模孔，铸体薄片；（f）S473井，4077.38m，马三段，硬石膏结核泥晶白云岩，发育盐（膏）模孔 |
马四段沉积期古构造西高东低，由西向东分别为中央古隆起、乌审旗古隆起、东部洼陷。从西部古隆起区到东部洼陷（洼地）区，水体逐渐变深，岩性从白云岩向石灰岩过渡。古隆起区水动力强，广泛发育颗粒滩沉积，经历白云岩化及后期的溶蚀作用，形成了良好的白云岩储层。这类白云岩一般为细—粉晶白云岩，晶粒结构，半自型—自型，多呈镶嵌接触，可见雾心亮边；泥质含量较低，微细纹层不太发育，局部可见早期颗粒残余或幻影，反映其形成环境具有较强的水动力条件。盆地东部洼陷内以石灰岩为主，局部的古地形高部位白云岩相对比较发育。马四段白云岩自西向东逐渐变薄，同时由于古隆起基本呈近南北向分布，使白云岩分布也具有南北向带状分布特点（图 11、图 12）。
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图 11 鄂尔多斯盆地中东部奥陶系马四段岩相古地理图 Fig. 11 Paleogeographic map during the deposition period of the 4th member of the Ordovician Majiagou Formation in Ordos Basin |
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图 12 鄂尔多斯盆地中东部奥陶系马四段白云岩储层厚度图 Fig. 12 Thickness contour map of dolomite reservoir of the 4th member of the Ordovician Majiagou Formation in the central and eastern Ordos Basin |
溶孔型白云岩储层主要发育在马一段、马三段及马五段。以马三段为例，马三段形成于海平面相对下降的沉积阶段，发育高频的碳酸盐岩—蒸发岩旋回层序，在以盐岩、硬石膏岩为主的地层中，纵向上发育多套薄夹层状白云岩、含膏白云岩，这类白云岩具泥—粉晶结构，泥质含量一般为5% ~ 30%，常见的沉积构造有水平藻纹层、微波状纹层等；平面上这类白云岩主要分布于围绕东部盐岩盆地呈环带状展布的膏云坪相带上（图 8）。储层岩性以泥晶白云岩、细—粉晶白云岩为主，白云岩中可以见到硬石膏结核及板条状、针状硬石膏或被后期方解石交代的假晶，为溶孔型白云岩储层的形成创造了有利条件。该类储层储集空间主要为溶孔（图 10），次之为白云石晶间孔；储层段平均孔隙度为1%~7%，渗透率为0.1~8mD。
2.3 盖层盖层是油气藏形成、保存的必要条件，一般连续且广泛分布、厚度较大的泥页岩、膏岩、盐岩都可成为有效的优质盖层，其中膏岩、盐岩盖层孔隙度、渗透率极低，而塑性强，所以具有非常好的封闭性能，是最优质的盖层。鄂尔多斯盆地中东部奥陶系马家沟组马一段、马三段和马五段属于膏盐潟湖环境，岩性均以膏岩、盐岩等蒸发岩类为主，其中马五6亚段膏盐岩厚度为30~150m，分布面积为6.5×104km2（图 1）。对鄂尔多斯盆地东部奥陶系盐下探井马五6亚段膏岩样品的分析测试表明，其比表面积为0.65m2/g、孔隙流体能仅为0.04J/g、突破压力达20.78MPa、封闭气柱高2078.4m，反映这套膏岩具有很强的封闭性。马三段膏盐岩厚度为20~120m，分布面积为10×104km2，马一段膏盐岩厚度为20~90m，分布面积为7×104km2，盆地中东部马五6亚段、马三段、马一段膏盐岩的叠合分布面积超过5×104km2，纵向上与碳酸盐岩层段交替发育，这些膏盐岩层为盐下多层系天然气成藏创造了良好的封盖与保存条件。
3 天然气成藏特征与分布规律 3.1 盐下天然气成藏模式根据上述盐下天然气成藏的基本地质条件，建立了盐下岩性圈闭天然气成藏的基本模式。首先，从天然气来源看，上古生界煤系烃源岩及盐下自身的海相烃源岩对成藏均具有重要贡献，奥陶系盐下具备双源供烃的有利条件。在古隆起区出露的地层主要为马家沟组马四段白云岩，与上古生界煤系地层直接接触，但是马四段白云岩在东部地区被硬石膏岩、盐岩与上古生界煤系烃源岩所分隔，其成藏只能依赖奥陶系盐下自身的海相烃源岩，为典型的自生自储型气藏，但是在中部地区仍然存在一定比例的混源气藏。从生储盖配置关系上看，盆地西部马四段白云岩厚，向东部逐渐减薄，西部储层厚度最大、物性最好且连通性好，尽管其与上古生界煤系烃源岩直接接触，但是由于缺乏上覆盖层，且上倾方向缺乏致密遮挡，难以形成有效圈闭，大范围产水，主要起到了供烃窗口的作用[38, 40]；盆地中东部随着上覆膏盐岩盖层的发育，含气性逐渐变好，盆地东部盐下马四段上覆巨厚盐岩盖层，这一区域也是目前含气最好的区域，因此，盖层和保存条件对盐下天然气成藏至关重要。其次，从圈闭形成条件看，盆地中东部地区马家沟组各个层段均表现出东西方向的岩性相变，马四段具有自西向东由白云岩相变为石灰岩的规律，在成藏期（晚侏罗世—早白垩世）东高西低的古构造背景下，非常有利于白云岩岩性圈闭的形成，而且膏盐岩沉积旋回与碳酸盐岩旋回在纵向上叠置发育，有利于在多个层位形成规模岩性圈闭天然气成藏的有利区。在成藏期东高西低古构造背景下，上古生界煤系烃源岩生成的天然气向奥陶系盐下马四段侧向运聚，盐下马一段—马三段海相烃源岩生成的天然气通过切穿奥陶系断裂及其伴生的裂缝体系垂向向上运移，天然气经历多次运移、调整，最终在岩性相变带附近上倾方向白云岩岩性圈闭中聚集成藏（图 13），但是由于储层分布的非均质性及局部断裂、构造等因素的叠加，气藏分布表现出局部高产富集的特点。
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图 13 奥陶系盐下天然气成藏模式图 Fig. 13 Gas accumulation pattern of the Ordovician subsalt |
在分析对比不同区域的生储盖配置关系及成藏控制因素差异性的基础上，结合含气显示情况，将鄂尔多斯盆地奥陶系盐下马四段天然气成藏区带划分为3种（表 3）。
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表 3 鄂尔多斯盆地奥陶系盐下不同成藏区带成藏特征对比表 Table 3 Comparison of the characteristics of gas accumulation in different plays of the Ordovician subsalt in Ordos Basin |
乌审旗—靖边—志丹以西区域，由于奥陶系在加里东期向西逐层剥露，该区奥陶系顶部主要分布马五段中下段及马四段的白云岩地层。该区马四段为大段白云岩地层，储层主要为晶间孔及溶孔发育的颗粒白云岩，厚度较大，一般为20~50m，但是上覆马五段的膏盐岩向西逐渐减薄并完全缺失，缺乏区域性的封盖层，而且由于东高西低的区域构造背景，厚层白云岩上倾方向缺乏有效的岩性或致密层遮挡，不利于形成规模性的天然气聚集，圈闭有效性差，目前探井普遍产水。但是该地区马四段与上古生界煤系烃源岩直接接触，在成藏期东高西低的背景下，马四段白云岩起到了供烃窗口的作用，上古生界煤系烃源岩生成的天然气沿着马四段白云岩向上倾方向运移，在中部岩性相变带及有马五段膏盐岩覆盖的区域聚集成藏。
3.2.2 盆地中部乌审旗—靖边以东、榆林—横山以西的盆地中部奥陶系马家沟组发育完整，马五6亚段、马五8亚段、马五10亚段均发育蒸发岩，这一区域主要为硬石膏岩，其中以马五6亚段硬石膏岩厚度最大，一般在30~60m，马五8亚段、马五10亚段的硬石膏岩厚度为10~20m，是其下的马五7亚段、马五9亚段及马四段白云岩良好的直接盖层。马三段硬石膏岩发育，而且发育薄层状分布的泥质烃源岩层，为马四段白云岩成藏提供了烃源岩条件，同时上古生界煤系烃源岩也具有从西侧古隆起区向盐下马四段侧向供烃的有利条件，形成上、下古生界双烃源岩供烃，盐下马四段、马五7亚段、马五9亚段等多层系成藏含气。
3.2.3 盆地东部榆林—横山以东地区马五6亚段、马五8亚段、马五10亚段、马三段的主要岩性已经相变为厚层的盐岩，其中以马五6亚段盐岩厚度最大，一般为60~120m，马五8亚段、马五10亚段的盐岩厚度为20~40m，整体封盖能力非常好，完全阻隔了上古生界煤系烃源岩规模供烃的可能性，而且由于盐岩层的分隔，在没有大型穿层断裂沟通的前提下，只发育盐下马三段海相烃源岩近源向上运移供烃的自生自储型气藏。地震资料反映马三段盐岩在断裂及区域应力作用下发生塑性形变，形成的盐构造非常发育，可以在上覆马四段白云岩中形成构造隆起，为盐下构造—岩性圈闭的形成提供了良好条件（图 13、图 14）, 在该构造带内钻探的风险探井MT1井在马四段试气获得高产工业气流，表明这一构造带是该区马四段天然气富集的有利区。
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图 14 鄂尔多斯盆地东部奥陶系盐下地震剖面(剖面位置见图 1) Fig. 14 Seismic profile of the Ordovician subsalt in the eastern Ordos Basin (section location is in Fig. 1) |
从盆地中东部地区古生代以来的古构造演化来看，自中生代晚侏罗世开始，盆地的古构造逐渐演变为东北高、西南低，在上覆巨厚的膏盐岩层的封盖下，盆地东部神木—米脂地区也是区域天然气运移聚集的长期指向区，值得进一步加大勘探。
4 勘探方向与目标综合上述对天然气成藏分区差异性的分析认为，马四段是盐下天然气勘探的首选层系。岩相是控制盐下马四段储集体分布的首要因素，根据马四段沉积期的岩相分布规律，靖边气田东侧至榆林—延安一带是盐下深层多层系白云岩岩性气藏勘探的有利区带，其中中部的乌审旗—横山云灰缓坡相带（面积约12000km2）及东部神木云灰隆起相带（面积约8000km2）是近期马四段勘探的两个有利区（图 11）。但是与塔里木、四川这两个碳酸盐岩盆地相比，鄂尔多斯盆地构造相对简单，盆地主体为一向西缓倾的单斜构造，由于南北向挤压作用的存在，在地层内部形成了一系列北东—南西走向的鼻隆构造，奥陶系岩性圈闭与这些鼻隆构造的叠合部位往往以高产井为主，如目前盐下的MT1井就处于一个与断裂相关的局部构造高点上。而对于远离上古生界煤系烃源岩的盐下而言，由于上古生界煤系烃源岩长距离侧向运移困难，气源以奥陶系海相烃源岩为主，局部的构造—岩性复合圈闭更易于天然气富集成藏。而且盐下海相烃源岩分布较为分散，且有膏盐岩层分隔，断裂是沟通下部海相烃源层的重要通道。因此，局部构造对于奥陶系盐下深层天然气富集有重要影响[50]，岩性相变带内的构造—岩性复合圈闭是下一步勘探的现实目标。
综合评价认为发育以下两个近期勘探的现实目标（图 15），总面积近1×104km2，预计储量规模超过5000×108m3，勘探潜力大。
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图 15 鄂尔多斯盆地奥陶系盐下勘探区带综合评价图 Fig. 15 Comprehensive evaluation map of exploration targets of the Ordovician subsalt in Ordos Basin |
该区处于东部盐隆叠合成藏区内。盆地东部神木—米脂地区奥陶系马家沟组马四段上覆的马五段，以及其下的马三段、马一段的岩性均是盐岩，封盖性能非常好。马一段、马三段盐岩在区域应力作用下通常会发生显著的塑性变形，并挤压、挤入上覆的马四段形成底辟隆起构造。目前该构造带马四段已获得工业气流。同时，区域性的挤压作用在更东侧区域表现为以大量的鼻隆构造为主，并发育规模较小的一些近北东向的断裂，对马四段天然气富集非常有利，是下一步钻探的有利目标，预测有利勘探面积约为4000km2。
4.2 乌审旗靖边—古隆起东侧构造—岩性带该区处于中部乌审旗古隆起叠合成藏区内，马四段白云岩上覆马五段硬石膏岩，白云岩侧向相变为石灰岩，构成上倾方向岩性遮挡，形成较大面积分布的白云岩岩性圈闭，同时乌审旗古隆起东侧海西期挤压形成逆断层，形成断控低幅背斜构造，断层错断造成白云岩储层段与膏盐岩侧向接触，构成上倾方向断层遮挡，可形成构造—岩性圈闭，断层也起到沟通源储的作用，膏盐岩层底面高点是天然气聚集的有利部位，预测有利勘探面积约5500km2。
此外，马三段及马一段也发育厚层膏盐岩，但目前勘探成程度很低，与其相配置的马三段、马二段均是未来盐下深入勘探的远景目标层系。对于马三段而言，盆地中部地区的乌审旗—靖边膏云坪、含膏云坪相带是勘探的有利区，有利范围约为18000km2。马二段的沉积环境与马四段类似，也发育白云岩储层，其上被马三段膏盐岩覆盖，也具有良好的成藏条件。下一步在落实马四段含气规模的基础上，通过加深钻探，积极探索马三段、马二段等盐下新层系勘探潜力，若取得发现，将进一步扩大奥陶系盐下整体含气规模，形成鄂尔多斯盆地新的碳酸盐岩勘探领域。
5 结论（1）鄂尔多斯盆地奥陶系盐下天然气来自两套烃源岩，其中上古生界煤系烃源岩分布范围广，古隆起区奥陶系中下部地层被剥露，白云岩形成的供烃窗口在成藏期东高西低的背景下造成天然气侧向运移是奥陶系盐下成藏的有利条件；同时，奥陶系盐下多个层段发育泥岩、泥质碳酸盐岩，有机碳含量相对较高，累计厚20~40m，具有一定的生烃能力。
（2）白云岩是奥陶系盐下气藏的主要储层，马家沟组沉积纵向上旋回性特征明显，为多套白云岩储层发育创造了有利条件，根据其储集空间特点，划分为两种类型白云岩储层：海侵旋回形成的马四段晶间孔型白云岩储层与海退阶段的马三段溶孔型白云岩储层。
（3）奥陶系盐下具有上、下古生界双源供烃的有利条件，形成了受多层系区域岩性相变带控制的白云岩岩性气藏，断裂、构造相对发育的区域天然气高产富集。
（4）综合评价认为奥陶系盐下新领域具有形成规模天然气聚集的资源潜力，马家沟组马四段是目前奥陶系盐下勘探的现实目标层系，盆地中东部地区马家沟组多层系叠合区域岩性相变带是盐下天然气富集的有利区，乌审旗—横山云灰缓坡相带及神木云灰隆起相带是近期马四段勘探的目标区。乌审旗—靖边马三段膏云坪、含膏云坪相带是下一步勘探的有利区。
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