鄂尔多斯盆地上古生界压力演化及成藏过程分析

第3卷 第11期 2008年11月

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鄂尔多斯盆地上古生界压力演化及成藏过程分析

李仲东1，张哨楠1，李 良2，惠宽洋2，过 敏1

（1．成都理工大学“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室 成都610059；

2．中国石化股份有限公司华北分公司 郑州 450006）

摘 要：运用动态分析、综合研究方法及成盆、成烃、成藏理论, 通过对该区沉积埋藏史、成烃史、成岩史、地热史的解剖，结合砂岩泥岩的压实特征、压力成因研究、包裹体等资料，对鄂尔多斯盆地上古生界压力演化及成藏过程进行了详细分析。认为鄂尔多斯盆地上古生界压力演化与成藏过程关系密切，压力作为天然气运移与成藏动力，对上古生界气藏成藏有着深刻影响。根据包裹体形成温度、压力和激光拉曼光谱组成分析研究资料，明确划分了不同类型气藏的成藏期次，提出了压力演化及成藏过程的3个关键阶段。即：埋藏加载增压原生气藏成藏阶段、剥蚀抬升卸载减压原生气藏成藏阶段、稳定调整减压次生气藏成藏阶段。强调早白垩世以后构造抬生剥蚀对上古生界气藏形成更为重要。同时指出，压力封存箱内非烃源泥岩、烃源岩、砂岩的地层压力形成与演化存在明显的差异，对上古生界各气藏的成藏过程有不同的影响。在对成压与成藏的6个过程详细描述的基础上，建立了鄂尔多斯盆地上古生界压力与成藏演化模式。

关键词：能源科学技术；鄂尔多斯盆地；上古生界；压力演化与成藏关系

中图分类号：TE122.1 文献标识码：A 文章编号：1673－7180(2008)11－0841－8

Reservoir-processing analysis and the development of pressure in Upper

Paleozoic of Ordos Basin

LI Zhongdong1，ZHANG Shaonan1，LI Liang2，HUI Kuanyang2，GUO Min1

(1. State Key Lab of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation，Chengdu University of Technology ，Chengdu 610059；

2. Research Institute of North China Branch，SINOPEC, Zhengzhou 450006)

Abstract: This article takes a dynamic analysis, comprehensive research and theory of basin forming, hydrocarbon generation and hydrocarbon accumulation. Through the detailed analysis about sedimentary burial history, hydrocarbon-generating history, diagenesis history, geothermal history and combining with the synthetic analysis on compacting characteristic of the sandstone and mudstone, history of pressure origin and inclusion analysis et al. Analyzing history of pressure origin and evolution and reservoir-processing in upper Paleozoic of ordos basin. From this article we think the relationship between history of pressure origin and evolution and reservoir-processing in upper Paleozoic of ordos basin, pressure as dynamic of gas migration and forming having great influence on gas pool forming in upper Paleozoic. Through analyzing of temperatures and pressure, laster Raman spectra, we compartmentalize pool forming period of different gas reservoir type, put forward three key phases about pressure evolution and reservoir-processing: forming primary gas

基金项目：国家973煤层气项目(2002CB211705)

作者简介：李仲东(1958－ ) ，男，教授，博士，[email protected]

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鄂尔多斯盆地上古生界压力演化及成藏过程分析

第2卷 第12期 2007年12月reservoirs in loading pressure, burial stage; forming primary gas reservoirs in unloading and decompression, denudation of ascending stage; forming secondary gas reservoirs in adjusting and decompression, stabilization stage. The importance of tectonic uplift to gas pooling in upper Paleozoic after the K1 phase is especially emphasized. It is abvious differently forming pressure among nonsource rock, source rock and sand in pressure compartment, having different influence reservoir-processing in gas pool upper Paleozoic. Through particularly analyaing of six courses about forming pressure and reservoir, pressure and pooling evolution models are established in upper Paleozoic of ordos basin.

Key words: energy science and technology；Ordos Basin; Upper Paleozoic; the relation between history of pressure evolution and pooling

鄂尔多斯盆地是我国大型含油气盆地，自90年代以来，在盆地北部上古生界天然气勘探获得了重大突破，已发现苏里格庙、乌审旗、榆林、大牛地等一批大型气田。前人研究认为上古生界有着优越的油气地质基本条件，具有巨大的勘探和开发潜力[1]。但由于储层具明显地低孔、超低渗、低压力特征，导致该区油气运移、成藏条件有别于常规油气藏，特别是面对致密的储集背景、不均质的储层分布和复杂的压力系统，天然气聚集能量及其与之配套的成藏因素成为影响天然气成藏效果的关键，地层压力及压力演化在其中扮演了重要的角色。

有关鄂尔多斯盆地上古生界异常压力的分布特征、形成机制，前人进行过详细的研究。近年来，有不少学者分析了上古生界压力形成过程，恢复了压力演化历史，并对上古生界气藏的成藏特征、成藏过程、成藏期次进行了分析。古压力的演化历史的恢复仍是一个世界性难题[2]。多数学者采用的是基于泥岩压实、流体包裹体、盆地模拟等方法来恢复压力演化史，进而对成藏过程进行综合分析。已对上古生界气藏的研究取得许多认识：①上古生界砂泥岩在早白垩世末最大埋深时期以前出现过古高压，过剩压力达5 MPa~20 MPa[3-4]，古压力系数在局部地区高达1.35~1.79，而现今储层多显示为低压，压力系数在0.76~1.02之间，绝大多数小于0.95[6-7]；②在地史中，上古生界存在由高压向低压的演化过程，尤其是早白垩世末的大规模抬升剥蚀作用，是造成现今储层压力降低的主要原因[8-9]；③上古生界气源岩在晚侏罗世—早白垩世压实作用已不明显，生烃及伴随的一系列物理化学作用，形成异常高压，压力系数普遍大于气源岩的破裂压力，使气源岩产生了微裂缝，引起了天然气运移；④储层包裹体及激光拉曼光谱研究表明，三叠纪末早白垩世是流体活动主要时期，上古生界的主要成藏时期为：早侏罗世—早白垩末期。所以，早白垩世末为天然气成藏关键时期[10-11]。

通过前期对盆地北部上古生界砂泥岩压实资料研究，证实了以上主要认识

[3-12]

[9]

[5]

与天然气成藏的相互作用过程及匹配关系研究仍存在一些需要讨论的问题。鄂尔多斯盆地上古生界砂岩与泥岩古高压是如何演化成目前的压力状况？上古生界气藏的形成与早白垩世末构造抬升关系如何？地层压力演化与油气藏形成过程有何关系？本文以历史演化过程为主线条，通过对不同阶段的地层压力演化及成藏过程进行详细分析，希望能对该问题研究有所启迪。

1 上古生界压力演化与成藏过程关系

地层压力是沉积盆地演化过程中的动态现象，地层压力研究的核心是地层压力形成对油气成藏的影响、地层压力演化与油气藏形成过程的关系。油气的生成、运移、聚散，是盆地形成、发展直至萎缩的石油地质演化过程中，各种沉积物经历一系列的物理、化学变化共同作用后的产物，这些产物是伴随着含油气盆地的持续沉降、整体抬升、全面萎缩3个发展阶段而发生、发展和变化的。因此，把成盆的全过程作为事物发展的主线，把盆地持续沉降阶段的发育过程理解为是各种沉积物的物质积累、能量转化和能量积累的过程，也就是实现成烃过程。把盆地整体上升阶段的发育过程理解为是已积累的能量释放的过程，也就是实现成藏的过程。把盆地全面萎缩阶段的发育过程理解为是能量调整和物质补偿平衡的过程，也就是完成成烃成藏的过程[13]。很显然，这种把成烃动力学、流体运动学、成藏动力学与成盆的全过程相联系，揭示了油气从成烃到成藏的内涵。同时这种综合分析含油气盆地不同发展阶段能量积累、能量释放、能量平衡的过程，也是研究地层压力(能量) 形成演化进而研究成藏作用过程的完整思路。从地层压力成因可以看出，沉积埋藏过程的压实与非均衡压实、热动力过程的生烃作用、流体流动过程的能量平衡作用、剥蚀抬升过程中的“砂岩”回弹、温度降低作用都对不同层系的地层压力演化有着明显的成因和控制作用。地层压力作为一种能量（动力）贯穿油气地质的全过程。所以，对地层压力演化史的分析实质上就是对油气成藏历史的分析。

。但由于古流体压力历史

恢复和成藏作用过程的复杂性，上古生界异常压力演化

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8432 上古生界压力演化与成藏过程分析

埋藏史和盆地模拟资料显示，鄂尔多斯盆地上古生界的沉积埋藏演化可以划分为3个主要阶段: ①中石炭世—早白垩世沉降阶段；②早白垩世末—白垩纪末期构造抬升阶段；③第三纪—第四纪稳定调整阶段，以及6个演化过程。如图1所示。

世），镜质体反射率0.6%~1.20%，有机质处于成熟阶段。主要的成岩事件有：石英次生加大，有机质成熟过程中的有机酸使砂岩中不稳定组份发生溶蚀、蚀变作用，自生高岭石、绿泥石、微-粉晶粒状石英等自生矿物形成，充填孔隙[16]。包裹体资料显示，这个时期温度主要在100 ℃~120 ℃，包裹体主要分布在石英加大边中，流体以高含量的二氧化碳为特征，重烃含量较高，压力为常压[11]。

到达晚成岩B 期埋藏在3 100 m以上（相当于晚侏罗世—早白垩世末），最深可达4 100 m，古地温最高达150 ℃~170 ℃左右，镜质体反射率大于2.0%，在异常高地温场的影响下，有机质迅速生成进入高成熟阶段。随着砂泥岩系统因“非均衡压实”封闭作用的加强，上覆负荷的持续增加，并伴随生气增压加剧，势必在砂泥岩之间造成较大的压力差。此时异常高压封闭箱已形成，由于物质与流体的交换，使砂岩也出现高异常压力，箱内砂岩与泥岩逐渐处于高压准平衡状态。盆地北部塔巴庙地区上古生界泥岩在早白垩世末期的古压力系数平面分布状况表明（如图2所示），到早白垩世末，石炭-二叠系烃源岩为高压，压力系数高达1.50~1.65．

图1 鄂尔多斯盆地北部上古生界埋藏演化历史简图 Fig. 1 Sedimentary burial history in upper Paleozoic in the north

of ordos basin

2.1 沉降埋藏阶段——加载增压成藏过程

盆地持续沉降阶段是各种沉积物的物质积累、能量转化和能量积累过程，其化学动力学表现为成烃作用特点，物理场表现为加载增压过程。

鄂尔多斯盆地上古生界大量泥砂岩压实研究表明，盆地范围内泥砂岩压实特征规律性强，各区域具可比性[14]。上古生界泥岩均出现不同程度“非均衡压实”现象，层位由石千峰开始，上石盒子非烃源泥岩异常幅度最明显，对应的泥岩电阻率仅几欧姆·米，到山西、太原组烃源岩异常幅度趋于减小，泥岩电阻率高达100欧姆·米以上。研究发现，上古生界泥岩最大“非均衡压实”幅度所对应的等效深度绝大多数在800 m~1 000 m．也就是说上古生界泥岩从该深度起，随深度增加，泥岩的机械压实作用减弱，孔隙度减少趋于减缓，“非均衡压实”逐渐发育。考虑到该地区剥蚀厚度，那么原始埋深应该代表上古生界压力封存箱发育的起点深度，时代上相当于中三叠世末[15]。

砂岩与泥岩埋藏演化历史不同，在有机质未成熟阶段，属早成岩期，主要表现为机械压实、胶结成岩作用。砂岩声波时差与深度关系研究表明，由地表到1 400 m~1 600 m，孔隙度从40%左右逐渐下降到8%~10%，由于砂岩连通孔隙度较大，流体流动畅通，砂岩内部为正常静水压力。

进入晚成岩A 期，砂岩成岩作用变得更为复杂，埋深1 700 m~3 100 m之间（相当于中三叠世－中侏罗

图 2 塔巴庙地区上古生界泥岩古压力系数（早白垩世末期）

平面分布图

Fig. 2 Distrbution of ancient pressure coefficient of mud-rock in

upper Paleozoic of Tabamiao area

随着系统内烃源岩和砂岩之间压力平衡，流体流动逐渐缓慢到停滞。因此这一时期的特点表现为烃源岩压力急剧增大－产生裂缝－高压流体向附近处于正常压力的砂岩充注－随着砂泥岩压力趋于准平衡－成藏作用由强缓慢变弱，完成一次成藏，为增压成藏过程。 2.2 剥蚀抬升阶段——卸载减压成藏过程

上古生界埋藏阶段的地层压力演化是在盆地整体

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鄂尔多斯盆地上古生界压力演化及成藏过程分析

第3卷 第11期 2008年11月持续沉降、加载增压过程中完成的。早期砂泥岩表现为加载排流，砂泥岩均为正常压力；晚期为加载增压，砂岩首先是弹性能量的积累，然后是砂泥岩间通过流体的对流、物质的交换，促使了整体压力场平衡，形成系统高压。处于压力封存箱内的砂泥岩实现了物理能与化学能的大量积累。

盆地各地区及各时代剥蚀厚度的统计表明，在地质历史中，有3次明显的抬升运动，分别在印支期（三叠纪末）、燕山Ⅲ幕（中侏罗纪末）和燕山Ⅳ幕（早白垩纪末）。各地剥蚀厚度有一定差别。总体上，印支期、燕山Ⅲ幕剥蚀厚度不大，多数地区小于100 m，晚侏罗世以前尽管上古生界“非均衡压实”已发育，但烃源岩未达到生气高峰，生烃量小，生气作用对烃源岩增压贡

献有限。燕山Ⅳ幕（早白垩纪末）剥蚀最为明显，盆地西部剥蚀厚度200~600 m，盆地东部、北部剥蚀厚度700~1000 m，理应对研究区卸载减压成藏起关键作用。

上古生界包裹体形成的温度、压力和激光拉曼光谱组成分析研究资料显示（见表1），与天然气成藏有关的储层包裹体主要分布在3个温度区间， ①温度在100 ℃~120 ℃，主要发生在晚三叠世到晚侏罗世；②140 ℃~150 ℃，包裹体存在于石英早期微裂缝中，成藏压力为超高压，气藏形成时间大约在早白垩世；③150 ℃~170 ℃，石英中晚期微裂缝中的包裹体，成藏压力为高压，但有所降低，时间大约在早白垩世末[6,8,11]。

表1 上古生界砂岩裂缝包裹体形成温度、压力与成藏时期

Tab. 1 The forming tempeture, pressure and pooling period of the fracture fluid inclusion in the upper Paleozoic sandstone

样品

层位

现埋蔵 深度/m 1 716.86 1 965.46 2 082.40 2 758.00 2 758.00 1 925.80 2 058.89 1 716.86 2 039.60 2 058.89 2 627.01 3 045.42 2 750.60 2 758.00 2 692.68 2 256.40 3 480.00 3 377.70 3 226.10 3 573.50 3 487.20 1 699.20 1 716.49 1 719.58

包裹体形成时埋深/m 2 816.86 3 065.46 3 082.40 3 708.00 3 708.00 3 025.80 3 058.89 2 816.86 3 039.60 3 058.89 3 577.01 3 945.42 3 700.60 3 708.00 3 642.68 3 256.40 4 310.00 3 977.70 3 626.10 3 973.50 4 087.20 2 799.20 2 816.49 2 819.58

包裹体形成压力/MPa 50.10 52.30 45.50 53.00 50.00 48.40 50.80 32.20 38.60 39.00 38.20 49.30 43.00 39.50 35.50 40.20 41.10 50.50 42.00 45.00 48.60 36.00 33.80 27.60

包裹体形成温度/℃ 151 151 148 148 146 150 155 160 161 166 156 167 160 166 161 160 168 158 161 160 167 162 158 162

压力 系数 1.79 1.71 1.48 1.43 1.35 1.60 1.66 1.14 1.27 1.27 1.07 1.25 1.16 1.06 0.97 1.23 0.95 1.27 1.15 1.13 1.19 1.29 1.20 0.98

K2期形成的近常压原生气藏 E 期形成近常压次生气

藏 K2期形成的近常压原生气藏

晚期裂缝中的包裹体

J2-K1期形成的超高压原生气藏 气藏形成时

期

裂缝 形成时期

神8 P1x 神8 P1x 神3 P1s 榆20 P1s 榆20 P1x 胜1 P1x 神6-2 P1x 神8 P1x 神6-1 P1x 神6-2 P1x 榆20-2 P1x 榆21 P1x 榆20-6 P1x 榆20 P1s 榆20 P1x 榆19-1 P1x 鄂6 P1s1 苏6 P1h8 苏15 P1h8 苏18 P1h8 苏30 P1h8 胜1-1 神8-1 神8-1

P2sh P2sh P2sh

早期裂缝中的包裹体

注：表中包裹体形成的压力、温度引自付金华(2004)，王飞雁(2004)，袁际华(2005)；包裹体形成时埋深按各地

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845区剥蚀厚度恢复，压力系数为计算获得。

根据包裹体形成的压力，考虑到剥蚀厚度的影响，可以计算出石英中早期微裂缝和石英中晚期微裂缝形成时的压力系数。很有意义的是，在早白垩世形成早期微裂缝的压力系数普遍较大，在1.35~1.79之间，平均为1.59，地层温度146 ℃~155 ℃；而晚期微裂缝形成的压力系数普遍较小，在0.97~1.25之间，平均只有1.17，地层温度158 ℃~168 ℃．显然这2次成因的微裂缝反映了2次明显不同的流体流动过程。但晚期微裂缝在形成时间上，到底是早白至世末，还是早白至世末大规模构造抬升运动以后成为问题的关键。

各种资料表明，石英中早期微裂缝的确是晚侏罗—早白垩世形成的，晚侏罗—早白垩世时期是研究区成压、成藏的关键时期，也是生气高成熟期，异常高地温场及早白垩世的快速沉积加速了天然气的成熟，同时在封闭的高压封存箱内，生气增压、水热增压、上覆负荷的快速增加使“非均衡压实”作用的加强，上古生界烃源岩出现超高压。

烃源岩发育超高压是很容易理解的，为什么砂岩早期微裂缝包裹体的形成压力也出现超高压。显然砂岩的超高压并不是自身产生的，而是从烃源岩传递而来。随着埋深增加，“非均衡压实”的封闭，晚三叠世以后压力封存箱逐渐形成，从晚侏罗到早白垩世末，上古生界烃源岩和砂岩一直处在一个封闭的高压体系内完成流体、物质、能量、压力的交换与平衡，并在烃源岩和砂岩之间巨大压力差的作用下，首先引起烃源岩破裂，然后破裂作用逐渐向附近砂岩延伸，才使砂岩压力系数达到1.35~1.79．所以砂岩早期微裂缝包裹体的压力为超高压。

实际上，在晚侏罗—早白垩世末期，上古生界烃源岩的异常超高压幅度至少大于或等于砂岩早期微裂缝包裹体形成压力。随着上古生界烃源岩瞬间的、持续的排流，上覆负荷重力引起烃源岩进一步压实，孔隙度减小，从而实现“破裂排烃” 、“排烃压实”。随着上古生界烃源岩和砂岩之间压力平衡，流体运移逐渐缓慢到停滞。因此这一时期的成藏特点表现为烃源岩排烃和成藏动力由强变弱。

从计算获得的石英中晚期微裂缝包裹体压力系数看，晚期微裂缝很显然不是由早白垩世末形成。因为到早白垩世末最大埋深时，压力封存箱内的砂岩和泥岩均处于超高压状态，砂岩和泥岩之间没有可供流体流动的压力差，不可能引起流体大规模流动。而晚期微裂缝形成时的地层压力只有32.20 MPa~50.5 MPa，压力系数平

[13]

均1.17．根据弹性力学理论，结合上古生界砂岩岩样测试的岩石力学参数，经计算，上古生界砂岩在埋深3 500 m~4 000 m的破裂压力在50.58 MPa~58.58 MPa之间，而晚期微裂缝形成时的地层压力明显小于砂岩破裂压力。即就是同样埋深，如果地层水密度为1.05×103kg ·m -3，其静水压力也有36.75~42.00 MPa．如此小的孔隙压力要使砂岩产生裂缝几乎是不可能的。显然晚期裂缝中包裹体压力是在抬升剥蚀明显降压后形成的。因此，用早白垩世末以后的抬升剥蚀、上覆负荷卸载、砂岩弹性“回弹”造成的降压过程解释晚期裂缝的形成更为合理。早白垩世末以后的抬升剥蚀造成的降压过程，使砂泥岩之间又一次形成较大的压力差，引起流体运移。表1中所列出的晚期微裂缝包裹体占大多数，如果排除人为取样的因素，说明早白至世末抬升剥蚀以后存在一次重要的成藏作用过程，即剥蚀抬升阶段的卸载减压成藏过程。

随着盆地由持续沉降转为整体上升，在卸载减压应力场背景的诱发作用下，由于压力封存箱内砂泥岩表现弹塑性的差异，处于高压状态的烃源岩多表现为塑性特点，在封存箱内没有出现明显的压力差时，泥岩很难发生破裂而引起流体的运移；而处于高压状态的砂岩，不仅保持了晚侏罗—早白垩世末期成藏时的压能，同时颗粒之间也积累了较大的弹性能量，随着卸载减压，砂岩内弹性能量的释放过程，对烃源岩形成一股巨大的抽吸力，成为油气运移的主要动力。

在这个过程中①随着上升剥蚀，砂岩卸载“回弹”，孔隙空间扩容，地层压力下降；②温度降低，流体体积收缩，地层压力下降；③上覆负荷减小，引起天然气扩散，地层压力下降。总的背景条件均造成砂岩孔隙压力降低，从而在压力封存箱内砂泥岩之间形成压力差，引起砂泥岩破裂，天然气二次成藏。由于这次成藏缺乏生气增压的能量补给，运移动力不断下降，抬升又造成砂岩“可容纳空间”的增大。所以这次成藏作用是一个降压成藏的过程，同时也是晚期微裂缝的形成时期。大致时期在早白垩世末—晚白垩世末。

经过天然气二次成藏后，不仅烃源岩的生烃高压异常得到了充分的释放，砂岩也因抬升，积累的弹性能量和第一次成藏由烃源岩传递的压力能量也得到了释放。在晚白垩世末，晚期裂缝中的包裹体形成压力应该代表了晚早垩世末—晚白垩世末的压力大小，压力系数在1.07~1.27之间。

2.3 稳定调整阶段——次生气藏成藏过程

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第3卷 第11期 2008年11月古近纪至第四纪为气藏的稳定调整阶段，鄂尔多斯盆地北部广大地区没有出现明显的沉积和剥蚀，砂泥岩已失去任何增加能量的可能，在漫长的50 Ma~80 Ma内，经天然气渗漏、扩散、地壳浅部天然地震、新构造运动形成的断裂、裂缝[17]等综合作用，砂岩地层压力缓慢下降到目前的压力状况，压力系数在0.75~1.0之间。但盆地大部分地区石千峰组-上石盒子组非烃源泥岩内仍保持相当程度的过剩压力。目前石千峰组-上石盒子组泥岩明显的“非均衡压实”现象，充分说明现今该泥岩发育高压，这可以由在石千峰组-上石盒子组钻井中常发生扩径、井壁跨塌等工程事故得到证实。而烃源岩内因排烃，已失去高压特征。也从另一方面说明构造抬升剥蚀作用对弹性砂岩、塑性泥岩的影响存在较大差异[18]。稳定调整阶段为盆地东部神木地区石千峰组-上石盒子组次生气藏形成的主要时期[19]，代表了上古生界压力封存箱顶封闭层的破坏。

埋深2 200 m~3 100 m之间，印支期、燕山Ⅲ幕造成短期抬升，但剥蚀厚度不大，温度主要在100 ℃ ~120 ℃，镜质体反射率0.8% ~1.20%，有机质处于低成熟阶段。砂岩处于建设性与破坏性成岩作用的交替过程，孔隙度变化不大，烃源岩区砂岩的基本特征表现为弹性能的积累，但仍为正常压力；泥岩“非均衡压实”作用进一步加强，异常高压更为明显，压力系数1.2~1.3．

(4) 晚侏罗世—早白垩世末时期：

是研究区成压、成藏的关键时期，也是生气高成熟期，Ro1.8%~2.0%，温度140 ℃~150℃．在压力封存箱内，附加生气增压、水热增压，烃源岩出现超高压，压力系数1.35~1.79，瞬时可达1.79以上。表现为烃源岩急剧增压—破裂—高压流体充注砂岩—砂岩破裂—压力增高—砂泥岩压力准平衡—成藏作用由强变弱，为增压成藏过程。

这一时期主要是靠近烃源岩的砂岩储层(山西组-太原组) 成藏的关键时期，成因上表现为压力封存箱内自生自储的源内成藏特点。

(5) 早白垩世末—白垩纪末期：

早白垩世末以后的抬升剥蚀、上覆负荷卸载、砂岩弹性“回弹”、地温下降，造成压力封存箱内砂岩降压，并出现短时的压力“亏空”，造成箱内砂岩泥岩之间巨大的压力差，砂岩晚期裂缝形成。由于缺乏生气增压的能量补给，运移动力不断下降，为降压成藏过程。石千峰、石盒子组非烃源岩压力系数仍为1.35~1.79，山西、太原组烃源岩因排烃压力系数降为1.20~1.30，砂岩压力在成藏过程中先降后升，由破裂而降低，由成藏而恢复，多次反复。

这一时期是远离烃源岩的砂岩储层（下石盒子组）成藏的关键时期，成因上表现为压力封存箱内经垂直运移、向上聚集的近源成藏特点。

(6) 古近纪—第四纪：

气藏稳定调整阶段，漫长的调整平衡，砂岩地层压力缓慢下降到目前的压力状况，压力系数0.75~1.0．这一时期是压力封存箱外成藏(神木地区石千峰组) 的关键时期，也是压力封存箱内气藏调整期，成因上表现为局部压力封存箱体的破坏，天然气向上散失的远源成藏特点，形成石千峰组超低压次生气藏，如图3所示。

3 上古生界地层压力与成藏演化模式

通过对该区沉积埋藏史、成烃史、成岩史、地热史的解剖与分析，结合该区砂岩泥岩的压实特征、压力成因，可以建立流体压力与成藏演化模式。

研究区流体压力与成藏演化历史可分成3个阶段，即：晚侏罗世—早白垩世末期加载增压成藏、能量积累阶段；晚白垩世卸载减压成藏、能量释放阶段；古近纪—第四纪调整补偿、能量平衡阶段。以及6个成压成藏过程：

(1) 中石炭世—早三叠世末期：

稳定沉降埋藏、正常机械压实阶段，主要表现为机械压实，胶结成岩。油气未成熟。由于砂泥岩连通孔隙度较大，流体流动畅通，砂泥岩内部为正常静水压力。

(2) 早中三叠世—三叠世末期：

盆地快速沉积，埋深1 700 m~2 200 m之间，砂泥岩孔隙度同样变化不大。T 3末期烃源岩开始成熟，为压力封存箱发育期。箱内石千峰组-上石盒子组厚层非烃源岩因“非均衡压实”作用产生高压异常，压力系数1.1~1.2，而石炭、二叠系烃源岩厚层小，不容易产生“非均衡压实”，为正常压力，砂岩开始进入弹性能的积累阶段。

(3) 三叠纪末期—中侏罗世末期：

第3卷 第11期 2008年11月

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图 3 鄂尔多斯盆地上古生界地层压力与天然气成藏演化关系图

r eservoir-processing and the pressure in Upper Paleozoic of Ordos Basin Fig. 3 Relation f igure between

4 结 论

(1) 鄂尔多斯盆地上古生界压力演化与成藏过程关系密切，压力作为天然气运移与成藏动力，对上古生界气藏成藏有着深刻影响。其压力演化及成藏过程可分成3个阶段，即：埋藏加载增压成藏过程、剥蚀抬升卸载减压成藏过程、稳定调整次生气藏成藏过程，分别代表了上古生界源内原生、近源原生、远源次生气藏的形成过程。

(2) 砂泥岩压实及压力成因研究表明，上古生界内非烃源岩、烃源岩、砂岩的压力形成与演化存在明显的差异性，正确认识不同岩性和不同岩石组合的压力成

因，对正确划分成藏期次、成藏演化过程非常重要。

(3) 上古生界砂岩包裹体古压力显示，早白垩世以后构造抬生剥蚀对上古生界气藏形成有重要作用，应引起注意。

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