鄂尔多斯盆地

来自中文百科,文化平台
跳转至: 导航搜索

陕甘宁盆地,在地质学上称鄂尔多斯盆地。北起阴山大青山,南抵陇山黄龙山桥山,西至贺兰山六盘山,东达吕梁山太行山,总面积37万平方千米,是中国第二大沉积盆地

鄂尔多斯盆地包括宁夏大部,甘肃陇东地区庆阳市平凉市陕北地区延安市榆林市关中地区的北山山系以北区域,内蒙黄河以南鄂尔多斯高原鄂尔多斯市

鄂尔多斯盆地历史上习惯称呼黄土高原、鄂尔多斯高原(这些高原名称是群山和盆地的统称),其中的盆地从绝对高度看是高原,而从四周高地看又是盆地。

名称

鄂尔多斯盆地是地质学上的名称,一般称陕甘宁盆地,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。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宁夏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”。

鄂尔多斯盆地全区土地面积近371040km2,土地辽阔,煤炭、石油、天然气等矿产资源丰富,具有国家级资源基地的区际优势,被誉为“中国能源金三角”。

地质

特性

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、奥陶系、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。主要油气产层是中生界的三叠系、侏罗系以及下古生界的奥陶系。

从盆地构造特征看

从盆地构造特征看,西降东升,东高西低,非常平缓,每公里坡降不足1°。从盆地油气聚集特征讲是半盆油,满盆气,南油北气、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,这个盆地有聚宝盆之誉。

地质历史

鄂尔多斯盆地,现代地貌上的表现为盆地,它的发生发展历史,依然可以追溯到早在35亿年的地质历史时期,它和地球上所有大陆一样,都经历了复杂的沧海桑田的发展历史。

(一)早太古代(35亿年)至晚太古代(25亿年)——地台基底雏形阶段

这是华北地台基底发育时期,35亿年,整个华北地区尚处在较深的海洋环境,早太古代,因当时地壳较薄和地幔物质上涌,火山活动十分频繁活跃。造成大量拉斑玄武岩、钙碱质火山岩、火山碎屑岩等中基性——中酸性火山岩建造。在强烈的造山运动影响下,这些沉积物不断地一次又一次的褶皱隆起增厚,在高热流的作用下发生了高温变质。多期变质和变形作用的叠加,使这些古老的岩石以花岗——片麻岩穹隆构造形式出现,并和深成混合花岗岩相伴,晚太古代则是一套绿岩建造,并有科马提岩。

经过早太古代集宁旋回的火山——沉积作用,变质作用和晚太古代乌拉山旋回的火山——沉积作用、变质作用,终于使几个互不相连的初始陆核——岛链状硅镁质、硅铝质陆块增生、扩大并焊接成一个整体,奠定了华北地台基底的雏形。

(二)早元古代——华北地台形成

这一时期的火山——沉积作用发生在鄂尔多斯高原以北的现今的乌拉山,大青山和色尔腾山一带,主要是一套海相的镁铁质拉斑玄武岩系列,钙碱性的火山熔岩和正常碎屑岩及碳酸盐岩,具典型的绿岩建造。同一时代沉积作用还发生在太古代古陆边缘区,为一套海相火山岩、碎屑岩和碳酸盐岩建造。 早元古代末期的色尔腾山运动,导致地壳增厚、固结、克拉通化,构造运动伴随的岩浆活动,使华北地台基本固结和稳定,华北地台形成,地台范围向西包括阿拉善台隆,向东包括山西台隆,向北达白云鄂博一带,甚至更远。

(三)中、晚元古代——盖层发展阶段

盖层沉积是指地台的古老结晶基底形成以后,其上沉积了一套比较稳定的正常陆源碎屑建造,火山活动不发育。到为止,鄂尔多斯陆块,由于古生代地层和巨厚的中、新生代地层的覆盖,其深部有无中、晚元古代的盖层沉积,尚不得而知。但从贺兰山地区的中晚元古代黄旗口群和王全口群、渣尔泰山地区的渣尔泰山群、白云鄂博地区的白云鄂博群的展布特点分析,这一时期的盖层沉积只限于这些地区,故推测鄂尔多斯陆块之下,可能不存在中、晚元古代的沉积。

(四) 古生代——陆表海沉积

本期鄂尔多斯陆块为陆表海沉积环境,海水来自华北海和祁连海。本区自早元古代末形成古陆后,经长期剥蚀,地貌已准平原化,陆壳稳定。古生代初期,本区下降成为浅海盆地并接受沉积。早寒武世,相当于华北馒头期的龙王庙期沉积了碎屑岩建造,在东胜一带有东胜隆起(即乌兰格尔隆起)。当时气候干燥、炎热,海水较浅,盐度较高,沉积物形成了紫色砂岩、页岩,白云岩中常含有石膏和石盐假晶。中寒武世,海侵扩大,形成了碳酸盐建造。晚寒武世海退,形成了潮坪相碳酸盐建造。本区陆表海的沉积岩相,构成了一完整的海进——海退沉积旋回,系典型的地台盖层沉积。中——晚寒武世良好的生态环境,使大量的三叶虫和腕足动物繁衍生殖。在晚寒武世发生了短暂的海退之后,早奥陶世全区又发生大面积的海侵。

初期海水较浅,气候炎热,形成蒸发环境;晚期海水较深,生物开始繁盛,主要有头足类、腹足类和腕足类等华北型海相生物。早奥陶世晚期,华北海和祁连海在本区沟通。早奥陶世马家沟末期发生了中加里东运动第I幕(早期),使鄂尔多斯陆块抬升,形成海退,造成本区中奥陶统的缺失。中奥陶世末期,区内发生了中加里东运动第II幕(晚期),华北地台大面积抬升,造成大面积海退,全区成为剥蚀区,从而使华北地台缺失晚奥陶世、志留纪、泥盆纪、早石炭世的沉积。中石炭世,鄂尔多斯地区经过长期剥蚀后,又有海水侵入,形成中石炭统本溪组浅海相碎屑岩——碳酸盐建造,本溪组底部往往有山西式铁矿和高铝粘土。晚石炭世,区内海水时侵时退,形成了上石炭统海陆交互相的沉积建造。早二叠世,鄂尔多斯陆块为近海平原的沉积环境,发育有平原上的河流、湖泊和沼泽相的含煤沉积建造。

(五)中——新生代发展阶段——坳陷盆地

1.中生代早期——鄂尔多斯盆地开始发育

鄂尔多斯地区的早三叠世为气候干燥、炎热,植被不发育的沉积环境,主要为河湖相的红色细碎屑岩建造,沉积物主要为砂岩、泥岩,此间爬行动物繁盛,主要为前棱蜥类、鄂尔多斯兽、哈镇兽等四足行走的爬行类。中三叠世,盆地东缘沉积了红色砾岩、泥岩;中部沉积了灰绿色泥岩,局部夹煤层,植物日渐繁茂,主要为肋木、优脂杉等。爬行动物以中国肯氏兽为代表。中三叠世末发生了印支运动第II幕,造成中晚三叠世地层间断。盆地北部抬升,晚三叠世地层缺失,而西缘坳陷继续下陷,盆地中心也开始下陷,鄂尔多斯地区开始全面地进入了典型的内陆盆地发展期。晚三叠世,除北部外,其它地区沉积了灰绿色泥岩,局部夹煤层,盆地边缘区沉积厚度不过百米,盆地中部最大沉积厚度可达300米,而西部桌子山地区沉积厚度最大可达1800米,可见盆地坳陷中心在西部区。晚三叠世区内植物发育,形成了以延长植物群为代表的区域性植物群落。晚三叠世末发生了印支运动第III幕,盆地一度抬升,造成上三叠统部分地层被剥蚀。

2.中生代晚期——鄂尔多斯盆地鼎盛时期恐龙由繁盛到灭绝

早、中侏罗世,鄂尔多斯盆地为一套陆相沉积物。早侏罗世中晚期,仅在准格尔旗南部沉积了一套百余米厚的陆相碎屑沉积——富县组。中侏罗世,盆地处于温暖潮湿的亚热带气候环境,植被发育,沉积了一套从西向东逐渐变薄的含煤层砂质沉积物。早、中侏罗世植被繁茂,早侏罗世为网格蕨——格子蕨植物群,中侏罗世为锥叶蕨——拟刺蕨植物群,此外还有银杏类、松柏类和苏铁类植物。动物界可见有鱼类、瓣腮类和叶肢介等生活在河湖之中。

中侏罗世末期发生了燕山运动的第II幕,使中下侏罗世发生了强烈的褶皱和断裂,并使鄂尔多斯台坳上升成为剥蚀区。白垩纪初,鄂尔多斯盆地下降,全区大部分地区接受了早白垩世沉积,形成了早白垩统沉积地层志丹群(现称伊金霍洛组),早期沉积物为河湖相红色碎屑,晚期为湖泊相砂泥质,总厚度可达千余米,沉积中心在盆地北部临河一线,为南北向延伸的箕状盆地,盆地东部已退缩到东胜一带。早白垩世中期盆地开始萎缩,沉积的东胜组为红色碎屑沉积建造。早白垩世晚期,鄂尔多斯盆地整体抬升,湖水退出,湖地干涸。晚白垩世,盆地成为剥蚀区。早白垩世,鄂尔多斯盆地以湖、河环境为主,植物繁茂,动物界生物种群多样,爬行动物以恐龙及龟鳖类为主,鱼类、水生软体动物、叶肢介、介形类等也十分繁盛。

(六)新生代——现代地貌形成

古近纪本区主要为河、湖相含石膏红色砂泥质碎屑建造。鄂尔多斯盆地是始新世初开始下降,渐新世盆地西部沉积物分布广泛,主要为一套红色含石膏的沉积建造,新进系不甚发育。渐新统动物群丰富,主要为种类繁多的哺乳动物——大角雷兽、巨犀、两栖犀等。盆地东部缺失古近系,仅见有上新统的沉积地层,其岩性为红色泥岩、砂质泥岩夹泥灰岩及灰质结核,底部为厚度不大的底砾岩,厚50-100米,为湖泊相和河流相沉积物,哺乳动物主要为大唇犀、独角犀、叉角鹿和三趾马。古近纪和新近纪也是被子植物繁茂时期,以杨、柳、榆、木兰、胡桃等为代表。

第四纪主要是人类的出现并有多期冰期。鄂尔多斯南端的萨拉乌苏地区,晚更新世为河湖相的粉砂、粘土沉积,其中可见人类化石、旧石器与大量相伴生的哺乳动物化石和鸟类化石。人类化石命名为“河套人”,哺乳动物群命名为“萨拉乌苏动物群”,主要有纳玛象、斑鬃狗、狼、鹿、披毛犀、野马、野驴、河套大角鹿等。

综上所述,鄂尔多斯陆块的地质发展史经历了几个主要时期,自太古代以来的各期构造活动对陆块的发生和发展都产生了不同程度的影响。从该陆块的发生、发展的整个历史过程来看,鄂尔多斯陆块经历古老结晶基底岩系发育和古生代盖层沉积阶段,到中新生代坳陷盆地阶段,最终由于喜马拉雅运动的影响,陆块整体抬升,铸就了的高原地貌形态。

自然资源

鄂尔多斯盆地位于中国中西部地区,为中国第二大沉积盆地,其天然气、煤层气、煤炭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,还含有水资源、地热、岩盐、水泥灰岩、天然碱、铝土矿、油页岩、褐铁矿等其他矿产资源。

盆地具有地域面积大、资源分布广、能源矿种齐全、资源潜力大、储量规模大等特点。盆地内石油总资源量约为86亿吨,主要分布于盆地南部10万平方公里的范围内,其中陕西占总储量78.7%,甘肃占总储量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米以内的煤炭资源量达到2.4万亿吨。盆地内分布7个含煤区,隶属的5个省区均有分布。在煤层埋深2000米以内煤层气资源量约11万亿立方米;埋深1500米以内煤层气资源量约8万亿立方米。铀矿预测资源量约86万吨,中国已探明的铀矿床即在此。

“盆地的石油、天然气、煤炭探明储量分别占全国近6%、13%和20%,对保障中国能源需求、加强战略能源储备、实现可持续发展具有非常重要的战略意义。”鹿爱莉说。交通、水、电等条件的逐渐完善,为鄂尔多斯盆地能源开发提供了越来越广泛的空间。据了解,盆地区域内已初步形成铁路、公路、水运、空运衔接的立体交通网络。主要铁路包括包神铁路、陇海铁路、神黄铁路、神延铁路等,形成四方交接、纵横贯通的格局。其中,神黄线、京包线、陇海线和包神线是煤炭东向运输的主要依靠。此外,中卫—太原线、西安—南京线正处于规划论证当中。铁路网及区内公路、水运建设的不断发展,为鄂尔多斯盆地的能源输出提供了便利。

盆地原油外输管线主要有靖咸线、马惠宁线、中银线以及附属支线网络。已建成天然气输送管道陕京一线、靖边—西安、靖边—银川线,此外还包括西气东输、长—呼管线、陕京二线、靖边—西安复线等在建和拟建项目。盆地地下水资源较丰富,且水质良好,基本可满足各种用水要求。盆地内完成装机容量约2000万千瓦,生产煤炭和石油仅占五省区发电量的1.2%,能源开发所需电源基本可以满足。

油田

勘测历史

从盆地构造特征看,鄂尔多斯盆地关于石油的记载,可追溯到公元前。西汉末年的王莽时期,史书记就有“高奴出脂水”之说。东汉班固《汉书?地理志》:“高奴有洧水可燃”。北宋沈括《梦溪笔谈·杂志》:“鄜延境内有石油,旧说高奴出脂水,即此也”。《元一统志》:“延长县南凿开石油一井,其油可燃”。

鄂尔多斯盆地石油勘探开发早在二十世纪初就开始了。清光绪二十九年(1903年),陕西于彦彪、郑明德与德国商人汉纳根合约开采延长石油。清光绪三十二年(1906年),创办延长石油官厂。次年钻成中国陆上第一口井———延一井(井深81m)。民国三年(1914年),北洋军阀政府与美国美孚石油公司签订《中美合办油矿条约》。油量甚微,无重大发现。

长庆油田在鄂尔多斯盆地的石油勘探始于1950年。历经筹划启蒙时期(二十世纪50年代)、起步时期(二十世纪60年代)、创业时期(二十世纪70年代)、调整时期(二十世纪80年代)、大发展时期几个阶段(二十世纪90年代至今)。

1950年,组建陕北勘探大队,开展石油地质调查与钻探。在北起延安、延长,南至铜川、韩城一带进行地质调查,在中生界地层发现了20多个构造和40多出油苗,筛选3个重点构造提供钻探。1951年,扩大勘探范围至内蒙及贺兰山地区。1954年,在永坪、枣园见低产油流。1958年,勘探区由陕北地区转向内蒙的伊克昭盟和西部宁夏灵武、盐池一带;同时开展盆地构造和含油岩系岩相比那湖研究,寻找新的含油有利地区,在盆地西部断褶带发现三叠系和侏罗系油层,但未获工业性油流。

20世纪60年代,在宁夏灵武境内李庄子、马家滩钻探发现低产油流,第一次采用压裂技术改造低渗透油层获得工业性油流。李庄子、马家滩钻探发现,拉开了长庆油田会战前的序幕,虽然达不到奠基的作用,起码起到了引领的作用。

开辟油田

20世纪70年代,在总结盆地油藏分布特点基础上,建立了侏罗系古地貌成藏模式,首次提出沿古河道两侧寻找被盖压实圈闭的部署思路,从而发现马岭油田,迎来盆地第一次储量增长高峰期。从此,拉开了盆地大规模石油勘探开发的帷幕。组织石油大会战,加强低渗透油藏改造技术攻关,开辟油田开发试验区。1979年,建成马岭、城壕、华池、红井子、吴旗、直罗、下寺湾等9个油田15个试采开发区,形成年产原油135万吨规模。

20世纪80年代,侏罗系油田综合调整,开展特低渗透油藏开发试验和科研攻关,推广新工艺、新技术。由侏罗系找油转向三叠系找油。1983年12月,中生界三迭系延长统塞一井出油,日产六十四点四五吨。至此,陕北勘探,石破天惊,安塞油田八年科技攻关成功,解长庆倒悬之急,挽长庆徘徊之势,有拨云见日之功,指点山河之力,开低渗油田之先河。为此,安塞油田被誉为“安塞模式”,在全国推广。

20世纪90年代,鄂尔多斯盆地石油开发生产稳步增长。90年代中期,制定了陕北石油二次勘探的部署思路,5年内新增石油储量4亿吨。在盆地内发现并高效开发了三叠系油藏为主的大型特低渗透油田———靖安油田。侏罗系滚动勘探开发取得成功,原油储量、产量连续突破历史最高水平。

油田开发

很长一段时间,长庆等于低渗透,低渗透等于长庆。“井井有油,井井不流”;是“破棉袄”,穿上太烂,不穿太冷;是鸡肋,“食之无味,弃之可惜”等,这些观念影响了鄂尔多斯盆地低渗透油田开发达70年。后来,又有“磨刀石”、“三低”、“四低”、“特低”、“超低”油气藏,“边际油气田”、“难动用”、“贫矿”、“穷折腾”等帽子戴在头上,一戴又是30年。进入二十一世纪,鄂尔多斯盆地石油勘探开发步入大发展的快车道。地质上提出辫状河三角洲成藏理论,认识上提出“三个重新认识”、找油“原点论”、“宏观找油论”、“自然能量开发压差论”、“低渗透相对均质论”和“开发经济界限论”,实现勘探开发领域向新领域转移,2001年,第三次挺进董志塬,发现西峰油田,经过3年勘探,三级储量超4亿吨,被誉为中国石油近10年来最大发现。接着提出再上姬塬的部署,2002年初上就获得了一批高产油流井,揭开了姬原勘探开发的序幕。姬塬勘探六上五下,终获大发现。不到3年时间,初步落实了3个亿吨级有利目标,为盆地石油储量稳定增长提供了新的接替区。

按照国务院批准的《找矿突破战略行动纲要(2011—2020年)》,3年来,我国新增石油探明储量39.47亿吨、天然气探明量2.3万亿立方米,在鄂尔多斯、塔里木和渤海湾盆地连续发现8个亿吨级油田,在鄂尔多斯、四川和塔里木盆地连续发现6个千亿立方米的气田。煤层气在沁水盆地和鄂尔多斯盆地东缘新增探明量2877亿立方米,比2010年底前累计探明量翻了一番。页岩气率先在重庆取得突破,探明首个千亿立方米整装页岩气田,形成15亿立方米产能。煤炭新增查明资源储量1886亿吨,新疆和山西新增一批大型和超大型煤炭矿产地。铀矿勘查在鄂尔多斯盆地查明一个超大型砂岩型铀矿,有望形成我国铀矿开发利用新格局。

发展效益

鄂尔多斯盆地石油开发从无到有。解放前,人们用了约50年的时间,将鄂尔多斯盆地的石油产量才搞到2000吨;解放后的50年代—60年代的20年间,年产量也没有突破2万吨;70年代—90年代,人们再用24年时间,年产量终于上升到了200万吨;1994年东部会议提出33551目标后的6年间,盆地产量平均以年增长近100万吨的速度上升,到2000年产量水平已达750万吨(其中长庆占500万吨);到2003年,原油产量突破1000万吨(其中长庆占701万吨);2007年,原油产量突破2000万吨(其中长庆占1201万吨),累计生产原油超1亿吨。

鄂尔多斯盆地石油总资源量超过100亿吨,实际比这数还大。截至2007年底,已探明石油地质储量16.67亿吨,占总资源量的19%。建国以来,中国先后进行了三次油气资源评价。1987年,对鄂尔多斯盆地石油资源评估只有40亿吨,1994年的评估结果是85.88亿吨,2006年的评估结果是100亿吨。但从盆地侏罗系11套油层,延长统10套油层的实际看,对储量资源量的认识还有巨大空间。曾有一位专家计算,光是延长统10万平方公里,就已大面积稳定分布着石油,按一平方公里石油丰度40万吨的常规蕴藏,意味着400亿吨的石油埋藏量,除去一半折扣,也有200亿吨石油资源量。所以,石油勘探开发的前景不可限量。 鄂尔多斯盆地探明石油地质储量、石油产量年均增长速度均居中国第一位,每年新增石油地质探明储量均超过1亿吨以上。是建立石油生产基地的最有利地区,也是最现实的地区。2002年整个盆地生产的石油超过了1200万吨,2007年2000万吨(包括延长)。