鄂尔多斯盆地西缘马家滩—棋盘井地区下古生界乌拉力克组页岩气资源潜力巨大,已发现了极为丰富的煤、石油、天然气等矿产资源,但其页岩气成藏条件和规律尚不明确,制约了勘探开发进程。本研究通过野外剖面实测、钻井岩心观察、有机地球化学测试(TOC、Ro、X射线衍射等)、扫描电镜分析及核磁共振实验等综合方法,系统研究了乌拉力克组页岩气成藏的地质条件与主控因素,对该区页岩气资源的勘探和后期钻井技术的开发有着重要意义。 研究结果表明:乌拉力克组沉积于中奥陶世深水陆棚—台缘斜坡过渡环境,岩性以硅质页岩、钙质页岩及混合页岩为主,发育6种岩相类型。优质烃源岩集中于底部20~30m层段,总有机碳含量(TOC)平均为0.86%,最高达1.69%,镜质体反射率(Ro)介于1.63%~1.95%,处于高—过成熟阶段,生烃强度达8.3×108m3/km2,累计生烃量8.8×1012m3。储层以脆性矿物(石英、长石、碳酸盐)主导,含量达75.3%,显著高于四川盆地龙马溪组(58.7%),微裂缝及层理缝极为发育,裂缝密度40~133条/m,孔隙度1%~3%(平均1.82%),渗透率0.01~0.1 × 10-3μm2,总含气量0.94~2.21mL/g,游离气占比超50%。 研究区成藏关键控制因素包括:①深水强还原环境形成的富笔石页岩提供充足气源;②高脆性矿物与多期裂缝网络构成“孔—缝”立体储集体系;③稳定的构造背景(以加里东期小断距断裂为主)及拉什仲组泥岩、克里摩里组致密灰岩组成的顶底板封盖系统。研究区马家滩—棋盘井构造稳定带为页岩气富集“甜点区”,水平井靶区优选埋深3500~4500m、脆性矿物含量>70%、TOC>1%的层段。本文通过对马家滩—棋盘井地区乌拉力克组页岩的沉积相特征、有机地球化学特征、储层物性特征、保存条件等研究,认为马家滩—棋盘井页岩气成藏的有利条件包括有利的沉积微相、较高的有机质丰度、充足的储存空间及良好的保存环境。