鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组白云石有序度研究

在鄂尔多斯盆地奥陶系碳酸盐岩的X射线衍射、包裹体测温、薄片分析等资料的基础上,讨论了影响马家沟组白云石有序度的因素,以及与各因素间的关系。研究表明:白云石化越彻底,白云石有序度越好;白云石结晶程度好,晶形较粗大的白云石有序度好于泥晶、泥微晶白云石;CaCO3摩尔分数越接近理想摩尔分数50%,白云石有序度就越高;Fe2+、Mn2+离子的增多使白云石有序度则明显降低;相对较高温度条件下形成的白云石有序度好于相对低温条件下形成的白云石;从云化机制而论,准同生白云石化形成的白云石有序度最低,次之为渗透回流白云石化形成的白云石有序度,混合白云石化形成的白云岩中白云石有序度较好,埋藏白云石化形成的白云岩中白云石有序度最好。     

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组五段5亚段斑化白云岩成因

鄂尔多斯盆地中东部奥陶系马家沟组五段5亚段发现大量不均一斑化白云岩,多口钻井油气显示良好,成为油气勘探关注的热点,但成因机理尚未明确。依据岩石学特征,辅以地球化学分析,研究了斑化白云岩成因。斑化白云岩可分为不均匀斑化白云岩、明显斑化含灰云岩和略微斑化灰质云岩3类,根据云斑的形态特征认为云斑构造受到生物扰动所致,白云岩斑点与基质的阴极发光相同;斑化白云岩总体具有较高的Fe,Mn,Na和较低的Sr含量,斑点与基质的Fe,Mn和Sr的含量无明显差别;斑化白云岩δ13C值与同期海水相同,δ18O值均偏负,三类白云岩无明显差别;87Sr/86Sr比值高于同期海水。岩石学和地球化学特征表明生物扰动使岩石不均一,扰动程度影响斑化程度,斑化白云岩系生物扰动灰岩经高盐度海水渗透回流白云石化作用而成,白云岩再埋藏后经历了重结晶作用改造。      

鄂尔多斯盆地苏东地区下古生界马五5亚段白云岩成因及特征

为研究苏东地区下古生界马五5亚段主力含气储层白云岩成因及特征,利用铸体薄片、X衍射、扫描电镜、阴极发光和微量元素分析等方法对研究区白云岩岩样进行分析。结果表明,研究区具有典型的白云石化特征:马五5亚段白云岩可分为准同生型白云岩、回流渗透型白云岩和深埋藏型白云岩3种类型;白云岩储层原生粒间孔发育,储集空间类型以晶间孔和晶间溶孔为主,可见部分非组构性溶孔和少量的膏模孔,偶见残余粒间孔;阴极发光可见泥微晶砂砾屑白云岩发光特征,说明研究区发育泥质砂砾白云岩;准同生型白云岩有序度不高,平均仅为0.443,回流渗透型白云岩具有中等有序度,平均为0.574,深埋藏型白云岩有序度高达1;白云石成分简单,经电镜分析认为Ca~(2+)和Mg~(2+)配置接近化学计量表达式CaMg(CO_3)_2的理想状态,证实X衍射所测白云岩有序度的准确性,主要微量离子特征表明回流渗透型白云岩主要发育在海水成岩介质中。     

鄂尔多斯盆地马家沟组马五_5亚段白云岩类型及稳定同位素特征

通过岩石学和地球化学研究表明鄂尔多斯盆地马家沟组马五5亚段的白云岩主要为泥晶白云岩类、泥粉晶白云岩类和粉晶白云岩类。泥晶白云岩类为泥晶结构,阴极发光为暗红光,白云石有序度低,δ13C值平均为-1.23‰,δ18 O值平均为-7.59‰,锶同位素平均值为0.709 81,形成于闭塞局限、盐度相对较高的环境,是由准同生白云岩化作用形成。泥粉晶白云岩类为泥晶—细粉晶结构,较脏,细粉晶白云石内还有不少的云泥/灰泥残余或包裹体,不发光或发极暗的红光,有序度为0.75,有明显的结构双重性;δ13 C和δ18 O平均值分别为-0.43‰和-7.29‰,锶同位素平均值为0.709 36,是多次白云岩化作用叠加的结果,泥晶白云岩是由早期的准同生白云岩化作用形成,粉晶白云岩是由回流渗透白云岩化作用形成。粉晶白云石不发光或发极暗的红光,有序度为0.81,δ13C和δ18 O平均值分别为-0.65‰和-6.46‰,锶同位素平均值为0.709 67,是埋藏白云岩化作用的结果,并有不同程度的叠加白云岩化。     

鄂尔多斯盆地西南缘奥陶系马家沟组白云岩成因研究

基于岩石薄片的系统鉴定,将钻井岩心和地表露头样品相结合,运用多种分析、测试手段对鄂尔多斯盆地西南缘奥陶系马家沟组白云岩的成因进行深入研究,认为该组白云岩主要由准同生白云岩和埋藏白云岩组成。准同生白云岩主要发育于马家沟组一、三、五段,受古地理环境限制明显,由蒸发泵白云石化形成;埋藏白云岩厚度大、分布广、岩石类型多,构成马家沟组白云岩的主体,成因模式包括浅埋藏期的回流白云石化以及中—深埋藏期的压实水流白云石化和地形驱动水流白云石化。热液白云石在盆地西缘的定边地区、南缘的富县、黄陵、麟游均有发现,通常呈脉状充填裂缝,其成因与深部热流体沿断裂系统上涌有关,而且对储层的发育具有指示意义。在上述成因模式研究的基础上,对各类白云石的结构演化进行了讨论。     

鄂尔多斯盆地中部奥陶系马家沟组五段白云岩储层成岩作用及孔隙演化

通过岩心、薄片、阴极发光、扫描电镜、能谱和地球化学等分析测试工作,对鄂尔多斯盆地中部奥陶系马家沟组五段（马五段）白云岩的白云岩化作用、胶结作用、溶蚀作用和压实、压溶作用等开展研究,将研究区马五段白云岩储层成岩作用分为近地表-浅埋藏和中-深埋藏两个阶段。研究表明,马五段白云岩储层可分为泥晶-微晶白云岩型、晶粒白云岩型和颗粒白云岩型3大类;准同生期近地表环境中的溶蚀作用是储层孔隙形成的关键因素,白云岩化作用是储层孔隙保存的重要有利条件,胶结作用是孔隙破坏的主要成岩作用;含石膏结核和含石膏团块的泥晶灰岩在海平面短暂下降期间,受大气淡水影响,石膏溶解,形成膏模孔和不规则膏溶孔,后经浅埋藏期白云岩化作用,岩石抗压性得到增强,利于孔隙保存,中-深埋藏期经历胶结作用,部分孔隙空间被充填;颗粒灰岩在沉积期形成粒间孔,在准同生期经胶结作用,在浅埋藏环境下经历白云岩化作用,残余粒间孔得到保存,形成良好的储层。     

四川盆地东部下寒武统龙王庙组白云岩类型及其成因

通过对四川盆地东部板凳沟剖面龙王庙组露头进行了密集采样（1块/m）,并根据X-衍射得到的白云石含量对样品进行筛选后,结合主微量元素、稀土元素及碳、氧同位素测试结果,系统分析了该地区白云岩的类型及其成因。分析结果表明,研究区发育两大类不同成因的白云岩。一类发育有序度低的泥-粉晶白云石,具有正相关的MgO和CaO含量,Mg/Ca值总体较高,且低Sr含量,高Fe,Mn含量,ΣREE+Y含量高,δEu和δCe负异常明显,δ¹³C与δ¹⁸O同位素值与同期海水形成的灰岩特征一致,发育于蒸发环境,为准同生的萨布哈白云石化作用和回流渗透白云石化作用的结果,且受到陆源碎屑混入的影响。而另一类发育粉-细晶白云石,MgO和CaO含量呈负相关,具有低Mg/Ca,高Sr,Fe,Mn含量,低ΣREE+Y含量,也同样具δEu与δCe负异常以及同期正常海水形成的灰岩的δ¹³C同位素值,但δ¹⁸O同位素值略低于同期海水形成的灰岩,这类白云石是浅埋藏白云石化作用形成的。结合白云岩的岩石学特征,认为研究区寒武系龙王庙组灰岩在沉积时,经历了准同生白云石化作用（包括萨布哈白云石化作用和回流渗透白云石化作用）,晚期叠加了浅埋藏白云石化作用,因此表现出的碳-氧同位素数据具有分区性。     

塔里木盆地永安坝剖面蓬莱坝组白云岩成因与形成过程——来自有序度和晶胞参数的证据

塔里木盆地巴楚地区永安坝剖面蓬莱坝组发育粉晶白云岩、细中晶白云岩和粗晶白云岩3类白云岩。结合研究区沉积背景、白云岩特征和XRD测试结果认为3种白云岩代表不同的形成环境和过程:粉晶白云岩具中等有序度,平均有序度为0.75,晶胞参数偏离理想白云石,为灰泥经准同生快速云化,在浅埋藏期发生重结晶而成;细中晶白云岩具中等有序度,平均有序度为0.79,晶胞参数接近理想白云石,原岩为孔隙型颗粒灰岩,在准同生期发生白云石化作用,后经埋藏期白云石化作用调整具有埋藏白云岩的特征;粗晶白云岩具高有序度,晶胞参数接近理想白云石,原岩为颗粒灰岩,在中埋藏期受持续、充足的云化流体供给,结晶速度较慢,云化时间较长。受云化发生时期差异的控制,细中晶白云岩最有利于孔隙保存,构成有效储层。     

沾化凹陷邵54井湖相白云岩沉积特征分析

沾化凹陷古近系沙河街组四段上亚段发育湖相白云岩。以岩石学特征为基础,结合X射线衍射、X射线荧光光谱分析和电感耦合等离子体质谱分析等手段,对邵54井湖相白云岩的沉积特征进行了研究。该井中的白云岩为典型的断陷湖盆边缘浅滩环境沉积,包括亮晶内碎屑白云岩和泥晶藻屑白云岩。根据其沉积特征,划分出内碎屑滩、藻滩和滩间3种微相。沉积微相对准同生白云石化的程度有很大影响。高能环境形成的颗粒灰岩,原生孔隙发育,有利于咸化湖水的流动,可优先于泥晶灰岩发生白云石化。地球化学数据表明,白云石的有序度普遍较低,且Sr富集及Sr/Ba比值较高;这表明白云石的成核速度快,白云石化作用发生的时期较早。     

川西—北地区中二叠统白云岩热液作用研究

川西—北地区中二叠统白云岩内广泛发育热液成因的岩石组构和热液矿物。地球化学分析显示,鞍状白云石具有较高的包裹体均一化温度,主要在96~250℃之间,平均值为156℃,明显高于研究区中二叠统地层所经历的最高温度;同时测得鞍状白云石包裹体盐度是同时期海水盐度的两倍左右。中二叠统白云石δ13C值与微晶灰岩δ13C值背景值非常接近,细—中晶白云石与鞍状白云石的δ18O值偏负,综合分析得出细—中晶半自形—它形脏白云石以及鞍状白云石都是在高温、高盐度的热液流体条件下形成的。中二叠统白云石87Sr/86Sr值变化范围较大,揭示热液流体来源具有多样性。热液作用受峨眉山地幔柱的影响,热液作用促使白云岩孔隙、孔洞及裂缝的发育,为油气聚集提供良好的储集空间,可形成优质白云岩储层。     

鄂尔多斯盆地东北部大牛地气田马家沟组不同性质断裂对表生岩溶的控制作用

鄂尔多斯盆地东北部大牛地气田马家沟组岩溶储层遭受基底复活断裂及多期走滑断裂的影响,由于断裂断距小、类型多、成因复杂,目前对断裂发育特征及其与表生期岩溶关系的认识较为有限。综合利用岩心、薄片、露头、钻测井、地球化学和高精度地震资料,分析了大牛地气田马家沟组断裂的宏微观特征、期次及分布规律,并结合岩溶发育特征,讨论了马家沟组不同性质、不同规模断裂对表生期岩溶的控制作用,得出以下主要认识：①研究区马家沟组发育与表生期匹配的基底复活断裂和小规模层间走滑断裂,平面上西侧断裂级别较东侧大,以改造基底正断层形成的“S”型逆冲断裂为主,东侧呈雁列式排布的北西—南东向层间走滑断裂发育程度高;②基底复活断裂和层间走滑断裂沟通了深部马五₆亚段至马一段的岩溶作用,断裂的沟通导致古岩溶在垂向分带的基础上叠加了分区差异性,基底复活断裂发育的区域岩溶作用强,影响层位深;③马五₆亚段以上层位为典型风化壳岩溶,以下层位岩溶作用明显受“断裂+易溶岩相”控制,断裂沟通含膏云岩、白云岩等易溶岩相,使得岩溶范围在空间上相互叠置。研究结果为理解鄂尔多斯盆地东北部马家沟组风化壳之下更深层位岩溶发育规律提供了新视角,也为该区未来岩溶储层的勘探提供了新思路。     

鄂尔多斯盆地中央古隆起东侧非岩溶白云岩储层成因

近年来,鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组顶部除岩溶碳酸盐岩储层外,非岩溶白云岩储层也取得了天然气勘探突破。根据岩心观察、显微薄片鉴定、物性分析和测井录井等资料,研究了鄂尔多斯盆地中央古隆起东侧奥陶系马家沟组马五⁵―马五⁶亚段的沉积微相,分析了非岩溶白云岩储层特征及主控因素。结果表明：储集岩类型以砂砾屑白云岩和晶粒白云岩为主;储集空间类型主要为残余粒间孔、晶间孔和溶蚀孔,属非均质性较强的低孔隙度低渗透率储层;沉积环境为局限台地,包括潮缘滩、云坪、灰云质潟湖、灰质潟湖和膏质潟湖微相;储层分布明显受古隆起附近潮缘滩微相和选择性埋藏白云石化作用的控制;重结晶作用、胶结作用、压实压溶作用和充填作用等多种破坏性成岩作用导致了储层致密化;裂缝的存在改善了致密白云岩储层的物性,并且沟通了保存下来的孤立残余粒间孔和岩溶溶蚀孔。总之,潮缘滩微相中的埋藏白云石化、顺层岩溶作用和裂缝改造作用是储层发育的关键因素,有利于相对优质白云岩储层的形成。     

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组五段膏盐下白云岩储层形成的主控因素

近期勘探实践表明,鄂尔多斯盆地东部奥陶系马家沟组五段膏盐下白云岩具有良好的天然气勘探开发潜力。为此,综合岩心观察、薄片鉴定、物性分析及地球化学特征等资料,对其岩石学、储集空间和孔渗特征等开展了系统研究。结果表明,鄂尔多斯盆地奥陶系膏盐下储集层为孔隙型白云岩储层,纵向上分布在马五6亚段、马五7亚段和马五9亚段。马五6亚段储集层岩性主要为颗粒白云岩和斑状粉晶白云岩,马五7亚段和马五9亚段储集层岩性主要为颗粒白云岩和粉-细晶白云岩。三个储层段储集空间均以溶蚀孔洞为主,次为残余粒间孔、晶间溶孔、晶间孔和微裂缝,平均孔隙度分别为5.84%、6.81%和7.03%。沉积古地貌、海平面变化和准同生期大气淡水溶蚀作用等因素共同控制膏盐下白云岩储集层的发育与分布。研究认为位于盐岩边界线外侧的中央古隆起带和榆林-横山隆起带地势相对较高,颗粒滩沉积厚度大,在准同生期和浅埋藏期易于发生大气淡水溶蚀作用,其内部赋存的孔隙不易被膏盐岩充填,是盆地内膏盐下有利白云岩储集层的发育区。     

川中地区中二叠统茅口组白云岩特征及成因机理

川中地区茅口组白云岩主要位于茅口组二段中、上部和茅口组三段下部,根据岩石学特征可分为含灰质细—中晶白云岩、细—中晶白云岩、角砾白云岩,且以后两者为主。对比泥晶灰岩与不同类型白云岩样品地球化学特征后发现,白云岩相对于同层灰岩具有较低的Fe含量、较高的Mn含量和较低的Sr含量;泥晶灰岩与不同类型白云岩具有相似的稀土配分特征,均表现为LREE亏损、轻微正La异常和负Ce异常,且白云岩样品具有微弱的Eu正异常;细—中晶白云岩与角砾白云岩δ~(18)O值均明显低于原始灰岩,而~(87)Sr/~(86)Sr比值则明显高于原始泥晶灰岩。不同类型白云岩与灰岩相似的稀土配分特征表明茅口组白云岩形成过程中保留了原始灰岩的部分地球化学特征,而白云岩微弱Eu正异常及其与灰岩同位素差异性可能是由于白云岩化过程中高温地质热流体的参与而引发的。茅口组白云岩化作用受多种因素控制:地层残余海水和岩浆活动伴生的热液流体为白云岩化作用中Mg的主要来源;峨眉山大火成岩省热效应为白云岩化提供异常高的古地温背景;断裂系统为异常地温对流和白云岩化流体提供了快速运移通道;颗粒滩相灰岩较好的孔、渗性使之比泥晶灰岩更易发生白云岩化。峨眉山大火成岩省伴生的异常地温和充足Mg供给是茅口组发生白云岩化的关键,不同类型白云岩形成于白云岩化过程的不同阶段。     

鄂尔多斯盆地北部地区马家沟组岩溶储层的差异性和发育模式

鄂尔多斯盆地北部地区奥陶系马家沟组普遍发育岩溶型储层,但其岩溶发育模式明显不同于经典的传统岩溶模式。通过矿物学、岩石学和地球化学分析,共识别出3类具有成因联系且受含膏地层影响的储层,并建立了研究区马家沟组含蒸发盐矿物层系的岩溶模式。结果显示,含膏白云岩-膏模孔型储层形成于萨布哈白云岩化作用,富含蒸发盐矿物,沉积环境为含膏云坪,储集空间为石膏溶解形成的膏溶铸模孔;白云岩-溶孔-晶间（溶）孔型储层形成于回流渗透白云岩化作用,流体来自于上覆的含膏层系,主要发育于浅滩相白云岩地层中,溶孔和晶间（溶）孔为主要储集空间;灰岩-缝洞型储层主要发育在（含云）灰岩地层之中,原始沉积环境为灰坪,储集空间为裂缝和溶洞溶孔-晶间（溶）孔型储层,最初始裂缝的形成与下伏含膏岩层的溶解和变形有关。在空间分布上,鄂北中东部3类储层均有发育,西部以溶孔-晶间（溶）孔白云岩储层为主,北部则主要发育灰岩裂缝型储层。在不同古地貌单元,储层岩石也表现出不同岩石学和地球化学特征,大致分为渗流区和汇聚区。在较高的部位多表现为大气降水渗流区的特征,受大气降水影响较少,储层保存较好,充填有少量的白云石,杂质元素（Al,K,Sr等）含量较低;而较低的部位则表现出汇聚区的特征,受大气降水影响较大,储层破坏严重,大量的方解石充填,杂质元素含量较高,δ¹⁸O值偏负。     

鄂尔多斯盆地奥陶系中组合白云岩储层及圈闭成藏特征

鄂尔多斯盆地下古生界天然气勘探长期以来以奥陶系顶部的古风化壳地层圈闭气藏为目标,近期通过对白云岩成藏机制的深化研究,在古隆起东侧发现了奥陶系中组合新型岩性气藏,其储层主要发育于马家沟组五段5亚段（简称马五₅）白云岩中,储层特征明显不同于奥陶系顶部的风化壳储层。受沉积环境控制,中组合马五₅白云岩呈SN向带状展布,其中靖边西白云岩带由于临近古隆起,水动力条件强,滩相沉积发育,后期经白云石化后形成的白云岩具有“分布面积广、厚度大、岩性纯,南北向连片展布”的特点,且晶间孔发育,为有利的储层。加里东末期,由于盆地整体抬升造成古隆起东侧中组合地层遭受剥蚀,从而与上古生界煤系烃源岩接触,构成良好的源-储配置关系。受岩性相变控制,中组合马五₅滩相白云岩在空间上形成岩性圈闭,有利于油气聚集成藏。     

鄂尔多斯盆地靖西地区奥陶系中组合天然气成因与成藏主控因素

鄂尔多斯盆地靖边气田扩边勘探过程中,在靖西地区下古生界奥陶系中组合白云岩储层中发现了多个含气区,但各含气区及各含气层段天然气的富集程度差异明显,目前尚不清楚造成上述差异的原因。为此,依据天然气组分、碳同位素值等地球化学资料,对比分析了该区奥陶系中组合天然气的成因·与来源,并研究了天然气成藏的主控因素。结果表明:①该区奥陶系中组合天然气与奥陶系上组合、上古生界天然气的成因与来源相似,均以上古生界生成的煤型气为主,但混有一定量的油型气;②受煤系烃源岩生烃中心和源储接触关系的影响,平面上由北向南、纵向上从下奥陶统马家沟组马五_(10)亚段到马五_5亚段,煤型气所占比例依次增大。结论认为,靖西地区奥陶系中组合天然气成藏主要受控于以下因素:①供烃窗口处天然气的充注能力决定了天然气的富集程度;②马五_5—马五_(10)亚段输导通道的差异控制了天然气的纵向运移及分布:③构造与储层叠合关系控制了天然气的横向运移方向及成藏范围。     

鄂尔多斯盆地东部奥陶系马家沟组五段5亚段微生物碳酸盐岩发育特征及储集意义

基于钻井岩心、铸体薄片和扫描电镜等资料,研究了鄂尔多斯盆地东部马家沟组五段5亚段底部微生物碳酸盐岩的发育、分布规律及储层特征,取得了以下几点认识：①微生物碳酸盐岩的发育时期具有明显的特殊性,膏盐岩—碳酸盐岩的岩性转换期是微生物碳酸盐岩的主要发育期;②微生物碳酸盐岩的岩石类型具有明显的地域性,明显受古地貌和海水盐度控制,自东向西,由潮间带向潮下带海水盐度逐渐降低,微生物岩的岩石类型由叠层石向凝块石转变;③微生物碳酸盐岩储层的孔隙类型具有明显的专属性,凝块石白云岩以发育晶间孔为主,叠层石白云岩以发育窗格孔为主;④凝块石白云岩受回流-渗透白云石化作用控制,呈环带状分布于中央古隆起东侧,叠层石白云岩与微生物诱导白云石化作用有关,呈层状连续分布于鄂尔多斯盆地东部米脂—神木地区。研究认为,微生物碳酸盐岩具备一定的储集性,可成为马家沟组碳酸盐岩、膏盐岩共生体系天然气勘探的重要目的层系。