鄂尔多斯盆地马家沟组中组合岩相古地理新认识及油气勘探意义

准确的岩相古地理恢复对于预测鄂尔多斯盆地下奥陶统马家沟组中组合白云岩储层分布具有重要的意义。为此,从分析古构造背景对沉积的控制作用出发,基于对大量钻井岩心和岩石薄片的观察结果,结合测井岩石结构组分解释、单因素图分析、地震资料解释等成果,建立了该盆地马家沟组中组合沉积模式,并客观地恢复了马五5、马五7、马五9这3个亚段的岩相古地理。结果表明:(1)马家沟组中组合具有隆、洼相间的沉积特点,中央古隆起东侧发育乌审旗—吴起和神木—榆林—延安2个南北向展布的次一级低隆带,在二者之间发育台内洼地,至盆地东部米脂地区则为潟湖沉积;(2)该盆地元古代发育4条北东向展布的裂陷槽,对奥陶纪沉积格局具有重要的影响,同时控制了马家沟组中组合台内颗粒滩的展布;(3)受隆、洼相间沉积格局和元古代裂陷槽的共同影响,中组合台内颗粒滩主要发育在神木—榆林—延安和乌审旗—吴起2个低隆起带上,并呈北东向近似雁列式分布。结论认为,上述2个低隆起带是该盆地马家沟组中组合优质白云岩储层的主要发育区。     

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。     

鄂尔多斯盆地寒武系—奥陶系深层海相碳酸盐岩构造—岩相古地理特征

多年来,海相碳酸盐岩构造—岩相古地理研究成果在鄂尔多斯盆地油气勘探部署工作中发挥了重要的作用,然而,限于资料和认识程度,原有的沉积相图难以满足该区深层海相碳酸盐岩油气藏勘探开发发展的需求。为此,在分析该盆地古地貌背景的基础上,运用新的钻井和地震资料,结合岩相识别技术,通过编制深层中寒武统张夏组和下奥陶统马家沟组构造—岩相古地理图,分析了张夏期和马家沟期的古地理特征,建立了两期沉积模式,研究了古地理对储层发育和分布的控制作用。研究结果表明:(1)张夏组沉积期具有“三隆四坳”古地理背景,隆坳背景受前震旦系裂陷的影响,呈北东向展布,坳陷区演化为深水海湾或台内洼地,隆起区演化为碳酸盐岩台地,隆坳转折带和古隆起周围发育鲕粒滩,构成张夏组有利的储集相带;(2)马家沟组沉积期具有“三隆两凹一凸”的古地理格局,主要呈南北向展布,古隆具有重要的障壁作用,海侵期沿古隆发育滩和坪、坳陷发育成潟湖,海退期古隆暴露、坳陷则演化为膏盐湖,膏云坪是有利的储集相带,潟湖成为盖层发育的重要场所;(3)构造—岩相古地理控制了储层沉积背景和物质基础,对早期白云石化和岩溶作用改造的范围和程度具有重要影响,从而控制有利储层宏观分布;(4)张夏组镶边台地沉积模式和马家沟组障壁台地沉积模式揭示张夏组存在着3种潜在的油气成藏组合、马家沟组存在着2种油气成藏组合。结论认为,张夏组风化壳,以及马家沟组上组合风化壳、中下组合颗粒滩是该盆地有利的油气勘探方向。     

鄂尔多斯盆地西缘克里摩里组白云岩储层特征及成因

鄂尔多斯盆地西缘奥陶系发育多期台缘礁滩体沉积,其中对于中奥陶统桌子山组厚层块状白云岩的研究较多,而对于中奥陶统克里摩里组中—薄层状白云岩的研究则较少。为此,在分析该区克里摩里组储层发育背景的基础上,基于露头、岩心、岩石薄片观察资料和测井解释成果,研究了克里摩里组的岩石学特征、孔隙结构特征、储层物性和地球化学特征;结合碳氧同位素、锶同位素、稀土元素、微量元素、阴极发光等资料,明确了该组白云岩成因和储层成因模式,进而预测了该区克里摩里组白云岩储层的展布情况。研究结果表明:①该区克里摩里组白云岩储层发育晶间孔隙型、溶蚀孔洞型和裂缝型等3种储层类型,其中前两者孔喉分布均匀、孔渗性较好,是主要的储层类型;②克里摩里组主力储层白云岩以浅埋藏交代成因为主,局部经受了后期深埋热液改造作用;③高频层序和埋藏白云岩化控制了克里摩里组的储层发育,其中构造运动形成的古沉积地形控制了滩体的平面展布,海平面的短期升降变化控制了储层的纵向差异性,而埋藏白云岩化作用使岩石骨架得以强化、孔隙得以保存。结论认为,该区克里摩里组白云岩储层主要沿台缘带呈南北向断续分布,厚度介于0.8～43.0 m,总面积为6 512 km2,可以形成规模有效的储集体。     

鄂尔多斯盆地西部奥陶纪岩相古地理特征

综合野外露头、钻井岩心、薄片观察以及测井等相关资料分析,在鄂尔多斯盆地西部奥陶系共识别出 6 种沉积相类型及 3 类 10 种微相序。 受贺兰坳拉槽持续性扩张的影响,鄂尔多斯盆地西部奥陶纪不同时期的岩相古地理展布具有明显的差异性,早奥陶世发育缓坡型台地沉积,至中奥陶世演化为台地- 斜坡-盆地沉积模式。 桌子山组内缓坡和克里摩里组台地边缘相沉积岩性以泥亮晶粉砂屑灰岩、生屑灰岩、鲕粒灰岩为主,为优质储层的发育提供了重要的物质基础。乌拉力克组-拉什仲组发育深水盆地相泥岩、含灰泥岩,是烃源岩发育的有利相带。     

鄂尔多斯盆地海相碳酸盐岩主要储层类型及其形成机制

对于鄂尔多斯盆地海相碳酸盐岩储层宏观分布规律和有利区带的认识目前尚不十分清楚，难以满足区带评价和目标优选的需求。为此，利用野外露头、钻井和地球物理测井资料并结合实验分析数据，深入探讨了该盆地海相碳酸盐岩储层的特征、形成机制和分布规律，并指出了下一步天然气勘探的方向。研究结果表明：①鄂尔多斯盆地海相碳酸盐岩主要发育岩溶型和颗粒滩型两类白云岩储层，前者发育于蒸发台地的含膏云岩和膏质云岩坪微相，主要分布在下奥陶统马家沟组马五段上组合及马一段和马三段，后者主要发育于台地边缘颗粒滩和台内颗粒滩微相，分布在中寒武统张夏组、上寒武统三山子组、马四段和马五段中组合；②颗粒滩型储层岩性为鲕粒云岩、砂屑云岩、晶粒云岩及微生物云岩，储集空间以残余粒间（溶）孔、微生物格架（溶）孔、晶间（溶）孔和溶洞为主，少量裂缝，孔隙度介于2.00%～18.03%，平均孔隙度为6.16%，机械沉积和微生物造丘是原生孔隙形成的重要机制，准同生溶蚀和裸露期风化壳岩溶作用是溶孔溶洞形成的主控因素，早期白云石化和封闭体系有利于孔隙的保持；③岩溶型储层岩性为（含）膏模孔细粉晶云岩和粉晶云岩，储集空间为膏模孔、溶洞及微裂缝，孔隙度介于2.00%～16.36%，平均孔隙度为5.98%，同生期层间岩溶和裸露期风化壳岩溶是膏模孔形成的主要机制，而膏模孔的保存受矿物充填和封闭体系两大因素的控制。结论认为，有利储层主要分布在该盆地鄂托克前旗—定边—上韩、桃利庙—吴起和榆林—志丹一带，其中桃利庙—吴起和榆林—志丹一带是深层碳酸盐岩气藏勘探最有利的区带。     

鄂尔多斯盆地东部下奥陶统马家沟组盐下含气系统特征与勘探潜力

奥陶系下统马家沟组是鄂尔多斯盆地下古生界重要产气层位，目前已在马家沟组盐上风化壳领域获得了近万亿立方米的天然气地质储量，且盐上组合研究成果丰富，认识较为统一。但是，马家沟组盐下组合含气系统研究不足和认识分歧较大，已严重制约了该区盐下天然气的勘探。为此，从天然气地球化学特征出发，利用地质、地球物理和地球化学手段，对盐下含气系统进行了系统研究；结合盐下天然气来源、烃源岩规模和储层特征以及圈闭成藏要素评价，明确了马家沟组盐下天然气成藏的有利条件和富集区带。研究结果表明：(1)马家沟组盐下天然气的甲烷、乙烷碳同位素偏轻，具有典型油型气特征，其烃源岩可能为马家沟组高频层序相关的薄层海相烃源岩，岩性主要为暗色泥质白云岩和微生物白云岩，具备规模供烃能力；(2)盐下发育多套丘滩和丘坪粉晶白云岩储层，沿台内低隆规模分布，源储盖组合反映盐下具备自生自储成藏条件，疏导断层、侧向封堵是成藏关键要素；(3)榆林—横山和神木—米脂地区是盐下天然气有利富集区带。结论认为，马家沟组盐下含气系统和天然气富集区带新认识的提出有效地支撑了米探1井的天然气勘探突破，对鄂尔多斯盆地深层天然气深化勘探具有重要指导意义。