鄂尔多斯盆地马家沟组盐下碳酸盐岩烃源岩分布特征

针对鄂尔多斯盆地中东部盐下奥陶系内幕天然气自生自储特征及其相应烃源岩发育不清的实际,利用地球化学与测井技术相结合的方法,分析了研究区奥陶系盐下烃源岩的分布特征。奥陶系马家沟组马五₆亚段膏岩最为发育,分布最为广泛,该膏岩层之下发现的自生自储天然气出气点表明了海相碳酸盐岩烃源岩具有一定的生排气能力。研究表明:研究区马家沟组盐下碳酸盐岩烃源岩有机质丰度总体偏低,测试的有机碳含量平均值约为0.2%,大部分低于0.5%;岩石热解T_ma 平均值达484℃,处于高成熟—过成熟阶段。平面分布上,盐下碳酸盐岩烃源岩有机碳含量在西部相对较高,向东逐渐降低;有机碳含量在北部相对较高,向盆地中部降低,最南部略有升高。研究区存在3个相对较好的烃源岩有利分布区。     

鄂尔多斯盆地中部气田中奥陶统马家沟组岩溶型储层特征

鄂尔多斯盆地中部气田目前累计探明地质储量3377.3×10⁸m³。其中,中奥陶统马家沟组碳酸盐岩油气藏储量占总探明储量的80%以上,而岩溶型储层贡献最大。在对大量起控制作用的钻井岩心进行系统、详细的描述和研究的基础上,结合镜下铸体薄片研究,提出了研究区奥陶系岩溶作用的形成环境、成因类型、作用机理及岩溶型储层的特征。特定环境中沉积的具含量不一晶间孔隙的粗粉晶白云岩和含硬石膏结核白云岩是储层发育的物质基础,表生成岩期和埋藏成岩期岩溶作用所形成的次生孔、缝、洞的发育和保存程度是能否形成良好储层的关键,埋藏成岩期岩溶作用和构造裂隙主要在表生成岩裸露期形成的孔隙系统上叠加发育。储集类型可细分为裂缝-溶孔(洞)型,裂缝-孔隙-溶孔型和孔隙型,其中裂缝-溶孔(洞)型对储层贡献最大。优质储层纵向上主要分布在硬石膏结核粉晶白云岩发育的马五₁³、马五₁²小层,平面上分布在中部的硬石膏结核盆缘坪相带。     

鄂尔多斯盆地马家沟组碳酸盐岩储层成岩相测井识别评价

基于岩心分析、常规测井和成像测井等资料,对鄂尔多斯盆地马家沟组五段5亚段-10亚段储层的储集空间类型、成岩作用类型和强度、成岩矿物组合特征等进行了研究。马家沟组五段5亚段-10亚段储层的岩性以粉晶、细晶白云岩为主,储集空间以晶间孔、晶间溶孔和溶孔为主,偶尔伴生成岩裂缝。根据成岩作用、成岩矿物和储层物性,马家沟组五段5亚段-10亚段可划分出晶间孔相、溶蚀相、成岩微裂缝相、压实压溶相、钙质胶结相和膏质充填相6种成岩相。结合成岩相在常规测井曲线上的响应特征,引入成像测井孔隙度谱分析方法,实现了单井成岩相的测井识别,分析结果与试气资料吻合较好。成像测井孔隙度谱的定性分析与常规测井相结合可揭示孔隙的发育状况和分布,判别测井成岩相,为储层评价和预测提供理论指导和方法支持。     

鄂尔多斯盆地奥陶系碳酸盐岩成岩相碳、氧稳定同位素特征

根据岩石薄片及阴极发光图像,研究了鄂尔多斯盆地奥陶系碳酸盐岩成岩相类型及岩相特征。据碳、氧稳定同位素(δ¹³C, δ¹⁸O)分析数据,研究了各类成岩相的地球化学特征。奥陶系海相碳酸盐岩台地在早古生代处于近地表成岩域,划分为正常海水、蒸发海水、早期大气淡水及热海水4类成岩环境及成岩相。正常海水、热海水及蒸发海水成岩相的δ¹⁸O和δ¹³C值普遍较高,随生物碎屑含量增加δ¹⁸O及δ¹³C值趋于减小;早期淡水成岩相的δ¹⁸O和δ¹³C值普遍较低。晚古生代,奥陶系顶部进入表生期成岩域,据目前残存地层的岩石类型,表生期成岩域可划分为峰峰组的灰岩风化成岩相和马家沟组的云岩风化成岩相,其δ¹⁸O和δ¹³C值明显低于早期淡水成岩相的值。晚古生代末期,奥陶系进入3 000~4 000 m的中-深埋藏成岩域,划分为封闭系统及开放系统成岩相。封闭系统成岩相的δ¹⁸O和δ¹³C值主要继承了其原岩的δ¹⁸O和δ¹³C值特征;而在开放系统中,由于同位素高温分馏作用,其成岩相的δ¹⁸O和δ¹³C值则大幅度降低。研究结果表明,碳酸盐岩岩相特征及碳、氧稳定同位素组成是追溯碳酸盐岩成岩环境及识别和划分成岩相的重要指标。     

鄂尔多斯盆地靖边气田奥陶系马家沟组热液活动特征及油气地质意义

含油气盆地中热液流体对油气成藏的影响已经成为油气地质研究的热点。基于钻井岩心观察、岩石薄片鉴定、流体包裹体测温、碳氧同位素、元素地球化学及地层水分析等实验技术方法,分析鄂尔多斯盆地靖边气田马家沟组五段(马五段)碳酸盐岩储层中热液活动特征,探讨热液活动对油气的地质意义。结果表明：靖边气田马家沟组热液活动特征主要体现在热液黄铁矿充填溶孔、流体包裹体的均一温度异常增高、脉体方解石的碳氧同位素和天然气中H₂S硫同位素均指示了高温热液异常、白云岩稀土元素显示明显的δEu正异常和δCe负异常,且样品全部分布在Ya/La—Yb/Ca交会图的热液成因区域,部分主量元素和微量元素因热液作用显著增加。地层水特征显示出多种地质因素综合作用的结果。因此推断深部热液流体通过基底断裂和古断裂上升,沿着马五段顶部不整合面和古断裂进入马家沟组。前期可对岩石中的不稳定组分进行溶蚀,形成大量的次生溶蚀孔洞,对储层起建设性作用。后期随着热液流体温度的降低及压力系统的改变,热液流体形成的黄铁矿、石英和方解石开始大量沉淀,充填溶蚀孔洞和裂缝,对储层起破坏性作用。     

鄂尔多斯盆地北部杭锦旗马家沟组四段碳酸盐岩储层分布规律

鄂尔多斯盆地北部灰岩喀斯特储层是近年发现的一种新储层类型,分析其形成机理与分布规律对该地区的天然气勘探意义重大。通过洞穴结构解剖,分析储层与洞穴相的关系;在洞穴测井响应研究的基础上,拉平基准面,研究风化壳古地貌和洞穴层的纵向分布规律,阐释多层洞穴与构造隆升之间的关系;利用地震资料,进行洞穴的分布规律研究。结果表明：①不整合面之下的表层孔洞大多被泥质充填而失去储集能力,远离不整合面的洞穴是喀斯特储层的主要储集空间;②洞顶相和洞穴未充填相是主要的储层发育段;③马四段灰岩发育三层洞穴,洞穴层分布稳定,平面上可对比性强,西部发育程度好于东部,三层洞穴是加里东期盆地北部幕式隆起的结果;④井-震结合对洞穴分布进行预测,北部以大量的落水洞为特征,向南转变为地下暗河;洞穴在平面上呈网状分布,断裂对其影响不大。古潜水面控制着洞穴的分层。马四段多层灰岩洞穴的发育极大地拓展了盆地北部下古生界的天然气勘探范围。     

鄂尔多斯盆地马家沟组储集层特征及其预测方法

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组碳酸盐岩储集层储集类型为风化壳岩溶型，主要岩石类型有含硬石膏结核溶模孔粉-晶白云岩、斑状白云岩、颗粒白云岩等，受沉积相、成岩相和古岩溶地貌因素的影响。储集层非均质性强。针对储集层特点，利用地质叠图法，将沉积相图、成岩相图和岩溶古地貌图叠合，预测非均质储集层的发育、保存与上述因素之间的关系。预测的3块有利储集层分布区与实际钻探结果十分吻合。图2参18     

鄂尔多斯盆地大牛地气田中奥陶统马家沟组裂缝特征及成因

鄂尔多斯盆地大牛地气田天然气潜力巨大,但中奥陶统马家沟组风化壳岩溶储层发育多种裂缝,成因复杂。为探明该储层裂缝特征,应用岩石学和测井技术,从裂缝发育频率、有效性、期次、赋存层位、形态、倾角等方面,比较了陡坎成因裂缝与构造裂缝的差异性;并通过弹性理论和断裂力学理论分析了裂缝端部区域的应力分量,探讨了陡坎裂缝的成因。陡坎成因裂缝以垂直缝、高角度斜交缝为主;裂缝延展方向和裂缝形态不规则,裂缝面不平整,具有上宽下窄、尾端无分叉特征;缝间有溶蚀现象,裂缝呈未—半充填状态,裂缝有效性高。陡坎成因裂缝受控于古地貌陡坡地形的坡度、岩层倾角、初始裂缝密度及岩石力学性质等因素;与构造裂缝相比,陡坎成因裂缝更有利于油气的运移。研究陡坎成因裂缝特征及成因,有助于进一步认识风化壳岩溶储层的展布规律,落实大牛地气田下一步勘探开发有利区。     

鄂尔多斯盆地富县中奥陶统风化壳古地貌特征

鄂尔多斯盆地富县地区中奥陶统风化壳古地貌控制着喀斯特气藏的分布。通过印模法利用风化壳之上的上覆地层厚度反映风化壳古地貌,由于很难准确进行去压实校正,恢复的古地貌精度较差。为此,通过恢复风化壳之下标志层(马家沟组五段第5亚段)的古构造,进而在古构造上叠加马五5亚段之上的中奥陶统残厚来进行风化壳古地貌的恢复。研究表明：(1)石炭纪之前,奥陶系古构造为一个北东倾的单斜,地层倾角在0.1°～0.6°之间,局部构造幅度在20～40 m。(2)中奥陶统风化壳古地貌自南西向北东发育高地、斜坡、洼地3种二级地貌单元,出露地层自西向东由老变新,从高地的马五₁₀亚段到洼地的马六段,在斜坡上发育残丘、沟槽等三级地貌单元,其中残丘6个,沟槽3条。(3)高地古地貌上,地下水以垂向流动为主,溶蚀作用相对受限;斜坡古地貌上的地下水具有水平运动的特征,喀斯特化紊乱角砾岩中的砾石碎屑分选好、磨圆差,砾石之间的黏土来自马五段本身,喀斯特化深度达马五5亚段。(4)洼地古地貌上的地下水既有垂向运动又有水平运动,喀斯特化的角砾以镶嵌状为主,局部可见少许紊乱角砾岩,地层完整,垮塌不明显,喀斯特化深度较浅,仅...     

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。     

鄂尔多斯盆地苏里格地区奥陶系马家沟组白云石化

苏里格地区马家沟组为一套碳酸盐岩为主,夹蒸发岩的地层,沉积于超盐度的局限陆表海环境。白云石分为以泥晶结构为主的,以细—中晶结构为主和充填于孔、缝中3类。白云石Na含量(0~2099)×10^-6,Sr含量(0~70)×10^-6,Mn含量(0~112)×10^-6,Fe含量(39~86746)×10^-6,以变化较大的Na含量、低的Sr和Mn含量、高的Fe含量为特征。白云石δ¹⁸O值在-16.00‰~-5.73‰之间,δ¹³C值在-11.46‰~1.90‰之间,说明碳酸盐岩经历了淋滤作用和埋藏作用。大多数孔、缝充填白云石较围岩组分有较低的δ¹⁸O和δ¹³C值,说明孔缝充填的白云石形成较晚。白云石以低的有序度,非理想配比的CaCO₃和MgCO₃含量为特征。白云石的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值为0.707977±0.000070至0.711791±0.000064,绝大部分高于全球中、上奥陶统分界线对应的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值。微生物白云石化是形成白云石的机理。     

鄂尔多斯盆地东部奥陶系马家沟组白云岩成因机理分析

综合分析鄂尔多斯盆地东部地区奥陶系马家沟组沉积环境及白云岩地球化学特征认为,区内主要发育两类白云岩:准同生白云岩和埋藏白云岩.其中准同生白云岩由于形成于强蒸发的超咸水环境,具有序度低,晶粒细等特点;埋藏白云岩形成于微成-半成水环境,有序度高,晶粒粗,晶间孔发育,储集性能良好,为研究区最重要的储层类型.     

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组五段富铁白云石成因

鄂尔多斯盆地马家沟组五段白云岩,按照晶粒可分为两种类型：晶粒较细的M型微晶白云岩和晶粒相对较粗的F型粉细晶白云岩。这两类白云岩都具有较高的Fe含量,但Fe并不是均一分布的。在M型微晶白云岩中,基质白云石的铁含量为583×10^-6~3 811×10^-6,富铁白云石主要以膏溶铸模孔的孔隙充填物的形式存在,粗晶白云石充填物铁含量29 112×10^-6~47 148×10^-6,均匀分布于晶体之中;而粉晶白云石充填物,铁含量最可达81 752×10^-6,仅富集于白云石的边缘。在F型粉-细晶白云岩中,其基质白云石的铁含量为233×10^-6~2 007×10^-6;裂缝和孔隙内充填的白云石的铁含量较高,可达9 178×10^-6,均匀分布。铁的富集可能与孔隙的发育有一定联系。孔隙越发育,容易富集铁。M型微晶白云石的δ¹³C（V-PDB）值为-3.5‰~1.4‰,δ¹⁸O（V-PDB）值为-6.5‰~-8.0‰;孔隙充填物粉晶白云石δ¹³C（V-PDB）值为-0.7‰~-2.7‰,δ¹⁸O（V-PDB）值在-9.8‰~-11.5‰;粗晶白云石的δ¹³C（V-PDB）值范围为-1.7‰~-2.9‰,δ¹⁸O（V-PDB）值范围为-9.9‰~-11.3‰,可能受到过较高温度流体的影响。F型粉细晶白云岩的δ¹³C（V-PDB）值为-0.4‰~-0.8‰,δ¹⁸O（V-PDB）值为-5.3‰~-6.6‰,与海水较为接近。两类白云岩的Fe可能来源于上覆的铁质粘土岩。白云岩形成后,后经历了漫长的风化暴露剥蚀,形成了大量的储集空间,并残存形成了上覆铁质粘土岩。当再次进入埋藏期后,铁质粘土岩中富铁的流体在重力的作用下,向下部的地层运移,且到一定深度时,氧化态Fe³⁺转化为还原态的Fe²⁺,且已具有相对较高的地温,使得Fe²⁺更容易进入白云石晶格,形成了富铁的白云岩层系。     

靖边潜台南部地区马家沟组储集岩的成岩作用及成岩相

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组为重要的含气层系,该文深入研究了靖边潜台南部地区马家沟组碳酸盐岩的成岩作用类型及其成岩条件,其中对储集条件最具影响的为白云石化作用、古岩溶作用和胶结交代作用;根据各成岩作用的特征及其共生序列关系,认为这套碳酸盐岩主要经历了准同生成岩、表生成岩、早成岩和中成岩4 个成岩阶段,目前已达中成岩阶段的晚期;在成岩作用及其序列组合研究的基础上,开展了成岩相组合研究,粗略划分出3 个成岩相,即表生古岩溶－早期充填胶结成岩相、表生古岩溶－埋藏古岩溶成岩相和埋藏胶结成岩相,其中表生古岩溶－埋藏古岩溶相具有最好的储集性。根据影响各成岩相分布因素的初步研究,确定了重点研究层段成岩相的平面展布,为该区的储层评价及预测提供了依据。     

鄂尔多斯盆地马家沟组烃源岩有效排烃有机质丰度下限探讨——以龙探1井为例

烃源岩残余有机碳含量下限值是划分有效烃源岩的重要指标之一。目前关于碳酸盐岩有效烃源岩有机碳含量下限值主要由经验分析来确定,取值高低存在比较大的分歧。鄂尔多斯盆地马家沟组碳酸盐岩热演化程度高、有机质类型好。笔者针对马家沟组烃源岩生成油气具有近距离运聚的成藏特征,从烃源岩吸附气定量分析出发,结合典型井不同有机碳含量的烃源岩排烃史模拟计算,综合分析认为以0.25%作为高成熟—过成熟碳酸盐岩有效排烃的烃源岩残余有机碳含量下限值。     

鄂尔多斯盆地奥陶系马五段孔隙充填物类型与成因

鄂尔多斯盆地马五段主要孔隙类型为硬石膏结核溶模孔,充填矿物有方解石、粉晶白云石、粗晶白云石,以及少量的石英、硬石膏、高岭石等。方解石多为粗晶,阴极发光下为黄色,具有较低的Fe含量、中等Mn含量,明显偏负的碳、氧同位素,说明其形成于大气降水环境中。粉晶白云石多为半充填,矿物学特征与基质白云石类似,与基质白云石具有同源性,但具有两种阴极发光情况,一类为橘色,另一类与基质白云石相近,为暗红色,电子探针背散射下,可分为外边和内核两部分,内核的Fe和Mn的含量与基质白云石相近,外边具有较高的Fe和Mn含量。粉晶白云石较基质白云石碳、氧同位素偏负,这些差异反映了成岩流体的变化。粗晶白云石染色后呈蓝色,具有较高的Fe和Mn含量,较负的碳、氧同位素,其可能形成于后期的热流体活动。因此,不同类型的充填物是不同流体活动的结果。方解石形成于表生期的大气降水充填作用,与岩溶古地貌有一定的联系,多分布于流体相对充足地势相对低洼的区域;而粉晶白云石的含量则与沉积环境相关,后经历过热流体改造;粗晶白云石的形成于与裂缝相关的热流体活动。