鄂尔多斯盆地奥陶系顶面演化与岩溶储层

鄂尔多斯盆地奥陶系碳酸盐岩的风化淋滤带与油气运聚关系密切，古岩溶孔洞是其主要储层。为此，通过恢复鄂尔多斯盆地奥陶纪古构造、风化裸露期古地貌及奥陶系顶面在二叠纪本溪期、太原期、山西期、石盒子期、石千峰期的起伏形态，分析了奥陶系岩溶储层的演化过程。奥陶纪“三隆两鞍一坳陷”的古构造格局控制了沉积相带的展布，是岩溶储层发育的基础；风化裸露期岩溶古地貌格局有利于岩溶储层的进一步发育；奥陶系顶面在本溪期一早中三叠世的起伏形态决定了岩溶储层的后期改造，其在沉积演化过程中，始终处于中部高、东西低的构造格局。分析认为：东部坳陷与中部隆起之间的斜坡带为岩溶储层展布的有利区域，是下古生界油气勘探的重点；东部坳陷中的岩溶残丘为岩溶储层发育的次级有利区，存在较大的勘探潜力。     

克拉通盆地构造枢纽带类型及其在碳酸盐岩油气成藏中的作用

与北美等大型克拉通盆地相比,中国小型克拉通的构造演化更易受周缘构造活动影响。受构造分异的影响,克拉通坳陷盆地存在2大类构造枢纽带,即同沉积期构造枢纽带和跨构造期构造枢纽带。同沉积期构造枢纽带的形成和演化受同沉积断裂活动的影响,控制了碳酸盐台地边缘礁滩体的分布,与相邻的盆地相烃源岩共同构成良好的源-储配置,具备有利的油气成藏条件。跨构造期构造枢纽带主要有3种类型,即“跷跷板”运动枢纽带、克拉通古隆起―前陆隆起叠合枢纽带、多期古隆起继承性叠合枢纽带,发育岩溶型储层和地层-岩性型圈闭,是油气运聚的有利指向区。构造枢纽带是碳酸盐岩油气富集的有利区带,油气勘探前景广阔。     

鄂尔多斯盆地奥陶系储层展布及勘探潜力

鄂尔多斯盆地奥陶系沉积时期,处于“三隆两鞍两坳陷”的古构造格局。3个隆起在平面上呈“L”型展布,共同控制着奥陶系的沉积相带,并控制着不同类型储层的区域展布。奥陶系主要的储集类型包括东部坳陷的盐下储集体、古隆起斜坡带的风化壳岩溶储集体、古隆起鞍部的马家沟组四段白云岩储集体、古隆起西部的中奥陶统重力流储集体和古隆起南部斜坡带的生物礁储集体。风化壳岩溶是最有利的储集体,在该储集体中目前已发现靖边大气田。其他4种类型储集体的勘探虽然还未取得实质性进展,但结合储层特征及油气运聚分析,仍存在较大的勘探潜力,是开拓鄂尔多斯盆地下古生界油气勘探新领域的关键所在。     

川西地区雷口坡组沉积与其顶部风化壳储层特征

四川海域在印支晚拉丁末期隆升前,中三叠统雷口坡组主要为陆表海断续淹没的蒸发台地,台地整体呈东高西低的古地理格局,台内发育的次级隆凹是蒸发台地上潟湖、咸化盐湖的基底。雷三-雷四段沉积时期,咸化湖盆低凹处随东高西低格局的演化迁移到川中-川西的南充、成都一带;拉丁期末的"印支早期运动"使四川海域整体隆升,在雷口坡组顶部形成分布广泛的古风化壳。川西地区雷口坡组顶部古风化壳主要形成于雷四段的上部,风化壳主要经历了暴露溶蚀和深埋溶蚀两大阶段的成岩作用,在风化壳内形成与成岩作用密切相关的缝洞型储层。缝洞型储层发育与否是雷口坡组顶部成藏的主控因素之一。川科1井已在川西坳陷孝泉构造雷口坡组顶部获得天然气勘探重大突破。通过对风化壳成因及控制储层发育的主控因素分析,指出川西地区雷口坡组顶部的勘探潜力巨大。     

鄂尔多斯盆地中寒武统张夏组沉积相特征及岩相古地理分析

截至目前,鄂尔多斯盆地寒武系碳酸盐岩油气勘探尚未得到足够重视,其油气地质条件研究仍处于起步阶段。为此,利用野外露头、岩心、测井和录井资料,综合分析了该盆地中寒武世张夏期沉积相类型及特征,认为张夏组属于碳酸盐岩台地相沉积,可进一步划分出局限台地、开阔台地、台地边缘、斜坡及深水盆地等5个沉积相及若干亚相和微相;通过统计张夏组地层厚度、碳酸盐岩颗粒含量、石灰岩含量、白云岩含量及深水沉积物含量,采用“单因素分析综合作图法”编制了张夏期岩相古地理图。研究结果表明：该区高能颗粒滩非常发育,以鲕粒滩为主,平面上主要分布在鄂尔多斯盆地西缘、南缘台地边缘及盆地东北部,其中,南缘台地边缘及东缘局限台地内白云岩化的鲕粒滩为最有利的储集相带,是新的油气勘探有利区。     

塔里木盆地早、中寒武世古地理与沉积演化

基于二维地震剖面精细解释,结合最新钻井地质资料分析,在构造控沉积的指导思想下,对塔里木盆地早、中寒武世岩相古地理及沉积演化进行研究。塔里木盆地早寒武世构造古地理整体呈现“中间高、南北低”的隆-坳格局,巴楚隆起-塔中隆起东部一带发育近东西向展布的同沉积古隆起,往北和往西南方向由隆起向坳陷逐渐过渡。早寒武世玉尔吐斯组沉积期塔里木盆地为以深水陆棚为主的缓坡沉积,由中央古隆起向南北两侧依次发育潮坪相、斜坡相和深水盆地相;早寒武世肖尔布拉克组沉积期塔里木盆地为具有一定台地性质的碳酸盐岩缓坡沉积,由中央古隆起向南北两侧依次发育内缓坡、中缓坡、外缓坡和盆地相,外缓坡在地震资料上可见典型前积反射特征,反映为远端变陡的缓坡。研究证实了塔里木盆地早寒武世中央古陆的存在,并初步厘定了早寒武世玉尔吐斯组和肖尔布拉克组沉积期古陆及相应的沉积相带展布。通过构造-沉积演化分析,首次明确了塔里木盆地早寒武世并没有形成真正意义上的碳酸盐台地,而是受整体上南北分异的隆-坳构造格局控制的缓坡沉积模式,至中寒武世中西部大台地才逐渐形成。     

塔东地区寒武—奥陶系碳酸盐岩沉积特征及演化规律

随着勘探程度的提高,塔东地区寒武—奥陶系碳酸盐岩地层展现出良好油气勘探前景。根据碳酸盐岩沉积模式,通过岩石学特征、地震相、沉积古地貌解剖等研究,在塔东地区识别出盆地、广海陆棚、台缘斜坡、台缘礁滩、台缘浅滩、开阔台地、局限台地相等7种碳酸盐岩沉积相类型,指出塔东地区寒武—奥陶系碳酸盐岩沉积相具有三分结构特征:中部发育盆地相区,东部和西部发育台地相区及台缘相区。确定了下寒武统深水盆地—开阔台地,中—上寒武统(较)深水、浅水盆地—局限台地,中—下奥陶统浅水、深水盆地—开阔/局限台地沉积相组合序列及沉积体系展布特征,并结合相对海平面升降分析建立了塔东地区碳酸盐岩缓坡台盆体系—镶边台盆体系—远端变陡型台盆体系的沉积演化模式。指出台地边缘相发育礁滩储层、台缘斜坡相发育重力流沉积储层及局限台地内发育膏溶储层,是油气聚集的有利相带。     

鄂尔多斯张夏期原型盆地类型与油气勘探前景

中寒武统张夏组鲕粒灰(云)岩在鄂尔多斯具有一定规模分布,是值得探索的油气勘探领域之一。综合分析认为:张夏期盆地为隆坳相间格局,南北向展布的中央古隆起雏形起到了分隔鄂尔多斯西缘祁连海和南缘秦岭海的作用,盆地原型为克拉通台地型盆地。张夏组储层鲕粒结构类型复杂,主要成岩作用为白云岩化和埋藏溶蚀作用等;孔隙结构与储层物性分析表明为低孔、低渗储层,局部发育一些较好的储集岩。油气地质条件有利因素包括储集条件、储盖组合和构造背景,不利因素为寒武系烃源岩不发育。加强对寒武系的研究和勘探力度,争取油气勘探新突破是可能的。      

塔里木盆地塔西南坳陷古生界成藏条件特殊性与油气勘探意义

塔里木盆地发育塔北、塔中、塔西南3大古生代古隆起。目前,已在塔北、塔中古隆起及其斜坡部位的古生界发现一系列大中型油气田。塔西南坳陷在古生代发育的古隆起（即塔西南古生代古隆起）面积最大,但近20年来的持续勘探一直未获规模性突破,主要原因是对于其成藏条件的特殊性认识不清。为此,从区域构造演化分析入手,研究了该区烃源岩的成熟度演化史、油气输导条件、沉积储层发育特征,并与塔中、塔北隆起进行对比分析,指出了其成藏条件的特殊性并揭示了油气勘探意义。研究结果表明：(1)古隆起演化特殊,塔中、塔北古隆起为持续发育的继承性古隆起,塔西南古隆起为迁移性古隆起,具有晚加里东期发育、晚海西期差异性调整、晚喜马拉雅期快速埋藏的演化特征。(2)烃源岩生烃演化史特殊,受差异性构造演化控制,塔西南坳陷下寒武统烃源岩晚喜马拉雅期以前长期处于古隆起高部位,导致其成熟期相对北部坳陷明显滞后,主力生烃期晚于北部坳陷。(3)油气输导系统特殊,塔西南坳陷下寒武统烃源岩生成的油气主要沿海西期和喜马拉雅期断裂输导,其期次、性质、规模与塔北、塔中隆起均存在显著差异。(4)储盖组合特殊,塔北、塔中隆起奥陶系风化壳储层大面积发育。受沉积环...     

南堡凹陷奥陶系碳酸盐岩岩溶残丘圈闭勘探潜力及意义

通过岩心描述、露头观察、成像测井解释、试油资料统计及地震剖面解释,结合区域地质资料分析,借鉴鄂尔多斯盆地、塔里木盆地及渤海湾盆地下古生界碳酸盐岩潜山岩溶储层形成及成藏模式,深入研究了南堡凹陷奥陶系碳酸盐岩潜山岩溶储层的特征及主控因素、发育模式,提出南堡凹陷奥陶系潜山岩溶残丘圈闭是该区下古生界潜山油气勘探的潜在新领域。南堡凹陷奥陶系潜山岩溶储层主要是缝洞型储层,垂向上主要分布于水平潜流带及垂直渗流带,有利储层主要分布于潜山不整合面之下<100 m的范围内、少数也可深达200 m以上。该储层的形成主要受控于喜马拉雅期暴露大气淡水溶蚀作用,当时的岩溶古地貌及断裂-裂缝的发育控制了奥陶系潜山岩溶储层的发育与分布,南堡凹陷中南部总体处于岩溶斜坡并形成了优质的潜流带缝洞储层,仅其中的次级高地因发育风化残积层及垂直渗流带较厚等原因导致储层变差。亮甲山组顶部及下马家沟组顶部分别发育1套厚达20~30 m的膏溶角砾岩,因其泥质含量高可作为油气盖层/隔层,与上覆古近系-白垩系区域盖层及下马家沟组、上马家沟组2套潜山岩溶储层形成2套有利储盖组合,并在南堡凹陷中南部斜坡区形成多个岩溶残丘地层-成岩岩性圈闭,成为南堡凹陷下古生界潜山有利油气勘探新领域。类似潜山岩溶残丘圈闭在渤海湾盆地其他地区如冀中坳陷、黄骅坳陷大港油田探区及济阳坳陷也有分布,可作为渤海湾盆地下古生界潜山油气勘探的新领域,值得深入研究与探索。     

鄂尔多斯盆地早古生代庆阳和乌审旗古隆起构造演化及其对寒武系岩相古地理的控制

鄂尔多斯盆地早古生代南、北两个古隆起的构造演化过程认识尚不明确，制约了油气勘探及盆地沉积充填演化过程的研究。基于最新钻井、野外剖面及地震资料，采用地震反射接触关系和滨岸相识别等手段，对庆阳古隆起和乌审旗古隆起进行约束与刻画，认为其总体经历了寒武纪的古隆起逐渐淹没阶段、寒武纪—奥陶纪的抬升剥蚀阶段、早奥陶世冶里组-亮甲山组沉积期之后的庆阳古隆起稳定-乌审旗古隆起快速沉降阶段、晚加里东期的挤压剥蚀和古隆起范围定型阶段、石炭纪—二叠纪的古隆起消亡阶段及二叠纪之后的构造掀斜定型阶段等6个主要阶段，南、北两个古隆起具有早期发育特征相近、后期南部隆升-北部沉降的演化差异。两个古隆起形成隆-凹相间的古构造格局，对寒武系沉积储层控制明显。古隆起总体呈东缓-西陡的古地貌特征，古隆起东侧相对于西侧更有利于大面积白云岩储层的发育。庆阳古隆起和乌审旗古隆起在寒武纪的演化过程中对岩相古地理格局的控制具有差异性，总体上前者控制地貌隆-凹格局及沉积更为持续。寒武纪晚期的怀远构造运动导致鄂尔多斯盆地抬升剥蚀，致使寒武系顶部岩溶作用普遍发育。     

鄂尔多斯盆地古生代原型盆地演化与构造沉积格局变迁

鄂尔多斯古生代盆地是在前寒武系裂陷体系上发育起来的克拉通盆地,经历了早古生代克拉通边缘拗陷和晚古生代克拉通内拗陷两个阶段。其中早古生代克拉通边缘拗陷阶段可细分为早—中寒武世张夏期、晚寒武世三山子期—早奥陶世亮甲山期、中奥陶世马家沟期、晚奥陶世平凉期—背锅山期等4个阶段;晚古生代克拉通内拗陷可细分为晚石炭世—早二叠世、中—晚二叠世等2个阶段。古生代盆地从早寒武世—中奥陶世被动大陆边缘伸展转变为晚奥陶世—二叠纪主动大陆边缘,构造变革受周缘大地构造体制转变控制,内部构造沉积格局具有从寒武纪早期西南“L”型伸展裂陷、中—晚寒武世“坳—坡—隆—坪”、奥陶纪“坳—坡—隆—坳”、石炭—二叠纪“一隆两坳”逐步演化的特征。古生代原型盆地演化和构造—沉积格局变迁过程中,派生了多套烃源岩和储层,其中盆地西—南缘持续沉降区域发育寒武系苏峪口组—辛集组、徐庄组、奥陶系平凉组、石炭—二叠系煤系烃源岩,盆地内部沉降区发育奥陶系徐庄组、马家沟组、石炭—二叠系煤系烃源岩;下古生界中央古隆起两侧古斜坡区发育张夏组高能鲕粒滩、克里摩里组生物礁滩—颗粒滩、马家沟组颗粒滩等有效储层。      

鄂尔多斯盆地奥陶纪层序岩相古地理

通过大量露头与钻井沉积相观察,系统编制了三级层序地层格架下的鄂尔多斯盆地奥陶纪岩相古地理图。研究认为,早奥陶世发育近SN走向的伊盟-中央古陆将盆地分为东、西2部分碳酸盐台地沉积区,其沉积古地理分别受控于华北海及祁连海;由早奥陶世至中奥陶世盆地总体呈现出逐渐海侵及伊盟-中央古陆逐渐缩小的过程,伊盟-中央古陆在中奥陶世大部分被海水侵没并已分化为南、北相隔的2个古陆即庆阳古陆和伊盟古陆,至中奥陶世晚期即达瑞威尔期（马家沟组六段沉积期）海侵达到最大范围;晚奥陶世发生海退,造成现今鄂尔多斯盆地范围内大部分表现为古陆剥蚀区,仅在盆地西缘及南缘发育了较窄的开阔镶边台地及其斜坡相沉积,至晚奥陶世中晚期（凯特期-赫南特期）几乎全部隆升为陆。自早奥陶世晚期（弗洛期）至中奥陶世中期（达瑞威尔初期）即马家沟组一段至五段沉积期,盆地中东部发育大面积的局限蒸发环境,形成局限潟湖甚至膏盐潟湖。盆地西部与南部受贺兰拗拉槽与秦祁海槽发展演化控制,主要发育大陆边缘沉积体系,由早奥陶世-中奥陶世早期的被动陆缘碳酸盐缓坡台地向中奥陶世晚期-晚奥陶世的主动陆缘弱镶边碳酸盐台地演化。     

鄂尔多斯盆地南缘下寒武统地层划分及沉积演化特征

为研究鄂尔多斯盆地南缘下寒武统的地层发育特征与沉积演化规律,开展了大地构造背景分析、地层对比和岩相古地理研究。结果表明：①鄂尔多斯盆地南缘辛集组之下发育东坡组和罗圈组地层,为主要烃源岩系,可归属到下寒武统,TOC质量分数为0.19%~11.18%,平均为3.14%,为寒武系最优质的烃源岩。②整个华北地区在早寒武世早期发生海侵,沉积了一套海进地层,鄂尔多斯盆地南缘经历了深水海湾沉积、海岸沉积和碳酸盐岩缓坡沉积过程。③鄂尔多斯盆地南缘寒武系沉积厚度为500~1 300 m,局部可达1 500 m以上,其中张夏组鲕粒滩分布广泛,发育溶孔和晶间孔,为相对优质的储集体,与东坡组和罗圈组构成了良好的源储组合。该研究成果对鄂尔多斯盆地寒武系油气勘探具有重要意义。     

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     

中、上扬子地区晚奥陶世—早志留世古地理演化及页岩沉积模式

为明确南方海相页岩沉积与古地理演化关系，以中、上扬子地区晚奥陶世—兰多维列世沉积的页岩为研究对象，以24口页岩气井笔石地层划带资料为重点，配合GBDB数据库中的露头剖面信息，综合前人资料，按照相-亚相-微相划分，结合沉积物、沉积环境、地化参数及测井特征，总结出陆棚、潮坪及三角洲3种沉积相、8种亚相以及相应的多种微相的划分方案。明确中、上扬子地区总体处于隆起围限的局限低能陆表浅海环境，其中页岩储层沉积有利相带为局限深水陆棚相。以年代地层“阶”为单位，“优势相”为方法和覆盖全区的沉积相剖面/钻井为控制点，有效推测各时期隆起边界变化情况，重建中、上扬子地区凯迪期、赫南特期、鲁丹期和埃隆期4个连续断代岩相古地理格局；以“阶”为标尺卡准各时期笔石页岩段厚度，明确各期沉积体系时空展布及页岩分布规律。黑色页岩发育受控于全球海平面上升、区域构造运动和古地理格局3种因素。页岩厚度明显受控于隆-坳相间格局，沉积模式为“两隆夹一凹”型：页岩气富集区被“两隆”所夹持，位于“一凹”之中。靠近隆起区，笔石带发生不同程度缺失，不利于页岩气的开发，页岩气作业应尽量避开远离笔石页岩发育先天不足的隆起区。     

鄂尔多斯南部古生代储盖组合及评价

鄂尔多斯南部中寒武统张夏组白云岩晶间溶孔储层、下奥陶统亮甲山组上部白云岩溶蚀孔洞储层、下马家沟组三段层间岩溶带溶蚀膏模孔洞储层、上马家沟组二-四段层间岩溶带及风化壳岩溶带储层、中奥陶统平凉/泾河组台缘礁滩组合、后礁带及礁后滩,均是具有勘探前景的储层。全区自上而下划分出5套储盖组合,在7个勘探区块中,以第1,2区块储盖组合最佳。     

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组规模性有效烃源岩的发现及其地质意义

尽管对于鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组天然气的来源问题一直都存在着不同的认识,但所有观点均不认为马家沟组自身发育TOC0.5%的规模性烃源岩。通过分析该盆地中东部奥陶系近年来大量新钻井的岩心和岩屑样品,揭示了马家沟组不同岩石类型烃源岩的有机质丰度特征,首次发现并证实马家沟组存在有机质丰度高的规模性有效烃源岩。研究结果表明:1马家沟组有效烃源岩的岩性主要为暗色薄层—厚层状含云泥岩、云质泥岩和泥云岩,其富集分布明显受沉积相的控制,马家沟组沉积期间海退期较海侵期更有利于规模性有效烃源岩的发育,层位上主要集中分布在马五上段,其次为马五中—下段、马三段和马一段;2平面上有效烃源岩围绕米脂盐洼呈双环带状分布,次级洼陷有效烃源岩呈中厚—厚层状,累计厚度大、有机质丰度高;3有效烃源岩在米脂凹陷中心和次级隆起则呈薄层状,累计厚度小、有机质丰度低;4有效烃源岩的有机碳含量变化范围为0.30%~8.45%,其生烃母质为浮游藻类和疑源类,有机质类型为腐泥型或偏腐泥混合型。结论认为:该盆地奥陶系有效烃源岩普遍处于过成熟阶段,以产干气为主,生气量大,是马家沟组天然气的主要贡献者。