鄂尔多斯盆地中、南部古岩溶发育差异性分析

鄂尔多斯盆地加里东期古岩溶作用改造的碳酸盐岩是古岩溶型气田勘探开发的有利层位,盆地中部已取得成功,盆地南部虽有优裕的碳酸盐岩,但尚未取得突破性进展。分析比较盆地中部、南部古岩溶特征,它们之间存在差异：中部溶孔发育而南部溶缝见长,且中部较南部岩溶结构明显,保存相对完整。这种差异源于碳酸盐岩物质基础及加里东期古地貌的不同：岩溶机理表明盆地中部泥微晶灰质云岩和含膏泥微晶云岩有利于溶孔的发育而盆地南部岩性条件不利,其溶孔主要发育在成岩改造的粉细晶云岩层段;盆地中部位于岩溶斜坡,风化壳易于保存,而盆地南部由于处于岩溶高地,易于形成垂直溶缝,且保存不佳。物质基础受控于沉积微相和成岩作用,有利的微地貌有赖于古地貌准确详细的刻画,因此加强盆地南部沉积微相以及成岩作用的研究,准确详细地刻画盆地南部古岩溶微地貌形态,在沉积微相和古岩溶微地貌双重有利的区域寻找突破口是盆地南部勘探开发的关键。     

鄂尔多斯盆地南部奥陶系古岩溶发育控制因素及展布

鄂尔多斯盆地南部奥陶系碳酸盐岩经历了多期次、多类型古岩溶作用和改造,古岩溶的发育主要受古构造背景、岩性组合特征以及古地质、古地貌形态的共同控制,尤以古地质和古地貌的控制作用最为重要.在"野外填图法"、"印模法"与"残厚法"研究的基础上,充分应用了地震相追踪和地震解释的成果,对鄂尔多斯盆地南部的古地质和古地貌形态进行了详...     

鄂尔多斯盆地东部奥陶系风化壳古地貌特征嬗变及地质意义

鄂尔多斯盆地奥陶系风化壳气藏的发育与前石炭纪古地貌格局密切相关,目前主要认为发育西高东低的古地貌格局,自西向东依次发育岩溶高地、岩溶斜坡及岩溶盆地的古地貌单元。但随着勘探的深入,在盆地东部地区奥陶系早期认为的岩溶盆地区已经发现了大量代表了较强岩溶作用的岩溶角砾岩等地质现象,因此有必要从古地貌动态演化角度重新认识影响岩溶古地貌发育的内外因素,研究地质历史中奥陶系风化壳古地貌的性质嬗变,指导对区域储集空间发育规律的进一步研究与预测。以盆地东部奥陶系顶部风化壳古地貌恢复为目的,综合研究了古地理背景、残留地层厚度、古岩溶特征等因素。认为早期在盆地中东部存在一个大范围的岩溶古高地,形成了岩溶型储集空间,但后期盆地东部逐渐演变为古岩溶盆地,形成了现今的前石炭纪古地貌格局,并造成早期形成的溶蚀类储集空间被大量充填,整体储层较致密,但由于溶洞塌陷形成的裂缝网络沟通了白云岩晶间孔储集空间,局部仍然可以保留有较好的储层,是值得重视的勘探目标。     

古岩溶地貌与古岩溶储层岩溶效应分析——以鄂尔多斯盆地东部奥陶系风化壳为例

以鄂尔多斯盆地东部奥陶系风化壳为对象,以大量地质录井及实验分析资料为依据,密切结合古岩溶储层岩性和物性分析,综合探讨了古岩溶地貌与古岩溶储层的岩溶效应特征。研究结果表明,盆地东部奥陶系风化壳储层岩石类型可归纳为白云岩类、次生灰岩类、石灰岩类、云化灰岩类等四大成因组合。古岩溶地貌不同,则与储层的岩性效应不同,石灰岩及云化灰岩类是斜坡台地及残丘和盆地残台及残丘发育的标志性岩类;白云岩及次生灰岩类则是斜坡台缘、斜坡阶坪及盆地洼地发育的基础岩类。古岩溶地貌不同,则与储层的物性效应不同,斜坡台缘效应最好,斜坡阶坪中等,斜坡台地及残丘中下,盆地残台及残丘较差,盆地洼地最差。斜坡台缘与斜坡阶坪分界为盆地东部古岩溶效应的重要转折点,居其两侧的小层渗透率随古岩溶地貌的变迁而逆向增减,发育红色和蓝色2种不同的效应模式。小层物性效应则与白云岩类和次生灰岩类的含量密切相关,其效应模式呈现出此消彼长同时又互为补充的特点。如果储层岩类组成过于单一、或者某类组分含量过低或过高,都将对古岩溶地貌发育产生重要的影响;适度比率的岩类组合或者混合岩化对古岩溶储层的物性效应更为有利。     

鄂尔多斯盆地奥陶系古岩溶地貌及天然气富集特征

鄂尔多斯盆地中东部奥陶系风化壳古岩溶地貌形态对天然气储集起着控制作用,划分为岩溶高地、岩溶台地、岩溶盆地3种二级和9种次一级(三级)类型。岩溶台地的岩溶作用最强烈,是天然气富集的最有利地区;岩溶高地中的平台、岩溶台地中的缓丘、岩溶盆地中的残丘层状岩溶比较发育,主力气层保存完整,是天然气富集的有利地区;岩溶高地与岩溶台地接触部位,为水动力转换带,天然气比较富集。沟槽两侧上方的斜坡地带是高产气井的有利分布区。     

鄂尔多斯盆地奥陶系天然气成藏特征及气藏分布规律

以鄂尔多斯盆地奥陶系岩溶古地貌气藏为例,通过深入分析奥陶系天然气成藏地质背景、烃源岩地化指标、储层物性及孔隙结构、封盖条件及储盖组合、圈闭类型及天然气运聚特征,系统归纳了天然气成藏模式,并且在此基础上,将气藏的形成演化概括为储集体、圈闭体及运聚场的形成和气藏调整定型等4个阶段。认为鄂尔多斯盆地奥陶系天然气的富集与气藏的分布,不仅与上述成藏地质要素相联系,而且受岩溶古地貌、构造枢纽带及成烃中心控制。同时指出,加里东旋回是气藏形成的基础,燕山旋回是气藏形成的主要阶段,古风化壳是天然气富集的主要场所。     

鄂尔多斯盆地中部气田奥陶系古地貌研究

鄂尔多斯盆地中部气田位于稳定克拉通中央古隆起东北部,是一个与奥陶系海相碳酸盐岩有关的风化壳型气田。对其古构造、地层出露状况和沟槽特征进行了分析,采用残余厚度法对奥陶系古地貌进行了研究,分析了地貌单元与油气富集的关系。     

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...     

鄂尔多斯盆地延安气田南部岩溶古地貌分级识别及有利区预测

延安气田南部地区古地貌研究程度较差,难以满足精细勘探要求。综合利用钻井、测井、录井、二维地震资料,对延安气田南部下古生界奥陶系顶部风化壳岩溶古地貌进行精细恢复,结合钻井试气成果,明确了岩溶古地貌对气藏分布的控制作用,并划分有利目标区。研究结果表明:研究区划分为西部岩溶台地、中部岩溶斜坡以及东部岩溶盆地3个二级古地貌单元,在二级古地貌单元上进一步分级识别出三级古地貌单元;沟槽两翼及高地洼地转换地岩溶作用强烈,储层物性较好,为最有利目标区,沟槽、洼地以及远离沟槽处物性较差。具体优选吴起志丹部分地区、甘泉地区、西南部黄陵富县西地区为有利岩溶储层区。该研究可有效提高钻井成功率,为后期气田增储上产提供有力支撑。     

鄂尔多斯盆地构造演化与古岩溶储层分布

利用地层残余厚度法,恢复了鄂尔多斯盆地不同时期的古构造面貌,结合奥陶系岩溶储层的分布特征,分析了古构造演化过程对岩溶储层发育的影响。鄂尔多斯盆地奥陶系沉积时期为中部高、东西低,西陡东缓的古构造面貌,东部缓坡带发育含膏白云岩沉积相带,为古岩溶储层的发育奠定了物质基础。自奥陶系沉积后,缺失了大约1.3×10 12 a的沉积,古构造面貌继承发育,中部古隆起东斜坡带在古地貌上隶属于岩溶斜坡区,水流集中,径流活跃,为风化壳岩溶储层的发育创造了有利条件。自石炭纪本溪期重新接受沉积后,至早、中三叠世奥陶系顶部剥蚀面始终保持了中部高、东西低的古构造面貌,古隆起带是地下活动性流体运移的有利指向区,隆起斜坡带在早期风化壳岩溶的基础上,更有利于埋藏期岩溶的形成。     

鄂尔多斯盆地环江地区前侏罗纪古地貌恢复研究

前侏罗纪古地貌控制着中下侏罗统沉积发育及油气的富集规律,精确恢复刻画古地貌形态对于侏罗系油气勘探至关重要。以鄂尔多斯盆地环江地区为例,通过大量的古地质、岩相古地理、古水流方向等方面的调查研究,明确了研究区在侏罗纪沉积前的沉积背景、构造格局及物源方向,并结合大量的测井资料及岩心资料,对研究区延10+富县组地层沉积厚度进行研究,采用沉积厚度印模法对前侏罗纪的古地貌进行了恢复。环江地区前侏罗纪古地貌呈现西高东低的形态,分为高地剥蚀区、坡地与残丘、古河谷和河间丘。研究区前侏罗纪古地貌是控制富县期、延安早期沉积相分布及油藏分布的主要因素。古地貌斜坡地带最有利于油藏的形成。     

鄂尔多斯盆地上古生界天然气成藏特征

鄂尔多斯盆地上古生界具有含气丰富和低孔、低渗、低压的特征。通过储集层流体包裹体均一温度、包裹体激光拉曼光谱、沥青分布与成因、岩石薄片等分析，结合天然气组分、C5-C8轻烃、单体碳同位素实验数据，分析了鄂尔多斯盆地上古生界天然气成藏基本特征和成藏过程，总结了高效储集层的主控因素，划分出3种上古生界天然气成藏组合，即源内成藏组合（山2段-太原组几源顶成藏组合（山1段-盒8段）、源外成藏组合（石千峰组）。并应用上述方法剖析了不同类型气藏天然气成藏过程及成藏主控因素。图7表2参17     

鄂尔多斯盆地延长探区奥陶纪末古地貌恢复与储层预测

延长探区下古生界奥陶系马家沟组天然气勘探获得重大突破,勘探显示含气层的发育和分布与奥陶系顶沟槽古地貌关系密切。通过马家沟组钻井小层的精细划分与对比、制作不整合面上具填平补齐作用的本溪组厚度图、侵蚀沟谷正演模拟结果进行地震剖面沟谷识别以及地震反演等技术手段,综合编制前上古生界古地质图,在探区内识别出了两个北西-南东向奥陶系顶面侵蚀沟槽。综合分析古地貌图与波阻抗平面图显示,奥陶系低波阻抗显示的有利储层分布与侵蚀沟谷及其两侧的侵蚀斜坡位置吻合,也与目前的奥陶系产气井和有利油气显示井的位置吻合;甘泉地区的Y112井附近、工区西北方向的Y113-Y101井及工区中部Y118-Y119-Y108井一带有利储层发育,应为奥陶系下一步勘探部井的重点区域。     

鄂尔多斯盆地下古生界烃源岩与天然气成因

基于鄂尔多斯盆地古生界154口井天然气样品地球化学特征及成因的分类研究,结合盆地下古生界733块烃源岩样品有机质丰度评价,探讨盆地下古生界天然气来源问题。通过分析天然气样品的烷烃气碳同位素组成,结合其地质背景,将盆地下古生界天然气成因及来源分为3个大类4个亚类:1源于上古生界煤系的煤成气;2下古生界自生自储的油型气;3源于上古生界煤系与古生界灰岩的混合气,又可分为正碳同位素系列混合气和负碳同位素系列混合气2个亚类。烃源岩样品TOC、有机显微组分分析表明,盐下样品平均TOC值为0.3%,TOC值大于0.4%的样品占28.2%,其干酪根类型为腐泥型,指示较强的生烃潜力。鄂尔多斯盆地下古生界天然气以来源于上古生界煤系的煤成气为主,在盆地中东部盐下的储集层中发育下古生界自生自储油型气,且其发育一定规模的有效烃源岩,可作为下古生界天然气气源。     

鄂尔多斯盆地南部晚古生代沉积特征与天然气勘探潜力

鄂尔多斯盆地南部地区是目前天然气勘探和研究程度较低的地区。在详细研究野外露头与钻井剖面的基础上,通过岩石学、沉积学分析以及古构造恢复等研究,阐明了晚古生代鄂尔多斯盆地南部地区有4个主要物源方向。指出该区太原组是一套以潮坪—潟湖—障壁岛—碳酸盐台地沉积为主的障壁海岸沉积,山西组沉积以曲流河、三角洲相为特征,下石盒子组发育辫状河、三角洲和湖泊相。鄂尔多斯盆地南部上古生界具有良好的烃源条件以及储盖组合,勘探潜力巨大。图5参14     

鄂尔多斯盆地上古生界岩性气藏形成的主控因素与分布规律

鄂尔多斯盆地上古生界天然气成藏条件优越,勘探潜力巨大。对其主要含气层段的天然气分布特点及气水关系研究表明,山西组底部的区域性海退面和石盒子组底部的侵蚀不整合面控制主力气层的发育,气藏平面分布受控于(烃、物)源-(古地)貌-(沉积)相。岩性气藏主要分布于SQ8(山2)、SQ11(盒8下)低位体系域中上部,其中大型-特大型岩性气藏发育在生烃强度大于20×10⁸m³/km²的平缓斜坡区。天然气储层主要为富石英质的粗粒沉积体系,且从东向西含气层位向上迁移。从SQ8(山2)、SQ9(山1)到SQ11(盒8),聚气相带由三角洲前缘向三角洲平原及河流相带迁移。     

鄂尔多斯盆地西北部奥陶系气源及其成藏规律

为了分析鄂尔多斯盆地西北部奥陶系已发现气藏的气源,探讨该区奥陶系天然气藏的分布规律,综合利用地球化学实验分析与石油地质综合研究,对研究区天然气组分进行了分析。研究表明,研究区奥陶系天然气干燥系数在0.958～0.986。气源分析认为,奥陶系天然气主要为来自石炭系-二叠系煤系烃源岩生成的煤成气,但不排除有奥陶系海相气源的少量混入。奥陶系烃源岩分析结果亦支持这一结论。研究区奥陶系泥岩和碳酸盐岩的有机质丰度普遍不高。其中,泥岩有机碳含量以乌拉力克组为最高,平均为0.54％;其次是克里摩里组泥岩,平均0.52％;拉什仲组泥岩最低,平均为0.43％;灰岩有机碳含量3个组的平均值分别为0.35％,0.31％和0.25％。综合分析表明,鄂尔多斯盆地西北部奥陶系天然气藏的形成和分布主要受构造、储层、盖层、优质烃源岩及天然气运移通道5大因素控制,天然气主要富集在以下5要素的耦合处：斜坡高部位、溶蚀缝洞储层发育带、乌拉力克组-拉什仲组盖层分布区、优质烃源岩有利区及上古生界天然气“倒灌”运移通道发育区。     

鄂尔多斯盆地伊盟隆起上古生界天然气成因及气源

鄂尔多斯盆地伊盟隆起上古生界天然气的成因及来源一直存在争议。通过天然气碳同位素和轻烃综合分析,δ¹³C₂值普遍大于-25.4‰,烷烃气的碳同位素为正碳同位素系列,甲基环己烷指数（MCH）大于50%,具有煤成气的特征。伊盟隆起上古生界烃源岩以煤为主,什股壕地区煤层厚度较大,厚度为6～10 m,镜质体反射率（R_o）为0.8%～1.2%,烃源岩进入了大量生烃阶段,本区烃源岩对天然气近源成藏具有一定的贡献。伊盟隆起天然气甲烷含量平均为94.5%,高于十里加汗地区平均值91.2%;天然气δ¹³C₁值也明显高于十里加汗地区,平均数值相差3‰。由此认为天然气侧向运移过程中发生了成分色层效应和碳同位素分馏作用,伊盟隆起上古生界部分天然气可能来自泊尔江海子断裂以南地区。     

基底断裂“隐性活动”对鄂尔多斯盆地上古生界天然气成藏的作用

鄂尔多斯盆地北东向基底断裂中、新生代“隐性”活动对上古生界天然气富集高产和成藏有明显控制作用。采用渗透率异常频率分析方法，预测了盆地中东部地区上古生界裂缝的分布，并建立了裂缝发育与基底断裂之间的成因关系，指出基底断裂后期活动不仅对盆地上古生界致密储集层的裂缝发育有控制作用，而且对天然气成藏有促进作用。应该重视盆地北东向基底断裂发育区次生天然气藏的勘探。图7参23     

鄂尔多斯盆地大牛地下古生界天然气地球化学特征及其来源综合判识

近年来,鄂尔多斯盆地大牛地古生界天然气勘探取得重要进展,尤其是下古生界奥陶系风化壳连续高产工业气流的发现,展示了良好的勘探前景,但大牛地下古生界天然气成因及气源研究相对薄弱,直接制约了下一步勘探部署,为此系统开展了大牛地古生界天然气组分、碳氢同位素、稀有气体组分和同位素等地球化学分析。大牛地古生界天然气中甲烷占绝对优势,含有一定量的重烃,非烃气CO₂和N₂含量相对较高,既有典型的成熟阶段生成的湿气,也有高过成熟阶段生成的干气。大牛地上古生界天然气为典型煤型气,而下古生界天然气既有煤型气,也有油型气。古生界天然气中CO₂主要为有机成因,少数为无机成因,无机成因CO₂赋存于下古生界储层,可能主要由下古生界烃源岩中碳酸盐岩热解产生。综合运用烃源岩岩石脱附气碳同位素—天然气碳同位素—干酪根碳同位素、天然气甲烷氢同位素、稀有气体Ar同位素定年及混源模拟实验等综合地球化学手段,明确了大牛地上、下古生界煤型气均来源于上古生界煤系烃源岩,而下古生界油型气中混有0~45%的煤型气,主要来源于下古生界马家沟组烃源岩。