重新认识鄂尔多斯南部早奥陶世马家沟期碳酸盐台地沉积模式

地层、沉积岩组合及古地貌特征显示,鄂尔多斯盆地南部地区早奥陶世马家沟期为3个沉积单元区,即:北东部区为白云岩-蒸发盐组合;南部区为白云岩-少量蒸发盐组合;西部区以石灰岩为主。相应地北东部区以发育台内盆地-盆缘坪为主;南部区发育洼地-台坪-台地边缘-海槽;西部区则发育台地边缘-海槽。野外剖面与钻井岩心观测以及区域资料研究表明,鄂尔多斯盆地南部边缘大致在洛南瓦窑沟—西安—宝鸡一带。马家沟期研究区沉积模式总体上为:横向上"西槽、南洼、东坪、北盆",纵向上"咸-淡交替";灰岩-白云岩-蒸发岩横向上呈带状展布,纵向上则为不等厚交替沉积。     

鄂尔多斯盆地大牛地气田奥陶系马家沟组中下组合沉积模式

碳酸盐岩是鄂尔多斯盆地古生代重要的油气储集层。综合利用岩心、薄片和测井资料,在鄂尔多斯盆地大牛地气田奥陶系马家沟组中下组合识别出蒸发台地、开阔台地和局限台地沉积亚相类型,详细分析了不同沉积亚相特征,建立受海平面升降控制的大牛地气田马家沟组中下组合沉积模式。马一段至马三段沉积时期海平面较低,沉积了蒸发台地相,其中马一段和马三段的盐湖微相主要分布于东南部,膏湖微相分布于盐湖外围,而马二段海平面略有上升,随之沉积了覆盖全区的泥云坪微相和膏云坪微相;马四段形成于最大海泛期,沉积开阔台地相,自下而上依次形成覆盖全区、稳定分布的灰坪微相和云灰坪微相;马五段形成于海退—海侵—海退过程,主体沉积局限台地相,马五7-10亚段的云坪微相覆盖全区,马五6亚段自西北往东南发育大面积的泥云坪微相,马五5亚段中部以灰坪微相为主,云坪微相围绕灰坪分散分布。     

鄂尔多斯盆地东部奥陶系风化壳岩溶储层孔隙充填特征

勘探实践表明,鄂尔多斯盆地东部奥陶系风化壳蕴含了丰富的天然气资源,是重要的勘探领域,深入分析盆地东部奥陶系风化壳岩溶储层的孔隙充填特征,对储层平面分布预测及提高钻探成功率具有重要意义。早奥陶世,鄂尔多斯盆地处于稳定的碳酸盐台地沉积环境,马家沟期发育广泛的碳酸盐岩地层,其中马家沟组马五1亚段和马五2亚段发育典型的含硬石膏结核白云岩坪沉积,至中晚奥陶世,受构造抬升后遭受长达1.3亿年的风化溶蚀,形成风化壳膏模孔型岩溶储层。在岩心及薄片观察基础上,重点通过激光碳氧同位素、电子探针、阴极发光等微区多参数实验分析,研究表明奥陶系风化壳岩溶储层膏模孔中的充填物,包括渗流白云石粉砂、(含铁)方解石、(含铁)白云石、石英、萤石、黄铁矿、高岭石、硬石膏、残余泥质及有机质等12种,常见8种充填矿物组合类型。结合成岩演化分析,奥陶系风化壳岩溶储层膏模孔经历了早表生期、晚表生期、浅埋藏期和深埋藏期等4期充填。盆地东部膏模孔的充填程度明显高于盆地中部的靖边气田,充填程度主要受风化壳古岩溶地貌的控制,在盆地东部奥陶系风化壳二级古岩溶地貌中的平台、残丘、坡地及古沟槽两侧,膏模孔充填弱,储集空间大,储集性能更好。     

鄂尔多斯盆地大牛地气田奥陶系马家沟组中下组合沉积模式*

碳酸盐岩是鄂尔多斯盆地古生代重要的油气储集层。综合利用岩心、薄片和测井资料,在鄂尔多斯盆地大牛地气田奥陶系马家沟组中下组合识别出蒸发台地、开阔台地和局限台地沉积亚相类型,详细分析了不同沉积亚相特征,建立受海平面升降控制的大牛地气田马家沟组中下组合沉积模式。马一段至马三段沉积时期海平面较低,沉积了蒸发台地相,其中马一段和马三段的盐湖微相主要分布于东南部,膏湖微相分布于盐湖外围,而马二段海平面略有上升,随之沉积了覆盖全区的泥云坪微相和膏云坪微相;马四段形成于最大海泛期,沉积开阔台地相,自下而上依次形成覆盖全区、稳定分布的灰坪微相和云灰坪微相;马五段形成于海退—海侵—海退过程,主体沉积局限台地相,马五_7-10亚段的云坪微相覆盖全区,马五₆亚段自西北往东南发育大面积的泥云坪微相,马五₅亚段中部以灰坪微相为主,云坪微相围绕灰坪分散分布。     

鄂尔多斯台地靖边潜台南部中奥陶统马五21岩相古地理

鄂尔多斯盆地中奥陶统马家沟组由于受加里东运动影响而隆起抬升遭受风化,形成良好的岩溶油气储层,对其沉积特征的研究是油气勘探的重点。本文以沉积岩石学为指导,以单因素作图为方法论,结合钻井岩心资料、测井资料的细致分析、统计,选取了地层厚度、白云岩含量、灰岩含量、膏盐含量及泥岩含量等单因素,绘制出马五21的岩相古地理图。研究表明,研究区马五12期处于一个相对的海退期,其主要发育膏云坪、云坪、泥云坪和含泥云坪。根据岩相古地理图,结合马五12地层厚度,推测研究区中部存在一个较浅的洼地,并建立了符合本区马五12的沉积模式。综合以上研究,马五21期岩相古地理特征可概括"陆外为坪,云坪广布,坪中有洼,洼中有膏"。根据本区的岩相古地理条件及区域地质特征,对良好的天然气储层的形成进行了初步的探讨。     

鄂尔多斯地区早古生代岩相古地理*

鄂尔多斯地区早古生代沉积了一套以海相碳酸盐岩夹碎屑岩为主的沉积建造,沉积厚度巨大,沉积类型多样,可以划分为海岸沉积、碳酸盐岩台地沉积、台地边缘沉积和深水斜坡—海槽沉积4大沉积类型以及数个亚相和微相,并对各个沉积相带的沉积特征和时空展布进行了归纳和总结。在此基础上,编制了早古生代岩相古地理图1套。岩相古地理研究表明,早寒武世仅在鄂尔多斯西南缘环陆发育了一套泥砂坪、泥云坪沉积;中寒武世海侵扩大,广大的鄂尔多斯中东部逐渐由砂泥坪发展为局限—开阔台地沉积,在其西缘发展为台地边缘—深水海槽沉积;晚寒武世开始海退,中东部主体演变为局限台地云坪沉积,而西侧的深水斜坡—海槽则继续发育。早奥陶世鄂尔多斯主体为一古陆,仅在东南缘形成环陆泥云坪和云灰坪相沉积;中奥陶世的大规模海侵使鄂尔多斯大部地区形成了广阔的浅水陆表海沉积,在陕北凹陷发育膏盐湖沉积,向外依次发育局限台地和开阔台地沉积,中奥陶世晚期西南侧开始发育台地前缘斜坡—深水海槽沉积;晚奥陶世的加里东运动使鄂尔多斯整体抬升为陆,仅在西南缘的狭窄海域接受沉积,由碳酸盐岩台地很快过渡为深水斜坡—海槽沉积,并在南缘发育生物礁建造,形成陆缘海型镶边台地沉积。     

鄂尔多斯盆地中东部奥陶系马家沟组沉积相演化模式研究

通过野外露头、岩心和薄片观察,结合测井资料,综合古气候、古沉积格局分析,系统地总结了鄂尔多斯盆地中东部奥陶系马家沟组沉积微相类型,并建立了沉积相演化模式。研究表明:(1)鄂尔多斯盆地中东部马家沟期具有"隆洼相间型"和"平底锅型"两种古沉积格局并存的特征;(2)主要发育9种微相类型,根据不同海平面高度的沉积微相平面组合类型,可将一个完整的海侵—海退旋回细分为海侵初期、中期和末期,海退初期、中期和末期等6个演化阶段;(3)古气候、古沉积格局和海平面升降变化共同控制了马家沟组生储盖分布,指出位于海侵期的东部隆起带及邻近区域发育的颗粒滩和白云岩坪,具有良好的成藏条件,有望成为一个碳酸盐岩勘探新领域。     

陕北地区奥陶纪马家沟组五段沉积时期岩相古地理演化

陕北地区马家沟组五段沉积时期(简称马五期)沉积的碳酸盐岩地层是重要的天然气储集层。为明确各沉积期岩相古地理演化特征,在对周缘野外地质剖面考察、研究区内98口井的岩心观察、测井曲线形态分析的基础上,对陕北地区马家沟组马五10—马五1各亚段的岩相古地理演化特征进行了恢复。结果表明,马五10—马五1各亚段以海相碳酸盐岩台地沉积为主,包括局限台地、开阔台地和蒸发台地3种亚相,并进一步细分为:云坪、膏云坪、含膏云坪、泥云坪、灰云坪、灰坪、颗粒滩、云灰坪、泥灰坪、膏盐湖等10种沉积微相;从马五_(10)到马五_1岩相古地理单元整体表现为自东向西的环带状分布特征,环带中心主要位于延长、延川和清涧一带,值得注意的是,马五2沉积时期由于受南部较强构造抬升作用影响,古地理单元环带中心呈现出向西北挪移的特征,环带中心位于靖边、子长一带;马家沟组各沉积时期的旋回性环带沉积为储集层叠合发育奠定了物质基础,云坪、膏云坪、含膏云坪、颗粒滩微相易于形成有利储集空间,纵向上的马五_(1+2)、马五_4、马五_5、马五_7、马五_9亚段为该类相带较发育的层位,是区域勘探开发的重点领域。     

鄂尔多斯盆地临兴—神府地区奥陶系马五段沉积相发育控制因素及沉积模式

鄂尔多斯盆地奥陶系碳酸盐岩是重要的天然气赋存单元。通过对盆地东缘的临兴—神府地区奥陶系马家沟组五段发育的沉积相类型和沉积模式进行研究和总结,结合岩芯、薄片、测井和综合地质录井数据等资料,判定了研究区属陆表海潮坪相沉积。受矿物蒸发析出机理、白云岩生成机理、盆山耦合关系3个基础地质模型控制,结合海平面变化,建立了研究区陆表海碳酸盐岩-蒸发岩综合沉积模式:海退-蒸发背景下,自隆向坳主要发育云坪(泥云坪)—含膏云坪—膏坪等潮上—潮间相带微相;海侵背景下,自隆向坳主要发育灰云坪、云灰坪和灰坪等潮间—潮下带微相。该沉积模式较好地解释了研究区马家沟组五段的复杂岩相和沉积微相的分布规律,预测结果后被钻井证实。成果对提高后续勘探成效和指导类似地区的沉积储层研究具有积极意义。     

鄂尔多斯盆地南部下奥陶统马家沟组沉积特征

依据鄂尔多斯盆地南部早奥陶世古构造、古地理、古水动力以及古气候背景,结合单井、野外露头沉积相分析等认为,秦岭海槽和中央古隆起的存在和演化控制盆地南部马家沟组沉积特征及演化。(1)平面上根据中央古隆起的障壁作用将其分为两大沉积区,西南区和东北区。西南区发育盆地—斜坡—台地边缘相,东北区为障壁潟湖沉积环境;(2)东北区马家沟组由"三云三灰"六段组成,马一、马三、马五段为白云岩、石膏和石盐组成的蒸发岩系,马二、马四、马六段为石灰岩夹白云岩的碳酸盐岩序列,在纵向上构成蒸发岩与碳酸盐岩间互的旋回性沉积。在此基础上进一步建立了马家沟组障壁潟湖沉积模式,该模式具有两个主要特征:(1)中央古隆起作为障壁控制秦岭海与潟湖之间的海水沟通;(2)依据海平面升降旋回将该模式动态地分为三个阶段,即与海侵期相对应的以石灰岩沉积为主的障壁潟湖沉积阶段(阶段Ⅰ)、与海退期相对应的以石灰岩夹蒸发岩沉积为主的障壁咸化潟湖沉积阶段(阶段Ⅱ)和与低海平面期对应的以膏盐岩沉积为主的障壁膏盐湖沉积阶段(阶段Ⅲ)。     

鄂尔多斯盆地祁连海域奥陶纪岩相古地理特征及演化

根据鄂尔多斯盆地西部及南部奥陶纪露头勘察结果,尤其是中奥陶统平凉组页岩在盆地的西部及南部普遍存在,结合地表露头及盆内钻孔资料,系统分析研究了鄂尔多斯盆地祁连海域早古生代奥陶纪不同时期沉积环境特点,分析了各沉积期的岩相古地理特征。受中央古隆起形成和祁连海向东逐渐海侵影响,马家沟组一期到五期,地形坡度较缓,鄂尔多斯盆地古地理格局由祁连海向盆地内部分别发育开阔海台地、局限海台地到蒸发台地相沉积。马家沟组六期和平凉期以及其上的上奥陶统沉积时期,主要为开阔海台地、斜坡相和深水盆地相沉积,在台地向斜坡的转换部位发育一些生物碎屑灰岩及由珊瑚组成的生物礁滩相沉积,斜坡部位发育平凉组笔石页岩斜坡相沉积,构成了华北盆地边缘中—上奥陶统一套特殊的局部天然气勘探组合。鄂尔多斯祁连海域奥陶纪岩相古地理研究具有重要的地质意义和实际生产意义。     

鄂尔多斯盆地中部奥陶系马五盐下沉积环境与海平面变化*

鄂尔多斯盆地中部奥陶系马家沟组赋存有丰富的天然气资源,前人研究多集中于顶部与风化壳相关的储集层。文中基于岩心、薄片及阴极发光分析,将鄂尔多斯盆地中部奥陶系马五盐下碳酸盐岩-蒸发岩划分为10种岩石类型。根据各岩类的宏观、微观特征以及它们在纵横向上的组合与分布特点,利用岩石类型组合的方法,将研究区划分为局限-蒸发潟湖、台内滩、滩间海、微生物丘和台坪5种沉积环境。根据各亚段岩石类型发育的差异性及统计结果发现,研究区马五盐下具有蒸发岩与碳酸盐岩间互的旋回性沉积演化与海平面升降特征,每个亚段都代表一次海侵或海退的旋回沉积。其中,马五6、马五8和马五10亚段为海退期沉积,以纹层状云质膏岩、泥晶云岩构成的局限-蒸发潟湖沉积为主,蒸发岩矿物含量高,反映沉积环境相对闭塞、能量较低且盐度较高;马五7和马五9亚段为海进期沉积,以相对高能的台内滩或微生物丘沉积为主,并与相邻的局限-蒸发潟湖和台坪沉积构成较完整的向上变浅米级沉积旋回,表明该阶段水体循环相对更好,整体沉积环境开阔且能量较高。     

鄂尔多斯盆地中奥陶统马家沟组沉积环境与岩相发育特征

鄂尔多斯盆地位于华北地台西部 ,中奥陶统马家沟组含硬石膏的白云岩是盆地中主要的储层与产层之一。奥陶纪由于西侧贺兰裂谷再次开启 ,裂谷肩部发生抬升 ,以及南侧逆冲断层的左行走滑作用 ,在盆地西部和南部形成一“L”形隆起 ,又称中央隆起。在隆起东侧由均衡补偿作用伴生一西缓东陡的边侧坳陷 (盆地 ) ,称 (内 )陆棚盆地亚环境。通过沉积相研究 ,建立了两个马家沟组的沉积模式。其一为东西向穿越 (内 )陆棚盆地中心的陆棚沉积模式 ,该模式中的 (内 )陆棚盆地与中央隆起之间为水下凸起-洼地亚环境 ,其东为开阔内陆棚亚环境。马一时、马三时、马五时(内 )陆棚盆地发育为含白云岩的硬石膏岩 ,石盐岩盆地 ,盆缘主要发育白云岩-硬石膏岩坪 ,马五时西缘硬石膏岩-白云岩坪发育 ,是天然气藏主要分布区。以上表明沉积时气候干热 ,海平面下降 ,具深坳陷海水浓缩成盐特征。马二时、马四时气候湿热 ,海平面上升 ,(内 )陆棚盆地发育成石灰岩白云岩盆地 ,周围盆缘发育为 (含 )白云岩-石灰岩坪。水下凸起-洼地亚环境于马三时和马五时发育白云岩 ;马四时发育石灰岩 ,南延则过渡为白云岩、石灰岩的浅滩。东侧的开阔内陆棚亚环境 ,主要发育微晶-亮晶颗粒石灰岩、白云岩夹硬石膏岩、风暴岩。马六时 ,中央隆起以东根     

蒸发背景沉积序列精细刻画及沉积学解译:以鄂尔多斯盆地中部中奥陶统马五6亚段为例*

云膏共生组合是受化学沉积分异作用控制而形成的岩石组合,对其沉积序列精细刻画,有利于揭示诸多蒸发环境下的沉积学信息。依据鄂尔多斯盆地中部奥陶系马家沟组五段6(简称“马五₆亚段”)亚段钻井、岩心资料,开展了岩石宏观和微观观察、典型沉积序列刻画等工作。研究结果表明: (1)鄂尔多斯盆地中部马五₆亚段普遍发育碳酸盐岩与蒸发岩共生组合,主要由10种岩石类型构成;(2)主要发育5种沉积序列,下云上膏的岩性组合和序列顶部多发育暴露面等特征表明单个序列具有向上变浅、变咸的演化特征,是蒸发台地叠合海水渐次补给作用的结果;(3)在局限—蒸发台地环境下,主要发育潟湖/滩间海、颗粒滩、灰泥丘、台坪4种沉积亚相及11种沉积微相,与经典的蒸发潮坪序列在岩性组合与沉积构造方面存在明显的差异;(4)马五₆亚段沉积期发育2次海平面升降,沉积环境可分别对应于云(膏)质潟湖—灰泥丘/颗粒滩—膏质潟湖—蒸干膏质潟湖和灰泥丘/颗粒滩—膏质潟湖—蒸干膏质潟湖—台坪。该研究结果可为鄂尔多斯盆地马五₆亚段沉积环境与海平面变化研究提供系统的岩石学证据。     

鄂尔多斯盆地马五5亚段沉积微相分布及演化

岩性及沉积环境的差异是鄂尔多斯盆地下奥陶统马家沟组马五5亚段储层非均质性的重要因素,根据岩石类型、沉积构造及颜色等特征及其与沉积微相的关系,研究区马五5亚段可分为盆缘坪和台内盆地两个亚相及缘内（膏）云质洼地、缘内云坪、缘内灰坪、缘内云灰-灰云坪、盆地（膏）云质洼地、灰云-云灰质盆地及灰质盆地等微相。沉积微相平面上表现为,马五52时期,鄂尔多斯盆地基底抬升,中央古隆起带露出水面;北部地区发育缘内云坪-云质洼地、缘内灰云-云灰坪和灰质盆地;西部地区为缘内云坪-云质洼地、缘内灰云-云灰坪;中部地区为灰质盆地,间夹云灰盆地及盆内云质洼地;马五51时期,北部地区主要发育缘内云坪-云质洼地;西部地区为缘内云坪-云质洼地;中部地区为灰质盆地及盆内云质洼地。盆缘坪和台内盆地的低洼处有利于发生同生期后回流渗透白云化作用,对生成较大规模的泥粉晶白云岩具有重要的意义。