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。     

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。     

鄂尔多斯盆地中南部马五1-2亚段岩相古地理特征及其对储层的影响

为探讨岩相古地理环境对储层的影响,以鄂尔多斯盆地中南部马五_1-2亚段为例,综合利用岩芯观察及薄片鉴定、多矿物测井解释模型以及单因素分析多因素综合作图法等多种方法,对研究区岩相、岩相古地理特征进行了研究,并结合测井解释储层厚度的分布特征及实际天然气产量数据分析了岩相古地理环境对储层分布的影响。分析结果表明,研究区马五_1-2亚段岩石类型主要包括白云岩（泥晶白云岩、膏盐溶蚀角砾白云岩、溶蚀角砾泥晶白云岩、溶蚀角砾含灰粉晶白云岩、灰云岩、含膏云岩、含泥含灰云岩、泥云岩）、石灰岩（云灰岩、含泥云灰岩）以及部分蒸发岩（石膏岩、盐岩）。岩相古地理环境以蒸发台地和局限台地亚相为主,蒸发台地亚相包括云坪和含膏云坪微相,局限台地亚相包括膏盐湖、膏湖和含膏湖微相。岩相古地理环境在一定程度上影响储层分布,蒸发台地亚相中的云坪微相、含膏云坪微相以及局限台地亚相中的部分含膏湖微相、膏湖微相均是储层发育的有利区域。     

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。     

鲁西豫东地区奥陶纪岩相古地理特征及其演化*

鲁西豫东地区奥陶系碳酸盐岩地层是重要的石油和地下热水储集层。受限于基础地质资料,前人对鲁西豫东地区奥陶系层序划分存在争议,缺少对岩相古地理演化的精细刻画。为明确奥陶系层序地层特征与各期岩相古地理演化特征,通过对鲁西豫东地区周缘野外地质剖面考察、19口井岩心观察以及测井曲线特征分析,在层序地层格架内,对奥陶纪岩相古地理展布及其演化特征进行了研究。结果表明,根据层序界面类型和最大海泛面发育位置,研究区奥陶系可划分为SSQ1-SSQ2共2个二级层序和SQ1-SQ4共4个三级层序; 沉积相类型为海相碳酸盐岩台地,包括局限台地、开阔台地和蒸发台地3种亚相,并进一步细分为灰坪、颗粒滩、泥灰坪、灰-云坪、云坪、潟湖、含膏云坪和膏云坪8种沉积微相; 岩相古地理单元整体表现出陆表海的沉积建造特征,各期旋回性沉积为储集层叠置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,是区域地热资源勘探开发的重点领域。     

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。     

鄂尔多斯盆地中奥陶统马五6亚段高频旋回层序研究:论海平面升降与横山凸起沉积分异效应*

高频旋回分析有利于揭示浅水碳酸盐岩台地海平面升降、沉积物响应、古地理单元演化及对盆地内沉积分异影响等诸多沉积学信息。依据鄂尔多斯盆地横山地区丰富的钻井取心资料,通过岩石类型、典型五级旋回结构等分析,对中奥陶统马家沟组马五₆亚段开展了高频旋回研究。研究表明: (1)基于研究区内马五₆亚段碳酸盐岩与蒸发岩共生组合的9种岩石类型,识别出5种典型T-R单旋回,其中旋回Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ为云质潟湖—颗粒滩—灰泥丘沉积,Ⅳ、Ⅴ为膏盐质潟湖沉积,并以5种单旋回为基本单元搭建骨架井五级高频旋回结构剖面;(2)依据五级高频旋回结构剖面建立的Fischer图解,认为马五₆亚段处于三级旋回晚期,内部发育“2个”四级旋回,具有初次海退—快速海侵—再次海退的相对海平面变化趋势;(3)结合五级旋回厚度统计,认为第1套四级旋回沉积期处于隆拗格局发育阶段,该时期横山凸起作为水下高地,对东西两侧海水封隔明显;至第2套四级旋回沉积阶段,填平补齐作用导致横山凸起影响减弱,海水循环得到改善,凸起东西两侧盐度明显下降。以马五₆亚段为例的高频旋回研究,在横山地区马五₆亚段地层学、沉积学研究中取得了较好的效果,以期在鄂尔多斯盆地马家沟组未来研究中得到进一步推广和实践。     

鄂尔多斯盆地中奥陶统马五6亚段高频旋回层序研究:论海平面升降与横山凸起沉积分异效应*

高频旋回分析有利于揭示浅水碳酸盐岩台地海平面升降、沉积物响应、古地理单元演化及对盆地内沉积分异影响等诸多沉积学信息。依据鄂尔多斯盆地横山地区丰富的钻井取心资料,通过岩石类型、典型五级旋回结构等分析,对中奥陶统马家沟组马五₆亚段开展了高频旋回研究。研究表明: (1)基于研究区内马五₆亚段碳酸盐岩与蒸发岩共生组合的9种岩石类型,识别出5种典型T-R单旋回,其中旋回Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ为云质潟湖—颗粒滩—灰泥丘沉积,Ⅳ、Ⅴ为膏盐质潟湖沉积,并以5种单旋回为基本单元搭建骨架井五级高频旋回结构剖面;(2)依据五级高频旋回结构剖面建立的Fischer图解,认为马五₆亚段处于三级旋回晚期,内部发育“2个”四级旋回,具有初次海退—快速海侵—再次海退的相对海平面变化趋势;(3)结合五级旋回厚度统计,认为第1套四级旋回沉积期处于隆拗格局发育阶段,该时期横山凸起作为水下高地,对东西两侧海水封隔明显;至第2套四级旋回沉积阶段,填平补齐作用导致横山凸起影响减弱,海水循环得到改善,凸起东西两侧盐度明显下降。以马五₆亚段为例的高频旋回研究,在横山地区马五₆亚段地层学、沉积学研究中取得了较好的效果,以期在鄂尔多斯盆地马家沟组未来研究中得到进一步推广和实践。     

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。      

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组马五5亚段微生物岩盆地尺度分布特征及主控因素

基于岩心、薄片和测录井资料分析发现,鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组马五₅亚段下部发育1套盆地尺度稳定分布的微生物碳酸盐岩组合,其特征为: (1)岩石类型主要由泥质灰(云)岩、泥晶灰(云)岩、凝块灰(云)岩、叠层灰(云)岩、粘结砂屑灰(云)岩及岩溶角砾灰(云)岩等构成,凝块石主要呈层状、瘤状和格架状,叠层石可识别出层纹状、波状和柱状3种类型;(2)垂向上可识别出4种与微生物岩密切相关的、向上变深复变浅的典型沉积序列;(3)高频旋回小层划分与对比分析发现,微生物岩在横向上稳定连片分布,具有盆地尺度的可对比性和等时性;(4)基于岩心刻度测井方法建立测井相模板,依据该模板对全盆地404口井进行逐一识别和解释,发现微生物碳酸盐岩的累计厚度一般在3~7m之间,整体呈向东减薄的变化趋势,连续分布面积超过2.5×10⁵km²,揭示了较短时间内盆地尺度微生物岩规模发育的独特沉积现象。沉积序列分析表明,马五₅亚段沉积初期存在单旋回缓慢变深复变浅、多旋回组合振荡式持续缓慢海侵的海平面变化趋势,且相对平静的古构造环境与早期蒸发岩填平补齐作用的耦合提供了相对平坦的古地貌条件,因此在马五₅亚段沉积时期总体持续缓慢海侵背景下,环境同质化的底形条件是规模性浅水微生物碳酸盐岩发育的根本原因。系统报道马五₅亚段盆地尺度微生物岩的发育与分布特征,既丰富了鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组微生物岩的研究,也有助于丰富完善对碳酸盐岩台地微生物岩规模性繁育机制的认识。     

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。     

鄂尔多斯盆地中东部奥陶系马五_4亚段沉积演化及岩相古地理

综合野外露头及钻井岩心、薄片观察,总结了鄂尔多斯盆地中东部奥陶系马五4亚段沉积微相类型及纵向微相序结构类型。并选取膏盐岩累计厚度及膏盐岩累计厚度/地层厚度等单因素,以单因素分析多因素综合作图法理论为指导,对马五43、马五42、马五41b、马五41a等4个小层进行深入研究。分析结果表明,马五4亚段沉积时期处于一个干旱炎热、海平面相对较低的沉积环境,其内部存在隆洼相间的古沉积格局,从马五43沉积时期至马五41沉积时期,相对海平面逐渐上升,海水含盐度逐渐降低,这些是控制各小层沉积微相发育和空间分布的重要因素。     

靖边潜台奥陶系马五4亚段白云化作用研究

从靖边潜台奥陶系马五段主要岩石类型出发,综合分析沉积特征和地球化学特征,认为靖边潜台奥陶系存在三种白云化作用:（1）泥粉晶云岩与硬石膏共生,形成于盐度较高的局限蒸发潮坪,为准同生白云化所形成;（2）粗粉晶云岩分布较局限,夹于与硬石膏共生的泥粉晶云岩层之间,不与硬石膏共生,但低有序度和略富钙的特征表明其为回流渗透白云化成因;（3）岩溶风化壳较发育区的孔洞缝中大量次生方解石的残余组构表明,去白云化之前的白云石以细砂晶为主,多为自形、半自形菱面体,部分具有环带构造和“亮边雾心”,形成温度为52.30℃~78.05℃,碳氧同位素特征与典型的埋藏白云石较接近,说明其为浅-中埋藏环境下形成的白云石。这三种白云化作用中,准同生白云化是最主要最普遍的白云化类型,其次是浅-中埋藏白云石,回流渗透白云化分布较局限。明确马五₄亚段的白云化类型,对于重建岩相古地理、研究储层的形成机理、提高勘探的成功率有重要意义。     

鄂尔多斯盆地东部马家沟组含钾蒸发岩系沉积机制及保存条件

鄂尔多斯盆地中央古隆起东侧奥陶系是海相固体钾盐矿的重要靶区。本文在岩心、测井和地震等资料的基础上,开展了该地区马家沟组中组合(马五~5~马五~(10)亚段)的沉积微相、蒸发岩分布、蒸发岩形成机制和保存条件研究。结果表明:马家沟组中组合总体为局限台地环境,可进一步划分出潮坪、潮缘滩、外潟湖、内潟湖等沉积微相,各微相沿古隆起呈环带状展布,内潟湖是含钾蒸发岩的主要形成环境;内潟湖沉积具有明显的旋回性,马五~6、马五~8、马五~(10)时期为海退蒸发环境,以蒸发岩和白云岩为主,马五~5、马五~7、马五~9时期为海侵环境,以灰岩为主;海退期,向心浓缩作用形成了大型米脂蒸发盐盆,进一步在"深水成盐"机制下沉积了大量厚层含钾蒸发岩系;岩溶地貌与含钾蒸发岩系分布的关系表明含钾蒸发岩系主体分布于岩溶盆地内幕。印支期岩溶作用的强度和深度分析进一步显示古岩溶作用在岩溶盆地范围内基本未破坏到马家沟组中组合的含钾蒸发岩系,具备了钾盐矿的沉积和保存条件。     

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组四段沉积特征及其控储效应*

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组四段(简称“马四段”)是下古生界天然气风险勘探的重点层位。文中基于岩心、薄片观察,结合地层对比、沉积结构描述等,并运用岩石结构组分测井解释和井震结合古地貌恢复等手段,对鄂尔多斯盆地马四段沉积时期古地貌、沉积特征和储集层展布进行了详细分析。结果表明: (1)受控于沉积期隆坳相间的古地貌格局,马四段发育大量台地内丘滩微相,其易于发生准同生溶蚀和白云石化作用,是储集层发育的有利相带;(2)马四段储集层以(藻)砂屑白云岩和粉—细晶白云岩为主,储集空间主要为粒间孔、晶间孔、溶蚀孔等;(3)纵向上,储集层主要分布于马四₂亚段和马四₁亚段;平面上,马四段储集层主要分布于台地内低凸起带和台缘带;(4)储集层的发育受控于3个因素,其中古隆起部位发育的有效丘滩体是储集层形成的物质基础,高频层序控制的准同生溶蚀作用是储集层形成的关键,白云石化是储集层后期保存的重要因素。马四段沉积时期碳酸盐岩台地内隆坳相间的古地貌控制了丘滩相带和白云岩储集层的展布,这一新认识为鄂尔多斯盆地下古生界天然气勘探提供了有力支撑,也为碳酸盐岩台地沉积储集层的研究提供了新思路。     

鄂尔多斯盆地奥陶系颗粒滩白云岩储层特征及主控因素

基于岩心观察、薄片鉴定、物性分析和地球化学分析,结合岩相古地理研究,认为鄂尔多斯盆地中东部奥陶系盐下发育三套颗粒滩白云岩储层,分别为下奥陶统马家沟组马二段、马四段和马五_(7+9)亚段。马二段颗粒滩环台内洼地分布,马四段和马五_(7+9)亚段颗粒滩环台内洼地以及滩间次级洼地两侧的相对隆起带分布。白云岩储集空间类型主要为粒间孔、晶间(溶)孔、溶蚀孔洞和裂缝。三维CT分析表明,白云岩储层具有优良的储渗性能。颗粒滩白云岩主要为浅埋藏蒸发海水渗透回流交代成因。白云岩储层的发育主要受控于三个因素:层序格架控制的颗粒滩分布,表生岩溶作用,构造裂缝系统。