鄂尔多斯盆地纸坊组微量元素地球化学特征及沉积环境指示意义

沉积岩中的微量元素对沉积环境的水介质变化有着较高的敏感度,是研究沉积物沉积时的古气候、古环境的有效手段。鄂尔多斯盆地纸坊组是三叠系具有油气显示的新层系,其古气候及古水体环境对于恢复该时期盆地沉积格局、重建古地理及成藏研究具有重要意义。采用ICP-MS对鄂尔多斯盆地纸坊组剖面及岩芯21件泥岩及粉砂岩样品进行了微量元素测试,选择对沉积环境介质较为敏感的锶（Sr）、钡（Ba）、钍（Th）、铀（U）、钒（V）、镍（Ni）、钴（Co）等元素作为判别指标,并结合沉积学标志及孢粉分析,对鄂尔多斯盆地纸坊组沉积环境及古气候特征进行研究。结果表明:通过Li、Sr、Ni、Ga含量及Sr/Ba值判别研究区为淡水-微咸水沉积环境;U/Th值分布在0.09~0.38,δU值分布在0.43~1.07,V/（V+Ni）值分布在0.69~0.89,V/Cr值分布在0.87~5.57、Ni/Co值分布在1.21~2.93,指示水体分层不强的氧化-弱还原过渡环境;纸坊组水体深度平均深度小于30 m,大型"汇水"湖泊尚未形成;Sr/Cu比值在0.85~16.7之间,大部分小于10,仅个别值大于10,表明纸坊组古气候已由和尚沟组干热气候趋于温暖气候。     

鄂尔多斯盆地二叠系山西组及下石盒子组盒8段南北物源沉积汇水区与古地理

在对鄂尔多斯盆地目的层段总体资料了解的基础上,对盆地南部4个露头剖面、18口井岩心的砂岩进行了切片分析,根据长石含量变化和其他岩矿特征、测井曲线与岩石组合特征、连井剖面以及露头沉积相分析,明确了山西组-下石盒子组盒8段沉积物在盆地南部的汇水区位置。“汇水区”指搬运南北物源沉积物的流水汇聚区,它大体上是南北物源沉积物分布的分界区、大致呈东西向分布。汇水区南北的长石含量存在明显差异。提出了在汇水区局部又存在南北物源沉积“交互区”的认识,“交互区”指南北物源沉积物抵达汇水区并在局部地段发生交互的地区,它是南北物源沉积物的连通区。交互区位于汇水区并分隔汇水区。在盒8段交互区发现了还原条件下形成的早期成岩矿物——菱铁矿结核。盆地南部山西期一盒8沉积期的沉积古地理受南部和北部物源沉积物的双重影响,连井剖面显示汇水区南北沉积相带具有对称分布的特征,其沉积单元和相带包括：（1）汇水区,含3个交互区;（2）汇水区南缘三角洲相带,含来自南部物源的3个三角洲;（3）汇水区北缘三角洲相带。含来自北部物源的4～5个三角洲;（4）与南、北三角洲相带过渡的河流相带。在上述认识的基础上,绘制了研究区目的层段沉积模式图。     

鄂尔多斯盆地下石盒子组盒8段储集砂体发育控制因素及沉积模式研究

以鄂尔多斯盆地二叠系下石盒子组盒8段储集砂体为研究对象,在众多前人研究成果的基础上,综合研究了盆地内下石盒子组盒8段沉积演化过程中储集砂体发育特征,主要表现为:岩石类型多样,包括含砾粗砂岩、中粒砂岩、细粒砂岩等;成因复杂:包括冲积扇砂体、河流砂体、辫状河三角洲砂体等;分布广泛:具有广覆式大面积分布特征。在上述基础上,系统深入分析了控制盒8大面积砂体分布的关键因素,主要包括:强物源、多物源供给是基础,多水系发育是前提,平缓古地貌是背景,高流速河流是动力。其中,强物源、多物源不仅为盆地内提供了丰富碎屑物质,而且控制着盆地内不同区域储集砂体的岩性特征;多水系发育为形成大面积砂体分布提供了条件,发源于物源区向盆地内搬运陆源碎屑物质的六条水浅流急的辫状河道在盆地中部汇合交叉控制着单层砂体厚度及其连片性。平缓古地貌控制着多河道发育和长距离搬运过程中河道摆动、迁移频繁,并相互叠置交叉。高流速河流控制着平缓古地形上发育的多河道不断交叉、复合。并定量计算了盒8段储集砂体沉积时的地形古坡度,平均坡降为1.10m·km^-1,平均坡度为0.063°;古河流水体平均流速为8.31m·s^-1。进而,结合盆地内钻井实际建立了下石盒子组盒8段独具特色的"强物源供给的缓坡浅水辫状河三角洲沉积模式"。     

鄂尔多斯盆地东南部上古生界盒8段有效厚度下限确定

在测井解释、试气数据、储层物性、单井分析化验等地质资料的基础上,根据统计学原理和低渗透气藏流体渗流原理,首先进行研究区储层四性关系解释,进而采用试气法进行有效厚度电性下限确定,采用测试法、毛管压力曲线法、经验统计法进行有效厚度物性下限确定。分析结果显示,鄂尔多斯盆地东南部上古生界石盒子组盒8段电性下限为声波时差≥210μs/m,深侧向电阻率≥30Ω·m,泥质含量≤21%,密度≤2.50 g/cm3,含水饱和度≤55%;物性下限渗透率为0.08 m D,孔隙度为5%。     

鄂尔多斯盆地南部二叠系山西组及下石盒子组盒8段沉积相

鄂尔多斯盆地南部指环县-延安-蒲县以南、西安以北地区，其山西组和下石盒子组盒8段是重要含气层。通过古水流方向、超稳定重矿物含量和长石含量分析以及古水系恢复，认为山西期和下石盒子期的鄂尔多斯盆地南部发育6个古水系，对应于6个长石含量分区和6个沉积相区。分别为石板沟-环县分区，平凉分区，淳化-耀县分区，韩城-澄城分区，大宁-Pu1井分区和华池-永宁分区。在此基础上重点分析了沉积相分布规律，认为山2期发育小型三角洲沉积，主要分布在西南部平凉、南部淳化-耀县和韩城-澄城一带； 山1期三角洲沉积分布范围比山2期明显扩大，北部延安-大宁发育三角洲前缘，湖泊相分布范围缩小。盒8期主要发育辫状河三角洲相，分布范围十分广泛，湖泊仅分布在镇原-环县-华池-正宁一带和大宁-Ji1井一线。实践证明有效地区分不同的古水系，有利于沉积相带展布规律的预测。     

鄂尔多斯盆地东北部下石盒子组盒8段辫状河三角洲沉积特征

中二叠统下石盒子组盒8段为鄂尔多斯盆地东北部天然气的主产层位,其储集砂体受控于沉积相带的展布。通过对野外露头、岩心及测井曲线等综合分析,笔者认为研究区内主要以发育辫状河三角洲为特征,并对其沉积特征、影响其形成和发育的机理,以及岩相和砂体的展布特征进行深入研究。认为该区盒8段三角洲为辫状河-浅水型湖泊三角洲,在三角洲平原相区储集砂体为分流河道沉积;而在三角洲前缘相区则为水下分流河道沉积,河口坝、席状砂及远砂坝等沉积微相不发育。     

鄂尔多斯盆地西缘马家滩地区石盒子组砂岩的岩石学、地球化学与成岩作用特征

鄂尔多斯盆地马家滩地区石盒子组是天然气的重点勘探层位。对马家滩地区石盒子组的岩石学特征和成岩作用研究表明,石盒子组的储层岩石类型主要为石英砂岩、岩屑石英砂岩,少量的长石岩屑砂岩。储层砂岩的成岩作用类型主要有压实和压溶、石英次生加大、胶结、溶解。根据成岩作用特征,建立了研究区储层砂岩的成岩共生序列: 自生伊利石--自生绿泥石--石英次生加大--高岭石--方解石。鄂尔多斯盆地作为中国CO2 地下埋藏的潜在目标区,开展CO2 可能埋藏层段的岩石学特征和成岩作用研究,可为CO2 地质储存的数值模拟研究提供岩石学信息。     

鄂尔多斯盆地北部下石盒子组盒8物源分析及沉积特征

通过常规矿物成份分析、石英阴极发光、重矿物特征、古流向和砂体展布特征研究等方法,对鄂尔多斯盆地北部盒8气层组进行了物源分析。结果显示,盆地北部碎屑物质受到阴山古陆控制,太古界和元古界变质岩系为主要母岩类型,西北、北部和东北三个物源方向为研究区主要的物源方向。古物源与沉积体系具有良好的空间配置关系,典型相标志分析表明,盒8段研究区主要为近源陆相河流沉积体系,包括西部陡坡型砂砾质辫状河沉积、中部缓坡型砂质辫状河沉积以及东部的多河道低弯度曲流河沉积。高能水道心滩为研究区最有利的储集砂体,其次为边滩沉积。物源和沉积相特征的研究为储集相带预测,储层评价以及勘探部署奠定了基础。     

鄂尔多斯盆地二叠纪石盒子组沉积期南部沉积边界探讨

为了确定石盒子组沉积期鄂尔多斯盆地的南部边界,在大量野外露头观测及实验测试基础上,通过岩石学对比及物 源综合分析,对鄂尔多斯盆地南缘和北秦岭地区石盒子组物源区的构造属性进行了研究,并对物源区进行了分析与对比。 研究结果表明:所研究两个地区的石盒子组的岩屑组成相似,均以浅变质岩、花岗岩为主,含少量构造岩;砂岩碎屑成分 相似,都与来源于再循环造山带源区中的碰撞造山带与前陆隆起物源区相关;并且在 SiO2/Al2O3-K2O/Na2O 和 K2O/Na2O-SiO2 及 Zr-Th,La-Th-Sc,Th-Sc-Zr/10 构造环境判别图解中两研究区物源区的构造环境基本一致,F1-F2 判别图显示物源区一致, 并且稀土元素配分模式相似。北秦岭元古界的变质岩、岩浆岩及其以南地区的再循环造山带中的低级变质的沉积岩可能为 鄂尔多斯盆地南缘和北秦岭地区石盒子组砂岩碎屑的主要风化母岩。结合构造环境分析认为,在石盒子组沉积期,鄂尔多 斯盆地的南部边界可能已经越过洛南断裂,达到北秦岭及其更南的区域。     

鄂尔多斯盆地东北部石盒子组层序充填样式及过程分析

本文根据野外露头、测井及钻井岩心等资料,研究了鄂尔多斯盆地东北部石盒子组的层序充填样式和演化规律.于陆内坳陷盆地发展阶段的高潮期以充填辫状河三角洲为特征,相对稳定期以充填曲流河三角洲为特征;陆内坳陷盆地的成熟阶段以充填网结河三角洲为特征.各时期的三角洲具有大平原、小前缘的特点,这为河道的形成演化和砂体富集提供了空间.提出研究区内最有利储集相带为辫状河三角洲的分流河道(A1型)、水下分流河道(A2型);曲流河三角洲的分流河道(A2型)、水下分流河道(A2型)和网结河三角洲分流河道的结点(C1型)亦是较有利储集体.总之,基准面的旋回控制的古地理面貌和层序充填规律对鄂尔多斯盆地岩性油气藏的形成具有重要意义.     

鄂尔多斯盆地西北部盒8段储层物性特征

鄂尔多斯盆地盒8段地层是长庆油田的重点产气层段之一。通过对盆地西北部盒8段岩心、薄片、铸体薄片和扫描电镜等观察,结测井等数据的分析,对其岩石学特征、孔隙类型、储层物性特征及其受控因素等进行了研究。结果表明,盒8段岩屑石英砂岩、石英砂岩主要孔隙类型为次生孔隙和晶间孔,孔隙度和渗透率高值区都主要集中在研究区西南部,并且两个高值区域十分接近,是下一步勘探和开发的有利区域。     

苏东区块盒8段储层微观孔隙结构特征研究

鄂尔多斯盆地苏东区块盒8段储层是典型的致密砂岩储层,影响储层质量的因素较为复杂。以铸体薄片、扫描电镜和物性分析等资料为基础,对储层微观孔隙结构特征进行了定性分析,同时应用恒速压汞方法对储层微观孔隙结构进行了定量表征。研究结果表明:苏东区块盒8段低渗储层物性主要受喉道控制,而不是孔隙;平均喉道半径越大,微观均值系数越小,相对大喉道越多,排驱压力越低,储层微观孔隙结构一般越好,反映储层微观孔隙结构品质越好因此,喉道是影响致密砂岩储层质量的主要微观地质因素。     

鄂尔多斯盆地山西组沉积环境讨论及其地质启示

鄂尔多斯盆地晚古生代经历了巨大的海陆变迁,并发生多次海侵。其中,关于本溪组-太原组的陆表海沉积环境经长期研究已达成广泛共识,而对处于海陆转换关键时期的山西组沉积环境问题至今存在较大争议。鉴此,本文在前人研究基础上,根据地层与古生物、沉积构造、岩性特征、成岩作用等地质依据,结合硼元素法所计算的古盐度、Sr/Ba比值以及硼、镓、铷三元素含量关系等不同地球化学测试分析结果,对早二叠世山西期沉积环境进行了较为深入的研究。认为山西期为陆表海背景下的海陆过渡沉积演化阶段,发育大面积分布的海陆过渡三角洲体系,到下石盒子期才完全进入陆相湖盆的沉积演化阶段。通过盆地山西组东西向与南北向地球化学基干剖面的建立,呈现古盐度和Sr/Ba比值由南向北、自西向东、层位自下而上总体减小的变化趋势,于山1晚期这种差异性基本消失,表明鄂尔多斯盆地山西期由南向北、层位自下而上受海水影响的规模与范围愈来愈弱。在此基础之上,将晚古生代鄂尔多斯盆地划分为3大沉积演化阶段,并建立了该时期盆地的基准面旋回层序地层格架。该成果认识对扩展和深入鄂尔多斯盆地油气勘探具有重要指导意义。     

鄂尔多斯盆地东部盒8致密砂岩沉积特征及沉积模式

野外露头剖面和井下岩心的岩石学与岩相组合、沉积特征与岩相标志、室内砂岩碎屑矿物组成及其平面分布规律的研究结果表明,鄂尔多斯盆地东部盒8致密砂岩以岩屑砂岩为主,其次为岩屑石英砂岩,主要为深灰色、灰色、灰白色中砂岩和粗砂岩。研究区从北到南依次为冲积扇、辫状河及辫状河三角洲沉积体系。冲积扇以扇中和扇端为主,主要由冲积水道块状构造含砾粗砂岩组成。往南演化为辫状河沉积,主要包括河道砂坝和泛滥平原微相,其中河道砂坝为其骨架相,由大型交错层理和平行层理发育的粗砂岩和含砾粗砂岩组成。南部发育辫状河三角洲平原和前缘沉积,进一步划分出分流河道、泛滥平原、水下分流河道和分流间湾微相,其中分流河道及水下分流河道为其骨架相,类似于河道砂坝沉积,主要由板状、槽状交错层理粗砂岩及中-细砂岩组成,纵向上多期砂体叠置,横向上叠合成片,成为盒8致密砂岩气藏的良好储集层。     

鄂尔多斯盆地南部盒8段致密砂岩储层微观孔隙结构表征与评价

鄂尔多斯盆地南部上古生界致密砂岩气藏储层的研究程度较低,而微观孔隙结构一直是致密砂岩油气藏储层研究的热点和重点。运用岩心观察、铸体薄片、恒速压汞、常规压汞曲线、气水相对渗透率曲线和核磁共振等多种实验方法,对鄂尔多斯盆地南部盒8段储层储集空间类型及微观孔隙结构进行了详细研究及分类表征与评价。结果表明,鄂尔多斯盆地南部盒8段储层的孔隙类型以岩屑溶孔、晶间孔和粒间孔为主。主流喉道半径与渗透率相关性较好,渗透率可作为致密砂岩储层的分类依据。依据渗透率和压汞参数,将盒8段储层分为4类。Ⅰ类~Ⅳ类储层孔隙度和渗透率不断变差,中值半径不断减小;气、水等渗点相对渗透率不断增大;自由流体驰豫时间和饱和度不断减小。选取孔隙度、渗透率、中值半径、可动流体饱和度、等渗点相对渗透率、测井解释结论六项参数,建立了鄂尔多斯盆地南部盒8段储层微观孔隙结构分类评价标准。其中Ⅰ类和Ⅱ类储层为有效储层,Ⅲ类和Ⅳ类储层为无效储层。     

鄂尔多斯盆地中部二叠系山西组和下石盒子组构造沉降定量恢复及沉积响应

本文利用回剥技术,定量恢复鄂尔多斯盆地中部二叠系山西组和下石盒子组的构造沉降量,并探讨其沉积响应特征。结果表明,山西组的构造沉降量为30~95m,具有中部构造沉降大、向南北两侧减小的趋势,北部构造沉降较南部的大。主沉降中心位于研究区中部,次级沉降中心位于西北部,构造沉降速率为(6~20m)/Ma,具有与构造沉降量一致的分布特征;下石盒子组的构造沉降量为75~110m,总体继承了山西组的沉降中心。但中部的沉降中心向东迁移,范围也有所扩大,构造沉降速率为(9~14.5m)/Ma,其分布特征与构造沉降量一致。在研究区南、北和中部差异构造沉降的背景下,主要发育河流、三角洲和滨浅湖相沉积类型,北部的河流-三角洲沉积体系规模比南部的大,湖盆范围对应着中部的构造沉降中心。研究结果不仅深化了该地区构造沉降方面的认识,还为该时期沉积特征研究提供了重要手段。     

鄂尔多斯盆地内部中二叠统石盒子组盒8下亚段砂岩中的风暴岩

鄂尔多斯盆地内部中二叠统石盒子组盒8下亚段为浅灰白色、矿物成熟度和结构成熟度高的石英砂岩和岩屑石英砂岩,是盆地内天然气主要储产层之一,该亚段砂岩一般厚15~40 m,在某些井的岩芯中频频见到风暴岩。根据单层风暴岩的厚度、粒度、异地碳质泥岩和煤屑的含量、剖面结构特征,特别是丘状交错层理的发育程度、袋模构造存在与否及其发育规模,以及风暴岩叠加层的多寡等,可以大致划分出由不同风暴流能量（级）形成的三种风暴岩端元类型。(1)较高能量风暴流形成的风暴岩,层底表现为大型的袋（壶）模构造切入下伏石英砂岩层中,风暴岩层主要是碳质泥岩和浅黄色泥岩砾片,并混有多少不等的石英砂和煤屑。单层厚度一般为20~50 cm或更大,呈正粒序构造,常见为若干风暴岩的叠加层。(2)中等能量风暴流形成的风暴岩,表现为完整和不完整的风暴岩层序,其内或多或少含有碳质泥岩和煤屑,单层厚度常为10~40 cm,亦常见若干风暴岩层的叠置层。(3)较低能量风暴流形成的风暴岩,单层厚大致为5~10 cm,仅发育丘状和洼状交错层理,可以单层形式出现,亦可以是若干层的叠置层。盒8下亚段砂岩被不少研究者厘定为河流相和辫状河相,风暴岩的存在对重新认识盒8下亚段的古地理具有重要意义。     

鄂尔多斯盆地延长组长7段与威利斯顿盆地Bakken组致密油形成条件的对比及其意义

自北美Bakken组致密油成功开发以后,致密油资源已成为各国非常规油气资源勘探开发的热点领域,我国在鄂尔多斯盆地延长组致密油的勘探开发中取得了一定的突破。从地质背景、岩性特征、生油岩特征、储集条件等方面,将威利斯顿盆地Bakken组与鄂尔多斯盆地延长组长7段致密油的成藏机理和富集规律进行系统对比。对比结果显示两者在构造背景、源储配置关系、生油岩特征、储集层特征等方面相似,不同之处在于延长组的泥页岩平均厚度大于Bakken组。鄂尔多斯盆地延长组长7段和威利斯顿盆地Bakken组致密油具有极其相似的成藏条件和富集规律,认为鄂尔多斯盆地延长组致密油具有较好的勘探前景。     

鄂尔多斯盆地延长组长1段烃源岩有机地球化学特征

鄂尔多斯盆地三叠系延长组长1段发育一套深湖相浊积岩及数层暗色泥岩。根据实测的有机碳含量、可溶有机质及族组分含量、有机元素和同位素等数据可知,该泥岩为一套较好—好的烃源岩。镜质体反射率及生物标志化合物成熟度指标显示,该段烃源岩有机质处于低成熟到成熟阶段。该套烃源岩的发现为陕北地区寻找新的油气勘探目标提供了依据。