鄂尔多斯盆地中东部奥陶系马家沟组马五6亚段硬石膏产状类型与成因*

鄂尔多斯盆地中东部奥陶系马家沟组马五₆亚段硬石膏产状类型多样,基于系统的宏观与微观岩石学分析,识别并区分出星散状(A1型)、纹层状(A2型)、致密块状(A3型)、结核状或团块状(A4型)、鸡雏状或角砾状(A5型)等硬石膏产状类型。单井高频旋回和微相分析表明,马五₆亚段发育与潮坪、潟湖、鲕粒滩、砂屑滩、微生物丘等有关的5种高频向上变浅序列,硬石膏的产状类型、产出位置和分布形式等与向上变浅序列有很好的耦合关系。A1型和A2型硬石膏发育于高频向上变浅序列的下部和中部,主要与膏云质或云膏质潟湖相关,属于潟湖相原生化学沉积成因。A3型硬石膏分布于高频向上变浅序列的上部,受膏质潟湖控制,也属于原生化学沉积成因。经典的结核状硬石膏(A4-1)呈随机分布形式产于潮坪沉积序列,为成岩期交代作用或者膏化作用成因,与传统萨布哈交代成因的膏质结核相似。A4-2型硬石膏主要出现在颗粒岩和微生物岩中,主要由富含CaSO₄的下渗卤水在溶蚀孔洞中沉淀形成;A5型硬石膏发育于向上变浅序列的上部和顶部,与高频暴露有关,为准同生期以溶蚀—充填为主的岩溶改造成因。发育完整的单个高频旋回,大致经历了高频快速海侵早期、高频快速海侵晚期至缓慢海退早期、高频缓慢海退晚期和高频海退末期暴露4个演化阶段,形成了与之耦合的海相碳酸盐岩与硬石膏共生序列。这些认识将对马家沟组沉积古环境的再认识具有重要的参考意义。     

鄂尔多斯盆地海陆过渡相富有机质泥页岩特征及页岩气意义

以鄂尔多斯盆地石炭系-二叠系海陆过渡相富有机质泥页岩为研究对象,通过岩石热解分析、岩石抽提和族组分分析、有机元素分析以及煤岩光学分析等方法,对泥页岩中有机质丰度、类型、热成熟度、生烃潜力等地球化学特征参数进行测试;利用扫描电镜、X射线衍射、物性测试等手段,对泥页岩中矿物组成、孔渗特征等储层评价参数进行分析。研究结果表明：鄂尔多斯盆地海陆过渡相地层中泥页岩分布广泛,埋藏偏深,单层厚度较薄,但累计厚度大;泥页岩中有机碳(TOC)含量平均为2.5%,丰度较大;有机质母质中干酪根类型主要为Ⅲ型;镜质体反射率(Ro)平均为1.2%,热演化程度达到中高成熟阶段;具有较大的生烃潜力(S1+S2);同时,石英、长石等脆性矿物含量较高;发育多种孔、缝类型;保存条件良好,为页岩气提供有利的成藏环境。     

海陆过渡相地层有机质纳米孔成因及地质意义——以鄂尔多斯盆地东部山西组为例

海陆过渡相煤系地层已经发现丰富的非常规天然气资源。本文以鄂尔多斯盆地东部山西组煤系地层为例,通过开展微观特征分析及物理模拟实验,查明山西组主要孔隙类型为有机质孔隙、残余原生孔隙、不稳定矿物溶蚀孔、黏土矿物层间孔,认为黏土矿物层间孔和有机质纳米孔隙是页岩储集空间与常规砂岩储层的显著区别;山西组煤系地层广泛发育的有机质纳米孔,经过模拟实验认为形成于早期液态烃裂解气,随着原油沥青化,气泡被固化在沥青条带中形成纳米孔隙;集中发生在晚侏罗世至早白垩世末的异常热事件控制了裂解气生成的强度和范围,在此过程中沥青化产生的有机质纳米孔大幅度提高煤系地层非常规气储集空间和资源丰度。这一认识对于深入了解山西组煤系地层孔隙结构特征及非常规油气地质评价选区具有重要意义。     

鄂尔多斯盆地陇东地区延长组低渗透砂岩油藏成藏机理与成藏模式

低渗透油藏在国内外分布十分广泛,逐渐成为未来石油勘探开发的重要接替领域。与常规油藏不同,低渗透砂岩油藏具有以下特征：(1)含油饱和度低,与储层物性关系复杂;(2)油水关系复杂,无明显的油水界面;(3)大面积广泛分布,受构造高低控制不明显;(4)距离源岩越远,石油富集程度越差。陇东地区延长组低渗透砂岩油藏的成藏机理研究表明：低渗透砂岩储层排替压力较大,浮力很难驱动石油发生明显的运移,石油在优质烃源岩生烃作用产生的剩余压力驱动下,向上、向下连续充注进入邻近砂体,近源聚集,形成原生油藏;裂缝发育条件下,已聚集石油可在浮力驱动下沿裂缝进行垂向、侧向运移调整,远源成藏,形成次生油藏。综合石油成藏期次、裂缝特征及形成时间、储层孔隙演化史以及成藏动力演化等特征,建立了陇东地区延长组油藏的成藏模式：早期低熟油小规模充注模式、中期成熟油大规模充注成藏模式、晚期构造抬升调整成藏模式。其主要控制因素为源储大面积广泛接触奠定了低渗透砂岩储层石油富集的基础,优质烃源岩生排烃范围控制了原生油藏分布范围,裂缝发育特征控制了次生油藏分布部位。     

鄂尔多斯盆地东北部直罗组铀富集特征及铀成矿模式探讨

鄂尔多斯盆地东北部的铀成矿作用过程比较复杂,是多种流体叠加作用的结果。文章在梳理、分析前人资料和研究成果的基础上,通过对铀的存在形式、砂岩的地球化学特征及C、S同位素组成特征、矿物蚀变特征及成矿年龄的研究,总结了铀的富集特征,划分了铀的成矿期次,补充、完善了铀的成矿模式。研究表明,该区直罗组砂岩中的铀主要以独立矿物及吸附态2种形式存在,与黄铁矿、有机质、方解石、黏土矿物等关系密切,独立矿物以铀石为主。含矿砂岩的还原性物质含量(有机质、黄铁矿等)高于其他类型砂岩。碳酸盐胶结物中δ13CV-PDB值为-24.6‰~-6.8‰,反映了碳酸盐胶结物中的碳与生物成因有关。各类砂岩中黄铁矿的δ34SV-CDT值均为负值,分布在-8‰~-40‰,显示出明显的富32S、贫34S的特点,生物成因的分馏特征明显。镜下鉴定结果表明,研究区的古氧化砂岩中多处可见铁的氧化产物以及黑云母的强绿泥石化。结合对铀成矿年龄的研究和总结,提出了研究区铀的富集具有"充足的还原性条件、强改造过程、微生物参与和多期次叠加"的特征,既与潜水氧化作用有关,又受古层间氧化作用的控制,成矿后期还有深部还原性气体的二次还原改造,地层的强还原环境是导致铀富集的主要原因;在古层间氧化作用过程中,地层中的微生物在铀的活化和沉淀过程中发挥了重要的作用;成矿年龄反映出该区铀成矿具有多阶段性,大致可分为中侏罗世直罗早期、中侏罗世直罗期—晚侏罗世、早白垩世—始新世以及渐新世之后等4个阶段。     

鄂尔多斯盆地陕北地区延长组致密砂岩储层敏感性评价

以鄂尔多斯盆地陕北地区延长组致密砂岩储层为研究对象,在岩石学、孔隙结构、储层物性特征研究的基础上,开展储层敏感性流动实验,以此评价该地区致密储层的敏感性及敏感机制。研究结果表明：陕北地区延长组致密砂岩储层敏感性主要表现为中等偏强速敏、中等偏弱水敏、无酸敏到弱酸敏、弱碱敏、强压敏;临界流速、临界矿化度、临界pH值3个特征临界值分别为1.0 mL/min、8 500 mg/L、8.5。敏感程度主要受矿物成分和孔隙结构的影响。研究区储层速敏的形成源于其孔隙填隙物——高岭石的存在;绿／蒙混层及伊/蒙混层矿物是引起水敏及盐敏的主要因素;铁白云石及含铁绿泥石等酸敏矿物的存在使部分岩样显弱酸敏;极其复杂的孔喉结构、极易受压变形的片状喉道以及岩样中云母、黏土等塑性矿物导致储层具强压敏性。     

鄂尔多斯盆地海相碳酸盐岩层系天然气成藏研究

鄂尔多斯盆地两套优质烃源岩,即上奥陶统背锅山组泥灰岩和中奥陶统平凉组中下部页岩,是海相碳酸盐岩层系古油藏原油和现今靖边气田油型气的主要来源。两套优质烃源岩主要分布在盆地的西部和西南部,呈"L"型展布,盆地内部缺失;它们累计厚度约50~350m。平凉泥岩TOC介于0.5%~1.2%,平均0.9%,厚度20~50m,而灰岩TOC主要分布在0.2%~0.4%区间,平均0.3%。背锅山组泥岩有机碳相对较高,TOC介于0.22%~3.3%,平均为0.93%。三叠纪末期,两套优质烃源岩生成的大量液态烃类进入中央古隆起控制的斜坡部位,形成古油藏;侏罗纪-早白垩世,地层持续加深和地温梯度升高,烃源岩热演化程度达到高-过成熟阶段,古油藏温度超过180℃,原油开始热裂解生成天然气。油气的热裂解导致气藏压力不断增大,驱使部分气体进一步扩散运移。晚白垩世燕山运动IV幕,盆地东部大规模持续挤压抬升导致了原有油气藏经历了西高东低转变为东高西低的构造反转,形成构造枢纽。中央隆起带聚集油气的优势被改造,裂解形成的天然气向东或东北方向运移。但是运移过程中,东部盐岩、膏盐、致密碳酸盐岩侧向封堵。在靖边气田中心部位,由于奥陶系顶部缺失石炭系铁铝土岩封盖,使得部分石炭-二叠系生成的天然气沿着不整合面进入风化壳,形成从奥陶系来源的原油裂解气与石炭-二叠系生成的煤型气相混合。     

鄂尔多斯盆地上古生界致密砂岩气田储集层特征与成因*

鄂尔多斯盆地上古生界致密砂岩储集层普遍以低孔低渗为主要特征,但在低孔低渗的背景上发育相对优质储集层。应用偏光显微镜、恒速压汞等技术手段,从碎屑岩的粒度、碎屑组分、孔隙结构等分析入手,对比神木气田、榆林气田和苏里格气田3个大气田的储集层特点,并对致密砂岩中相对优质储集层的成因进行了分析。研究认为：高石英类矿物含量、适量的可溶性组分(包括长石、火山岩岩屑及凝灰质等）及残余少量粒间孔形成的酸性流体的渗流通道是形成相对优质储集层的必要条件;而较高含量的千枚岩屑、泥板岩等软组分,在上覆地层压力作用下被压实变形、充填孔隙,造成残余粒间孔全部丧失和酸性流体渗流通道的缺乏,因而形成低孔低渗的致密砂岩储集层。     

鄂尔多斯盆地延长组长8油层组石油成藏机理及成藏模式

鄂尔多斯盆地延长组长8油层组在不同地区其勘探成果和油藏规模存在明显的差异,为了分析其原因,对长8油层组油藏的油源、成藏期古物性特征、毛细管力、浮力和过剩压力等进行了研究,得出了过剩压力远大于毛细管力、源储压差能够克服相应储层的毛细管力从而运移成藏的认识。在此基础上,根据姬塬、陇东和陕北三个地区烃源岩和储层发育特征、物性及运移通道的特征,构建了三种不同的成藏模式。具体表现为,姬塬地区的双向排烃、复合成藏模式:即长7段优质烃源岩异常发育,生烃增压作用强烈,使得生成的烃类流体在过剩压力的驱动下向上覆的长6-长4+5地层和下伏的长8地层中双向排烃,在多层系富集成藏;陇东地区的上生下储、下部成藏模式:长7烃源岩发育,存在较高过剩压力,下伏的长8油层组储层物性明显的要优于上覆的长6油层组储层物性,利于烃类大规模向下运移,在长8聚集成藏;陕北地区的侧向运移、上部成藏模式:长7段烃源岩在该区不发育,且上覆长6储层物性远优于下伏长8储层物性,烃类优先在长6成藏,长8油藏规模有限。这三种成藏模式代表了以长7为主要烃源岩的油藏的主要成藏机理,三者在油气分布规律上存在明显的差异。     

Diversities in biomarker compositions of Carboniferous–Permian humic coals in the Ordos Basin,China

The molecular composition of Carboniferous–Permian coals in the maturity range from 0.66 to 1.63% vitrinite reflectance has been analysed using organic geochemistry to investigate the factors influencing the biomarker compositions of humic coals. The Carboniferous–Permian coal has a variable organofacies and is mainly humic-prone. There is a significant difference in the distribution of saturated and aromatic hydrocarbons in these coals, which can be divided into three types. The Group A coals have biomarker compositions typical of humic coal, characterised by high Pr/Ph ratios, a lower abundance of tricyclic terpanes with a decreasing distribution from C₁₉ tricyclic terpane to C₂₄ tricyclic terpane and a high number of terrigenous-related biomarkers, such as C₂₄ tetracyclic terpane and C₂₉ steranes. The biomarker composition of Group B coals, which were deposited in a suboxic environment, have a higher abundance of rearranged hopanes than observed in Group A coals. In contrast, in Group C coals, the Pr/Ph ratio is less than 1.0, and the sterane and terpane distributions are very different from those in groups A and B. Group C coals generally have abnormally abundant tricyclic terpanes with a normal distribution maximising at the C₂₃ peak; C₂₇ steranes predominates in the m/z 217 mass fragmentograms. The relationships between biomarker compositions, thermal maturity, Pr/Ph ratios and depositional environments, indicate that the biomarker compositions of Carboniferous–Permian coals in Ordos Basin are mainly related to their depositional environment. This leads to the conclusion that the biomarker compositions of groups A and B coals collected from Shanxi and Taiyuan formations in the northern Ordos Basin are mainly related to their marine–terrigenous transitional environment, whereas the biomarker compositions for the Group C coals from Carboniferous strata and Shanxi Formation in the eastern Ordos Basin are associated with marine incursions.