鄂尔多斯地区晚古生代沉积层序地层学与盆地构造演化研究

基于现代沉积学理论和层序地层学思想，在鄂尔多斯地区晚古生代岩相古地理展布及演化特征分析基础上，对该区晚古生代地层进行精确划分、对比和层序地层学研究。进而按其沉积物特征和充填层序特点将这一时期沉积盆地厘定为三种类型,了晚石炭世本溪期至早二叠世早期（太原期）的陆表海盆地及裂陷（坳陷）盆地、早二叠世山西期近海湖盆和中、晚二叠世石盒子期和石千峰期的内陆坳陷盆地，在不同阶段的盆地中，又可划分出若干次级盆地和演化阶段。     

鄂尔多斯盆地及周缘地区晚古生代沉积演化

基于笔者多年对鄂尔多斯盆地及周缘地区晚古生代研究成果,结合野外剖面实测、钻井资料分析、地层学与层序地层学、地球化学、年代学等研究结果,从岩性特征、地层厚度、地层接触关系、物源分析、沉积相类型多方面进行对比研究,认为鄂尔多斯盆地及周缘地区上古生界是华北地台的一部分,因此,其沉积充填及沉积演化研究必须置于晚古生代大华北盆地之中。在此研究基础上绘制了晚古生代各组鄂尔多斯盆地及周缘沉积相平面展布图,亮点是向东部和南部进行了扩张,并详述了晚古生代沉积演化过程,为该时期华北地台原始沉积面貌的恢复提供了新的依据。     

鄂尔多斯盆地北部苏里格庙含油气区上古生界层序地层研究

在区域构造变动、岩性组合、沉积相构成、测井曲线特征等研究基础上,利用层序地层学原理,对苏里格庙地区上古生界层序地层进行了研究.将在苏里格庙含油气区上古生界划分出5个层序组,并在晋祠组到石盒子组中划分出14个三级沉积层序,分别发育于陆表海、三角洲、河流3种沉积背景之下.建立层序地层格架,以体系域为单位探讨了层序地层格架内主要含气层段-层序8、9的砂体展布规律.研究表明,以体系域为单位编制的砂体等值线图,更细致地刻画了砂体的展布,砂质储集体的发育和空间展布受控于沉积环境,主要发育在低位体系域中.     

鄂尔多斯东南部上古生界层序地层特征

鄂尔多斯东南部上古生界可区分出的三级层序界面类型包括区域不整合、构造体制转化面、区域海退面、河道下切面、区域(暴露面)、煤层、灰岩底界与地层叠置样式转化面.基于层序界面特征分析,上古生界本溪组至石盒子组可划分为2个二级层序,其中本溪组、太原组和山西组为1个二级层序(SS1),石盒子组整体划归为1个二级层序(SS2).每个二级层序由区域性的水进-水退旋回组成,为构造控制型层序.二级层序进一步划分为11个三级层序,即本溪组划分出2个三级层序(SQ1和SQ2)、太原组划分出1个三级层序(SQ3)、山西组划分出2个三级层序(SQ4和SQ5)、石盒子组划分出6个三级层序(SQ6-SQ11).其中SQ1-SQ5为海相及海陆交互相沉积层序,SQ6-SQ11为陆相湖盆沉积层序.基于层序地层特征分析,建立了鄂尔多斯盆地东南部地区层序充填模式,对于沉积体系演化、气藏形成及聚集研究都具有指导性意义.     

鄂尔多斯盆地北部奥陶系碳酸盐岩层序地层…

碳酸盐岩的物源性质，形成背景，沉积机理和扩散方式都与碎屑岩有很大的差异，对于碳酸盐岩层序层地层，需要从成因上，从台地的性质与演化，海水的进退，台地淹没与暴露等方面进行研究，在总结露头层序地层工作方法的基础上，阐述了密集段，首次洪泛面和层序边界的识别标志，建立了高分辨率层序地层格架，鄂尔多斯盆地早奥陶世三次坎组沉积时，为碳酸盐岩－碎屑岩混合缓坡背景，桌子山组及克里摩里组沉积时为镶边陆架与末端陡倾缓坡     

鄂尔多斯盆地及周缘地区晚古生代沉积演化*

基于笔者多年对鄂尔多斯盆地及周缘地区晚古生代研究成果,结合野外剖面实测、钻井资料分析、地层学与层序地层学、地球化学、年代学等研究结果,从岩性特征、地层厚度、地层接触关系、物源分析、沉积相类型多方面进行对比研究,认为鄂尔多斯盆地及周缘地区上古生界是华北地台的一部分,因此,其沉积充填及沉积演化研究必须置于晚古生代大华北盆地之中。在此研究基础上绘制了晚古生代各组鄂尔多斯盆地及周缘沉积相平面展布图,亮点是向东部和南部进行了扩张,并详述了晚古生代沉积演化过程,为该时期华北地台原始沉积面貌的恢复提供了新的依据。     

鄂尔多斯地区晚古生代陆相沉积层序地层学研究

鄂尔多斯地区晚古生代陆相沉积占据了较长的时期，基于现代沉积学理论和层序地层学思想，本文从鄂尔多斯地区晚古生代沉积盆地的沉积特点出发，建立一套比较切合实际的层序地层划分方案，研究了该区晚古生代陆相沉积层序地层学，比较客观地反映了盆地沉积作用和构造演化历史。     

鄂尔多斯盆地上古生界高分辨率层序地层分析

按基准面旋回原理，将鄂尔多斯盆地上古生界本溪组（C2b)、太原组（P1t）、山西组(P1s)和下石盒子组（P1xs)划分为3个超长期、8个长期、19个中期和62个短期旋回层序：较为详细地介绍了各级别层序的结构类型、叠加样式和沉积演化序列；建立以长期旋回层序为年代地层框架，中期旋回层序为等时地层对比单元的层序的地层格架；并讨论高分辨率层序地层与天然气藏的关系。     

鄂尔多斯盆地东北缘晚古生代陆表海含煤岩系层序地层研究

通过区域不整合面、沉积体系转换面、构造应力场转换面和水上暴露面等层序界面的识别,对研究区进行层序地层划分,指出鄂尔多斯盆地东北缘晚古生代陆表海含煤岩系发育7个三级层序。在此基础上,认为陆表海层序仍然具有“三元”结构,由低位体系域、海侵体系域和高位体系域组成。在盆地北部发育的多期河道砂岩具有低位体系域的下切谷充填特点——面状充填,如晋祠砂岩、桥头砂岩以及北岔沟砂岩等。煤层在层序格架中的定位与海平面变化的转换时期有关,主要发育在陆表海环境的海侵体系域下部以及陆相环境的高位体系域上部。     

鄂尔多斯盆地北部奥陶系碳酸盐岩层序地层研究

碳酸盐岩的物源性质、形成背景、沉积机理和扩散方式都与碎屑岩有很大的差异．对于碳酸盐岩层序地层，需要从成因上、从台地的性质与演化、海不的进退、台地的淹没与暴露等方面进行研究．在总结露头层序地层工作方法的基础上，阐述了密集段、首次洪泛面和层序边界的识别标志，建立了高分辨率层序地层格架．鄂尔多斯盆地早奥陶世三道坎组沉积时，为碳酸盐岩－碎屑岩混合缓坡背景；桌子山组及克里摩里组沉积时为镶边陆架与末端陡倾缓坡的背景；乌拉力克组及中奥陶世时，转化为拗拉槽背景．由此分别建立了碳酸盐岩－碎屑岩缓坡模式和镶边陆架与末端陡倾缓坡的综合模式     

鄂尔多斯盆地大牛地气田上古生界沉积演化特征

鄂尔多斯盆地上古生界海陆变迁过程中其沉积演化特征决定了气田内储层成因类型,分布特征和分类评价。通过对大牛地地区太原组-山西组-下石盒子组岩芯观察,结合测井,地震等资料分析,综合确定太原组为滨浅海环境,下部发育碳酸盐岩斜坡体系,上部为障壁-潮坪-潟湖沉积体系;受北部物源区抬升影响,陆源推进和尚未完全褪去的海水影响,山西组为海陆过渡环境,发育潮控辫状三角洲沉积体系;伴随北部物源区逐渐抬升,陆相碎屑显著推进至研究区,下石盒子组底部形成陆相河流环境,发育辫状-曲流河沉积体系;大牛地上古生界整体呈陆进海退特征。由海向陆变迁过程中,太原组和山西组发育的煤层是研究区重要烃源岩;太原组上部障壁砂坝和潮道等砂体,山西组下部辫状河道,潮道和潮砂坝砂体和下石盒子组底部厚层叠置辫状-曲流河道砂体是研究区内上古生界重要的产气储层。     

鄂尔多斯盆地保德地区上古生界沉积相与沉积演化特征

山西组与下石盒子组是鄂尔多斯盆地上古生界主要的勘探目的层系,本溪组和太原组发育的煤层是主要的烃源岩,深入研究上古生界沉积相及沉积演化特征对油气勘探具有一定的指导意义。以保德地区扒楼沟剖面露头实测为基础,通过岩性和岩石组合、沉积相分析,建立了不同沉积体系的沉积序列,并进一步探讨了该区上古生界沉积演化过程。结果表明:保德地区上古生界自下而上发育本溪组、太原组、下石盒子组、上石盒子组、石千峰组,识别出障壁海岸、碳酸盐台地、曲流河和辫状河4种沉积相,并建立8种典型的沉积序列;受区域构造演化控制,本溪组与太原组时期发生大规模海侵,山西组至石千峰组时期海水逐渐退出盆地,研究区晚古生代经历了障壁海岸-碳酸盐台地-河流相的沉积演化过程。     

鄂尔多斯盆地东缘保德地区上古生界层序地层与沉积相特征*

为了揭示鄂尔多斯盆地东缘层序地层与沉积相特征,以层序地层学和沉积学理论为指导,对鄂尔多斯盆地东缘保德扒楼沟剖面及周缘上古生界的层序与体系域界面类型、层序结构、沉积相类型及沉积演化进行研究。依据区域性不整合面、下切谷冲刷面、海侵方向转换面和区域性海退面等层序界面将研究区上古生界划分为7个三级层序,分别对应于本溪组、太原组2段、太原组1段、山西组、下石盒子组、上石盒子组和石千峰组。保德扒楼沟及周缘上古生界剖面发育16种岩石类型和8种岩石组合。区内上古生界发育障壁海岸相、碳酸盐岩台地相、辫状河相和曲流河相。SQ1-SQ3中低位体系域发育风化壳和潮道亚相,海侵体系域发育潮坪亚相和潟湖亚相,高位体系域发育碳酸盐岩台地相、潟湖亚相和潮坪亚相;SQ4-SQ7中低位体系域发育辫状河河床亚相,海侵体系域主要发育曲流河泛滥平原亚相,高位体系域主要发育多期曲流河河床亚相—堤岸亚相—泛滥平原亚相的演化序列。区内上古生界经历了由障壁海岸相和碳酸盐岩台地相向河流相的演化过程,沉积演化主要受物源供给、海平面变化和构造活动的控制。     

鄂尔多斯盆地延长探区上古生界热演化史

通过试气静温资料,统计了延长探区上古生界各个主力含气层位的现今地层温度。通过地化资料指出该区上古生界烃源岩热演化程度达到成熟—过成熟阶段,采用经验公式法恢复了对应的最大古地温。采用将今论古方法探讨了该区各个时期的古地温梯度。在剥蚀厚度恢复的基础上,详细配置各个地层的岩性、物性、地化参数等指标,恢复了该区埋藏沉降史和热演化史。沉降史模拟表明:晚三叠世为该区沉降的主要发育时期。热演化史模拟表明:延长探区上古生界烃源岩在早侏罗世进入成熟阶段,晚侏罗世进入高成熟阶段,上古生界烃源岩主生烃期为晚侏罗世—早白垩世。     

鄂尔多斯盆地上古生界碎屑岩相对高渗储集层成因及分布*

鄂尔多斯盆地上古生界发育 “粒间孔型石英砂岩”、“溶孔型石英砂岩”、“粒间孔—溶孔复合型长石砂岩”3类相对高渗储集层。结合鄂尔多斯盆地地质背景,分析了该地区上古生界3类相对高渗储集层的岩石结构、组分与物性等基本特征,详细探讨了沉积环境、成岩作用、构造活动对鄂尔多斯盆地上古生界各类相对高渗储集层形成的控制机理,并在此基础上,依据与物源的距离、沉积相类型及砂体分布、孔隙类型、颗粒成分及粒度粗细、杂基成分及含量、储集层最大埋深、后期构造运动等因素,对主力勘探层系山西组二段和下石盒子组八段进行了储集层优劣分级综合评价,认为受高石英含量母岩控制的沉积体系、辫状河高能沉积相带和强溶蚀、弱压实的有利成岩相带分布区是鄂尔多斯盆地上古生界碎屑岩相对高渗储集层的主要发育区域。     

鄂尔多斯盆地西北部上古生界流体包裹体特征及其与油气演化的关系

通过对鄂尔多斯盆地上古生界砂岩成岩作用研究的基础上,对上述岩石流体包裹体进行了初步研究。不同自生矿物或不同期次的胶结矿物捕获的包裹体,其组成和物理化学性质不同,这些特征是油气藏形成演化历史的直接标志。通过包裹体测温资料、成岩矿物期次以及均一化温度、冰点温度、盐度和密度等分析,对流体包裹体在鄂尔多斯盆地西北部油气田形成、演化中的应用作了初步探讨。     

鄂尔多斯盆地上古生界标志层特征及形成机制

根据大量的钻探、测井、露头数据,对鄂尔多斯盆地上古生界标志层的岩电特征、层序地层意义及形成的沉积环境进行研究。结果表明：研究区主要发育灰岩、砂岩、泥岩及煤层标志层,依据层序界面的特点将研究区上古生界划分为5个二级层序、12个三级层序,其中SQ1—SQ5属于海相地层层序,SQ6—SQ12为陆相层序。鄂尔多斯盆地上古生界总体上经历了海相—海陆过渡相—陆相的沉积演化过程,标志层受沉积相横向变化的影响,主要形成于三角洲、辫状河三角洲、河流、湖泊、障壁海岸以及浅海陆棚沉积体系。在划分地层及地层对比过程中,可通过控制标志层、对比相邻井、参考厚度变化等,合理、准确地划分地层。     

鄂尔多斯盆地东南部上古生界层序地层格架及含气砂体沉积演化特征*

鄂尔多斯盆地长期存在“南油北气”的固有认识,晚古生代早期砂体不发育与分布规律不清的认识,长期制约了盆地东南部天然气勘探开发的步伐。因此,加强盆地东南部上古生界煤系含气地层地质方面的研究、尤其是层序地层与储集砂体成因研究,对进一步增储上产具有重要理论与实践意义。作者采用Vail经典层序地层理论与方法,对鄂尔多斯盆地东南部上古生界进行层序地层研究: 首先对层序界面进行识别,以岩性、旋回和沉积特征变化作为识别依据,并提出二级层序界面上下岩性组合变化巨大、二级界面之上叠置的低位砂厚度巨大的观点,共将本溪组—石盒子组划分为3个二级层序,11个三级层序;其次根据层序内部砂体堆积、迁移样式对体系域进行了划分。通过大量钻井的层序单元追踪对比与岩心精细描述,重点分析层序格架内主要含气层段本溪组、山西组及盒8段储集砂体的空间叠置关系,结合不同时期基准面旋回变化及其形成机制对其进行探讨,认为优势含气层段储集层中本2段具有障壁迁移、毯式连通,山2段具有低位控砂、面线连通,山1段具有侧向迁移、接触式连通,盒8段具有迁摆叠置、多向连通的特点。