鄂尔多斯盆地东缘大宁–吉县地区山西组山2 3亚段海陆过渡相页岩岩相与沉积环境变化

鄂尔多斯盆地东缘大宁–吉县地区二叠系山西组山₂ 3亚段海陆过渡相页岩是未来非常规油气勘探的重点目标,通过野外露头观察、岩心描述、薄片鉴定,结合全岩衍射、特征微量元素测试等手段,划分出硅质页岩相、硅质黏土质页岩相、钙质硅质(或硅质钙质)页岩相、黏土质页岩相4种页岩岩相类型。岩石学特征、地球化学指标表明,山₂ 3亚段继承了太原组沉积晚期地形平缓的陆表海格局,大规模海侵导致本区在山₂ 3沉积早期快速演化为海湾环境,沉积环境由氧化转为还原,水体盐度接近正常海水,有机质保存有利,形成了该亚段下部富有机质页岩相,其中钙质硅质(或硅质钙质)页岩相是相对优质的富有机质页岩岩相,具有高有机质含量、高脆性矿物含量、低黏土含量的特点,为页岩气开发有利层段。进入山₂ 3沉积晚期,区内逐渐演化为障壁岛沉积体系,在潟湖、滨岸沼泽环境中发育硅质黏土质页岩相、黏土质页岩相,虽多次受海侵影响,但海水影响程度总体上逐渐减弱,水体盐度呈降低趋势,沉积环境趋于氧化,有机质的保存条件变差,导致有机质含量总体偏低,同时脆性矿物含量偏少,不利于勘探开发。      

鄂尔多斯盆地华池地区三叠系延长组长7段富有机质页岩岩相特征

鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7油层组发育富有机质页岩和泥岩,目前已成为鄂尔多斯盆地页岩油气勘探的重要层位。综合岩心精细描述、薄片微观结构观察和粒度分析结果,将富有机质页岩和泥岩划分为黑色页岩岩相、纹层状泥岩岩相、粉砂质泥岩岩相。粉砂质泥岩岩相的脆性矿物含量高于黑色页岩岩相和纹层状泥岩岩相,后者比前者具有更高的黄铁矿含量,3种岩相的黏土矿物含量较接近。黑色页岩岩相有机质丰度高,有机质类型以I型干酪根为主,是最有利的富有机质岩相类型,其次为纹层状泥岩岩相。长7油层组沉积时期水体为分层的厌氧环境,有利于有机质的保存,低等水生生物是主要的母质来源。黑色页岩岩相和纹层状泥岩岩相形成于安静、缺少陆源碎屑影响的深湖环境下;粉砂质泥岩岩相形成于受陆源碎屑频繁影响的环境,有较多的陆源高等物质输入湖盆中,造成有机质类型复杂。将岩心精细描述和测井信息紧密结合,揭示了各类岩相纵向发育特征。受基准面变化和沉积物供给能力影响,长73以黑色页岩岩相和纹层状泥岩岩相为主,长72和长71以纹层状泥岩岩相和粉砂质泥岩岩相为主。长73暗色泥岩和页岩的岩相类型好,发育页理缝和纹层缝,有机质类型好、丰度高,是最有利的页岩油气勘探目的层系。     

鄂尔多斯盆地北部太原组海陆过渡相页岩孔缝特征及油气地质意义

鄂尔多斯盆地太原组海陆过渡相泥页岩是非常规天然气的储集层.通过采集太原组泥页岩样品,利用氩离子抛光-扫描电镜技术,观察抛光后泥页岩样品微孔隙、微裂缝的微观结构特征,分析其成因,认为沉积作用、成岩作用、有机质变质作用、干酪根生烃作用、溶蚀作用、构造应力作用是太原组页岩孔隙、裂缝发育的主控地质因素.同时参考国内外学术界对海相和陆相页岩的孔隙、裂缝类型的划分方案,将太原组海陆过渡相泥页岩孔隙、裂缝初步划分为有机孔、无机孔和微裂缝三大类.有机孔细分为化石孔、生烃孔;无机孔细分为粒间孔、晶间孔和溶蚀孔;微裂缝细分为收缩缝、应力缝和黏土矿物层间缝.太原组页岩中发育的微孔隙、微裂缝,为页岩气（尤其是游离气）提供了良好的储集空间和渗流通道,有利于页岩气的成藏.为页岩气的压裂开采及高产稳产提供了有利条件.     

鄂尔多斯盆地东缘临兴地区海陆过渡相页岩气地质特征及成藏潜力

海陆过渡相页岩气是我国页岩气增储上产的重要接替领域,基于鄂尔多斯盆地东缘临兴地区海陆过渡相页岩实验和研究资料,选取山西组、太原组和本溪组页岩层系为研究对象,从沉积环境、页岩展布、有机地球化学特征、矿物学特征、物性特征和含气性特征等方面,系统总结解剖研究区海陆过渡相页岩气地质特征,分析其富集成藏潜力。结果表明:鄂尔多斯盆地在晚石炭世–早二叠世受区域内部构造活动影响,水体环境变化频繁,形成多期次的滨浅海–三角洲前缘–滨浅湖组合的沉积旋回,沉积多套海陆过渡相富有机质页岩;临兴地区位于鄂尔多斯盆地东部晋西挠折带的中北地区,区内沉积环境稳定,海陆过渡相富有机质页岩广泛分布;岩性主要为灰白色–浅灰色细粒砂岩和暗色泥页岩互层发育,垂向上页岩累计厚度大,为60~180 m;页岩有机质类型为Ⅱ₂–Ⅲ型干酪根,总有机质碳含量较高,平均TOC质量分数为3.07%,处于成熟生气阶段;页岩矿物成分以石英和黏土类矿物为主,长石和碳酸盐岩类矿物含量较少;宏观上主要孔隙类型为无机孔隙和有机质孔隙,裂缝不发育,微观上孔隙受黏土矿物控制,孔隙形态多为开放狭缝状的微孔和介孔。研究区海陆过渡相页岩具有低孔低渗的物性特征,但平均含气量为1.15 m3/t,具有较好的含气特征,确定研究区内山西组北部、太原组东北部、本溪组东部和北部为页岩气潜力区。研究认识为该区后期页岩气勘探开发提供理论据。      

鄂尔多斯盆地西缘上三叠统延长组沉积相特征研究

通过对鄂尔多斯盆地西缘北部汝箕沟剖面、南部阎家庄剖面和中部环78、环52、演40井岩芯的详细观察,并结合前人的研究资料及岩性和岩相组合、沉积相分析,探讨了研究区延长组沉积相特征与演化过程。研究结果表明:鄂尔多斯盆地西缘延长组发育12种岩相类型,7种岩相组合。延长组时期为扇三角洲—湖泊、辫状河三角洲、冲积扇沉积体系,其中也充分发育筛状沉积、水上分流河道、分流河道间、水下分流河道、河口坝、远砂坝、等沉积微相和亚相类型。北部汝箕沟地区在延长组沉积早期主要为扇三角洲相,进入中期由湖泊相过渡为扇三角洲相,晚期则发育深湖相;中部环县—演武地区在延长组早期为辫状河三角洲相,中期发育辫状河三角洲相和湖泊相,晚期过渡为三角洲相并受到抬升剥蚀作用;南部阎家庄在延长组则发育冲积扇相,随后便受到抬升剥蚀作用。     

鄂尔多斯盆地延长组长7黑色页岩岩相分类与沉积环境恢复

鄂尔多斯盆地延长组长7黑色页岩分布面积广、厚度大、有机质含量高,具有广阔的页岩油勘探前景。在大量岩心、薄片和地化数据分析的基础上,对长7黑色页岩的岩相类型、地质特征与分布规律进行剖析,利用微量元素指标对其形成期古环境和页岩成因机制进行研究。按照“有机质丰度—岩矿组成—沉积构造”分类标准,将长7划分出3类岩相,其中长7₃底部发育极富有机质纹层状页岩,向长7₂过渡为富有机质纹层状黏土/粉砂质页岩,长7₁发育贫有机质块状粉砂质泥岩。自长7₃到长7₁,随着湖盆萎缩和三角洲推进,黏土矿物、有机质和黄铁矿含量以及纹层发育程度逐渐降低。亚热带温暖潮湿气候和长期稳定的深水湖泊环境为藻类大规模发育创造了条件。微量元素研究表明,长7₃极富有机质页岩形成于湖盆生产力极高、水体缺氧甚至硫化的强还原环境,因受火山活动和湖底热液的影响而富含胶磷矿和Ni、Cu、Mo等营养元素,是国内罕见的富铀页岩。结合古地貌、气候、水文条件综合分析,认为长7黑色页岩的成因机制为强烈构造运动下火山活动、...     

鄂尔多斯盆地东缘大宁–吉县区块及邻区山西组山2段物源分析

鄂尔多斯盆地东缘山西组山2段具备优质的源储配置条件,是区域油气勘探的重要储集层位。结合露头古流向、重矿物及碎屑锆石测年数据,对大宁−吉县区块进行山2段物源分析,认为山2段沉积期大宁−吉县区块为南、北双物源共同控制,主要证据有3方面：①大宁−吉县东部露头区2段砂岩古流向发生显著变化,北部临汾市管头镇为由北向南的古流向,南部台头镇却为由南向北的古流向特征。②大宁−吉县油气探区山2亚段砂岩重矿物差异显著,以二郎山旅游区附近为界,超稳定重矿物锆石以及稳定重矿物白钛矿发生了显著的南北分异。③大宁−吉县探区内锆石样品测年峰值南北表现不统一,北部砂岩锆石测年表现为1 800 ～2 000 Ma和2 400 ～2 500 Ma 2个年龄峰值,南部砂岩锆石年龄峰值表现为300～700 Ma、1100～1 200 Ma、1 800～2 000 Ma和2 400～2 600 Ma等4个峰值。该认识不仅为大宁−吉县油气探区砂体展布刻画提供指导性线索的同时,也将为区域山2段沉积期古地理背景研究提供重要证据。     

鄂尔多斯盆地东缘海陆过渡相页岩气储层孔隙特征及影响因素

为了研究鄂尔多斯盆地石炭—二叠系海陆过渡相页岩气储层孔隙特征,选取页4井、页1井和DT803井海陆过渡相泥页岩样品进行了扫描电镜、低温液氮吸附实验以及相关的地球化学实验,分析了海陆过渡相页岩气储层的孔隙类型、特征及其影响因素。实验结果表明:研究区页岩孔隙以粒间孔和有机质孔最为发育;页岩孔形态以狭窄的平行板状为主,孔隙微观孔径分布范围为1~60 nm,主孔径分布介于1~6 nm和40~60 nm,介孔为孔体积和比表面积的主要贡献者,但微孔对比表面积的贡献不容忽视;有机碳和黏土矿物含量是海陆过渡相页岩孔隙发育的主要影响因素,脆性矿物对孔隙发育影响不明显。     

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。     

鄂尔多斯盆地东南缘下二叠统沉积相

近几年的勘探开发发现,鄂尔多斯盆地东南缘下二叠统具有巨大的非常规天然气资源潜力。为探明其沉积环境,在详细的岩心、测井及室内分析化验的基础上,运用沉积学理论,对鄂尔多斯盆地东南缘下二叠统沉积相进行研究。研究结果表明:太原组发育障壁岛、泻湖、潮坪、浅海陆棚沉积,山西组发育三角洲、湖泊沉积;自太原组至山西组沉积环境经历了由海陆过渡相至陆相的演化过程。     

鄂尔多斯盆地东部二叠系山西组页岩气成藏条件与有利区筛选

鄂尔多斯盆地东部榆106井区山西组页岩沉积在三角洲平原分流河道间沼泽、天然堤、决口扇远端与洼地环境。根据有机地球化学、物性、含气性、岩性实验分析,结合钻井、录井、测井资料与沉积相研究,开展了该区山西组页岩气成藏条件与有利区分布研究。山西组页岩有机碳含量较高,山二段平均5.28%,山一段平均3.02%,有机质类型以Ⅱ_2、Ⅲ型干酪根为主,有机质成熟度较高,R_o平均1.89%,生气条件优越。页岩孔隙度平均1.7%,渗透率平均0.0415×10~(-3)μm~2,平均含气量0.64 m~3/t,页岩单层厚度小,垂向上普遍与致密砂岩、煤层组成互层,累计厚度较大(平均达75 m),页岩渗透性较好而储集性能稍差。页岩脆性矿物含量平均49.9%,黏土矿物含量平均50.1%,黏土矿物含量较高,资源丰度普遍较低,但是页岩埋深小于3000 m,试气产能较高(0.64×10~4m~3/d),商业开发潜力较好。山二段有机质含量比山一段更高,含气性比山一段更好。主要基于页岩厚度与沉积相展布预测的山二段页岩气有利区呈北东向、南北向条带状展布,受分流河道间沼泽微相的控制。     

鄂尔多斯盆地西北部二叠系山西组古地理特征

本文以高分辨率层序地层学为理论基础,将山西组划分为6个中期旋回层序,并以此为编图单元编制了相应的砂体等厚图、地层等厚图及砂地比等值线图。基于基准面和可容空间的变化,分析了研究区古地理演化特征。研究表明,山₂³期至山₂¹期,沉积作用以进积-加积为主,发育较大规模三角洲,沉积砂体较厚;山₁³期至山₁¹期,沉积作用以进积-加积-退积为主,湖岸线向北推进,湖泊具有扩大的趋势;山₂期三角洲平原规模较三角洲前缘大,山1期三角洲前缘有缩小的趋势。     

鄂尔多斯盆地陇东地区延长组沉积相特征与层序地层分析

晚三叠世鄂尔多斯盆地是一个东缓西陡的不对称坳陷盆地。通过岩心、录井、测井等资料综合研究,识别出陇东地区延长组发育河流、三角洲、浊积扇和湖泊等4种沉积相类型,其中河流沉积和浊积扇发育在湖盆的西缘陡坡带,三角洲则在西缘和东部缘坡均有发育。根据层序地层学原理,将延长组划分出5个三级层序;延长组地层经历过5次大的湖泛,在层序演化上具有早期形成、中期鼎盛、晚期衰退的特点。利用恢复后的原始地层厚度,绘制的陇东地区延长组地层的F ischer图解,与本区5次显著的湖平面上升-下降旋回之间有很好的对应关系,这不仅证实了上述层序地层分析的正确性,同时揭示了F ischer图解在划分地层层序方面的潜在意义。     

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。     

鄂尔多斯盆地东缘煤系页岩气储层特征评价

以鄂尔多斯盆地东缘石炭-二叠系富有机质泥页岩为研究对象,基于大量的钻孔泥页岩采样和分析测试,分区分层段对页岩气储层特征进行了评价。结果表明:鄂尔多斯盆地东缘石炭-二叠系富有机质暗色泥页岩广泛发育,泥页岩总厚度为90m左右,有机碳含量为1. 5%~5%,为Ⅲ型高成熟-过成熟状态的有机质;泥页岩脆性指数平均为31. 7%~42. 6%;储层具有微小的孔隙结构,平均孔径12. 2nm,平均比表面积6. 8m^2/g,平均孔体积0. 017cm^3/g,孔隙度为0. 82%~5. 91%;多数泥页岩样品的兰氏体积小于1m^3/t;总体而言,研究区页岩气源岩和储层物性条件良好,但含气量偏低。     

鄂尔多斯盆地北部山西组页岩沉积相及其对页岩储层的控制作用

鄂尔多斯盆地北部山西组页岩气储层与煤层共生,页岩有机质含量较高,具有较大的资源勘探潜力。为精细表征控制山西组页岩储层分布的沉积微相,根据测井数据、录井数据、岩芯观察描述、薄片分析、粒度分析、X射线衍射全岩分析以及总有机碳含量(TOC),研究了山西组页岩储层岩相与沉积微相类型,在山西组识别出(灰)黑色碳质页岩、(灰)黑色含碳质页岩、(灰)黑色含碳质(粉)砂质页岩、(深)灰色含碳质页岩、(深)灰色页岩、(深)灰色(粉)砂质页岩和含钙质页岩7种岩相。这些岩相沉积在富植沼泽、贫植沼泽、三角洲平原分流间洼地、曲流河河间洼地、天然堤与决口扇远端微相环境,其中富植沼泽、贫植沼泽与成煤的泥炭沼泽、泥炭坪环境比邻共生,且在山二段时期更发育。富植沼泽和贫植沼泽微相控制了具有较高TOC的(灰)黑色碳质页岩、(灰)黑色含碳质页岩、(灰)黑色含碳质(粉)砂质页岩和(深)灰色含碳质页岩的分布,是控制山西组页岩储层分布的有利微相。     

鄂尔多斯盆地北部苏里格庙含油气区二叠系山西组及下石盒子组盒八段岩相古地理

以测井资料和岩心观察为基础，对鄂尔多斯盆地北部苏里格庙含油气区的二叠系山西组及下石盒子组盒八段识别出了辫状河、曲流河、三角洲和湖泊等4种沉积相类型。利用层序地层学原理，将山西组和下石盒子组盒八段划分5个三级沉积层序，建立了苏里格庙含油气区层序地层格架。编制了以体系域为单位的山西组和下石盒子组盒八段沉积期岩相古地理图，探讨了层序地层格架内的山西组和下石盒子组盒八段沉积期岩相古地理特征及演化规律。山西期古地理格局呈南北向相分异的曲流河-三角洲沉积；盒八段沉积期冲积体系大范围向研究区南部迁移，形成了以辫状河沉积为主的河流-三角洲沉积。河道砂体是苏里格庙含油气区有利的砂质储集体类型，主要发育在低位体系域。实践表明，以体系域为单位编制的岩相古地理图，可以清楚地展示不同沉积时期的沉积微相展布与迁移变化，是有利储层预测的一种有效方法。