鄂尔多斯盆地北部地区马家沟组岩溶储层的差异性和发育模式

鄂尔多斯盆地北部地区奥陶系马家沟组普遍发育岩溶型储层,但其岩溶发育模式明显不同于经典的传统岩溶模式。通过矿物学、岩石学和地球化学分析,共识别出3类具有成因联系且受含膏地层影响的储层,并建立了研究区马家沟组含蒸发盐矿物层系的岩溶模式。结果显示,含膏白云岩-膏模孔型储层形成于萨布哈白云岩化作用,富含蒸发盐矿物,沉积环境为含膏云坪,储集空间为石膏溶解形成的膏溶铸模孔;白云岩-溶孔-晶间（溶）孔型储层形成于回流渗透白云岩化作用,流体来自于上覆的含膏层系,主要发育于浅滩相白云岩地层中,溶孔和晶间（溶）孔为主要储集空间;灰岩-缝洞型储层主要发育在（含云）灰岩地层之中,原始沉积环境为灰坪,储集空间为裂缝和溶洞溶孔-晶间（溶）孔型储层,最初始裂缝的形成与下伏含膏岩层的溶解和变形有关。在空间分布上,鄂北中东部3类储层均有发育,西部以溶孔-晶间（溶）孔白云岩储层为主,北部则主要发育灰岩裂缝型储层。在不同古地貌单元,储层岩石也表现出不同岩石学和地球化学特征,大致分为渗流区和汇聚区。在较高的部位多表现为大气降水渗流区的特征,受大气降水影响较少,储层保存较好,充填有少量的白云石,杂质元素（Al,K,Sr等）含量较低;而较低的部位则表现出汇聚区的特征,受大气降水影响较大,储层破坏严重,大量的方解石充填,杂质元素含量较高,δ¹⁸O值偏负。     

鄂尔多斯盆地富县中奥陶统风化壳古地貌特征

鄂尔多斯盆地富县地区中奥陶统风化壳古地貌控制着喀斯特气藏的分布。通过印模法利用风化壳之上的上覆地层厚度反映风化壳古地貌,由于很难准确进行去压实校正,恢复的古地貌精度较差。为此,通过恢复风化壳之下标志层(马家沟组五段第5亚段)的古构造,进而在古构造上叠加马五5亚段之上的中奥陶统残厚来进行风化壳古地貌的恢复。研究表明：(1)石炭纪之前,奥陶系古构造为一个北东倾的单斜,地层倾角在0.1°～0.6°之间,局部构造幅度在20～40 m。(2)中奥陶统风化壳古地貌自南西向北东发育高地、斜坡、洼地3种二级地貌单元,出露地层自西向东由老变新,从高地的马五₁₀亚段到洼地的马六段,在斜坡上发育残丘、沟槽等三级地貌单元,其中残丘6个,沟槽3条。(3)高地古地貌上,地下水以垂向流动为主,溶蚀作用相对受限;斜坡古地貌上的地下水具有水平运动的特征,喀斯特化紊乱角砾岩中的砾石碎屑分选好、磨圆差,砾石之间的黏土来自马五段本身,喀斯特化深度达马五5亚段。(4)洼地古地貌上的地下水既有垂向运动又有水平运动,喀斯特化的角砾以镶嵌状为主,局部可见少许紊乱角砾岩,地层完整,垮塌不明显,喀斯特化深度较浅,仅...     

碳酸盐岩孔洞型储层分层次储集空间表征——以鄂尔多斯盆地大牛地中奥陶统马家沟组马五7为例

碳酸盐岩具有多尺度、多成因的储集空间,储集空间和储集物性的表征是难点。鄂尔多斯盆地大牛地奥陶系马家沟组马五₇储层发育毫米—微米—纳米级储集空间,为研究其储集空间和储集物性,分层次、多尺度对该储集空间进行了表征,并结合测井曲线,建立了孔、洞的计算模型。研究表明：①对于发育多尺度储集空间的碳酸盐岩储层,采用岩心拓片提取溶蚀孔洞（>1 mm）、铸体薄片提取晶间孔（>2 μm）、氩离子抛光—扫描电镜进行亚微米—纳米孔（< 2 μm）研究相结合,可以较准确地表征其储集空间;②在多尺度储集空间表征的基础上,对声波孔隙度和中子—密度孔隙度进行约束,可以建立对应的晶间孔孔隙度计算模型和溶蚀孔洞孔隙度计算模型,该模型具有更高的计算精度。     

鄂尔多斯盆地中部马家沟组天然气储层特征

鄂尔多斯盆地中部下奥陶统马家沟组天然气储集层,实际是一种潮坪膏盐岩与碳酸盐岩共生的萨布哈类型,大气淡水淋滤标志显著,可分为4种储集岩,受控于沉积和成岩环境。溶孔层与致密层的叠加配置,构成了马家沟组多个含气层段。     

鄂尔多斯盆地北部杭锦旗马家沟组四段碳酸盐岩储层分布规律

鄂尔多斯盆地北部灰岩喀斯特储层是近年发现的一种新储层类型,分析其形成机理与分布规律对该地区的天然气勘探意义重大。通过洞穴结构解剖,分析储层与洞穴相的关系;在洞穴测井响应研究的基础上,拉平基准面,研究风化壳古地貌和洞穴层的纵向分布规律,阐释多层洞穴与构造隆升之间的关系;利用地震资料,进行洞穴的分布规律研究。结果表明：①不整合面之下的表层孔洞大多被泥质充填而失去储集能力,远离不整合面的洞穴是喀斯特储层的主要储集空间;②洞顶相和洞穴未充填相是主要的储层发育段;③马四段灰岩发育三层洞穴,洞穴层分布稳定,平面上可对比性强,西部发育程度好于东部,三层洞穴是加里东期盆地北部幕式隆起的结果;④井-震结合对洞穴分布进行预测,北部以大量的落水洞为特征,向南转变为地下暗河;洞穴在平面上呈网状分布,断裂对其影响不大。古潜水面控制着洞穴的分层。马四段多层灰岩洞穴的发育极大地拓展了盆地北部下古生界的天然气勘探范围。     

鄂尔多斯盆地中奥陶统马家沟组碳酸盐岩碳、氧稳定同位素特征

鄂尔多斯盆地中奥陶统马家沟组沉积于局限的、高盐度陆表海碳酸盐岩台地,以泥晶白云岩、泥晶石灰岩和蒸发岩为主。部分岩石经岩溶作用改造成岩溶角砾岩。马家沟组碳酸盐岩全岩或手选样品的δ¹⁸O值在-16.0‰~-1.9‰（VPDB标准,下同）之间,平均为-8.5‰;δ¹³C值在-16.1‰~4.83‰之间,平均为-0.90‰。激光显微采样样品δ¹⁸O值在-15.8‰~-0.8‰之间,平均为-7.7‰;δ¹³C值在-12.4‰~5.77‰（VPDB标准,下同）之间,平均为-0.15‰。总的来说,2种采样方法的结果没有大的差别,后者较前者能更准确地反映不同组分特征。原始沉积方解石和石灰岩δ¹⁸O最大值均为5.8‰,代表原始碳酸盐岩的δ¹⁸O值,与大多数学者的全球同位素地层学研究成果吻合。由于淡水淋滤和埋藏作用,原始沉积方解石和石灰岩δ¹⁸O最小值和平均值均较低。充填于孔隙的方解石受淡水淋滤和高温埋藏作用影响,一般有较低的δ¹⁸O值。原始沉积的白云石或白云岩δ¹⁸O最大值较原始沉积方解石和石灰岩相应值明显偏高,白云石沉积于高盐度、局限环境条件下,由微生物白云石机理形成。因形成较晚,充填于孔隙的白云石有较低的δ¹⁸O值。碳酸盐岩δ¹³C最大值明显偏高,与全球海水的δ¹³C值在晚奥陶世升高有关,鄂尔多斯盆地海水δ¹³C值在中奥陶世晚期已升高。受有机碳影响,部分样品具有低的δ¹³C值。     

鄂尔多斯盆地中东部奥陶系马家沟组四段储层特征及主控因素

近期勘探实践表明,鄂尔多斯盆地中东部奥陶系马家沟组四段豹斑状白云岩储层具有良好的勘探开发潜力。为此,基于钻井岩心、岩石薄片和分析化验资料,解析了该层段的储层特征及主控因素。结果表明：(1)马四段储层的储集岩类主要包括豹斑状云质灰岩、豹斑状灰质云岩、晶粒云岩和凝块云岩,储集空间类型以晶间(溶)孔为主,含少量格架孔和微裂缝。(2)研究区储集层整体表现为低孔—中低渗孔隙型储层,其中储集性能以豹斑状灰质云岩和晶粒云岩最佳且分布范围广,是区内最优质的储集岩类。而豹斑状云质灰岩发育规模较大,储集性能整体较差,凝块云岩储集性能较好,但发育频率较低。盆地中东部马四段储层发育主要受沉积微相、生物扰动、白云石化作用以及早成岩期岩溶作用综合控制：有利沉积微相是储层发育的物质基础,控制储层平面横向分布;生物扰动作用有利于白云石化作用;白云石化作用是储层形成的关键,有利于储层孔隙的保存;早成岩期岩溶作用对储层质量改善有着重要贡献。马四段有利储层纵向上主要位于高频向上变浅序列的中上部;平面上,主要集中在研究区西侧乌审旗—靖边—志丹一线以及东侧的神木、米脂两个相对独立的区域。     

鄂尔多斯盆地古隆起周边地区奥陶系马家沟组储层影响因素

根据大地构造背景、岩石学特征、生物标志和盐类矿物分析,鄂尔多斯盆地古隆起周边奥陶系马家沟组沉积于局限的陆表海碳酸盐台地,其中马五段沉积于水文循环差、盐度高的含膏云坪和膏盐湖环境,马四段沉积环境相对开阔。压实作用使得碳酸盐原始沉积物的孔隙度大大降低。白云石δ18O值较高,δ13C值改变不大,Sr87/Sr86值高,Fe2＋含量高,Sr2＋和Na＋含量低,有序度低且变化大。白云石在局限且高盐度环境下通过微生物作用沉淀,后经岩溶作用和埋藏作用改造。溶蚀作用形成了各种类型的溶蚀孔、洞、缝;岩溶作用形成了由南向北依次发育的岩溶高地、岩溶台地、侵蚀坡地和岩溶盆地等岩溶地貌。白云石化作用和岩溶作用是建设性成岩作用,压实作用、胶结作用和去白云石化作用是破坏性成岩作用。靠近膏盐湖的膏云坪沉积了大量的硬石膏结核,有利于硬石膏结核溶模孔形成。古岩溶斜坡岩溶作用强烈,易形成大量顺层分布的溶蚀孔、洞、缝。古岩溶斜坡与盆地过渡区岩溶作用弱,胶结作用和去白云石化作用较强。受沉积作用、成岩作用和古岩溶地貌三方面因素的共同控制,该区碳酸盐岩储层形成、发育过程极为复杂。     

白云岩储层中蒸发矿物的赋存形式与成因演化——以鄂尔多斯盆地中部气田区马家沟组为例

鄂尔多斯盆地中部气田区马家沟组马5¹—马5⁴亚段粉晶白云岩中广泛发育毫米级、厘米级的硬石膏柱状晶和小结核等蒸发矿物,是储层发育的关键。通过详细的井下地质调查、典型岩心剖面写实、系统取样配套测试和室内比对分析等方法,首次针对硬石膏矿物的赋存形式与成因演化进行精细解剖。研究发现:硬石膏柱状晶和小结核赋存于粉晶白云岩中,其中柱状晶多呈星散状分布,而硬石膏小结核发育有中-高成核数量中核径、中-高成核数量小核径及低成核数量大核径3种典型结构。上述硬石膏矿物均为局限(内)陆棚环境准同生期或早成岩浅埋藏期交代先期白云岩的产物,其数量多少取决于硬石膏开始析出时海水含盐度的高低,个体大小取决于海水中适合于硬石膏生长的含盐度持续时间的长短。不同蒸发矿物组合在成岩阶段将经历不同的改造过程。其中,含中-高成核数中核径硬石膏结核的粗粉晶白云岩中,残余溶模孔及伴生的裂碎缝极其发育,最终演化为区内最为优质的裂缝-溶孔(洞)型储层。     

鄂尔多斯盆地靖边气田奥陶系马家沟组热液活动特征及油气地质意义

含油气盆地中热液流体对油气成藏的影响已经成为油气地质研究的热点。基于钻井岩心观察、岩石薄片鉴定、流体包裹体测温、碳氧同位素、元素地球化学及地层水分析等实验技术方法,分析鄂尔多斯盆地靖边气田马家沟组五段(马五段)碳酸盐岩储层中热液活动特征,探讨热液活动对油气的地质意义。结果表明：靖边气田马家沟组热液活动特征主要体现在热液黄铁矿充填溶孔、流体包裹体的均一温度异常增高、脉体方解石的碳氧同位素和天然气中H₂S硫同位素均指示了高温热液异常、白云岩稀土元素显示明显的δEu正异常和δCe负异常,且样品全部分布在Ya/La—Yb/Ca交会图的热液成因区域,部分主量元素和微量元素因热液作用显著增加。地层水特征显示出多种地质因素综合作用的结果。因此推断深部热液流体通过基底断裂和古断裂上升,沿着马五段顶部不整合面和古断裂进入马家沟组。前期可对岩石中的不稳定组分进行溶蚀,形成大量的次生溶蚀孔洞,对储层起建设性作用。后期随着热液流体温度的降低及压力系统的改变,热液流体形成的黄铁矿、石英和方解石开始大量沉淀,充填溶蚀孔洞和裂缝,对储层起破坏性作用。     

鄂尔多斯盆地苏里格地区奥陶系马家沟组白云石化

苏里格地区马家沟组为一套碳酸盐岩为主,夹蒸发岩的地层,沉积于超盐度的局限陆表海环境。白云石分为以泥晶结构为主的,以细—中晶结构为主和充填于孔、缝中3类。白云石Na含量(0~2099)×10^-6,Sr含量(0~70)×10^-6,Mn含量(0~112)×10^-6,Fe含量(39~86746)×10^-6,以变化较大的Na含量、低的Sr和Mn含量、高的Fe含量为特征。白云石δ¹⁸O值在-16.00‰~-5.73‰之间,δ¹³C值在-11.46‰~1.90‰之间,说明碳酸盐岩经历了淋滤作用和埋藏作用。大多数孔、缝充填白云石较围岩组分有较低的δ¹⁸O和δ¹³C值,说明孔缝充填的白云石形成较晚。白云石以低的有序度,非理想配比的CaCO₃和MgCO₃含量为特征。白云石的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值为0.707977±0.000070至0.711791±0.000064,绝大部分高于全球中、上奥陶统分界线对应的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值。微生物白云石化是形成白云石的机理。     

鄂尔多斯盆地大牛地气田中奥陶统马家沟组裂缝特征及成因

鄂尔多斯盆地大牛地气田天然气潜力巨大,但中奥陶统马家沟组风化壳岩溶储层发育多种裂缝,成因复杂。为探明该储层裂缝特征,应用岩石学和测井技术,从裂缝发育频率、有效性、期次、赋存层位、形态、倾角等方面,比较了陡坎成因裂缝与构造裂缝的差异性;并通过弹性理论和断裂力学理论分析了裂缝端部区域的应力分量,探讨了陡坎裂缝的成因。陡坎成因裂缝以垂直缝、高角度斜交缝为主;裂缝延展方向和裂缝形态不规则,裂缝面不平整,具有上宽下窄、尾端无分叉特征;缝间有溶蚀现象,裂缝呈未—半充填状态,裂缝有效性高。陡坎成因裂缝受控于古地貌陡坡地形的坡度、岩层倾角、初始裂缝密度及岩石力学性质等因素;与构造裂缝相比,陡坎成因裂缝更有利于油气的运移。研究陡坎成因裂缝特征及成因,有助于进一步认识风化壳岩溶储层的展布规律,落实大牛地气田下一步勘探开发有利区。     

鄂尔多斯盆地东部奥陶系马家沟组白云岩成因机理分析

综合分析鄂尔多斯盆地东部地区奥陶系马家沟组沉积环境及白云岩地球化学特征认为,区内主要发育两类白云岩:准同生白云岩和埋藏白云岩.其中准同生白云岩由于形成于强蒸发的超咸水环境,具有序度低,晶粒细等特点;埋藏白云岩形成于微成-半成水环境,有序度高,晶粒粗,晶间孔发育,储集性能良好,为研究区最重要的储层类型.     

鄂尔多斯盆地马家沟组储集层特征及其预测方法

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组碳酸盐岩储集层储集类型为风化壳岩溶型，主要岩石类型有含硬石膏结核溶模孔粉-晶白云岩、斑状白云岩、颗粒白云岩等，受沉积相、成岩相和古岩溶地貌因素的影响。储集层非均质性强。针对储集层特点，利用地质叠图法，将沉积相图、成岩相图和岩溶古地貌图叠合，预测非均质储集层的发育、保存与上述因素之间的关系。预测的3块有利储集层分布区与实际钻探结果十分吻合。图2参18     

鄂尔多斯盆地奥陶系风化壳岩溶储层研究

鄂尔多斯盆地在奥陶系顶部发育大面积的风化壳岩溶储层.不整合面、溶蚀孔洞缝、岩溶地貌是其区别于其它储层的特殊标志.复杂多变的溶蚀孔、洞、缝及其组合,构成了风化壳岩溶储层的储集空间.该类储层受岩性、沉积相带、古地貌形态、成岩作用改造等因素控制.     

鄂尔多斯盆地奥陶系马五段孔隙充填物类型与成因

鄂尔多斯盆地马五段主要孔隙类型为硬石膏结核溶模孔,充填矿物有方解石、粉晶白云石、粗晶白云石,以及少量的石英、硬石膏、高岭石等。方解石多为粗晶,阴极发光下为黄色,具有较低的Fe含量、中等Mn含量,明显偏负的碳、氧同位素,说明其形成于大气降水环境中。粉晶白云石多为半充填,矿物学特征与基质白云石类似,与基质白云石具有同源性,但具有两种阴极发光情况,一类为橘色,另一类与基质白云石相近,为暗红色,电子探针背散射下,可分为外边和内核两部分,内核的Fe和Mn的含量与基质白云石相近,外边具有较高的Fe和Mn含量。粉晶白云石较基质白云石碳、氧同位素偏负,这些差异反映了成岩流体的变化。粗晶白云石染色后呈蓝色,具有较高的Fe和Mn含量,较负的碳、氧同位素,其可能形成于后期的热流体活动。因此,不同类型的充填物是不同流体活动的结果。方解石形成于表生期的大气降水充填作用,与岩溶古地貌有一定的联系,多分布于流体相对充足地势相对低洼的区域;而粉晶白云石的含量则与沉积环境相关,后经历过热流体改造;粗晶白云石的形成于与裂缝相关的热流体活动。