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。     

鄂尔多斯盆地马家沟组盐下碳酸盐岩烃源岩分布特征

针对鄂尔多斯盆地中东部盐下奥陶系内幕天然气自生自储特征及其相应烃源岩发育不清的实际,利用地球化学与测井技术相结合的方法,分析了研究区奥陶系盐下烃源岩的分布特征。奥陶系马家沟组马五₆亚段膏岩最为发育,分布最为广泛,该膏岩层之下发现的自生自储天然气出气点表明了海相碳酸盐岩烃源岩具有一定的生排气能力。研究表明:研究区马家沟组盐下碳酸盐岩烃源岩有机质丰度总体偏低,测试的有机碳含量平均值约为0.2%,大部分低于0.5%;岩石热解T_ma 平均值达484℃,处于高成熟—过成熟阶段。平面分布上,盐下碳酸盐岩烃源岩有机碳含量在西部相对较高,向东逐渐降低;有机碳含量在北部相对较高,向盆地中部降低,最南部略有升高。研究区存在3个相对较好的烃源岩有利分布区。     

鄂尔多斯盆地马家沟组碳酸盐岩储层成岩相测井识别评价

基于岩心分析、常规测井和成像测井等资料,对鄂尔多斯盆地马家沟组五段5亚段-10亚段储层的储集空间类型、成岩作用类型和强度、成岩矿物组合特征等进行了研究。马家沟组五段5亚段-10亚段储层的岩性以粉晶、细晶白云岩为主,储集空间以晶间孔、晶间溶孔和溶孔为主,偶尔伴生成岩裂缝。根据成岩作用、成岩矿物和储层物性,马家沟组五段5亚段-10亚段可划分出晶间孔相、溶蚀相、成岩微裂缝相、压实压溶相、钙质胶结相和膏质充填相6种成岩相。结合成岩相在常规测井曲线上的响应特征,引入成像测井孔隙度谱分析方法,实现了单井成岩相的测井识别,分析结果与试气资料吻合较好。成像测井孔隙度谱的定性分析与常规测井相结合可揭示孔隙的发育状况和分布,判别测井成岩相,为储层评价和预测提供理论指导和方法支持。     

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。     

鄂尔多斯盆地中部气田中奥陶统马家沟组岩溶型储层特征

鄂尔多斯盆地中部气田目前累计探明地质储量3377.3×10⁸m³。其中,中奥陶统马家沟组碳酸盐岩油气藏储量占总探明储量的80%以上,而岩溶型储层贡献最大。在对大量起控制作用的钻井岩心进行系统、详细的描述和研究的基础上,结合镜下铸体薄片研究,提出了研究区奥陶系岩溶作用的形成环境、成因类型、作用机理及岩溶型储层的特征。特定环境中沉积的具含量不一晶间孔隙的粗粉晶白云岩和含硬石膏结核白云岩是储层发育的物质基础,表生成岩期和埋藏成岩期岩溶作用所形成的次生孔、缝、洞的发育和保存程度是能否形成良好储层的关键,埋藏成岩期岩溶作用和构造裂隙主要在表生成岩裸露期形成的孔隙系统上叠加发育。储集类型可细分为裂缝-溶孔(洞)型,裂缝-孔隙-溶孔型和孔隙型,其中裂缝-溶孔(洞)型对储层贡献最大。优质储层纵向上主要分布在硬石膏结核粉晶白云岩发育的马五₁³、马五₁²小层,平面上分布在中部的硬石膏结核盆缘坪相带。     

鄂尔多斯盆地大牛地气田马家沟组四段白云岩特征及分布规律

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组四段具备良好的天然气勘探潜力,白云岩分布是马家沟组四段天然气富集的重要控制因素。盆地北部大牛地气田马家沟组四段薄层白云岩分布规律及成因机制尚不清楚,制约了储层的预测及天然气的勘探。为此,利用层序地层学理论,在准层序类型研究的基础上,建立大牛地气田马家沟组四段准层序地层格架,通过对不同类型白云岩同位素与微量元素对比分析,研究白云岩的成因及分布规律。研究结果表明：(1)马家沟组四段发育3种类型的准层序列,石灰岩—云质灰岩型、石灰岩—白云岩型和石灰岩—白云岩/膏岩互层型。(2)马家沟组四段白云岩为渗透回流成因,随着海平面的下降,古隆起周缘的蒸发作用增强,重卤水向下倾方向渗透发生渗透回流白云石化。(3)白云岩发育在准层序的顶部,单层厚度小但平面分布稳定,物性较好;纵向上随着海平面的下降,自下而上白云岩厚度和层数增加;横向上自西向东白云岩发生减薄甚至尖灭,古隆起附近多层白云岩叠合形成厚层白云岩。该研究成果为盆地东部马家沟组四段白云岩储层的预测提供了地质模型。     

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组五段富铁白云石成因

鄂尔多斯盆地马家沟组五段白云岩,按照晶粒可分为两种类型：晶粒较细的M型微晶白云岩和晶粒相对较粗的F型粉细晶白云岩。这两类白云岩都具有较高的Fe含量,但Fe并不是均一分布的。在M型微晶白云岩中,基质白云石的铁含量为583×10^-6~3 811×10^-6,富铁白云石主要以膏溶铸模孔的孔隙充填物的形式存在,粗晶白云石充填物铁含量29 112×10^-6~47 148×10^-6,均匀分布于晶体之中;而粉晶白云石充填物,铁含量最可达81 752×10^-6,仅富集于白云石的边缘。在F型粉-细晶白云岩中,其基质白云石的铁含量为233×10^-6~2 007×10^-6;裂缝和孔隙内充填的白云石的铁含量较高,可达9 178×10^-6,均匀分布。铁的富集可能与孔隙的发育有一定联系。孔隙越发育,容易富集铁。M型微晶白云石的δ¹³C（V-PDB）值为-3.5‰~1.4‰,δ¹⁸O（V-PDB）值为-6.5‰~-8.0‰;孔隙充填物粉晶白云石δ¹³C（V-PDB）值为-0.7‰~-2.7‰,δ¹⁸O（V-PDB）值在-9.8‰~-11.5‰;粗晶白云石的δ¹³C（V-PDB）值范围为-1.7‰~-2.9‰,δ¹⁸O（V-PDB）值范围为-9.9‰~-11.3‰,可能受到过较高温度流体的影响。F型粉细晶白云岩的δ¹³C（V-PDB）值为-0.4‰~-0.8‰,δ¹⁸O（V-PDB）值为-5.3‰~-6.6‰,与海水较为接近。两类白云岩的Fe可能来源于上覆的铁质粘土岩。白云岩形成后,后经历了漫长的风化暴露剥蚀,形成了大量的储集空间,并残存形成了上覆铁质粘土岩。当再次进入埋藏期后,铁质粘土岩中富铁的流体在重力的作用下,向下部的地层运移,且到一定深度时,氧化态Fe³⁺转化为还原态的Fe²⁺,且已具有相对较高的地温,使得Fe²⁺更容易进入白云石晶格,形成了富铁的白云岩层系。     

鄂尔多斯盆地靖西马五段储层特征及控制因素

鄂尔多斯盆地靖西奥陶系马五段上组合白云岩储层储集空间类型主要有孔洞、孔隙和裂缝,以硬石膏结核溶模孔和微裂缝为主,溶洞、晶间孔和晶间溶孔等次之;中组合白云岩储层储集空间以白云石晶间孔、晶间微孔和晶间溶孔为主,次为溶蚀孔洞,裂缝对储层储渗性能有一定的改善作用。马五段白云岩储层分布主要受沉积相带和岩溶古地貌两方面因素控制:膏云坪及含膏云坪是上组合古岩溶储层发育有利相带,颗粒滩及云坪是中组合白云岩储层发育有利相带;研究区储层位于鄂尔多斯盆地古风化壳岩溶斜坡部位,是储层发育的有利部位。     

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。     

不同孔隙结构碳酸盐岩的岩石物理响应特征及储层预测新方法——以鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组四段为例

近年来,在鄂尔多斯盆地中东部地区下奥陶统马家沟组四段（以下简称马四段）的台内丘滩体钻遇了优质白云岩储层,但该套储层厚度薄、与围岩弹性参数差异较小,利用常规方法很难准确识别和预测。为了提高白云岩储层的预测精度,基于铸体薄片与岩心CT扫描,详细分析了马四段碳酸盐岩的特征,通过岩石物理弹性测试,结合物性测试及试采资料建立了马四段岩石弹性参数与孔隙结构的关系,提出了研究区一种变基质多孔微分等效介质模型的预测孔隙结构和储层的新方法,并进行了矿场验证。研究结果表明：(1)马四段碳酸盐岩发育孔隙型和裂缝型2类储层,其中孔隙型储层可细分为以晶间孔为主和以晶间溶孔+晶间孔为主2类;(2)晶间孔为白云岩化作用形成,孔隙纵横比较大,晶间溶孔由晶间孔经过溶蚀作用改造形成,孔隙纵横比变小;(3)裂缝主要为构造缝和溶蚀缝,孔隙纵横比最小;(4)沉积和成岩作用对碳酸盐岩的孔隙结构影响大,孔隙结构的差异会引起岩石弹性参数的较大变化,利用该差异可以有效预测白云岩优质储层。结论认为,该方法首先通过变基质骨架建模准确划分岩石的基质类型,然后利用多重孔微分等效介质模型预测岩石的孔隙结构类型,并定量计算不同孔隙类型孔隙的体积占...     

鄂尔多斯盆地乌审旗古隆起对岩溶气藏的控制机理

随着鄂尔多斯盆地北部中国石化大牛地区块一系列深井的钻探成功,发现乌审旗古隆起对奥陶系马家沟组的成藏起着重要的控制作用。在充分利用盆地北部钻井、地震和分析化验资料的基础上,研究乌审旗古隆起的形成与演化对下古生界成储和成藏的控制作用。结果表明：(1)乌审旗古隆起形成于新元古代,一直持续活动到奥陶纪末,具有“水上、水下交替发育”的特点,可分为5个演化阶段;(2)乌审旗古隆起在早古生代的持续活动造成了其东侧断裂系统发育,这些断裂为加里东期—海西期马家沟组岩溶作用提供了通道,形成深层岩溶储层;(3)乌审旗古隆起上沉积水体较浅,利于微生物岩的形成和准同生白云石化,可以形成白云岩孔隙型储层;(4)乌审旗古隆起东侧的断裂是成藏期天然气运移的主要通道,断裂沟通了多套储层,具有“三向供烃、断裂控储、立体成藏”的特征。该研究为鄂尔多斯盆地下古生界奥陶系的立体勘探提供了一种新模式。     

鄂尔多斯盆地东北部奥陶系马五1+2储层特征及成因

基于岩心、薄片和分析化验资料,研究鄂尔多斯盆地东北部奥陶系马五¹⁺²亚段的储层特征及成因。结果表明,研究区马五¹⁺²亚段具有多样性的储集岩类和储集空间类型。储集岩类包括含膏模孔泥粉晶云岩、颗粒云岩、砂糖状中-粗晶白云岩、微生物碳酸盐岩和溶洞充填砂质角砾云岩。相应的储集空间有膏模孔、渗流物间微孔、粒间（溶）孔、粒内溶孔、晶间（溶）孔、窗格孔和砾间残余孔洞。研究区储集层整体表现为低孔、低渗孔隙型。其中,储集性能以含膏模孔泥粉晶云岩最佳,但发育频率及规模一般;而颗粒云岩和溶洞充填砂质角砾云岩储、渗性能略低于前者,但分布频率及发育规模更大。储层成因分析发现,研究区储层发育主要受沉积微相、多期叠合型岩溶的控制,为典型的相控岩溶型储层。砂屑滩和膏云坪是储层发育和后期岩溶叠加改造的物质基础,未成熟期表生岩溶对膏质团块的溶蚀以及岩溶水沿早期砂屑滩孔渗层顺层流动溶蚀是储集层形成的关键,而成熟期表生岩溶叠加改造未成熟期表生岩溶及其混合充填作用则使得先期储集层遭到破坏或消失。     

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。     

鄂尔多斯盆地北部杭锦旗地区油气圈闭类型研究

杭锦旗地区位于鄂尔多斯盆地北部,从早古生代至晚古生代早期一直为隆起区，局部构造复杂，地层受古地貌的控制，横向变化大，后期受燕山期构造活动的改造，导致该区圈闭类型及成因复杂。综合分析认为，该区主要发育4类构造圈闭和2类岩性圈闭。构造圈闭包括挤压褶皱型背斜圈闭，潜山披覆型圈闭，鼻状构造圈闭，层逆牵引背斜圈闭。岩性圈闭有不整合地层圈闭和岩性尖灭圈闭。综合评价认为，该区具备了形成大中型天然气藏的基本地质条件，具有良好的天然气勘探前景。     

鄂尔多斯盆地苏东地区马家沟组五段5亚段白云岩成因

以岩石结构分析为基础,结合白云石有序度、微量元素、碳氧同位素等地球化学和包裹体测温与盐度测试,对鄂尔多斯盆地苏东地区马家沟组五段5亚段白云岩成因进行了研究,识别出准同生白云岩和埋藏白云岩2种成因类型。其中具备储集意义的为成岩期交代成因的埋藏白云岩,其岩性主要为颗粒白云岩和晶粒白云岩。准同生白云岩具有鸟眼、石膏或石膏假晶结构,盐度较高(24.43wt%Na Cl);阴极发光呈较暗的棕红色或玫瑰红色,有序度平均0.75,以高Sr、Na为特征;其形成的盐度和温度与微晶灰岩基本一致,形成于高盐度环境和地表条件下(包裹体校正温度26.5℃)。埋藏白云岩常保持原始颗粒灰岩的残余粒屑结构,在较纯的白云岩中晶间孔发育,有序度较高(0.88~0.93),Sr含量低;白云岩形成的温度较高(校正温度81.9℃)。微晶灰岩、准同生白云岩和埋藏白云岩均具有较高的盐度,表明白云石化流体为海水或与海水有关的海源流体。根据岩石学特征和各种地化指标,结合研究区古地理背景,建立了苏东地区马家沟组五段5亚段准同生白云石化和埋藏白云石化模式。