鄂尔多斯盆地奥陶系碳酸盐岩储集体类型及特征

ｏｆ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ＆ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａ Ｃｈａｎｇｑｉｎｇ Ｏｉｌｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００１８，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｅ Ｏｒｄｏｖｉｃｉａｎ，ｔｈｅ Ｏｒｄｏｓ Ｂａｓｉｎ ｗａｓ ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ ｉｎ ａ“ｔｗｏ－ｕｐｌｉｆｔ，ｔｗｏ－ｓａｄｄｌｅｓ，ｔｗｏ－ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ”ｐａｌｅｏｔｅｃｔｏｎｉｃ ｆｒａｍｅｗｏｒｋ． Ｔｈｅ ｔｗｏ ｕｐｌｉｆｔｓ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｌｙ ｓｐｒｅａｄ ｉｎ ａｎ “Ｌ”ｓｈａｐｅ ａｎｄ ｊｏｉｎｔｌｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｔｈｅ Ｏｒｄｏｖｉｃｉａｎ ｓｅｄｉｍｅｎｔａｒｙ ｆａｃｉｅｓ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ｒｅｇｉｏｎａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｃａｒｂｏｎａｔｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ．Ｔｈｅ Ｏｒｄｏｖｉｃｉａｎ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ ｗｅｒｅ ｍａｉｎｌｙ ｄｉｖｉｄｅｄ ｉｎｔｏ ｆｏｕｒ ｔｙｐｅｓ，ｉ．ｅ．，ｗｅａｔｈｅ－ ｒｉｎｇ ｃｒｕｓｔ ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ ｐｏｒｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ，ｄｏｌｏｍｉｔｅ ｉｎｔｅｒｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｐｏｒｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ，ｐｌａｔｆｏｒｍ ｍａｒｇｉｎ ｒｅｅｆ ｐｏｒｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ，ａｎｄ ｋａｒｓｔ－ｖｕｇ－ ｇｙ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ．Ｏｆ ｔｈｅｓｅ，ｗｅａｔｈｅｒｉｎｇ ｃｒｕｓｔ ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ ｐｏｒｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｉｓ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｆａｖｏｒａｂｌｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ，ｉｎ ｗｈｉｃｈ ｔｈｅ ｌａｒｇｅ Ｊｉｎｇｂｉａｎ ｇａｓ ｆｉｅｌｄ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｆｏｕｎｄ．Ｉｎｉｔｉａｌ ｂｒｅａｋｔｈｒｏｕｇｈ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｍａｄｅ ｉｎ ｔｈｅ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｏｌｏｍｉｔｅ ｉｎｔｅｒｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｐｏｒｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ．Ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌ ｅｘ－ ｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｈａｓ ｎｏｔ ｂｅｅｎ ａｃｈｉｅｖｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｏｔｈｅｒ ｔｗｏ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ，ｂｕｔ ｒｅｃｅｎｔ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｈａｓ ｆｏｕｎｄ ｓｏｍｅ ｎｅｗ ｓｉｇｎｓ ｏｆ ｇｒｅａｔ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ．Ｔｈｅｓｅ ａｒｅ ｔｈｅ ｋｅｙ ｆｒｏｎｔｉｅｒｓ ｏｆ ｇａｓ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ Ｌｏｗｅｒ Ｐａｌｅｏｚｏｉｃ ｏｆ Ｏｒｄｏｓ Ｂａｓｉｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｏｒｄｏｖｉｃｉａｎ；ｗｅａｔｈｅｒｉｎｇ ｃｒｕｓｔ ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ ｐｏｒｅ；ｄｏｌｏｍｉｔｅ ｉｎｔｅｒｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｐｏｒｅ；ｐｌａｔｆｏｒｍ ｍａｒｇｉｎ ｒｅｅｆ ｐｏｒｅ；ｋａｒｓｔ－ｖｕｇｇｙ
第 ３３ 卷 增 刊 ２
２０１２ 年 １２ 月 文 章 编 号 ：０２５３－２６９７（２０１２）Ｓ２－１１０－０８
石油学报
ＡＣＴＡ ＰＥＴＲＯＬＥＩ ＳＩＮＩＣＡ
Ｖｏｌ．３３ Ｓ．２
Ｄｅｃ． ２０１２
鄂尔多斯盆地奥陶系碳酸盐岩储集体类型及特征
付金华１，２，３ 白海峰２，３ 孙六一２，３ 马占荣２，３
北 海 表 现 出 海 退 的 沉 积 序 列 ，恢 复 了 潮 坪 相 沉 积 ，一 直 到早奥陶世末海水全 部 退 出 华 北 地 区；祁 连 海 域 和 秦 岭海域仍为正常海相 灰 岩 的 沉 积，而 且 继 续 接 受 中 奥 陶世和晚奥陶世的沉 积，只 是 在 沉 积 序 列 上 表 现 为 退 覆式。由于古隆起的 存 在 及 其 不 同 时 期 海 侵、海 退 的 作用，使鄂尔多斯地 区 奥 陶 系 的 沉 积 具 有 不 同 的 沉 积 类型和不同的岩性分 布 区，为 鄂 尔 多 斯 盆 地 奥 陶 系 不 同类型的碳酸盐岩储集体的形成奠定了基础。
ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ；Ｏｒｄｏｓ Ｂａｓｉｎ
鄂 尔 多 斯 盆 地 下 古 生 界 天 然 气 勘 探 自 １９８９ 年 ６ 月 陕 参 １ 井 勘 探 成 功 以 来 ，主 要 集 中 于 盆 地 中 部 ，勘 探 目的层是以靖边气田为代表的奥陶系顶部风化壳溶孔 型储集体 。 ［１］ 近年 来，风 化 壳 储 层 之 下 的 马 家 沟 组 五 段中下部组合的 勘 探 也 取 得 了 一 定 的 成 果 ，然 而 ，伴 随着勘探的进一步深入以及天然气需求量的不断增 大 ，能 否 找 到 新 的 储 集 层 系 、开 辟 新 的 勘 探 领 域 显 得 至关重要。笔者以鄂尔多斯盆地奥陶系的沉积格局 为 基 础 ，详细 分 析了鄂尔多斯盆地碳酸盐岩各类储集 体的区域展布及特点，并 结 合 油 气 运 聚 探 讨 了 其 勘 探 潜力。
图 １ 鄂 尔 多 斯 盆 地 奥 陶 系 沉 积 格 局 Ｆｉｇ．１ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ Ｏｒｄｏｖｉｃｉａｎ ｉｎ Ｏｒｄｏｓ Ｂａｓｉｎ
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石 油 学 报
２０１２ 年 第 ３３ 卷
积 期 ，在 晋 西 一 带 的 华 北 海 底 部 有 薄 碎 屑 岩 沉 积 ；祁 连 海的海域在盆地西北部的桌子山一带有数十米的碎屑 岩 沉 积 ，南 段 仅 是 白 云 岩 中 含 有 陆 源 石 英 颗 粒 ；在 盆 地 南缘的秦岭海域是由亮甲山组燧石条带白云岩经风化 残积的燧石角砾组成的泥砾岩。马二段—马三段沉积 期（马二段沉积期是 奥 陶 纪 海 侵 的 第 一 次 高 潮 期 ），华 北海海域的沉积是以潮坪白云岩及潮下带灰岩为主， 而祁连海和秦岭海始终是灰岩沉积。中央古隆起至韩 城 古 隆 起 之 间 缺 失 马 一 段 、马 二 段 及 马 三 段 沉 积 ，说 明 这一时期２个隆起的 存 在 阻 隔 了 华 北 海 与 祁 连 海、秦 岭海，从而形成了 ２ 个 不 同 的 沉 积 岩 性 区。 马 四 段 沉 积期是奥陶纪海侵的第二次高潮，３ 个 海 域 连 成 一 片， 虽然中央古隆起至韩 城 隆 起 之 间 沉 积 较 薄，但 已 代 表 了３个海域连通后 的 产 物。 马 四 段 以 上 的 沉 积，在 华
西 部 （南 部 ）地 层 统
组
中东部地层
组
段
上统
背锅山组
中统
蛇山组 公乌素组 拉什仲组 乌拉力克组
龙门洞组 平凉组
缺失
克里摩里组 三道沟组
马六段
下统
桌子山组 三道坎组
水泉岭组 麻川组
马家沟组
马五段 马四段 马三段 马二段
马一段
缺失
亮甲山组 冶里组
侵方向由东南向西北，沉 积 范 围 仅 限 于 鄂 尔 多 斯 地 区 的东、南缘 。 ［２－３］ 盆地东部的府谷剖面冶里组中 发 现 的 树笔石，柳林三川河 剖 面 冶 里 组 中 发 现 的 南 方 型 三 叶 虫，从古生物方面提 供 了 这 一 时 期 沉 积 古 地 理 环 境 的 证据［４－５］。笔石为南方奥陶系代表性古生物，主 要 产 于 页 岩 中 ，故 称 笔 石 页 岩 相 地 层 ；北 方 则 发 育 三 叶 虫 及 头 足 类 古 生 物 ，岩 性 以 灰 岩 及 白 云 岩 为 主 ，而 称 介 壳 灰 岩 相地层。在北方地层 中 发 现 南 方 型 的 古 生 物，说 明 冶 里组—亮甲山组沉积期华北海和秦岭海之间存在一定 的连通性。而祁连海域没有涉及鄂尔多斯盆地主体， 主要是由于中央古隆起—伊盟隆起的分隔作用。 马家沟组 沉 积 期 是 奥 陶 纪 的 又 一 次 海 侵，３ 个 海 域 同 时 发 生 海 侵 ，但 是 由 于 ２ 个 隆 起 的 存 在 ，在 不 同 时 期分别起着沟通或分隔的作用。海侵初期即马一段沉
基金项目：国家重大科技专项 “鄂尔多斯盆地海相碳酸盐岩油气资源潜力、有利勘探区带评价与目标优选研 究”（２０１１ＺＸ０５００４－００６）和 中 国 石 油 天 然 气 股 份 有 限 公 司 重 大 科 技 专 项 （２００８Ｅ－０７０６）资 助 。
第 一 作 者 及 通 讯 作 者 ：付金华，男，１９６２年１２月生，１９８２年获江汉石油学院学士学位，２００４年获西北大学博士学位 ，现为中国石油长庆油田 公 司 副 总 地 质 师 兼长庆油 田 公 司 勘 探 开 发 研 究 院 院长 、教授级高级工程师 ，主 要 从 事 鄂 尔 多 斯 盆 地 油 气 勘 探 及 管 理 工 作 。Ｅｍａｉｌ：ｆｊｈ＿ｃｑ＠ｐｅｔｒｏｃｈｉｎａ．ｃｏｍ．ｃｎ
（１．中 国 石 油 长 庆 油 田 公 司 陕 西 西 安 ７１００１８； ２．低 渗 透 油 气 田 勘 探 开 发 国 家 工 程 实 验 室 陕 西 西 安 ７１００１８； ３．中 国 石 油 长 庆 油 田 公 司 勘 探 开 发 研 究 院 陕 西 西 安 ７１００１８）
１ 奥陶系沉积格局
鄂 尔 多 斯 盆 地 奥 陶 系 存 在 着 “两 隆 两 鞍 两 坳 陷 ”的 沉积格局 （表 １ 和 图 １）。 两 隆 主 要 指 北 部 的 伊 盟 隆 起 、西 南 部 的 中 央 古 隆 起 ；两 鞍 主 要 指 两 个 隆 起 之 间 的 ２个衔接部位；两 坳 陷 主 要 指 盆 地 东 部 的 米 脂 坳 陷 以 及盆地西、南部的秦 祁 海 槽。 这 ２ 个 隆 起 在 平 面 上 组 成了“Ｌ”型，共同控制着 华 北 海、祁 连 海 和 秦 岭 海 的 分 布 ，也 控 制 着 ３ 个 海 域 的 联 合 与 分 离 ，同 时 还 控 制 着 奥 陶系沉积厚度的变化和沉积相带的展布。 奥 陶纪初次海侵的冶里组 — 亮 甲 山 组 沉 积 期 ，海
摘要：鄂尔多斯盆地奥陶系沉积时期，处于“两隆两鞍两坳陷”的 古 构 造 格 局。２ 个 隆 起 在 平 面 上 呈 “Ｌ”型 展 布，共 同 控 制 着 奥 陶 系 的沉积相带，并控制着不同类型碳酸盐岩储集体的区域展布。奥陶系的储集类型主要包括风化壳 溶 孔 型、白 云 岩 晶 间 孔 型、台 缘 礁 滩孔隙型、岩溶缝洞型４种。风化壳溶孔型储集体为最有利的储集体，在该储集体中目前已发现并 探 明 靖 边 大 气 田；白 云 岩 晶 间 孔 型储集体勘探获得初步突破；其他２种类型储集体的勘探还未取得实质性进展，但近期勘探已发现 一 些 新 的 苗 头，存 在 较 大 的 勘 探 潜 力 ，是 开 拓 鄂 尔 多 斯 盆 地 下 古 生 界 天 然 气 勘 探 新 领 域 的 关 键 所 在 。 关 键 词 ：奥 陶 系 ；风 化 壳 溶 孔 ；白 云 岩 晶 间 孔 ；台 缘 礁 滩 孔 隙 ；岩 溶 缝 洞 ；鄂 尔 多 斯 盆 地 中 图 分 类 号 ：ＴＥ１１２．２ 文 献 标 识 多 斯 盆 地 奥 陶 系 碳 酸 盐 岩 储 集 体 类 型 及 特 征