鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组五段膏盐下白云岩储层形成的主控因素

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组五段膏盐下白云岩储层形成的主

控因素

于洲;丁振纯;王利花;张道峰;罗超;魏源;郭玮;魏柳斌

【摘要】近期勘探实践表明,鄂尔多斯盆地东部奥陶系马家沟组五段膏盐下白云岩具有良好的天然气勘探开发潜力.为此,综合岩心观察、薄片鉴定、物性分析及地球化学特征等资料,对其岩石学、储集空间和孔渗特征等开展了系统研究.结果表明,鄂尔多斯盆地奥陶系膏盐下储集层为孔隙型白云岩储层,纵向上分布在马五6亚段、马五7亚段和马五9亚段.马五6亚段储集层岩性主要为颗粒白云岩和斑状粉晶白云岩,马五7亚段和马五9亚段储集层岩性主要为颗粒白云岩和粉-细晶白云岩.三个储层段储集空间均以溶蚀孔洞为主,次为残余粒间孔、晶间溶孔、晶间孔和微裂缝,平均孔隙度分别为5.84％、6.81％和7.03％.沉积古地貌、海平面变化和准同生期大气淡水溶蚀作用等因素共同控制膏盐下白云岩储集层的发育与分布.研究认为位于盐岩边界线外侧的中央古隆起带和榆林-横山隆起带地势相对较高,颗粒滩沉积厚度大,在准同生期和浅埋藏期易于发生大气淡水溶蚀作用,其内部赋存的孔隙不易被膏盐岩充填,是盆地内膏盐下有利白云岩储集层的发育区.

【期刊名称】《石油与天然气地质》

【年(卷),期】2018(039)006

【总页数】12页(P1213-1224)

【关键词】海平面;溶蚀作用;古地貌;膏盐;白云岩;马家沟组;鄂尔多斯盆地

【作者】于洲;丁振纯;王利花;张道峰;罗超;魏源;郭玮;魏柳斌

【作者单位】中国石油杭州地质研究院,浙江杭州310023;中国石油天然气集团公司碳酸盐岩储层重点实验室,浙江杭州310023;中国石油杭州地质研究院,浙江杭州310023;中国石油天然气集团公司碳酸盐岩储层重点实验室,浙江杭州310023;中国石油长庆油田分公司第五采气厂,内蒙古自治区鄂尔多斯017300;中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院,陕西西安710018;重庆科技学院石油与天然气工程学院,重庆401331;中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院,陕西西安710018;中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院,陕西西安710018;中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院,陕西西安710018

【正文语种】中文

【中图分类】TE122.2

鄂尔多斯盆地是我国主要的产气盆地，纵向上有多个产气层系[1-5]。位于其下古生界的马家沟组海相碳酸盐岩经过近几十年来的勘探，先后发现了以硬石膏结核溶模孔为主要储集空间的靖边气田马五1-4亚段风化壳岩溶气藏[2-4]和以晶间孔、晶间溶孔为主要储集空间的靖西地区马五5亚段白云岩岩性气藏[5]。近年来通过钻井在盆地东部的桃38井、统75井和统74井膏盐下马五6亚段、马五7亚段和马五9亚段白云岩储层段获得了高产工业气流，显示出膏盐下白云岩型岩性气藏具有较大的勘探潜力。而目前对该区域储集层的研究较少，对白云岩储层类型、孔隙结构特征及储层形成的主控因素及分布规律缺乏系统的认识。为此，本文基于古地貌背景，综合岩心观察、薄片鉴定、物性分析及地球化学特征等资料，对鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组膏盐下白云岩储层特征进行研究，明确了优质白云岩储层形成的主控因素，指出了白云岩储层分布的有利区带，为研究区的进一步勘探部署提供了支持。

1 地质背景

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组是一套蒸发岩和碳酸盐岩交互沉积地层[6-10]，其中马一段、马三段和马五段为海退沉积，沉积物岩性以蒸发岩类为主；马二段、马四段和马六段为海侵沉积，沉积岩性以碳酸盐岩类为主(图1a)。位于马家沟组上部

的马五段受次一级海平面变化控制，纵向上又发育多个膏盐岩层段：马五3+4亚段、马五6亚段、马五8亚段和马五10亚段。以马五6亚段的膏盐岩沉积范围最为广泛，且累计厚度大，局部可达200 m。因而通常以该亚段为界，把该亚段及

以下的马五段统称为膏盐下地层[11]。亚段地层厚度[9-11]及累计厚度(图1b，c)

均显示，鄂尔多斯盆地中东部在奥陶世马五10—马五6亚期为“隆坳相间型”碳酸盐岩台地(图1c，g)，并且沉积古地形变化趋势以靖边县为界，存在明显的差异。北部地区存在“多隆多坳”的沉积古地形特征，由西向东依次为中央古隆起、乌审旗-定边坳陷、榆林-横山隆起和米脂坳陷，其中乌审旗-定边坳陷又可进一步细分

多个次级凹陷和凸起(图1c，e)；而南部地区沉积古地形变化趋势相对单一，由中央古隆起逐渐演变为米脂坳陷(图1c，e)。基于上述地质背景，本次研究选取马五

6亚段膏岩边界线下部区域的马五6亚段、马五7亚段和马五9亚段为研究区域

和研究目标(图1b，c)。

2 储层特征

2.1 马五6亚段

马五6亚段形成于海退背景(图1a)，储层岩性主要为颗粒白云岩和斑状粉晶白云岩；储集空间以溶蚀孔洞为主，次为残余粒间孔、晶间孔和微裂缝。溶蚀孔洞由残余粒间孔扩溶或藻屑溶蚀而来，由残余粒间孔、晶间孔和微裂缝沟通，直径介于0.2～20 mm，以6～10 mm为主，少数孔隙内被晚期细-中晶白云石和石英充填(图2a—c)；残余粒间孔发育在颗粒白云岩中，孔径大小一般为0.02～0.2 mm,粒间可见犬牙状白云石、方解石和硬石膏等胶结物(图2d—f)。物性统计表明，该亚

段储集层的孔隙度为2%～18.03%，平均孔隙度为5.84%，渗透率分布于

(0.002～60.16)×10-3 μm2，平均渗透率为5.60×10-3 μm2(图3a,b)。

2.2 马五7亚段与马五9亚段

马五7亚段与马五9亚段同为夹在蒸发岩中的短周期海侵沉积(图1a)，储层岩性

均以粉-细晶白云岩为主，含少量的颗粒白云岩和残余砂屑粉晶白云岩；储集空间

类型以溶蚀孔洞为主，次为晶间溶孔、晶间孔、残余粒间孔和微裂缝，可见岩盐和晚期白云石等充填物(图2g—i)。物性统计表明，马五7亚段储集层的孔隙度为2%～18.03%，平均孔隙度为6.16%，渗透率分布于(0.002～203.15)×10-3 μm2，平均渗透率为6.81×10-3 μm2(图3c,d)。马五9亚段储集层的孔隙度为2%～15.01%，平均孔隙度为7.03%，渗透率分布于(0.004～30.54)×10-3 μm2，平均渗透率为4.55×10-3 μm2(图3e,f)。

3 影响储层形成的主控因素

古地貌、沉积相及成岩作用研究表明，鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组膏盐下白云岩储集层主要分布在中央古隆起、榆林-横山隆起与乌审旗-定边坳陷中的凸起等古地貌高地上，并受准同生期和浅埋藏期大气淡水溶蚀作用、浅埋藏期膏盐岩充填作用、晚表生岩溶期和晚埋藏期形成的方解石、石英与白云石等矿物充填作用共同控制。图1 鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组柱状图、地层厚度及古地貌剖面Fig.1 Column,stratigraphic thickness and paleo-geomorphological profile of the Ordovician Majiagou Formation in Ordos Basina.鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟

组地层综合柱状图(位置见b);b.鄂尔多斯盆地奥陶系马五7亚段残余地层厚度;c.鄂尔多斯盆地奥陶系马五6—马五10亚段残余地层厚度;d.马五10—马五6亚期多

隆坳型古地貌(剖面位置见b);e.马五10—马五6亚期单一隆坳型古地貌(剖面位置

见b)

3.1 古地貌高地