鄂尔多斯盆地大牛地气田马家沟组古岩溶储集层特征

[精读]鄂尔多斯盆地地层组基础特点鄂尔多斯盆地地层组基本特征第四系,第四系自下向上包括更新统和全新统。

晚第三纪末,受喜山运动的影响,鄂尔多斯盆地曾一度抬升,大约以北纬38?为界,北部为一套河湖相沉积,南部为黄土沉积,黄土分布广,厚度大,构成塬、梁、峁的物质主体,与下伏新近系呈不整合接触。

第四纪主要是人类的出现并有多期冰期,可见人类化石、旧石器与大量相伴生的哺乳动物化石和鸟类化石。

新近系,曾称新第三系、上第三系,自下而上包括中新统和上新统。

中国新近系仍以陆相为主,仅在大陆边缘,如台湾、西藏等地有海相沉积。

古近系,曾称老第三系,自下而上包括古新统、始新统和渐新统,主要分布在河套、银川、六盘山等盆地。

鄂尔多斯盆地早第三纪古新世,盆地继承了晚白垩世的挤压应力状态,断裂活动性强,沉积速度快,多发育冲积扇、水下扇等各种扇体。

地层厚度厚50,300米左右,岩性主要为红色泥岩、砂质泥岩夹泥灰岩。

白垩系,主要出露下白垩统,又称志丹群,分六个组,从上往下为泾川组、罗汉洞组、环河组、华池组、洛河组及宜君组。

泾川组,命名地点在甘肃省泾川县。

地层厚100-400米,岩性主要为暗紫、浅棕红、浅灰、浅灰绿色等杂色砂质泥岩、泥页岩、灰质泥岩与泥质粉砂岩互层,夹浅灰、浅紫红色灰岩和浅灰色、浅黄色砂岩,与下伏罗汉洞组呈整合接触。

罗汉洞组,命名地点在甘肃省泾川县罗汉洞。

主要为河流相的砂泥岩沉积。

地层厚度100,260米,上部为发育巨大斜层理的红色细至粗粒长石砂岩,含细砾和泥砾,中部以紫红色为主的泥岩及泥质粉砂岩,夹发育斜层理的细粒长石砂岩为主,下部岩性以紫红色为主的泥岩底部为发育巨大斜层理的黄色中至粗粒长石砂岩为主,与下伏环河组呈整合接触。

环河组,命名地点在甘肃省环县环江。

地层厚240米左右,岩性为黄绿色砂质泥岩与灰白色、暗棕黄色砂岩、粉砂岩互层,与下伏华池组呈整合接触。

华池组,命名地点在甘肃省华池县。

地层厚290米左右,岩性以灰紫、浅棕色砂岩夹灰紫、灰绿色泥岩为主,含中华弓鳍鱼、狼鳍鱼、原始星介、女星介等化石,与下伏洛河组呈整合接触。

鄂尔多斯盆地延长气田马家沟组碳酸盐岩储层特征分析摘要：鄂尔多斯盆地延长气田马家沟组碳酸盐岩储层是今年开勘探与开发作业的重点，对区域地质、岩心、测井以及实验分析等方式与方法进行综合运用，针对研究区域储层特征展开较为细致的研究，将其储层地层、岩性、孔隙类型、物性特征和成岩作用确定下来。

关键词：马家沟组，碳酸盐岩，储层特征天然气是一类重要程度非常高的清洁能源，对天然气进行合理而又高效地开采，可以在很大程度上推动我国经济发展。

不仅如此，对于环境保护意义亦非常重大。

鄂尔多斯盆地延长气田马家沟组碳酸盐储层以非常重要的含气层段的形式而存在，勘察与明确其储层相应特征以及具体的成岩作用，对于区域内部天然气的科学以及顺利开采能够发挥出重要的指导作用。

1研究区地质概况作为我国一个规模上非常大的含油气盆地，鄂尔多斯盆地有着丰富的油气层系，在下古生界区域，具备丰富的天然气资源，从当前实际开发情况来看，已经完成了对榆林、靖边、子洲、大牛地和乌审旗等大规模气田的发掘。

延长气田面积为1.07×104k㎡，从具体的构造位置上看，处在鄂尔多斯盆地北东部伊陕斜坡以北，整个区域内部构造比较平缓，坡降平均值处在6-9m/km之间，倾角通常在0.3°-0.6°范围内，构造特点为东北部偏高、西南部偏低，整体以平缓斜坡的形式而存在，断裂发育比较少，构造圈闭也不大。

在研究区域上古生界，以石炭系与二叠系为其主要的发育地层，中石炭统本溪组以及下伏下古生界奥陶统马家沟组两者之间呈现出平行不整合的接触状态，在这之中，存在上奥陶统、志留系、泥盆系和下石炭统地层缺失的问题。

2研究区碳酸盐岩储层特征2.1储层岩性特征以岩心以及薄片等相关资料的统计为参照，可大致作以下认定：研究区域碳储层主要是白云岩，进一步地以晶粒的大小为依据，可以对白云岩作以下几种类型的细分：（1）泥微晶，粒径在0.03mm以下；（2）粉晶，粒径大于0.03mm但是未超过0.1mm；（3）细晶，粒径大于0.1mm但是未超过0.25mm；（4）中-粗晶，粒径大于0.25mm但是未超过2.00mm；（5）不等晶。

鄂尔多斯盆地油气的分布特征及富集规律盆地基本概况，油气分布特征，构造特征、储层类型、烃源岩特征、油气藏类型及成藏主控因素分析。

鄂尔多斯盆地由于其具有与我国东、西部明显不同的地质构造背景，因而有着独特的油气聚集规律和分布特征。

主要表现在：①古生界以海相或海陆交互相沉积为主，烃源岩分布面积较广，且较稳定；②古生界以生气为主，而中生界以生油为主，油、气生成高峰时期趋于一致；③盆地主体部分地层平缓（地层倾角＜1°），构造简单，并少见断裂，储集岩物性较差，因此油气以短距离运移为主，而油藏以自生自储岩性----地层圈闭为主。

根据含油气系统的基本研究方法，结合鄂尔多斯盆地的地质特征，该盆地含油气系统研究的总体思路可以概括为定源（烃源岩评价）-定时（生烃高峰或关键时刻）-定灶（生烃中心或生油洼陷）-定向（油气运移方向）-定位（油气运聚单元），下面根据这一原则，对鄂尔多斯盆地含油气系统予以初步分析。

烃源岩基本特征鄂尔多斯盆地存在J2, T3, C—P，O2四套烃源岩，其中几湖相泥岩和C一P系煤系泥岩是两套主要的烃源岩。

1.下古生界气源岩下古生界碳酸盐岩残余有机质丰度一般在0.12 %—0.33 %之间，平均为0.21% —0.22 %。

泥岩、泥灰岩烃源岩主要产于中奥陶统平凉组和上奥陶统克里摩里组、桌子山组及乌拉力克组，分布于中央古隆起西缘或南缘。

泥岩有机碳含量一般为0.4%—0.5 % ;泥灰岩残余有机碳含量大多在0.2%—0.5 %，最高达1.11 %。

干酪根镜检、干酪根碳同位素及轻烃组成等研究表明，鄂尔多斯盆地下古生界碳酸盐岩原始有机质类型为海相腐泥型生烃母质，即以I—II ］型干酪根为主。

有机质成熟度大多已进人高成熟阶段，故以生气为主。

2.上古生界烃源岩石炭一二叠系气源岩主要是一套海陆过渡相及陆相含煤岩系，主要发育在下石炭统本溪组、上石炭统太原组、下二叠统山西组，总体上分布较广。

煤主要分布于太原组和山西组。

鄂尔多斯盆地大牛地气田奥陶系风化壳储层特征及分布刘梅;丁晓琪;万友利;白晓亮;陈倩倩;乐锦鹏【摘要】据岩心观察、薄片镜下鉴定、物性特征分析及测井资料,大牛地气田奥陶系马家沟组风化壳储层类型为低孔低渗致密性储层.可将储层分为四类,其中最主要的类型为孔隙型储层,其次为溶蚀孔洞型储层和裂缝-孔洞型储层,再次为裂缝型储层.纵向上,以马家沟组五1、五2五4、五5亚段为储层发育段.预测了有利储层在平面上的分布.【期刊名称】《海相油气地质》【年(卷),期】2014(019)001【总页数】8页(P35-42)【关键词】大牛地气田;奥陶系;马家沟组;风化壳储层;储层特征;储层预测【作者】刘梅;丁晓琪;万友利;白晓亮;陈倩倩;乐锦鹏【作者单位】成都理工大学能源学院;成都理工大学能源学院;西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室;成都理工大学能源学院;西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室;成都理工大学能源学院;成都理工大学能源学院【正文语种】中文【中图分类】TE122.2+3鄂尔多斯盆地奥陶系以碳酸盐岩为主，在盆地中部已发现靖边岩溶风化壳大气田，地质储量近5000×108m3［1］。

大牛地气田为靖边气田之后发现的另一个气田，成藏条件与靖边气田相似，但是储层质量差，一直没有大的勘探突破。

随着近年来水平井压裂技术的逐渐完善，风化壳气藏的勘探瓶颈已被克服，显示出良好的天然气勘探潜力，许多水平井已获工业气流。

前人对大牛地气田下古生界奥陶系风化壳储层已经进行了较多的研究工作：惠宽洋等［2］根据同位素对比分析对气源进行了追踪研究；袁志祥［3-4］通过地震资料描述了地震相与天然气勘探的关系，并根据钻井岩心及电测资料识别出6种岩溶相；孟祥豪等［5］通过对岩溶作用与研究区其他各类地质作用的综合分析，确定了塔巴庙地区奥陶系风化壳古岩溶地貌类型及基本特征；苏中堂等［6］依据钻井岩心、铸体薄片观察及测井资料分析研究了奥陶系古岩溶发育特征及其储层意义。

天然气是一种节能且污染小的能源，开发潜力巨大，近年来其需求量呈跨越式增长，国家也更加重视该能源的利用，开发天然气不仅能带动经济的发展，还能在不污染环境的条件下解决能源需求。

我国的天然气资源十分丰富，在碳酸盐储层多有分布，对该类储层特征进行研究，对天然气开发具有重要意义，本文以鄂尔多斯盆地马家沟组为例对碳酸盐储层进行了研究。

1 区域沉积背景鄂尔多斯盆地为我国陆上第二大沉积盆地，处于大陆中部，跨越陕西、内蒙古、甘肃等多个省市， 盆地南起秦岭，北至阴山，西自贺兰山，东抵吕梁山。

区域面积37万平方公里，区内发育凹陷、隆起、斜坡等构造。

该盆地经历了较长久的复杂地质变化，主要分为坳拉谷时期（发生在元古代的中晚期）、陆表海时期（主要发生在早古生代）以及晚古生代海陆过渡等五大演化阶段。

区内构造变形较弱，多发育多旋回演化，盆地基底主要包含了太古界、中元古界、下元古界，岩性以变质岩与结晶岩为主。

由于构造运动发生沉积间断而导致盆地部分地层缺失，缺失包括奥陶、志留、泥盆和石炭统地层，剩余地层沉积相对较为完整，岩性主要以沉积岩为主，其整个沉积岩的厚度较大，约在6千米左右。

盆地主要发育六个一级构造单元，包括西部的西缘冲断带、天环坳陷、北部的伊盟隆起、南边的渭北隆起、东部的晋西挠褶带以及中部的伊陕斜坡，盆地几乎不发育二级构造[1,2]。

2 储层岩石学特征储层岩石学特征主要包括岩石的成分及结构特征，是储层特征研究的基础。

岩石的组分及结构的好坏直接影响到储层的储集性能，是成岩作用和孔隙结构研究的基础依据。

鄂尔多斯盆地马家沟组碳酸盐岩是主要由方解石和白云石等碳酸盐矿物组成的沉积岩。

石灰岩和白云岩是碳酸盐岩的最主要岩石类型。

根据岩屑及岩心资料，马家沟组碳酸盐岩绝大部分为白云岩，其中白云岩占31.25%，主要有泥晶白云岩、泥-细粉晶白云岩、粉-细晶白云岩、细晶白云岩等，其次为含灰云岩、灰云岩、鲕粒白云岩、藻云岩等；石灰岩绝大多数为次生灰岩，其原岩为膏岩、膏云岩或云膏岩，灰化交代形成次生灰岩，其次为云灰岩、含云灰岩、硅质灰岩（硅质隐晶条带状或纹层状分布）等，并见少量硬石膏岩。

鄂尔多斯地区马家沟组层序岩相古地理特征
鄂尔多斯地区是中国的一个重要油气勘探区，马家沟组是其中一个重要的地层单元，其岩相古地理特征对于研究该区域的沉积演化和油气藏的分布具有重要意义。

本文将对马家沟组的岩相古地理特征进行探讨。

岩相特征：
马家沟组主要由泥岩、粉砂岩和砾岩组成，其中泥岩含量最高达到90%以上。

泥岩呈灰色或蓝灰色，常含有石英、长石和云母等矿物，其颗粒粒度多为细粒或粉粒状；粉砂岩和砾岩则为灰色或灰白色，粒度较粗，与泥岩夹层分布。

岩石多呈水平或缓倾斜状分布，结构单一，无明显节理或褶皱。

古地理特征：
马家沟组的沉积环境主要为浅海或近滨海相，其形成时期为侏罗纪至白垩纪交界。

从岩相特征来看，该层主要由泥岩和粉砂岩组成，泥岩居多，表明其沉积环境以较为稳定的深海或海湾为主。

而砾岩可以反映当时沉积环境的动态性，其可能由于波浪、水流撞击而形成。

在地质构造上，马家沟组的分布范围较广，从鄂东北至鄂南地区，而且经过长时间的海侵与海退、地壳抬升等作用，形成了不同的构造单元。

例如，鄂东北地区的马家沟组主要分布于龙大地块，该地块为当时的陆块，受到环绕海洋的影响较小，因此沉积环境稳定，岩石多为泥岩，在岩层中分布与岩石类型较
为单一；而鄂南地区的马家沟组则主要分布于横山—南河地块，该地块在侏罗纪时期处于海洋中心位置，受到丰富的陆源物质的输入，因此岩石中含有大量砾石和颗粒较大的石英和长石等，呈现为多元的岩相。

总体来说，马家沟组的岩相古地理特征表明其主要沉积环境为浅海或近滨海相，沉积环境较为稳定，而地质构造的差异则导致了岩相的多样性。

对于油气勘探来说，马家沟组的研究有助于确定油气藏的分布区域，为地层划分与储层分析提供重要依据。

前言大牛地气田位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东北部。

伊陕斜坡是一个延西走向的背斜。

岩层由高向低，由北东至南西小于1°倾角延伸。

经研究表明，气藏主要由横向尖灭的砂岩河流沉积形成。

河流沉积的主要特征为多层纵向堆积，薄层交错的砂岩体。

其砂岩体沉积相主要为二叠系深灰、灰黑色泥岩与浅灰、灰白色中、粗砂岩夹煤层及炭质泥岩。

由于砂岩在河床两边沉积，造成大牛地气田主力气层之一的山1-1组具有非均质性强、储层物性条件差、厚度小的特点。

由于储层物性条件较差，各开发井均需要进行后期增产改造。

所以，储层有效开发成为华北分公司技术研究人员一直追求的目标。

（二）大牛地气田地层层序、储层特征分析1地层特征及层序分布大牛地气田位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东北部。

伊陕斜坡是一个延西走向的背斜。

岩层由高向低，由北东至西南小于1°倾角延伸。

经研究表明，气藏的分布与其气藏构造和塔巴庙区块之间无物性关系。

气藏主要由横向尖灭的砂岩河流沉积形成。

其砂岩体沉积相主要为二叠系深灰、灰黑色泥岩与浅灰、灰白色中、粗砂岩夹煤层及炭质泥岩。

由于砂岩在河床两边沉积，造成山1-1为非均质性强，储层物性条件差厚度小，南北走向的薄砂气层。

含气砂岩的分布主要被沉积相条件所控制。

三角洲平原沉积是山1-1砂岩的主要岩特征。

河流沉积的主要特征为多层纵向堆积，薄层交错的砂岩体。

因此气藏山1-1由河道床和砂泥岩多错层沉积而形成。

本井设计钻遇目的层为山1-1气层，在大探1井、DP1井一带砂体发育厚度较大，可达12m以上。

山1-1气层在该区构造不发育，气层顶面相对平缓油层厚度分布稳定。

大牛地气田地层层序分布情况见表2-1。

2储层特征2.1岩石学特征大牛地气田上古生界储层岩石粒度以中、粗粒为主，碎屑岩石英含量67~90.5%，长石含量0.7~3.8%，岩性以岩屑砂岩、岩屑石英砂岩和石英砂岩为主。

山西组与下石盒子组砂岩储层岩石特征相似，碎屑颗粒含量平均为87.65~89.0%，其中石英平均含量68~75%，长石平均含量1.4~2.4%，岩屑平均含量24~30%。

附件：2017年度陕西省高等学校科学技术奖西安石油大学拟推荐项目公示信息一、项目名称:鄂尔多斯盆地奥陶系碳酸盐岩古残丘储层发育规律及预测模式研究完成单位:西安石油大学完成人：赵永刚赖生华李建奇冯强汉郭峰王起琮时丕同张蓬勃彭雪花陈龙刘森项目简介：该项目综合地质、地震和测井资料及手段，恢复鄂尔多斯盆地奥陶系古岩溶地貌，识别和精细刻画三级地貌古残丘，重点研究古残丘储层发育规律及预测模式。

该项研究拓宽了我国古岩溶储层的研究内容，研究成果达到了国内领先水平。

主要取得以下成果：(1)形成了岩溶相分析与岩溶环境划分相结合，揭示奥陶系古岩溶发育程度的新思路；(2)揭示古岩溶地化特征，建立了识别奥陶系古岩溶的地球化学标准；(3)以等时面为标准层，综合残厚、铁铝岩厚与印模厚图件恢复奥陶系古地貌，重点识别出古残丘；(4)形成了通过地震属性分析，地震与地质相结合研究奥陶系古残丘储层分布的新方法；(5)提出了通过建立三级古地貌发育概念模式精细刻画井区奥陶系三级地貌古残丘的新方法；(6)项目成果已在中石油长庆油田分公司第三采气厂得到了推广应用，有力地指导了该厂下古生界奥陶系马家沟组碳酸盐岩气藏勘探开发研究工作的开展。

主要知识产权目录：发表与该项目紧密相关的学术论文22篇，中文核心期刊论文16篇；SCI期刊论文1篇，EI检索期刊论文3篇；授权计算机软件著作权3项。

具体信息如下：代表性学术论文：[1]赵永刚，陈景山，李凌，等.基于残余岩溶强度表征和裂缝预测的碳酸盐岩储层评价[J]，吉林大学学报（地球科学版），2015，45（1）:25-36.[2]赖生华，蒲秀刚，杜贵荣.沉积相地震波波形响应特征研究[J]，石油实验地质，2008，30（1），400-404.[3]赖生华，梁全胜，袁通路.鄂尔多斯盆地山2段煤层对下伏砂岩地震反射特征影响的数值模拟分析[J]，石油物探，2014，53（3）:86-94.[4]赖生华，梁全胜，曾洪流，等.煤层对砂岩地震反射特征的影响及其地震岩性学意义[J]，石油地球物理勘探，2015，50（1）:136-143.(EI:20150700525158)[5]王起琮，赵淑萍，魏钦廉.鄂尔多斯盆地中奥陶统马家沟组海相碳酸盐岩储集层特征[J]，古地理学报，2012，14（2）:229-242.[6]王起琮，宫旋，肖玲.鄂尔多斯盆地下古生界石灰岩岩相及碳、氧稳定同位素特征[J]，沉积学报，2013，31（4）:580-589.[7]王起琮，张阳，肖玲.鄂尔多斯盆地奥陶系碳酸盐岩成岩相碳、氧稳定同位素特征[J]，石油与天然气地质，2013，34（5）:652-658.[8]郭峰，郭岭，赵卫卫.贺兰坳拉谷奥陶纪岩相古地理[J]，海洋地质与第四纪地质，2011，05:51-58.[9]Feng Guo,Dan Yang,Kenneth A.Eriksoon,Ling Guo.Paleoenvironment s stratigra-phic evolution and reservoir characteristicsof the Upper Cretaceous Yingjisha Group,southwest Tarim Basin[J].Marine and Petroleum Geology,2015,67:336-355.(SCI:000366066500023)[10]赵淑平，王起琮.鄂尔多斯盆地大牛地气田马家沟组古岩溶储集层特征.新疆石油地质，2012，33（2）:170-174.[11]姚泾利，赵永刚，雷卞军等.鄂尔多斯盆地西部马家沟期层序岩相古地理.西南石油大学学报(自然科学版)，2008，30（1）:33-37.计算机软件著作权：［1］赵永刚，刘森.基于点运算的砂岩图像增强系统V1.0，登记号：2014SR214791.［2］赵永刚，张栋梁.基于直方图均衡化的碳酸盐岩图像增强系统V1.0，登记号：2014SR214847.［3］赖生华，李辉峰.多层地震层拉平软件V1.0，登记号：2014SR029320.2.主要科研项目该报奖项目包括省部级科研项目1项，厅级科研项目1项，石油企业科研项目1项，项目经费共计90万元。

鄂尔多斯盆地中奥陶统马家沟组沉积环境与岩相发育特征摘要鄂尔多斯盆地位于华北地台西部，中奥陶统马家沟组含硬石膏的白云岩是盆地中主要的储层与产层之一。

奥陶纪由于西侧贺兰裂谷再次开启，裂谷肩部发生抬升，以及南侧逆冲断层的左行走滑作用，在盆地西部和南部形成一“L”形隆起，又称中央隆起。

在隆起东侧由均衡补偿作用伴生一西缓东陡的边侧坳陷（盆地），称（内）陆棚盆地亚环境。

通过沉积相研究，建立了两个马家沟组的沉积模式。

其一为东西向穿越（内）陆棚盆地中心的陆棚沉积模式，该模式中的（内）陆棚盆地与中央隆起之间为水下凸起—洼地亚环境，其东为开阔内陆棚亚环境。

马一时、马三时、马五时（内）陆棚盆地发育为含白云岩的硬石膏岩石盐岩盆地，盆缘主要发育白云岩—硬石膏岩坪，马五时西缘硬石膏岩—白云岩坪发育，是天然气藏主要分布区。

以上表明沉积时气候干热，海平面下降，具深坳陷海水浓缩成盐特征。

马二时、马四时气候湿热，海平面上升，（内）陆棚盆地发育成石灰岩白云岩盆地，周围盆缘发育为（含）白云岩—石灰岩坪。

水下凸起—洼地亚环境于马三时和马五时发育白云岩；马四时发育石灰岩，南延则过度为白云岩石灰岩的浅滩。

东侧的开阔内陆棚亚环境，主要发育微晶—亮晶颗粒石灰岩夹硬石膏岩、风暴岩。

马六时，中央白云岩隆起以东根据残留地层推测应属于石灰岩陆棚环境。

中央古隆起以西地区，除较早期在西北角因有陆源碎屑注入发育成混积陆棚和斜坡环境外，其余时期主要发育为石灰岩、白云岩陆棚，各类重力流碳酸盐岩斜坡及碳酸盐碎屑和陆源硅质碎屑混积的浊积岩和深水泥岩海槽环境。

其二为鄂尔多斯盆地南部在马家沟期一直处于继承行缓坡环境，为此建立了末端变陡的缓坡模式。

早期为含硬石膏岩的白云岩缓坡，中、后期演化为交替发育的石灰岩—白云岩缓坡，或白云岩—石灰岩缓坡与白云岩缓坡环境。

关键词鄂尔多斯盆地马家沟组沉积模式内陆棚盆地海水浓缩陆棚缓坡1 概述鄂尔多斯盆地位于华北地台西部，为一矩形构造盆地，面积约25万km2（参见附录一）。