鄂爾多斯盆地西緣奧陶系儲(chǔ)層特征與分布

張玉璽，郭甲世，李小影，施淳元，葉聰聰 (長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州 434023)

鄂爾多斯盆地西緣奧陶系儲(chǔ)層特征與分布

張玉璽，郭甲世，李小影，施淳元，葉聰聰 (長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州 434023)

鄂爾多斯盆地西緣奧陶系地層為穩(wěn)定的淺海環(huán)境沉積，地層發(fā)育齊全，沉積厚度大，是勘探程度相對(duì)較低的有利勘探區(qū)。通過薄片觀察和巖心物性分析，對(duì)鄂爾多斯盆地西緣奧陶系儲(chǔ)層特征與分布進(jìn)行了分析和研究。研究結(jié)果表明，鄂爾多斯盆地西緣奧陶系儲(chǔ)層地層巖性主要是灰?guī)r和白云巖；儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間主要為次生的孔、洞、縫，主要包括晶間孔、晶間溶孔、溶蝕孔洞、鑄?？椎?；物性分析顯示儲(chǔ)層物性較好；在縱向上儲(chǔ)層主要發(fā)育層段為桌子山組和克里摩里組。

鄂爾多斯盆地；奧陶系；儲(chǔ)層；巖性；物性；孔隙類型

鄂爾多斯盆地是我國(guó)重要的能源礦產(chǎn)富集基地，目前盆地南部已發(fā)現(xiàn)中生界油田28個(gè), 北部上古生界氣田9個(gè), 其中包括蘇里格氣田、烏審旗氣田、榆林氣田和靖邊氣田等[1]。隨著勘探程度的不斷深入，急需尋找新的能源接替區(qū)，鄂爾多斯盆地西緣發(fā)育有多套儲(chǔ)層，其沉積巖厚，生儲(chǔ)油巖好，圈閉類型多[2]，構(gòu)造帶的主要形式是逆沖推覆構(gòu)造，是最有利的勘探地區(qū)之一。因此，對(duì)該區(qū)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層尋找和評(píng)價(jià)工作就顯得尤為重要和緊迫。

1 地質(zhì)背景

鄂爾多斯盆地西緣地理位置上北起內(nèi)蒙磴口，向南經(jīng)寧夏銀川、甘肅平?jīng)?，止于陜西隴縣，東起定邊，西抵賀蘭山西麓-青銅峽固原斷裂一線，南北長(zhǎng)600km，東西寬50～100km，面積約5×104km2，地跨陜西、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古4省區(qū)。鄂爾多斯盆地屬穩(wěn)定的克拉通殘留盆地，盆地基底由太古界和早元古界結(jié)晶巖系組成。研究區(qū)在奧陶紀(jì)為陸表海發(fā)展階段，以碳酸鹽巖為主的淺海碳酸鹽巖沉積。該區(qū)地層發(fā)育比較齊全，且厚度大，除上白堊統(tǒng)和始新統(tǒng)缺少外，自太古界至第四系幾乎均有出露。研究區(qū)包括西緣沖斷構(gòu)造帶和天環(huán)向斜2個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元以及部分伊陜斜坡。

2 研究區(qū)地層格架

鄂爾多斯盆地的奧陶系地層總體上以相對(duì)穩(wěn)定的淺海沉積為特征。但在不同的地區(qū)與不同的時(shí)代，地層發(fā)育與沉積特點(diǎn)仍然有所不同。西緣奧陶系地層包括中奧陶統(tǒng)三道坎組、桌子山組、克里摩里組，上奧陶統(tǒng)烏拉力克組、拉什仲組、公烏素組、蛇山組。

3 儲(chǔ)層巖石學(xué)特征及孔隙類型

3.1巖石學(xué)特征

研究區(qū)奧陶系的儲(chǔ)層以碳酸鹽巖為主，石灰?guī)r類以泥晶灰?guī)r、顆?；?guī)r及藻團(tuán)塊灰?guī)r為主，白云巖類儲(chǔ)層則以粉-細(xì)晶結(jié)構(gòu)的白云類巖為主，特征及孔隙度相對(duì)較為發(fā)育。這類白云巖中多具有殘余顆粒結(jié)構(gòu)及隱藻成因的藻層結(jié)構(gòu)等。

3.2孔隙類型

該區(qū)奧陶系碳酸鹽巖儲(chǔ)集空間主要由古巖溶成因的孔、洞、縫組成，原生孔隙極少。

1)晶間孔 多見于粉晶白云巖、中-細(xì)晶白云巖及顆粒白云巖，常呈多面體或四面體，孔徑一般0.01～0.18mm，面孔率一般為1%～5%，最高可達(dá)10%～15%，部分晶間孔常被泥質(zhì)及細(xì)粒碳酸鹽充填。

2)晶間溶孔 由晶間孔、晶間微孔經(jīng)溶蝕擴(kuò)大而成。孔隙形態(tài)不規(guī)則，孔隙周圍多呈溶蝕狀，孔徑一般0.1～0.6mm，面孔率一般2%～8%，多呈分散狀或順層密集狀分布于混合水白云巖與熱水白云巖中，盆緣白云巖中相對(duì)較少(見圖1(a))。

3)溶蝕孔洞 包括針狀溶孔、斑狀溶孔、溶洞等3個(gè)亞類，主要由石膏晶屑、顆粒、鹽晶、礫屑、砂屑、鮞粒等溶蝕后形成的孔隙?？讖?mm以下為溶孔，大于8mm為溶洞，形態(tài)有圓、橢圓及不規(guī)則狀，孔徑為0.04～2mm，多呈層狀、串珠狀、斑狀或弧立狀分布，面孔率一般1%～8%，局部可達(dá)20%～30%，但被方解石充填嚴(yán)重。

4)鑄?？?多見于石膏晶屑、石鹽晶屑及藻屑選擇性溶蝕后形成的孔隙，形態(tài)有長(zhǎng)方形、近正方形或三角形和不規(guī)則形，孔徑0.2～0.35mm，寬0.02～0.03mm(見圖1(b))。鮞粒被選擇性溶蝕后形成鮞?？滓话銥?.1～0.5mm。

5)其他孔隙 除上述幾種儲(chǔ)集空間外，還可見少量粒間溶孔、晶內(nèi)溶孔、角礫間孔、構(gòu)造縫(見圖1(c))、成巖縫、溶縫(見圖1(d))等。

圖1 儲(chǔ)層主要孔隙類型

4 儲(chǔ)層物性特征

根據(jù)儲(chǔ)集巖成因不同，將研究區(qū)儲(chǔ)層分為3種類型：晶間孔型、晶間孔-溶孔型和裂隙孔洞型。

4.1晶間孔型儲(chǔ)層

這類儲(chǔ)層主要的儲(chǔ)集空間為粉-細(xì)晶白云巖。此類儲(chǔ)層通過24個(gè)分析樣品的統(tǒng)計(jì)，平均孔隙度2.6%，最大和最小孔隙度分別為4.8%和0.7%，滲透率一般小于0.12×10-3μm2,這種儲(chǔ)層的儲(chǔ)集空間主要由小的裂隙來連通，在裂隙發(fā)育處，巖心滲透率可達(dá)到1.89×10-3μm2。該類儲(chǔ)層的孔喉直徑一般小于45μm，小于30μm的晶間孔數(shù)目占孔隙總數(shù)的90%，而所占的孔隙面積不足45%，這種儲(chǔ)集體具有低面孔率，中等分選、小孔徑等特征。

4.2晶間孔-溶孔型儲(chǔ)層

此類儲(chǔ)層的主要儲(chǔ)集空間為溶孔、溶洞和晶間溶孔，此類儲(chǔ)層取巖心樣25塊，最大孔隙度12.98%，最小孔隙度1.23%，平均5.4%。滲透率最大1988×10-3μm2，最小只有0.39×10-3μm2，說明這種儲(chǔ)層的非均質(zhì)性相當(dāng)顯著。晶間孔-溶孔型儲(chǔ)層面孔率高，平均孔隙度大，分選中等。另外，由于鑄體片只是微觀現(xiàn)象，它一般不能大于8mm的溶孔和溶洞，溶孔、溶洞占據(jù)著孔隙空間的主要部分。這種儲(chǔ)層具有粗喉粗孔型儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能和空隙結(jié)構(gòu)特征。

4.3裂隙-孔洞型儲(chǔ)層

裂隙-孔洞型儲(chǔ)層的儲(chǔ)集空間由大量發(fā)育的殘余構(gòu)造縫組成。裂隙-孔洞型儲(chǔ)層具有很強(qiáng)的非組構(gòu)選擇性。此類儲(chǔ)層的主要孔隙類型是構(gòu)造縫、成巖縫、溶縫等，28個(gè)此類巖心樣分析結(jié)果如下：孔隙度最大為12.4%，平均為1.09%；滲透率最大為0.65×10-3μm2，平均小于0.12×10-3μm2。該區(qū)最大孔隙度23.89%，最小孔隙度0.04%，一般2%～5%；滲透率最大1735×10-3μm2，最小0.008×10-3μm2，一般大于0.21×10-3μm2。

桌子山組的儲(chǔ)層物性最好，其次為克里摩里組。如桌子山組的孔隙度平均值4.3%，滲透率0.45×10-3μm2；克里摩里組的孔隙度平均值1.9%，平均滲透率0.01×10-3μm2。

5 儲(chǔ)層主要發(fā)育層段

5.1桌子山組發(fā)育白云巖儲(chǔ)集體

桌子山組沉積期發(fā)育臺(tái)地邊緣顆粒灘相灰?guī)r沉積。顆粒灘相灰?guī)r經(jīng)過后期成巖演化和深埋藏白云化作用形成塊狀白云巖。塊狀白云巖分布于中央古隆起和伊蒙古隆起的南部，向東、西減薄，最大厚度433m，呈南北帶狀展布，面積約1000km2，白云巖厚度一般為200～300m，其中有效儲(chǔ)層厚度為10～30m。平均孔隙度為5%～7%，滲透率為(0.13～2.3)×10-3μm2?？紫额愋蜑榘自茙r晶間孔、晶間溶孔，桌子山組臺(tái)地邊緣白云巖是盆地目前發(fā)現(xiàn)的規(guī)模最大、儲(chǔ)層物性較好的儲(chǔ)集體。

5.2克里摩里組沉積期發(fā)育古巖溶儲(chǔ)集體

研究區(qū)普遍分布有克里摩里組風(fēng)化殼儲(chǔ)層，面積約6500km2.克里摩里組的風(fēng)化殼儲(chǔ)層主要分布在中央古隆起的西邊，單層最大厚度為15m，一般在3m左右?？紫抖茸畲鬄?2.4%，平均為1.9%，滲透率最大為0.64×10-3μm2，平均小于0.1×10-3μm2；面孔率最大為25%，一般為1%～10%，孔徑最大為1000μm，一般為50～200μm，并伴有垂直裂縫，被方解石充填，儲(chǔ)集類型以裂縫-溶洞為主，風(fēng)化殼內(nèi)的裂縫、溶洞型儲(chǔ)層是比較好的碳酸鹽儲(chǔ)層。

6 結(jié) 論

1)儲(chǔ)層巖性主要為灰?guī)r和白云巖，灰?guī)r主要有泥晶灰?guī)r、顆粒灰?guī)r及藻團(tuán)塊灰?guī)r，白云巖主要是粉-細(xì)晶結(jié)構(gòu)的白云巖類。

2)通過薄片觀察、巖心物性分析儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間主要包括晶間孔、晶間溶孔、溶蝕孔洞、鑄模孔等。

3)垂向上儲(chǔ)層主要分布在桌子山組和克里摩里組，從物性上分析，桌子山組的儲(chǔ)層物性最好，其次為克里摩里組。

[1]李明,高建榮.鄂爾多斯盆地基底斷裂與火山巖的分布[J].中國(guó)科學(xué)，2010,40(8):1005-1013.

[2]郭忠銘,張軍.從逆沖推覆構(gòu)造特征討論鄂爾多斯西緣的油氣前景[J].石油學(xué)報(bào)，1989,10(2):31-38.

[編輯] 洪云飛

10.3969/j.issn.1673-1409.2012.01.010

P618.13

A

1673-1409(2012)01-N029-03