鄂爾多斯盆地上古生界沉積體系與有利儲層發(fā)育規(guī)律

鄂爾多斯盆地上古生界沉積體系與有利儲層發(fā)育規(guī)律李文厚西北大學2015年8月4日地質背景烴源巖發(fā)育特征3.晚古生代層序地層格架4.晚古生代物源分析5.上古生界沉積體系6.上古生界儲層發(fā)育特征7.高效儲層的分布規(guī)律主要內容

鄂爾多斯盆地為一大型多旋回克拉通盆地，沉積-構造發(fā)展演化經歷了中晚元古代坳拉谷、早古生代淺海臺地、晚古生代近海平原、中生代內陸湖盆和新生代周邊斷陷五大階段，除新生代形成的河套、銀川、六盤山、渭河、汾河等五個周邊斷陷盆地外，盆地本部面積為25×104km2。一、地質背景

根據盆地構造-沉積發(fā)育特征可將其劃分分為伊盟隆起、西緣掩沖帶、天環(huán)坳陷、伊陜斜坡、晉西撓褶帶、渭北隆起六個構造單元。一、地質背景鄂爾多斯盆地及南北造山帶構造演化圖（Z－O1）（O2

－S）（S－D）（C－T2）（T3－K）（R－Q）

1.大陸增生基底形成階段（太古代-元古代）

2.早古生代被動大陸邊緣陸緣海-淺海階段

3.加里東期-海西期抬升階段

4.晚古生代大華北克拉通內陸坳陷階段

5.中生代內克拉通盆地向殘余克拉通轉化階段

6.新生代周緣斷陷盆地發(fā)育階段。一、地質背景

二疊紀鄂爾多斯盆地處于華北克拉通盆地西北緣，華北板塊與西伯利亞板塊碰撞，蒙古洋消失，海西造山帶隆起與蒙古古陸拼接，北部物源供應充足，盆地北部砂體沉積范圍大。二疊紀鄂爾多斯沉積區(qū)南北古陸分布示意圖北秦嶺古陸秦嶺洋蒙古古陸鄂爾多斯沉積區(qū)西伯利亞板塊12345678

鄂爾多斯及鄰區(qū)石炭紀末構造略圖

鄂爾多斯及鄰區(qū)中二疊世末構造略圖一、地質背景

據前些年統(tǒng)計，鄂爾多斯盆地古生界天然氣資源量10.7×1012m3。近年來長慶油田先后發(fā)現(xiàn)靖邊氣田、蘇里格氣田、榆林氣田及子洲氣田。目前盆地的資源探明率仍然很低，勘探潛力巨大。一、地質背景★古氣候由亞熱帶溫濕氣候（本溪－山西期）→半溫濕氣候（下石盒子期）→半干熱氣候（上石盒子期）→干熱氣候（石千峰期）呈現(xiàn)出有序的規(guī)律性演化?！锸Х搴蜕鲜凶佣酁榧t色長石砂巖系列；下石盒子組和山1段為雜色、灰色巖屑砂巖系列；山2段、太原組和本溪組淺灰、灰白色石英砂巖系列。

鄂爾多斯盆地上古生界東西向地層剖面結構及變化特征

含煤地層非含煤地層一、地質背景烴源巖主要分布在上古生界，煤和暗色泥巖均表現(xiàn)為西部最厚、東部次之、中部薄而穩(wěn)定。二、烴源巖發(fā)育特征上古生界暗色泥巖厚度圖

上古生界煤巖厚度圖

鄂爾多斯盆地上古生界煤層厚度平面分布特征盆地西緣的桌子山及賀蘭山一帶，中石炭世靖遠組、羊虎溝組及東緣晚石炭世本溪組的含煤性都較差。太原組和山西組是盆地內主要的含煤地層，含煤層多達30層，主要可分為西部厚煤帶，中部薄煤帶及東部厚煤帶。

在盆地西部厚煤帶主要分布在呼魯斯臺、石炭井、石嘴山、烏達、棋盤井及橫山堡一帶，太原組和山西組的煤層總厚度多大于10m。但在盆地西緣的南部含煤性都較差，煤層厚度變化大，主要分布在太原組及山西組山2段。中部薄煤帶位于中央古隆起部位，呈南北向展布，其煤層厚度在1～10m。

在盆地東部厚煤帶分布較廣泛，煤厚多在10m以上，但以北部的準格爾旗－保德段為最厚，向南逐漸變薄。二、烴源巖發(fā)育特征鄂爾多斯盆地太原組聚煤環(huán)境平面分布特征鄂爾多斯盆地山西組聚煤環(huán)境平面分布特征二、烴源巖發(fā)育特征有機質成熟度Ro為1.0～2.0；盆地南部廣大地區(qū)，處于過成熟干氣帶，Ro值普遍大于2.0。暗色泥巖、炭質泥巖有機碳含量主要分布在0.5~4%之間。鏡質組和惰質組為主煤有機碳含量為60%～75%，總體顯示了煤系地層泥巖有機質高豐度的特點。上古生界平均有機碳含量等值線圖

石炭－二疊系有機質成熟度

二、烴源巖發(fā)育特征

與中國大中型氣田形成的生烴強度相比，鄂爾多斯盆地上古生界沒有明顯的生氣中心，表現(xiàn)為廣覆式生烴特征。上古生界生烴強度大于20×108m3／km2的區(qū)塊面積為16×104km2，占現(xiàn)今盆地總面積的64％。生烴強度大于12×108m3／km2的區(qū)塊占盆地總面積的71.6％。鄂爾多斯盆地上古生界生烴強度圖二、烴源巖發(fā)育特征不同時期生烴量及生成速率對比圖二、烴源巖發(fā)育特征巖石對比標志層：

1．湖田段鐵鋁巖層

2．畔溝灰?guī)r3．晉祠砂巖

4．吳家峪灰?guī)r5．下煤組

6．廟溝－毛兒溝灰?guī)r

7．斜道灰?guī)r8．七里溝砂巖

9．東大窯灰?guī)r10．北岔溝砂巖11．中煤組12．上煤組13．駱駝脖子砂巖14．桃花泥巖15．硅質巖16.鈣質結核（或泥灰?guī)r）三、晚古生代層序地層格架

將鄂爾多斯地區(qū)晚古生代沉積地層劃分為9個Ⅱ級層序（超層序組相當于長期基準面旋回）和26個Ⅲ級層序（中期基準面旋回），其中上石炭統(tǒng)6個，二疊系20個。鑒于研究區(qū)在晚古生代沉積作用不同的階段具不同的特點，根據層序的發(fā)育特征，將本區(qū)上古生界26個Ⅲ級層序劃分為2個構造階段的沉積，相當于2個Ⅰ級層序（超層序組，或超長期基準面旋回）。上石炭統(tǒng)－下二疊統(tǒng)太原組為1個Ⅰ級層序（超層序組），時限為38Ma左右。下二疊統(tǒng)山西組、中二疊統(tǒng)石盒子組和上二疊統(tǒng)石千峰組為1個Ⅰ級層序（超層序組），時限約34Ma。三、晚古生代層序地層格架南北

上古生界超覆于奧陶系灰?guī)r構造侵蝕面之上，本溪期南高北低，海侵來自東北方向；太原期南低北高，海侵來自東南方向，由南向北灰?guī)r厚度減薄，層數減少；8#煤層(T9-2)代表構造體制轉換面；山西組北岔溝砂巖底面(T9-1)為一區(qū)域海退面，盆地北部顯著抬升，進入近海湖盆及內陸坳陷階段，河流、三角洲砂體向南進積，石盒子早期(Ts)達到砂體發(fā)育的頂峰。本溪太原山西石盒子T9-2TsT10/T9-1區(qū)域不整合面構造體制轉換面區(qū)域海退面區(qū)域河道下切面海侵來自東北方向海侵來自東南方向三、晚古生代層序地層格架9個重要沉積標志（1）海相碳酸鹽巖標志；（2）主煤層及煤系頂界志；（3）區(qū)域沖刷面標志；（4）旋回性特征標志；（5）巖石結構及特殊礦物標志；（6）古氣候及巖石顏色標志；（7）海泛面標志；（8）電性特征標志；（9）古生物標志。其中（1）、（7）兩個標志層以海侵活動較顯著，識別特征明顯。延106井東大窯灰?guī)r斜道灰?guī)r7＃煤鉆井資料層序界面識別標志三、晚古生代層序地層格架層序界面I類界面區(qū)域性構造運動形成的超覆不整合界面II類界面區(qū)域性升降運動形成的平行不整合界面III類界面大型沖刷間斷界面IV類界面結構轉變界面V類界面間歇暴露面、沖刷面和相關整合面Ⅰ級界面特征太原組主煤層底面

為一區(qū)域構造體制轉換面；海侵方向轉換面；生物類型交替面，面貌迥異。界面之下發(fā)育的蜓類Tticites帶在界面之上消失古土壤層、區(qū)域不整合面

北岔溝砂巖底面駱駝脖子砂巖底面盒4底部砂巖界面

石千峰組底K8砂巖底面石千峰組頂面上、下古生界之間的平行不整合面

對應的地震反射波組為Tc，是一個經過長期風化剝蝕所形成的區(qū)域風化剝蝕面。界面之上發(fā)育殘積型鐵鋁巖段，底部為蜂窩狀分布的黃褐色“山西式”鐵礦，其上為鋁土巖、鋁質泥巖即所謂的“G層鋁土”，Ⅰ級界面特征與巖石地層“地層組”一致三、晚古生代層序地層格架Ⅱ級界面特征與巖石地層“地層段”一致Ⅱ級界面特征

主要位于太1七里溝砂巖底部，山1段船窩砂巖底部，盒4段K4砂巖底部測井曲線中,大多數位于漏斗形前積式組合折向箱形或向圣誕樹形側積式組合的轉換點位置，或位于高幅鐘形、箱形組合的底部，與下伏地層呈突變式接觸關系。Ⅱ級層序年代間隔為3～5.5Ma，延106井太原組Ⅱ級層序界面Ⅱ級層序界面延氣1井山西組三、晚古生代層序地層格架Ⅲ級界面特征近似與巖石地層“小層段”一致Ⅲ級界面特征

Ⅲ級層序年代間隔為2.6～3.0Ma山西組柳林成家莊

本溪組分為兩個Ⅲ級層序界面，Ⅲ級層序界面位于畔溝灰?guī)r底部，底部鐵鋁巖段具有明顯的穿時性。太原組以橋頭砂巖底面、斜道灰?guī)r底面、東大窯灰?guī)r底面可劃分為4個Ⅲ級旋回，每個旋回約2.5Ma，屬Ⅲ級層序。石盒子組劃分為8個含氣層段或砂組，每個層段大致視為Ⅲ級層序。石盒子組經歷時限272～253Ma．約19Ma，每個三級層序時限是2.4Ma。石千峰組經歷時限253～250Ma，約3Ma，從跨越時限上本身就相當于1個Ⅲ級層序。三、晚古生代層序地層格架本溪太原山2下石盒子不同時期不同的古地貌對物源也具有控制作用

古地形恢復表明，從本溪至下石盒子時期，中東部地區(qū)從海陸交互相沉積體系演變?yōu)閮汝懞璩练e體系，古地形對沉積體系的展布起著重要的控制作用。晚石炭世，研究區(qū)在以拉張為主的區(qū)域構造背景條件下整體緩慢下沉，西緣地區(qū)早古生代末閉合的賀蘭裂谷發(fā)生縱張復活,形成再生坳拉槽。鄂爾多斯盆地晚古生代古構造經歷東西分異到南北分帶的演化過程，其山西、石盒子期的古沉積背景類似現(xiàn)今的恒河平原。四、晚古生代物源分析北部陸源碎屑物質板塊碰撞造山帶和前陸隆起造山帶物源區(qū)所提供。盆地西南部投影點大部分落在穩(wěn)定構架區(qū)和再旋回造山區(qū)。在周至柳葉河剖面,主體落在再旋回造山帶物源區(qū)和陸塊物源區(qū)，具有造山帶內山間盆地快速堆積特點。南北物源區(qū)構造屬性特征明顯不同鄂爾多斯盆地南部及鄰區(qū)上古生界與下伏地層接觸關系柳葉河二疊系砂巖QFL判別圖

四、晚古生代物源分析主要物源主要物源次要物源？主要物源C2bC2yC2jO2O3∈－O1山西組早期僅接受殘積鋁土巖和泥炭沉積，后期才接受粗碎屑沉積石英以深成巖漿巖為主，巖漿弧物源區(qū)石英以變質巖為主，再旋回造山物源區(qū)石英標型特征對物源判斷四、晚古生代物源分析鄂爾多斯盆地二疊系石英陰極發(fā)光特征及成因類型平涼二道溝、三道溝（長石砂巖，山2）鄂爾多斯盆地早中二疊世砂巖巖屑類型分區(qū)圖

石英陰極發(fā)光顯示物源主要以深變質巖、淺變質巖為主。長石從盆地邊緣向內部逐漸減少。長石發(fā)光以亮藍色為主，母巖為花崗巖或花崗片麻巖

從太原組到上石盒子盒8段，表現(xiàn)出很強的繼承性，物源性質變化不大，不同物源區(qū)都以變質巖巖屑為主

四、晚古生代物源分析四、晚古生代物源分析北部物源是溝-弧-盆系的活動大陸邊緣與被動大陸邊緣碰撞造山區(qū)，而盆地南部早中二疊世長期受被動大陸邊緣物源影響，物源穩(wěn)定單一鄂爾多斯盆地上古生界泥巖K2O/Na2O-SiO2圖解四、晚古生代物源分析ω(Gd)/ω(Yb)比值的變化反映南北物源隆升時間及物源變化過程不一致。盆地北部盆地南部鄂爾多斯盆地奧陶系－上石盒子組ω(Ｇｄ)/ω(Ｙｂ)變化趨勢

盆地北部在太原組沉積時物源區(qū)隆升加劇，這與北部山西組開始大范圍發(fā)育沖積扇相一致盆地南部在山西組后期隆升開始加劇，這與下石盒子組早期粗粒沉積物明顯增加相一致

四、晚古生代物源分析

華北古陸塊震旦紀-早古生代的廣闊陸表海沉積因受加里東運動影響而終結，而后經歷了長期的抬升侵蝕夷平過程，自晚石炭世開始，又發(fā)生沉降作用，開始了華北克拉通拗陷盆地的沉積演化過程。晚石炭世早期在鄂爾多斯地區(qū)形成由中央古隆起分割的東西兩個海盆(華北海和祁連海)，發(fā)育向中央隆起超覆沉積。其中，西部沉降幅度大，上石炭統(tǒng)厚400～800m，局部達1100m，為潮坪瀉湖相沉積。東部沉降幅度小，上石炭統(tǒng)一般厚度不足100m，為濱淺海沉積。古隆起兩側均為重要的含煤巖系。五、上古生界沉積體系

上古生界石炭—二疊系劃分為8種沉積體系，22種沉積亞相，42種沉積微相。五、上古生界沉積體系

2.碳酸鹽陸棚在綏德－安塞－延安－延長以東地區(qū)廣泛分布，主要發(fā)育于下二疊統(tǒng)太原組中，如廟溝、毛兒溝、斜道及東大窯灰?guī)r，厚度一般在10～20m之間，橫向分布穩(wěn)定。蒲1井太原組碳酸鹽陸棚沉積巖電特征

陸棚沉積體系陸棚是指正常浪基面以下至陸棚坡折的廣大淺海水域，其中包括陸表海和陸緣海區(qū)榆40井碳酸鹽陸棚-泥質陸棚巖電特征圖鋪2榆59榆9榆13淺海陸棚

1.泥質陸棚主要發(fā)育于本溪組，分布在盆地東部臨縣－吉縣一帶。陸棚泥通常為深灰－灰黑色，并含有少量的粉砂和砂等碎屑顆粒。五、上古生界沉積體系障壁島是由海浪造成的平行海岸分布的長條形砂壩，外側為廣海，內側與大陸之間有瀉湖相隔，并對瀉湖和潮坪起著天然屏障作用，形成半封閉的瀉湖。太原組障壁海岸沉積體系

障壁海岸沉積體系

榆42井障壁島沉積巖電特征圖五、上古生界沉積體系沖積扇沉積體系錦4，2772.0m，盒7段

扇中大型辮狀水道沉積礫石呈疊瓦狀堆積錦評1，2347.18m，盒8段扇端小型辮狀水道沉積平行層理發(fā)育錦12，2110.35m，盒8段分布在北部古陸周緣主要為濕地扇沖積扇扇中辮狀水道中礫石分選差，礫石定向排列明顯水流方向錦12井錦12井五、上古生界沉積體系辮狀河沉積體系以泊爾江海子斷裂為界，斷層以北地區(qū)為元古及太古界結晶基底,斷裂以南為寒武-奧陶系沉積巖,即北部為高山,向南由于地形坡度迅速降低,演化為寬緩的沖積平原沉積,辮狀河道發(fā)育。平涼二道溝盒8底，辮狀河河道沉積發(fā)育的大型板狀交錯層理

扒摟溝山2-3砂巖河道礫巖夾層平行層理塊狀層理塊狀層理五、上古生界沉積體系曲流河沉積體系

卡布其，山2

平涼二道溝山西組

河道砂體切入下部的泥巖平涼二道溝，山1曲流河沉積主要出現(xiàn)在盆地中北部及西南部的山西組和石盒子組。且大部分分布在辮狀河與三角洲平原的過渡部分。二元結構發(fā)育較好黑岱溝剖面河道泥炭沼澤五、上古生界沉積體系錦6井，扇三角洲平原混雜礫巖沉積

扇三角洲沉積體系

伊6井太原組扇三角洲微相及垂向相序特征扇三角洲平原主要由辮狀分流河道夾漫洪沉積構成，其中漫洪沉積中穿插填積了河道間、天然堤、決口扇、沼澤及扇面辮狀分流河道等沉積物

扇三角洲前緣主要發(fā)育在杭錦旗－伊金霍洛旗一帶，可以分為水下分流河道、分流間灣、河口壩、前緣席狀砂體等沉積微相五、上古生界沉積體系辮狀河三角洲沉積體系辮狀河三角洲平原榆40井盒8上榆49井盒8洲4井盒8段

鋪2井盒8段

巖性：厚層狀的含礫不等粒砂巖、粗砂巖沉積構造：底部具沖刷面，見泥礫、發(fā)育大中型板狀交錯層理，平行層理

曲線特征：箱形及鐘形曲線，或其多次疊加的箱形及鐘形

平涼二道溝盒8底部巨厚的分流河道砂體辮狀河三角洲沉積體系辮狀河三角洲前緣下石盒子組盒8段辮狀河三角洲沉積巖電特征圖巖性：含礫不等粒砂巖、粗砂巖，含少量細砂巖薄層沉積構造：由下至上依次為沖刷面、大中型槽狀交錯層理、板狀交錯層理及平行層理粒度概率：多為三段式，以滾動和跳躍總體為主曲線特征：箱形及鐘形曲線，或其多次疊加的圣誕樹狀鎮(zhèn)探1井盒8段水下分流河道粒度概率曲線特征蓮3井盒8砂巖為含礫粗砂巖成家莊剖面水下分流河道陜113盒8上水下分流河道含礫粗砂巖三角洲平原

三角洲平原亞相主要由分流河道微相、泥炭沼澤微相、河漫灘、天然堤微相、決口扇微相等組成。曲流河三角洲沉積體系

鎮(zhèn)探1井山西組三角洲沉積巖電特征圖榆24井山23三角洲平原沉積特征圖

平涼二道溝山12段，分流河道沉積特征

陜240井山1-1板狀交錯層理3188.7米三角洲前緣山西組三角洲前緣沉積巖電特征圖曲流河三角洲沉積體系

多期水下分流河道相互改造（成家莊剖面山1砂巖中）水下分流河道相互切割（成家莊剖面北岔溝砂巖）

三角洲前緣的骨架相砂體的碎屑粒度較細，向前緣的外緣延伸，粒度進一步變細，而泥質含量升高，砂體厚度/地層厚度比值降低。湖泊

濱淺湖沉積物主要由薄層的砂巖、粉砂巖與泥巖組成。砂巖分選磨圓較好，成分成熟度較高。泥巖常見撕裂碎片和干裂等。淺湖沉積物以泥巖、粉砂巖與細砂巖互層為特征，沉積物顏色變化大，紅色、灰綠色和灰色均可出現(xiàn)。常見水平層理、壓扁層理、透鏡狀層理、波狀層理和沙紋交錯層理以及對稱浪成波痕等。生物化石豐富，有魚類、瓣鰓類、葉肢介和介形蟲等，并見植物化石碎片。此外，蟲跡亦十分發(fā)育。淺湖沉積巖電特征圖鎮(zhèn)探1井，水平層理發(fā)育二、物源分析與

沉積相帶展布規(guī)律

二疊紀鄂爾多斯盆地處于華北克拉通盆地西北緣，華北板塊與西伯利亞板塊碰撞，蒙古洋消失，海西造山帶隆起與蒙古古陸拼接，北部物源供應充足，盆地北部砂體沉積范圍大。二疊紀鄂爾多斯沉積區(qū)南北古陸分布示意圖北秦嶺古陸秦嶺洋蒙古古陸鄂爾多斯沉積區(qū)西伯利亞板塊12345678

鄂爾多斯及鄰區(qū)石炭紀末構造略圖

鄂爾多斯及鄰區(qū)中二疊世末構造略圖（據周立發(fā)，2004）古水流及沉積物擴散方向太原組古流向本溪組古流向山西組古流向本溪太原山2下石盒子鄂爾多斯盆地晚古生代古構造經歷東西分異到南北分帶的演化過程，其山西、石盒子期的古沉積背景類似現(xiàn)今的恒河平原

晚石炭世，研究區(qū)在以拉張為主的區(qū)域構造背景條件下整體緩慢下沉，西緣地區(qū)早古生代末閉合的賀蘭裂谷發(fā)生縱張復活,形成再生坳拉槽不同時期不同的古地貌對物源也具有控制作用古地形恢復表明，從本溪至下石盒子時期，中東部地區(qū)從海陸交互相沉積體系演變?yōu)閮汝懞璩练e體系，古地形對沉積體系的展布起著重要的控制作用?！镂鞑课镌磸暮?期開始補給，石千峰以后逐漸變強◆平涼盒8期開始出現(xiàn)礫石夾層，具有邊緣相的特征◆北部賀蘭山、南部平涼地區(qū)石千峰期出現(xiàn)一套礫巖，礫巖自下而上變粗、變厚?！糁胁坑途揭粠г诙B系中晚期發(fā)育以酸性火山噴發(fā)為主的火山碎屑巖-溶巖系。平涼地區(qū)石千峰期紫紅色礫巖與紅色砂巖互層平涼二道溝盒8底部，含礫粗砂巖湖岸線海岸線三角洲平原三角洲前緣美國密西西比現(xiàn)代高建設性三角洲沉積模式圖引自菲斯克（1944）1、沉積體系與砂體展布鄂爾多斯晚古生代高建設性三角洲沉積模式圖（二）儲集層特征

鄂爾多斯盆地北部二疊紀屬河流－三角洲沉積，與美國密西西比現(xiàn)代高建設性河流－三角洲沉積相比，具有前緣砂體長、復合砂體寬、疊合砂層厚、沉積顆粒粗等特點。三角洲沉積體系由于受到古氣候變遷的影響,產生多期次、多層位的疊加，形成了大面積復合儲集體。盆地北部自東向西發(fā)育近南北向的米脂、靖邊、蘇里格、石咀山四個高建設性河流－三角洲沉積體系。砂體帶中主砂巖累計厚度60～90m，分布范圍約14×104km2。2、物性特征

鄂爾多斯盆地上古生界砂巖儲層以低孔低滲為主，局部發(fā)育相對高孔高滲儲層，孔隙度一般在4%～8%，滲透率在0.2×10-3μm2～2×10-3μm2。樣品數：6363塊樣品數：6363塊由山2向盒8層位抬高石英砂巖分布區(qū)由東向西遷移巖性組合分區(qū)：平面上與縱向上具有明顯分帶性。從山2到盒8，石英砂巖分布區(qū)由東向西遷移，相對高孔滲儲層分布區(qū)也隨之有規(guī)律的由西向東變化。3、巖石學特征以粒間孔、次生粒間溶蝕孔、晶間孔為主次生溶蝕孔包括1．粒間溶蝕孔2．格架顆粒內溶孔

3．粒間擴大溶蝕孔4．高嶺石、伊利石溶蝕孔4、孔隙類型（100口井資料）

針對長慶的低滲透特征，將上古生界砂巖儲層分為四類，其中Ⅰ、Ⅱ、ⅢA類儲層為主要儲集層，可以在目前工藝條件下獲得工業(yè)氣流。鄂爾多斯盆地上古生界砂巖儲層分類評價參數表5、儲層分類上古生界儲層測井分類標準適用地層：下石盒子組、山1、太原、本溪組砂巖適用地層：榆林區(qū)，子洲地區(qū)山2底石英砂巖上古生界儲層測井分類標準

綜合區(qū)域蓋層、主要烴源層和含氣層系的分布特點,可將盆地的生儲蓋劃歸三大成藏組合類型。每個組合的生儲蓋配置特點不同,成藏特征及資源潛力也不一樣。盆地上古生界成藏組合關系圖上古生界已發(fā)現(xiàn)儲量分布直方圖（三）成藏組合1、源內組合

太原組淺水三角洲—潮道砂巖、及山西組的河流三角洲砂體為主要儲集體，太原組灰?guī)r內部的溶孔和微裂縫為次要儲集體，儲層條件是氣藏形成的主要控制因素，儲層發(fā)育原生粒間孔。該成藏組合氣藏分布面積大，含氣飽和度高，勘探成功率高，是榆林、子洲氣田的主要成藏組合。陜211，2922.20m，山23粒間孔2、近源組合300μm蘇14，盒8，顆粒溶孔蘇里格氣田蘇1—蘇31盒8氣藏剖面圖

下石盒子組三角洲平原分流河道及前緣朵狀砂體為儲集體，為下生上儲式；儲層條件和下伏烴源巖層的生烴潛力是成藏的主要控制因素，儲層以次生溶孔為主，該組合是上古生界首要含氣組合,蘇里格、烏審旗氣田的主要成藏組合。3、遠源組合

屬次生氣藏，該組合為下生上儲式，離下部烴源巖距離較遠，天然氣運移分流作用明顯，氣藏內含氣飽和度較低，含水程度高，勘探風險大。氣源條件影響了成藏規(guī)模，氣藏多分布在盆地中東部及周邊構造活動帶,資源潛力相對較差。榆17井不同層位碳同位素組成模式（同源不同運移特點）

上古生界目前發(fā)現(xiàn)的大型氣藏均屬巖性圈閉。氣藏上傾部位巖性致密封堵，側向泥巖遮擋，上覆區(qū)域泥巖封蓋。氣層展布不受局部構造的控制,未見邊、底水，氣藏一般呈大面積復合連片，但豐度低。蘇里格氣田剖面圖區(qū)域封蓋層烴源巖氣層致密層泥巖巖性氣藏類型上古生界氣藏類型分布圖構造氣藏類型構造氣藏巖性氣藏（四）圈閉類型沉積相帶展布特征及巖相古地理格局本溪組太原組

早二疊世太原期：早期來自SE方向第二期大規(guī)模海侵，晚期海退

太原期早期來自SE方向的大規(guī)模海侵，以形成廟溝灰?guī)r的海侵范圍最大，華北陸表海向北達北緯38°，向西越過鄂爾多斯中央古隆起與西緣海水全面匯合，并統(tǒng)一于華北陸表海中。山西組底界砂巖（北岔溝砂巖）

太原組東大窯灰?guī)r太原組頂部泥巖段山西柳林成家莊

二、研究進展1.2二疊紀山23海相沉積分布范圍

山西鄉(xiāng)寧山2海灘沉積

山西鄉(xiāng)寧山2腕足類化石鄂爾多斯盆地下二疊統(tǒng)山西組山2段沉積相圖

鄂爾多斯盆地下二疊統(tǒng)山西組山1段沉積相圖

鄂爾多斯盆地中二疊統(tǒng)下石盒子組盒8段沉積相圖

鄂爾多斯盆地中二疊統(tǒng)下石盒子組盒7段沉積相圖蘇42井，盒8錦評1井，盒8段鄂爾多斯盆地中二疊統(tǒng)下石盒子組盒6段沉積相圖

鄂爾多斯盆地中二疊統(tǒng)下石盒子組盒5段沉積相圖鄂爾多斯盆地中二疊統(tǒng)上石盒子組沉積相圖

鄂爾多斯盆地上二疊統(tǒng)石千峰組沉積相圖

本溪組太原組山西組石盒子組石千峰組

主要發(fā)育在本溪組和太二段，其沉積模式和沉積特征瀉湖-障壁-潮坪相沉積模式該體系以早二疊世太一段為代表，以灰?guī)r沉積為主潮坪-障壁-潮下（淺海陸棚）相沉積模式鄂爾多斯盆地太原組沉積模式圖鄂爾多斯西緣太原組障壁海岸沉積模式圖

由于潮汐將潮坪沉積物中的砂沖到海岸附近堆積，使灘砂不斷擴大加厚起障壁作用，西部在惠安堡、環(huán)縣及鎮(zhèn)原一帶形成多個規(guī)模較大的狹長障壁島帶，瀉湖是在潮坪的基礎上發(fā)展起來的，由于沿岸線潮汐的作用，將潮坪沉積物中的砂沖到海岸附近堆積，使潮灘砂不斷擴大加厚而起到障壁作用，海水循環(huán)受障壁阻隔，在灘后形成半封閉的瀉湖環(huán)境。山西組聚煤模式

在低位體系域沉積期，小的可容納空間變化速率所產生的空間在垂向上被沉積物完全充填。泥炭沼澤在水平方向上延伸，形成連續(xù)的煤層，向上煤質變差，灰份升高(由底部的濕潤變?yōu)轫敳康母珊?。這與許多煤層中觀察到的實際情況是相符的。因此，這個階段形成煤層的厚度和連續(xù)性中等。（一）氣源特征上古生界天然氣成因δ13C1-δ13C2-δ13C3分類圖版

上古生界不同地區(qū)60余個氣樣數據點大多落在Ⅰ類煤成氣區(qū)域，部分樣品在Ⅰ類與Ⅱ類之間。天然氣的成因類型主要屬煤成氣，局部有油型氣混入。859095100-50-45-40-35-30-25-20

13C1(‰)C1(%)蘇里格烏審旗靖邊榆林米脂伊盟隆起成熟度或運移距離增加859095100-50-45-40-35-30-25-20

13C1(‰)C1(%)石千峰+上石盒下石盒組山西組太原組本溪組成熟度或運移距離增加不同含氣層系和各氣田之間天然氣組成無明顯差別，成因相似上古生界不同地區(qū)天然氣δ13C1-C1（%）關系圖

上古生界不同層系天然氣δ13C1-C1（%）關系圖

氣源巖主要分布在石炭-二疊系，煤和暗色泥巖均表現(xiàn)為西部最厚、東部次之、中部薄而穩(wěn)定。有機質成熟度在盆地北部多處于高成熟階段，Ro（%）為1.3～2.0；盆地南部廣大地區(qū)，處于過成熟干氣帶，Ro（%）值普遍大于2.0。鄂爾多斯盆地上古生界煤巖厚度圖鄂爾多斯盆地上古生界暗色泥巖厚度圖

與中國大中型氣田形成的生烴強度相比，鄂爾多斯盆地上古生界沒有明顯的生氣中心，表現(xiàn)為廣覆式生烴特征。上古生界生烴強度大于20×108m3／km2的區(qū)塊面積為13.8×104km2，占現(xiàn)今盆地總面積的55.2％。生烴強度大于12×108m3／km2的區(qū)塊占盆地總面積的71.6％。

1.壓實、壓溶作用是儲層孔隙空間減少的重要作用；

2.自生石英膠結堵塞了部分孔隙喉道；

3.自生粘土礦物的膠結作用大大降低了儲集層的孔隙空間；

4.溶解作用（溶蝕作用）有效地改善了儲集層物性。儲層物性的影響因素

成巖作用研究難點及存在問題河流沉積模式決定了儲層分布的復雜性儲集砂體縱向上多期疊置、橫向上復合連片，但含氣砂體規(guī)模小，有效儲層厚度變化大、平面分布復雜、非均質性嚴重、橫向連續(xù)性差。成巖作用控制儲層發(fā)育質量原生粒間孔在長期壓實作用下喪失殆盡，溶蝕孔隙成為主要的儲集空間，因此找到砂體并不代表找到了有效儲層。儲層物性特征較差，儲集性能南部好與北部，東部好于西部與鄰區(qū)塊相比，石英含量偏低，巖屑含量偏高，尤其火山噴出巖屑。石英含量低，巖屑含量高，巖石骨架易遭受壓實，使儲層致密化。儲層巖石學特征

砂巖碎屑組分

儲層巖石學特征

砂巖碎屑組分

巖屑中以變質巖巖屑含量最高，主要包括板巖、片巖、千枚巖和石英巖及少量變質砂巖。其次為燧石和火成巖巖屑，沉積巖巖屑含量較低，此外，還有少量的云母。

火成巖巖屑變質巖巖屑沉積巖巖屑云母綠泥石燧石山213.4221.982.182.440.52.8山225.6520.51.982.0503.02山236.437.080.460.9802.42儲層巖石學特征

砂巖填隙物特征

填隙物組分總體含量不高，但變化較大，最高含量為41.5％，最低含量為5％，平均為17.83％，其中膠結物含量遠遠大于雜基。雜基為泥鐵質，山23的膠結物主要為硅質、高嶺石、伊利石、方解石、鐵白云石和菱鐵礦等，山22中伊利石為最主要的膠結物，山21較多的則為網狀黏土、綠泥石和伊利石。儲層物性的影響因素

沉積作用1．三角洲平原和前緣分流河道和水下分流河道砂體發(fā)育，控制了儲集砂體展布并控制了儲集砂體的孔隙度和滲透率的變化。

沉積作用是影響儲層儲集性能的地質基礎，決定了沉積相帶、砂體的展布以及巖石的成分和微觀結構。2．石英砂巖分布區(qū)儲層物性條件好儲層物性的影響因素

沉積作用2．石英砂巖分布區(qū)儲層物性條件好儲層類別劃分與評價

儲層分類（據李文厚，2000）

Ⅰ類儲層Ⅱ類儲層Ⅲ類儲層Ⅳ類儲層孔隙度（％）>64~62~4<2滲透率（×10-μm2）>0.50.1～0.50.05～0.1<0.05門檻壓力（MPa）<0.010.01~0.50.5~1>1最大孔喉半徑(μm）>10010~1001~10>1毛管壓力曲線類型Ⅰ類Ⅰ類、Ⅱ類Ⅲ類或Ⅳ類Ⅴ類孔隙組合類型殘余粒間孔、溶孔、粒間孔－溶孔及溶孔－微孔型復合型、微孔型及粒間孔－溶孔、粒間孔－微孔型溶孔-晶間孔粒間孔-微孔微孔平均孔徑（μm）>7010~7010~0.5<0.5巖性特征粗粒石英石英,含礫粗粒巖屑石英石英,填隙物含量低以中粗粒巖屑石英砂巖和巖屑砂巖為主，填隙物含量中等以中細粒巖屑砂巖為主，填隙物含量高，以泥質，鈣質為主。以細粒巖屑砂巖為主，填隙物含量高，以泥質，鈣質為主。砂體類型水下分流河道水下分流河道水下分流河道及席狀砂水下分流河道間儲層類型孔隙型孔隙型孔隙型非儲集層綜合評價好較好中等差認識四：蘇里格地區(qū)石英砂巖大面積分布，是勘探大型巖性氣藏的重要領域鄂爾多斯盆地石盒子組盒8期沉積模式圖蘇里格地區(qū)石盒子組盒8期沉積相圖蘇里格地區(qū)盒8儲層孔隙類型分布圖蘇里格地區(qū)盒8儲層壓汞曲線特征圖

儲層研究及微觀特征分析表明，蘇里格地區(qū)砂巖儲集空間以巖屑溶孔、長石溶孔等次生孔隙為主，平均孔隙度7.8%、滲透率0.48×10-3μm2。召10井，盒8，3090.03m1、三角洲砂體發(fā)育認識五：盆地中部山西組山2發(fā)育海相石英砂巖，勘探潛力較大區(qū)域沉積背景分析表明，山西組沉積早期，鄂爾多斯地區(qū)為陸表海向陸相過渡轉折期，海水向盆地東南部退出，主要發(fā)育海相三角洲沉積。剝蝕區(qū)鄂爾多斯盆地北部山23沉積相圖2、中粗粒石英砂巖儲層大面積分布，

儲集條件優(yōu)越由于波浪的反復淘洗，石英顆粒含量進一步提高，在盆地中部地區(qū)形成大面積分布的石英砂巖儲層，具有砂體規(guī)模大、橫向連片性好等特點；山23石英砂巖粒間孔發(fā)育，物性較好，孔隙度一般8%，滲透率（2～10）×10-3μm2。鄂爾多斯盆地北部山23石英砂巖分布圖陸表海沖積平原三角洲平原三角洲前緣近幾年，在盆地中部山23石英砂巖儲層勘探獲得重大突破，發(fā)現(xiàn)了榆林和子洲兩個千億方大氣田；塔灣-高橋地區(qū)山23砂體與榆林、子洲砂體同期形成，砂體展布形態(tài)及規(guī)模相近，成藏條件有利，勘探潛力大。3、塔灣-高橋山23石英砂巖是下一步天然氣勘探的有利目標

鄂爾多斯盆地北部山23砂巖分布圖塔灣-高橋榆林氣田子洲氣田區(qū)域沉積背景分析表明，太原組沉積期，盆地東部為海相沉積環(huán)境；陸表海背景下發(fā)育陸表海-淺水三角洲沉積體系，具有水體較淺、砂體分布面積大等沉積特點。認識六：盆地東部太原期發(fā)育淺水三角洲沉積體系，天然氣成藏條件優(yōu)越1、發(fā)育海相淺水三角洲沉積體系期注:據煤碳系統(tǒng)資料華北地區(qū)晚古生代太原組海域分布圖2、砂體分布穩(wěn)定，發(fā)育中粗粒巖屑-石英砂巖三角洲前緣儲集砂體呈南北向展布，砂體寬20km～30km，厚度5m～20m，分布穩(wěn)定；以中粗粒巖屑-石英砂巖為主，局部為石英砂巖，顆粒溶孔及雜基微孔發(fā)育，見少量粒間孔；物性較好，孔隙度一般6%～10%，滲透率（0.4～10)×10-3μm2。神15井，1954.84m，巖屑砂巖，太原組300μmN=714N=696K（10-3μm2)3、成藏條件優(yōu)越300μm

砂巖（淺水陸棚相、障壁海岸和淺水三角洲相）儲集層與烴源巖互層，形成了自生自儲式源內成藏，具備形成大規(guī)模巖性氣藏的優(yōu)越條件。盆地東部太原組氣藏成藏模式圖太原組本溪組山西組陜201榆24雙4府4氣層致密層烴源巖烴源巖NE鄂爾多斯盆地東部盒8及太原組儲層埋藏史－成巖序列－孔隙演化史圖

盒8儲層沉積后，由于大氣淡水的淋濾作用，形成了高嶺石晶間孔，屬于早成巖階段的產物，而早成巖晚期－晚成巖早期僅形成極少量的溶孔；太原組儲層在晚侏羅世－早白堊世（早成巖晚期－晚成巖早期），由于烴源巖有機質排出的有機酸濃度達到最大，因而在此時不穩(wěn)定組分溶蝕形成大量的溶孔。不同粒度的巖性其儲層物性存在明顯差別，砂礫巖、粗砂巖儲層物性明顯好于中砂巖。樣品數145塊樣品數2045塊樣品數2055塊（三)儲層非均質性強

不同類型的巖性其儲層物性存在明顯差別，石英砂巖儲層物性明顯好于巖屑石英砂巖和巖屑砂巖。

不同粒度、不同類型儲集巖可以具有相同的孔隙度，但由于孔隙結構不同，滲透率可以達到數個級差。從巖性與物性的關系可見：高效儲層主要為中粗粒石英砂巖1、高效儲層主要為中粗粒石英砂巖2、高