蘇里格東部馬儲(chǔ)層特征及成藏控制因素*

朱廣社，趙俊興，邵曉巖，李鳳杰，季明明

1.成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院，四川 成都 610059 2.中國石油長慶油田分公司第三采油廠，寧夏 銀川 750006 3.“油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程”國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室·成都理工大學(xué)，四川 成都 610059

朱廣社1，2，趙俊興1，3，邵曉巖2，李鳳杰1，季明明1

1.成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院，四川 成都 610059 2.中國石油長慶油田分公司第三采油廠，寧夏 銀川 750006 3.“油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程”國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室·成都理工大學(xué)，四川 成都 610059

近年來，作為鄂爾多斯盆地油氣勘探新層段，奧陶系馬家溝組馬亞段取得了天然氣勘探的突破。在鉆井巖芯觀察、測井分析、薄片鑒定、物性分析等基礎(chǔ)上，結(jié)合生產(chǎn)資料，系統(tǒng)研究了蘇里格地區(qū)東部馬亞段碳酸鹽巖儲(chǔ)層特征，分析了成藏控制因素。認(rèn)為蘇里格東部地區(qū)馬亞段主要儲(chǔ)層為白云巖型巖性氣藏，氣藏與白云巖之間對應(yīng)關(guān)系好，晶間孔是最主要的儲(chǔ)集空間類型，其中，中晶白云巖、細(xì)晶白云巖和粉晶白云巖的儲(chǔ)層物性最好；沉積微相為儲(chǔ)層的發(fā)育提供物質(zhì)基礎(chǔ)，白云巖控制了有效儲(chǔ)層的分布，中—后期埋藏階段的成巖作用對儲(chǔ)層發(fā)育和成藏最為有利，鼻狀構(gòu)造對成藏有一定的影響，古巖溶作用對馬亞段儲(chǔ)層的影響不大。

蘇里格東部；馬家溝組；馬亞段；儲(chǔ)層特征；控制因素

Zhu Guangshe,Zhao Junxing,Shao Xiaoyan,et al．Reservoir Characteristics and Controlling Factors of MSub-member of Majiagou Formation in the East of Sulige Area[J]．Journal of Southwest Petroleum University：Science&Technology Edition，2014，36（3）：45–53．

引言

世界上的油氣資源和生產(chǎn)資料表明，碳酸鹽巖油氣儲(chǔ)量和產(chǎn)量占到了50%。目前，碳酸鹽巖油氣儲(chǔ)集層在中國雖有大量發(fā)現(xiàn)，但是所獲得的碳酸鹽巖油氣儲(chǔ)量和產(chǎn)量遠(yuǎn)低于其他的一些國家，因此，尋找碳酸鹽巖油氣田已經(jīng)成為未來油氣勘探的重點(diǎn)。鄂爾多斯盆地是中國第二大沉積盆地，該盆地的古生界蘊(yùn)藏有十分豐富的天然氣資源[1]。本文所研究的蘇里格地區(qū)位于盆地的西北部的內(nèi)蒙古和陜西交接地帶（圖1），在區(qū)域構(gòu)造上屬鄂爾多斯盆地的伊陜斜坡北部地區(qū)[2-3]。依據(jù)盆地的古生物特征、沉積旋回和區(qū)域性標(biāo)志層，前人將馬家溝組從下往上劃分出了馬一～馬六等6個(gè)層段[4-9]。

圖1 鄂爾多斯盆地單元?jiǎng)澐旨把芯繀^(qū)位置圖Fig.1 Tectonic division and location of the study area in Ordos Basin

隨著蘇里格氣田近年來勘探與開發(fā)進(jìn)程的加快，在位于蘇里格氣田東區(qū)的下古生界天然氣勘探取得了重大成果[10]。由于目前所發(fā)現(xiàn)的主要含氣層位是馬五段的上部（馬）碳酸鹽巖風(fēng)化殼儲(chǔ)層（古巖溶），盆地相關(guān)方面的研究成果較多[2-17]。但隨著盆地氣田的勘探與開發(fā)，作為中組合的馬亞段越來越引起重視，并且取得了油氣勘探的突破[18-19]，但研究區(qū)馬亞段的儲(chǔ)層特征研究尚在起步階段。在前人有關(guān)馬五段儲(chǔ)層研究成果的基礎(chǔ)上，以顯微圖像分析、巖石薄片鑒定、物性測試分析以及測井資料等手段基礎(chǔ)上，結(jié)合相關(guān)生產(chǎn)資料來對蘇里格氣田東部地區(qū)馬亞段開展儲(chǔ)層特征研究，并探討成藏控制因素，為今后盆地中組合馬亞段的天然氣勘探與開發(fā)等提供參考。

1 儲(chǔ)層巖石學(xué)特征

1.1 儲(chǔ)層巖石類型

1.2 填隙物特征

圖2 蘇里格東部地區(qū)馬亞段主要巖石類型與儲(chǔ)集空間圖版Fig.2 The main rock types and reservoir space chart of Msub-member of Majiagou Formation in the east of Sulige Area

表1 研究區(qū)巖石中主要填隙物類型及含量統(tǒng)計(jì)表Tab.1 The main filler type and contents of rocks in study area

2 孔隙特征

2.1 孔隙類型

在蘇里格東部地區(qū)的鉆井巖芯觀察、掃描電鏡、薄片鑒定等分析基礎(chǔ)上，按照成因可將馬亞段儲(chǔ)層的孔隙類型分為原生孔隙和次生孔隙兩種（表2），裂縫在區(qū)內(nèi)少見。根據(jù)鉆井巖芯和鑄體薄片資料，蘇里格東部馬亞段中儲(chǔ)層的儲(chǔ)集空間形式多樣，這是在不同成巖期形成的結(jié)果。從表現(xiàn)形式上看，這里既有原生（準(zhǔn)同生）期形成的孔隙，又有表生期和埋藏期形成的孔隙，同時(shí)還有少量后生階段形成的構(gòu)造裂隙。事實(shí)上，在同一塊巖芯上或者是在同一個(gè)顯微薄片里，往往可以看到兩種以上的不同成巖期形成的孔、縫類型，或者不同儲(chǔ)層類型的孔、縫疊加。其中原生孔隙主要有鳥眼孔隙，但其出現(xiàn)幾率也較有限。在次生孔隙中以晶間孔（圖2b～2d）與溶蝕孔（圖2h，2i）、溶蝕縫（圖2f）出現(xiàn)的比率較高，為區(qū)內(nèi)馬家溝組馬亞段中的主要儲(chǔ)集空間，有少量構(gòu)造裂縫出現(xiàn)在樣品中。

表2 研究區(qū)馬亞段主要儲(chǔ)集空間類型特征表Tab.2 The characteristics chart of the main reservoir space types of Msub-member in study area

表2 研究區(qū)馬亞段主要儲(chǔ)集空間類型特征表Tab.2 The characteristics chart of the main reservoir space types of Msub-member in study area

成因類型_孔隙類型_____________巖性特征及成因________________________________________________________________ _____孔徑大小_孔隙形態(tài)_充填物質(zhì)_充填程度 面孔率/%原生孔隙 鳥眼孔隙以微晶白云巖為主，主要由干化收縮的孔隙以及腐爛的氣___________________________________________________________________________ _________________泡形成0.8～2.5 mm 多為圓型方解石、石膏、白云石___________________________多為半充填晶間孔微晶、細(xì)晶白云巖，與白云巖化作用有關(guān)，包括部分晶間溶___________________________________________________________________________ _______蝕作用5～25μm 多面體或四面體 泥質(zhì)一般未充填或少量充填泥質(zhì)_________________ 1.0～20.0溶蝕孔次生孔隙__________在白云巖及灰云巖、灰?guī)r中常見，主要是由于淡水巖溶作用以及埋藏溶蝕作用為主______ 50到200μm的溶孔，1～3 mm的溶孔較常見不規(guī)則形狀及圓形方解石、石膏、石英等未充填—全充填 1.8～15.0 _張開縫___構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成_________________________________________________________________________的產(chǎn)物收縮縫 沉積期后巖石脫水形成的排泄裂隙系統(tǒng)產(chǎn)生的微裂縫______________________________________________________________溶蝕縫 對一些縫合線、構(gòu)造裂縫沿層理方向的選擇性溶蝕而成______________________________________________________________

圖3 鉆井巖芯中孔隙類型及面孔率Fig.3 Pore types and faces rate of the drilling cores

2.3 孔隙結(jié)構(gòu)特征

孔隙結(jié)構(gòu)是指巖石孔隙和喉道的幾何形狀、大小、分布特征及其相互連通關(guān)系，由于它能較好地表征儲(chǔ)層的儲(chǔ)、滲能力、流體分布、油氣產(chǎn)層的產(chǎn)能、油水在油層中的運(yùn)動(dòng)、水驅(qū)油效率及原油采收率的大小等特征而成為儲(chǔ)層研究的內(nèi)容[20]。

儲(chǔ)層的排驅(qū)壓力在0.244 0～11.581 4 MPa，平均3.2633MPa；中值壓力1.6004～118.5517MPa，平均為57.512 0 MPa；退汞效率10.674 2%～37.697 9%，平均 27.827 4%，退汞效率較低；分選系數(shù)為1.493 4～2.749 0，平均為 2.244 0，主要集中在1.000 0～2.000 0。在各種巖石類型中，細(xì)—中晶白云巖的壓汞特征最好，粉晶白云巖次之，再者為微晶白云巖，微晶灰?guī)r最差。

3 儲(chǔ)層物性特征

表3 不同巖性儲(chǔ)層物性特征統(tǒng)計(jì)表Tab.3 The physical characteristics tables of different lithologic reservoir

4 氣藏控制因素

4.1 白云巖控制了有效儲(chǔ)層的分布

前面已經(jīng)提到，白云巖是該地區(qū)最為主要和現(xiàn)實(shí)的儲(chǔ)層，白云巖的分布決定了氣層的分布，白云巖的厚度及其分布表明了與氣藏關(guān)系十分密切，氣藏與白云巖的厚度和分布之間存在有很好的對應(yīng)關(guān)系，即蘇里格東部地區(qū)馬亞段氣藏分布于白云巖發(fā)育地區(qū)（圖4）。研究區(qū)內(nèi)白云巖分布呈透鏡狀，主要集中分布于北部的蘇東39井區(qū)和桃33井區(qū)一帶，其展布方向呈北東—南西向，白云巖厚度0～28.7 m，最厚發(fā)育在蘇東39–59A井；其次是在南部的蘇東43–50井—蘇東44–49井一帶，白云巖厚度最厚發(fā)育在蘇東43–51井，可達(dá)23.0 m。馬亞段的有效儲(chǔ)層主要受粉—中晶白云巖控制，平面上呈串珠狀分布，反映出有效儲(chǔ)層橫向變化快、規(guī)模小的特點(diǎn)。

總之，白云巖的分布面積和厚度對氣藏具有重要的控制作用，是氣藏分布的主控因素。

圖4 蘇東39–61井區(qū)馬亞段白云巖厚度分布與氣藏分布關(guān)系Fig.4 Relationship between dolomite thickness and the distribution of gas reservoirs of MSub-member of Sudong 39–61 Well area

4.2 沉積相控制了基礎(chǔ)巖性分布

從各時(shí)期的沉積相與氣藏勘探成果的疊加關(guān)系可以看出，氣藏主要分布在粒屑灘為主的沉積微相區(qū)，這些粒屑灘內(nèi)不同程度的發(fā)育多種類型的顆粒，增加了灰?guī)r中的原始孔隙度，使得在埋藏過程流體易于進(jìn)入其中，封閉地層中保存的高鹽度的孔隙水進(jìn)入使其發(fā)生白云巖化，形成殘余粒屑白云巖。另外，云灰坪的沉積微相中形成的準(zhǔn)同生期微晶白云巖，由于后期埋藏交代重結(jié)晶而形成顆粒較大的晶粒白云巖，為最終成為優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的晶粒白云巖提供了主要物質(zhì)基礎(chǔ)。

4.3 成巖作用決定后期改造程度

（1）早成巖期，潮上帶的沉積物周期性暴露，與大氣淡水接觸，從而發(fā)生了早期大氣淡水溶解作用，使部分石膏晶體或結(jié)核溶解形成溶?？缀腿芪g孔洞，部分灰?guī)r和白云巖中也可以形成少量溶蝕孔縫，同時(shí)發(fā)生了大氣淡水環(huán)境下的充填作用，使溶蝕孔洞被粉晶方解石或白云石部分充填。

（2）淺埋藏成巖期，潮間和潮下沉積環(huán)境形成的灰?guī)r發(fā)生埋藏白云石化，形成細(xì)—中晶白云巖，存在大量的晶間孔。

（3）表生成巖期，研究區(qū)抬升暴露于地表，受地表水影響，發(fā)育淡水溶蝕和充填作用，形成溶孔、溶縫，巖溶角礫巖、淡水方解石和石英的充填，并發(fā)生去膏化和去云化作用，形成石膏假晶和次生灰?guī)r。

（4）后埋藏成巖期，上覆煤系地層的酸性地層水由于壓實(shí)作用沿著各種各樣的渠道進(jìn)入下伏的奧陶系碳酸鹽巖地層，致使產(chǎn)生了不同程度的酸性流體的溶解作用，從而將前期已經(jīng)形成的各種孔洞擴(kuò)大化，主要表現(xiàn)為在顆粒邊緣發(fā)生溶蝕；同時(shí)在表生成巖期，在淡水淋慮基礎(chǔ)上發(fā)育了各種溶蝕作用，尤其是溶蝕縫的形成使得局部地方孔洞被連通；后期在持續(xù)的埋深條件下，由于強(qiáng)烈的壓溶和重結(jié)晶作用使馬亞段的巖石發(fā)生致密化，孔隙度迅速降低。同時(shí)由于多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)而形成的裂縫，則對提高儲(chǔ)層巖石的孔隙度和滲透率（尤其是滲透率）起到一定的積極作用。

4.4 古地貌對成藏控制不明顯

研究區(qū)處于伊陜斜坡北端，緊鄰盆地中央古隆起的核部東側(cè)，受加里東運(yùn)動(dòng)抬升暴露剝蝕時(shí)呈現(xiàn)巖溶高地—巖溶斜坡地帶，后期上覆太原組、本溪組煤系地層為區(qū)內(nèi)提供了最主要的源巖，形成了上生下儲(chǔ)的有利生儲(chǔ)蓋組合。這種地貌、巖性及成藏組合對于鄂爾多斯盆地下古生界天然氣富集起到了十分重要作用。尤其是馬以上地層，古巖溶地貌對這種儲(chǔ)層控制更為明顯。

然而，鉆井揭示，亞段地層較深，保存完整，沒有遭受后期剝蝕而形成各種古殘丘、古溝槽等巖溶地貌單元。相對上部地層而言，該區(qū)的巖溶作用較弱，僅在蘇東39–62C1下部有2 m的巖溶角礫巖，而且溶蝕孔不發(fā)育，因此不能像馬段一樣對暴露的古殘丘進(jìn)行溶蝕作用，從而形成大量的膏?？缀腿芪g孔。同時(shí)，薄片鑒定結(jié)果發(fā)現(xiàn)，鮞粒白云巖作為角礫存在巖溶角礫巖中，而且孔隙度較高，表明于巖溶作用之前鮞?；?guī)r就已經(jīng)發(fā)生白云巖。

4.5 鼻狀構(gòu)造對氣藏有一定的影響

這些鼻狀構(gòu)造總體上向西南方向傾斜，形態(tài)較規(guī)則，并呈鼻隆與鼻凹交替出現(xiàn)。結(jié)合鉆井和生產(chǎn)資料，通過對下古鉆井氣藏及其發(fā)育位置的統(tǒng)計(jì)分析，在鼻隆和鼻翼部位含氣井占總含氣井的75%，而鼻凹部位含氣井占總含氣井的25%，因此，從“鼻翼”到“鼻隆”位置為有利氣藏發(fā)育地帶。

圖5 蘇東39–61井區(qū)馬亞段頂面構(gòu)造與氣藏分布的關(guān)系圖Fig.5 The relationship between the top surface structure and distribution of gas reservoirs diagram of MSub-member of Sudong 39–61 Well Area

圖6 召6井—蘇東39–62C1井馬亞段氣藏剖面圖Fig.6 The gas reservoir profile of Zhao6—Sudong39–62C1 well reservoir profile of MSub-member

5 結(jié) 論

（3）儲(chǔ)層物性資料分析表明，孔隙度一般分布在0.65%～9.48%，滲透率一般為0.546～1.800 mD。中晶白云巖、細(xì)晶白云巖和粉晶白云巖的儲(chǔ)層物性最好，其次為灰質(zhì)白云巖，微晶云質(zhì)灰?guī)r和微晶灰?guī)r基本不具備成為儲(chǔ)層的能力。

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編輯：杜增利

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Reservoir Characteristics and Controlling Factors of MSub-member of Majiagou Formation in the East of Sulige Area

Zhu Guangshe1，2,Zhao Junxing1，3,Shao Xiaoyan2,Li Fengjie1,Ji Mingming1
1.Institute of Sedimentary Geology，Chengdu University of Technology，Chengdu，Sichuan 610059，China 2.No.3 Oil Production Plant，Changqing Oilfield Company，CNPC，Yinchuan，Ningxia 750006，China 3.State Key Laboratory for Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation，Chengdu University of Technology，Chengdu，Sichuan 610059，China

As the new member of oil-gas exploration，breakthrough in oil-gas exploration has been made in resent years at MSub-member of Majiagou Formation in Ordovician.On the basis of the survey of core of well drilling，analysis of well logging，identification of lamela，analysis of physical characteristics，the article studied the reservoir characteristics and analyzed the controlling factors of reservoir in MSub-member of Majiagou Formation in the east of Sulige Area.It suggested that the main reservoir is a dolomite gas pool in MSub-member in the east of Sulige Area and there is fine corresponding relationship between the gas pool and dolomite.The intercrystalline pore is the main type of reservoir space.Among all kinds of rocks，the medium crystalline dolomite，fine crystalline dolomite and powder crystalline dolomite have the best physical characteristics of reservoir.The sedimentary microfacies mainly provided the material basis for the development of reservoir and the dolomite controlled the distribution of effective reservoir.Besides，the diagenesis of buried period in the middle and later period is the most beneficial to the reservoir development.Meanwhile，nose structure has certain influence on the gas pool，while paleokarst takes little effect on reservoir in MSub-member.

easten Sulige；Majiagou Formation；MSub-member；reservoir characteristics；controlling factors

http：//www.cnki.net/kcms/doi/10.11885/j.issn.1674-5086.2013.12.19.02.html

朱廣社，1973年生，男，漢族，甘肅鎮(zhèn)原人，高級工程師，博士研究生，主要從事油氣田開發(fā)綜合研究及管理工作。E-mail：89596537@qq.com

趙俊興，1972年生，男，漢族，陜西白水人，教授，博士，主要從事沉積學(xué)、古地理及含油氣盆地分析方面的研究。E-mail：Zhaojx@cdut.edu.cn

邵曉巖，1978年生，男，漢族，寧夏中寧人，工程師，博士研究生，主要從事油田開發(fā)工程研究工作。E-mail：sxygrand@163.com

李鳳杰，1972年生，男，漢族，山東沂水人，副教授，博士，主要從事沉積學(xué)和地層學(xué)研究。E-mail：lingfengjie72@163.com

季明明，1987年生，男，漢族，內(nèi)蒙古呼倫貝爾人，碩士研究生，主要從事沉積巖石學(xué)及巖相古地理方面的研究。E-mail：627142134@qq.com

10.11885/j.issn.1674-5086.2013.12.19.02

1674-5086（2014）03-0045-09

TE132

A

2013–12–19 < class="emphasis_bold">網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間：

時(shí)間：2014–05–27

中國地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目（1212011220759）。