鄂爾多斯盆地西緣奧陶系儲層特征與分布

張玉璽，郭甲世，李小影，施淳元，葉聰聰 (長江大學地球科學學院，湖北 荊州 434023)

鄂爾多斯盆地西緣奧陶系儲層特征與分布

張玉璽，郭甲世，李小影，施淳元，葉聰聰 (長江大學地球科學學院，湖北 荊州 434023)

鄂爾多斯盆地西緣奧陶系地層為穩定的淺海環境沉積，地層發育齊全，沉積厚度大，是勘探程度相對較低的有利勘探區。通過薄片觀察和巖心物性分析，對鄂爾多斯盆地西緣奧陶系儲層特征與分布進行了分析和研究。研究結果表明，鄂爾多斯盆地西緣奧陶系儲層地層巖性主要是灰巖和白云巖；儲層儲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、鑄模孔等；物性分析顯示儲層物性較好；在縱向上儲層主要發育層段為桌子山組和克里摩里組。

鄂爾多斯盆地；奧陶系；儲層；巖性；物性；孔隙類型

鄂爾多斯盆地是我國重要的能源礦產富集基地，目前盆地南部已發現中生界油田28個, 北部上古生界氣田9個, 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，鄂爾多斯盆地西緣發育有多套儲層，其沉積巖厚，生儲油巖好，圈閉類型多[2]，構造帶的主要形式是逆沖推覆構造，是最有利的勘探地區之一。因此，對該區優質儲層尋找和評價工作就顯得尤為重要和緊迫。

1 地質背景

鄂爾多斯盆地西緣地理位置上北起內蒙磴口，向南經寧夏銀川、甘肅平涼，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600km，東西寬50～100km，面積約5×104km2，地跨陜西、甘肅、寧夏、內蒙古4省區。鄂爾多斯盆地屬穩定的克拉通殘留盆地，盆地基底由太古界和早元古界結晶巖系組成。研究區在奧陶紀為陸表海發展階段，以碳酸鹽巖為主的淺海碳酸鹽巖沉積。該區地層發育比較齊全，且厚度大，除上白堊統和始新統缺少外，自太古界至第四系幾乎均有出露。研究區包括西緣沖斷構造帶和天環向斜2個次級構造單元以及部分伊陜斜坡。

2 研究區地層格架

鄂爾多斯盆地的奧陶系地層總體上以相對穩定的淺海沉積為特征。但在不同的地區與不同的時代，地層發育與沉積特點仍然有所不同。西緣奧陶系地層包括中奧陶統三道坎組、桌子山組、克里摩里組，上奧陶統烏拉力克組、拉什仲組、公烏素組、蛇山組。

3 儲層巖石學特征及孔隙類型

3.1巖石學特征

研究區奧陶系的儲層以碳酸鹽巖為主，石灰巖類以泥晶灰巖、顆粒灰巖及藻團塊灰巖為主，白云巖類儲層則以粉-細晶結構的白云類巖為主，特征及孔隙度相對較為發育。這類白云巖中多具有殘余顆粒結構及隱藻成因的藻層結構等。

3.2孔隙類型

該區奧陶系碳酸鹽巖儲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10%～15%，部分晶間孔常被泥質及細粒碳酸鹽充填。

2)晶間溶孔 由晶間孔、晶間微孔經溶蝕擴大而成。孔隙形態不規則，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。孔徑8mm以下為溶孔，大于8mm為溶洞，形態有圓、橢圓及不規則狀，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20%～30%，但被方解石充填嚴重。

4)鑄模孔 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，形態有長方形、近正方形或三角形和不規則形，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模孔一般為0.1～0.5mm。

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

圖1 儲層主要孔隙類型

4 儲層物性特征

根據儲集巖成因不同，將研究區儲層分為3種類型：晶間孔型、晶間孔-溶孔型和裂隙孔洞型。

4.1晶間孔型儲層

這類儲層主要的儲集空間為粉-細晶白云巖。此類儲層通過24個分析樣品的統計，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,這種儲層的儲集空間主要由小的裂隙來連通，在裂隙發育處，巖心滲透率可達到1.89×10-3μm2。該類儲層的孔喉直徑一般小于45μm，小于30μm的晶間孔數目占孔隙總數的90%，而所占的孔隙面積不足45%，這種儲集體具有低面孔率，中等分選、小孔徑等特征。

4.2晶間孔-溶孔型儲層

此類儲層的主要儲集空間為溶孔、溶洞和晶間溶孔，此類儲層取巖心樣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，說明這種儲層的非均質性相當顯著。晶間孔-溶孔型儲層面孔率高，平均孔隙度大，分選中等。另外，由于鑄體片只是微觀現象，它一般不能大于8mm的溶孔和溶洞，溶孔、溶洞占據著孔隙空間的主要部分。這種儲層具有粗喉粗孔型儲層的儲集性能和空隙結構特征。

4.3裂隙-孔洞型儲層

裂隙-孔洞型儲層的儲集空間由大量發育的殘余構造縫組成。裂隙-孔洞型儲層具有很強的非組構選擇性。此類儲層的主要孔隙類型是構造縫、成巖縫、溶縫等，28個此類巖心樣分析結果如下：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 儲層主要發育層段

5.1桌子山組發育白云巖儲集體

桌子山組沉積期發育臺地邊緣顆粒灘相灰巖沉積。顆粒灘相灰巖經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，其中有效儲層厚度為10～30m。平均孔隙度為5%～7%，滲透率為(0.13～2.3)×10-3μm2。孔隙類型為白云巖晶間孔、晶間溶孔，桌子山組臺地邊緣白云巖是盆地目前發現的規模最大、儲層物性較好的儲集體。

5.2克里摩里組沉積期發育古巖溶儲集體

研究區普遍分布有克里摩里組風化殼儲層，面積約6500km2.克里摩里組的風化殼儲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。孔隙度最大為12.4%，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，儲集類型以裂縫-溶洞為主，風化殼內的裂縫、溶洞型儲層是比較好的碳酸鹽儲層。

6 結 論

1)儲層巖性主要為灰巖和白云巖，灰巖主要有泥晶灰巖、顆粒灰巖及藻團塊灰巖，白云巖主要是粉-細晶結構的白云巖類。

2)通過薄片觀察、巖心物性分析儲層儲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].中國科學，2010,40(8):1005-1013.

[2]郭忠銘,張軍.從逆沖推覆構造特征討論鄂爾多斯西緣的油氣前景[J].石油學報，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