周進高 尹 陳 曾聯波 胡 琮 吳東旭 于 洲 李維嶺 唐 瑾 劉雨昕 賈佳佳
1.中國石油杭州地質研究院 2.中國石油集團公司碳酸鹽巖重點實驗室 3.中國石油大學(北京)地球科學學院 4.中國石油長慶油田公司 5.中國石油集團測井有限公司
顆粒灘儲集層是碳酸鹽巖層系油氣勘探最重要的對象之一,全球大中型及以上碳酸鹽巖油氣藏(占全球碳酸鹽巖油氣儲量的90%)中,顆粒灘儲集層有46個,占五分之一[1]。近年來,中國在碳酸鹽巖臺地顆粒灘儲集層的勘探中多次取得了重大突破,其中塔里木盆地奧陶系良里塔格組和一間房組[2]、鷹山組[3]等,四川盆地下寒武統龍王廟組[4]、中上寒武統洗象池組[5],中二疊統棲霞組和茅口組[6-7],中三疊統雷口坡組[8-9]等。鄂爾多斯盆地下奧陶統馬家溝組[10-11]等亦發現了規模儲量的顆粒灘儲層,展現了馬家溝組顆粒灘相儲集層的巨大勘探潛力。近年來,鄂爾多斯盆地相繼在蘇322井、蓮92井等井奧陶系鹽下地層(馬五6亞段巨厚膏鹽巖以下地層)的白云巖儲層段獲得高產工業氣流,顆粒灘亞相為儲層形成的主要環境之一。此外,盆地中東部的神103、神100等井馬家溝組四段(以下簡稱馬四段)白云巖儲層段測試也獲得了近萬立方米的低產氣流,顯示馬四段亦具有良好的勘探潛力。
前人對于鄂爾多斯盆地馬四段的研究已取得一定成果。馮增昭等[12]認為鄂爾多斯盆地陜北大氣田最有前景的天然氣產層是馬四段灘相白云巖。多位學者對馬四段古地理開展了研究,但分歧較大。潘為等[13]、張永生等[14]認為整個盆地普遍發育開闊臺地相;史基安等[15]認為盆地東部烏審旗—榆林以北發育局限臺地相,以南發育開闊臺地相;周進高等[16]認為盆地中央古隆起以西發育盆地—斜坡相,以東發育局限臺地相,且臺緣顆粒灘微相和臺內顆粒灘微相是顆粒灘型白云巖儲層發育的有利微相。吳東旭等[17]對馬四段顆粒白云巖儲層進行研究,發現其具有較好的物性,能夠成為儲層。周進高等[18]、付金華等[19]、于洲等[20]結合最新勘探成果對鄂爾多斯盆地米脂地區馬四段進行研究,認為盆地東部馬四段臺內顆粒灘微相和臺內微生物丘微相是未來天然氣勘探的有利方向。
現有研究成果揭示,鄂爾多斯盆地馬四段白云巖儲層與顆粒灘亞相密切相關。然而,迄今為止對馬四段及各亞段顆粒灘的規模和分布規律尚不清晰,嚴重制約了馬四段天然氣勘探。為此,筆者基于前人研究成果,充分利用盆地馬四段鉆遇井、取心井資料,開展巖心、薄片觀察及測井、錄井等資料分析,針對馬四段的顆粒灘特征、縱向疊置關系和灘體的橫向分布規律進行了深入研究,落實馬四段顆粒灘發育的主控因素,并提出了下一步天然氣勘探方向,以期為馬四段顆粒灘型儲層下一步的天然氣勘探部署提供支撐。
前人基于野外露頭、巖心和薄片觀察描述結果,并結合地震和測井資料制作井震合成記錄,準確標定出石炭系頂、馬五5亞段底、馬五10亞段底、馬四段底和奧陶系底5套地層,并采用“層拉平解釋技術+印模法”恢復鄂爾多斯盆地馬四段沉積前的古地貌,其結果顯示鄂爾多斯盆地馬四段沉積前具有“三隆兩凹一凸”的古構造特征[24-25],即:西部中央古隆起、北部伊盟古陸、東部呂梁低隆起,中央古隆起和呂梁低隆起之間自西向東分別為桃利廟凹陷、橫山凸起和米脂凹陷(圖1-a),這種“隆凹相間”的古構造格局決定了馬四段的沉積特征。除古構造格局影響外,盆地沉積情況還兼受秦祁海和華北海兩個海域的共同控制,其西、南緣主要受秦祁海控制,東部主要受華北海控制,中央古隆起(鄂托克旗—定邊—環縣—河津)為兩個海域的轉換帶[26-27]。

圖1 鄂爾多斯盆地馬四期沉積古地貌圖[24]和層序—地層綜合柱狀圖
馬四段沉積期間氣候濕熱、海平面變化幅度較大,導致異于馬一段—馬三段沉積期的沉積環境[28-29]。該時期海平面大幅度上升,華北海越過中央古隆起與秦祁海完全溝通,中央古隆起作為水下隆起,對水體分隔已不起作用,但地貌高,水體相對較淺,水動力較強,發育臺地邊緣相,中央古隆起以西和以南地區為斜坡相,盆地中東部為局限臺地相[30-31]。
前已提及,顆粒灘亞相是盆地馬四段白云巖儲層發育的有利亞相,筆者本次研究重點討論顆粒灘亞相的特征和分布規律。鑒于馬四段沉積期作為馬家溝組最大一期海侵沉積,沉積期間沉積厚度較大,為了針對馬四段進行更為準確地表征,根據其海平面變化和沉積巖性特征,將其由下至上細分為馬四3亞段、馬四2亞段和馬四1亞段(圖1-b)。
按沉積環境和所處古地理背景可將鄂爾多斯盆地馬四段顆粒灘進一步劃分為臺緣顆粒灘和臺內顆粒灘,基本地質特征如表1所示,二者主要差異為單期灘體的厚度及顆粒灘的累計厚度,此外水體能量、巖石特征、測井特征等多個方面也有所區別。

表1 鄂爾多斯盆地馬四段不同類型顆粒灘沉積特征對比表
鄂爾多斯盆地馬四段臺緣顆粒灘發育于區內臺地邊緣,全段均有分布。其典型沉積特征表現為:①以殘余顆粒或顆粒碳酸鹽巖為特征,成分以砂屑和晶粒為主,并有生屑等,顆粒含量較少或可見顆粒幻影,分選、磨圓好(圖2-a、b);②巖石類型主要有淺灰色—灰褐色粉晶白云巖(圖2-c)、含顆粒殘余結構的粉晶—細晶白云巖(圖2-d)、砂屑白云巖(圖2-e)等;③在垂向剖面結構上,發育由上、下兩部分組成的向上變淺的沉積微相序;④主要發育晶間(溶)孔,并有裂縫、粒間溶孔等(圖2-f);⑤臺緣顆粒灘發育特征表現為單期灘體厚度大,累計厚度大。總的來說,臺緣顆粒灘沉積地勢相對較高,沉積厚度厚,巖石粒度一般較臺內顆粒灘粗,物性優于臺內顆粒灘,且累計臺緣顆粒灘厚度占地層厚度超過60%,灘地比相對較高。

圖2 鄂爾多斯盆地馬四段典型沉積微相巖性微觀特征照片
以定探1井為例。定探1井位于臺地邊緣中央古隆起帶定邊東北部,該井馬四段從下至上可劃分為3個四級層序和12個五級層序(圖3-a)。其中馬四3亞段發育4期臺緣顆粒灘,單個顆粒灘厚度大于9.8 m,累計厚度約61.0 m;馬四2亞段發育4期臺緣顆粒灘,單個顆粒灘厚度大于12.7 m,累計厚度約104.0 m;馬四1亞段發育4期臺緣顆粒灘,累計厚度為41.3 m,單個旋回灘體厚度大于7.1 m。定探1井馬四段自然伽馬電性特征整體表現為低、平直,一般小于20 API,巖性以殘余顆粒粉晶—細晶白云巖為主,沉積微相以臺緣顆粒灘和云質灘間海為主,馬四3亞段底部發育灰質白云巖和白云質石灰巖,為灰云質灘間海微相,其余層段主要發育厚層白云巖,偶見夾薄層含泥白云巖和薄層石灰巖,為臺緣顆粒灘和云質灘間海微相。定探1井馬四段發育典型的向上變淺的沉積序列:下部為云質灘間海微相,主要為粉晶白云巖;上部為臺緣顆粒灘,主要為砂屑白云巖或粉晶—細晶粒白云巖。

圖3 鄂爾多斯盆地馬四段沉積微相和層序旋回綜合柱狀圖
鄂爾多斯盆地馬四段臺內顆粒灘發育于區內局限臺地內部構造相對高區域或生物作用、沉積作用形成的凸起區,局部區域發育微生物丘與臺內顆粒灘復合形成丘灘體,馬四1亞段到馬四3亞段均有分布。其主要沉積特征為:①以沉積殘余顆粒或顆粒碳酸鹽巖(圖2-g)為特征,成分包括晶粒和砂屑,并有砂礫屑、生屑等,殘余顆粒含量較少,分選、磨圓中等—好;②巖石類型以灰色—深灰色、粉晶—細晶粒白云巖為主,含殘余顆粒結構的粉晶—細晶白云巖、砂屑白云巖、藻白云巖(圖2-h)、少量砂礫屑白云巖和生屑白云巖;③垂向剖面結構上以發育向上變淺的沉積序列為特征,單灘體厚度規模不大,一般小于4.5 m;④主要發育晶間(溶)孔,并有裂縫、粒間溶孔(圖2-i)等;⑤臺內顆粒灘表現為單期灘體厚度小,累計厚度較厚,較臺緣顆粒灘薄的特征。總的來說,臺內顆粒灘沉積地勢相對較低,沉積厚度薄,巖石粒度一般較臺緣顆粒灘細,儲層孔隙度一般小于3.0%,物性稍遜于臺緣顆粒灘,且累計灘體厚度占地層厚度不超過30%,灘地比較低。
以靳6井為例。靳6井位于橫山凸起帶靖邊東北部的相對凸起區,根據海平面變化特征,可以進一步劃分為3個四級層序和11個五級層序,其中馬四3亞段包含3期薄層顆粒灘,馬四2亞段包含4期顆粒灘,馬四1亞段包含2期薄層顆粒灘,每一期顆粒灘由1~3個旋回組成(圖3-b)。馬四3亞段自然伽馬電性特征表現為低、平直特點,一般小于18 API,巖性以白云質石灰巖為主,夾薄層白云巖,主要發育灰云質灘間海或臺內顆粒灘微相,單層厚度介于1.3~2.0 m,累計厚度為5.5 m;馬四2亞段自然伽馬電性特征也表現為低、平直特點,一般小于18 API,沉積物巖性以白云質石灰巖和白云巖不等厚互層為特征,主要發育灰云質、云質灘間海或臺內顆粒灘微相,單層厚度介于1.1~1.8 m,累計厚度為8.0 m;馬四1亞段自然伽馬電性特征表現齒狀,一般小于25 API,巖性以白云巖、白云質石灰巖夾膏巖、膏質白云巖為特征,為含膏云坪、灘間海沉積。靳6井馬四段發育典型的向上變淺的沉積旋回,相序縱向由上、下兩部分組成:下部為灰質或灰云質灘間海微相,主要沉積白云質石灰巖或石灰巖;上部為臺內顆粒灘微相,巖性主要為灰質白云巖或白云巖。
式中:Q(X),Coh(X),R(X)均為極大化目標函數;X=(θ1,θ2,,θn),θi是整數,表示第i個構件的模塊標號,取值范圍是1~Nmax,Nmax為工程師設定的最大模塊數。在計算R(X)時,需要將X轉換為矩陣MSol。
前已述及,位于臺緣顆粒灘微相發育區的定探1井和位于臺內顆粒灘微相發育區的靳6井均發育典型的沉積微相序列。類比臺緣顆粒灘微相和臺內顆粒灘微相發育區其他井資料,發現定探1井典型沉積旋回在中央古隆起及其東側區域廣泛分布,在蘇42、蘇51、定探1和定探2等井的取心段均可見,靳6井典型沉積旋回在橫山凸起帶及鄰近區域較為常見(圖4)。

圖4 鄂爾多斯盆地馬四段沉積微相序結構與物性關系圖
臺緣顆粒灘形成于水下隆起,然而其所位于的中央古隆起帶地貌高于橫山凸起帶,沉積水體能量較高,受波浪作用影響,整個馬四段均發育淺灰色、褐灰色粉晶—細晶白云巖和顆粒白云巖。其微相變化表現為:云質或灰云質灘間海—臺緣顆粒灘,巖性組合主要是白云質石灰巖或粉晶白云巖—砂屑白云巖或粉晶—細晶粒白云巖。隨著地層不斷垂向加積,并伴隨著海平面變化,垂向上表現為向上變淺、變粗的逆粒序,單旋回厚度介于18.6~51.0 m。以位于中央古隆起的蓮6井馬四2亞段4 414.9~4 429.9 m井段和蘇42井馬四1亞段3 766.1~3 769.8 m井段為例。蓮6井馬四2亞段4 414.9~4 429.9 m井段包含1個完整的旋回,旋回下部為云質灘間海微相,巖性為粉晶白云巖,無儲集性能;旋回上部為臺緣砂屑顆粒灘,巖性為砂屑白云巖和粉晶—細晶粒白云巖,平均測井孔隙度分別為2.1%,儲集性能中等(圖4-a)。蘇42井3 766.1~3 769.8 m井段,旋回下部為云質灘間海微相,巖性為粉晶白云巖,平均測井孔隙度為1.8%,儲集性能偏低;上部為砂屑臺緣顆粒灘,巖性為砂屑白云巖和粉晶—細晶粒白云巖,平均測井孔隙度為5.6%,儲集性能好(圖4-b)。
臺內顆粒灘形成于臺地內部水下凸起,馬四3時期受快速海侵影響,水體較深,水體能量低,形成厚層灰色、深灰色泥晶石灰巖,局部夾薄層白云巖或灰質白云巖,馬四2、馬四1時期相對海平面下降,形成泥晶石灰巖和粉晶白云巖不等厚互層。臺內顆粒灘發育的此類向上變淺、向上變粗的典型沉積旋回,表現為灰質或灰云質灘間海微相向上變化為臺內顆粒灘微相,巖性組合主要是石灰巖、含白云石灰巖或白云質石灰巖—灰質白云巖或白云巖。以位于橫山凸起的米探1井馬四2亞段2 630.5~2 645.5 m井段和位于桃利廟凹陷的桃112井馬四2亞段3 593.4~3 601.1 m井段為例。米探1井馬四2亞段2 630.5~2 645.5 m井段下部為灰質灘間海微相,主要沉積石灰質白云巖,儲集性能極差;上部為臺內顆粒灘,巖性為粉晶—粉細晶粒白云巖,平均測井孔隙度為1.1%,儲集性差—中等(圖4-c)。桃112井馬四2亞段3 593.4~3 599.8 m井段下部為云灰質灘間海微相,主要沉積暗灰色白云質泥晶石灰巖,幾乎無儲集性能;上部為臺內顆粒灘,巖性為灰色粉晶—粉細晶粒白云巖,平均測井孔隙度為1.7%和2.2%,儲集性差和中等(圖4-d)。
結合鄂爾多斯盆地70余口井的測井數據,應用單因素分析多因素綜合作圖方法對馬四段巖相古地理進行了恢復。恢復結果顯示,顆粒灘亞相主要發育于中央古隆起帶和盆地中東部橫山凸起帶,呈現近南北條帶狀分布(圖5)。此外,臺緣顆粒灘厚度較大,顆粒灘厚度向盆地東部快速減薄(圖6)。
臺緣顆粒灘主要沿中央古隆起呈近南北向發育,普遍灘體厚度較大,定邊附近區域灘體厚度最大,可達百余米。位于“L”形中央古隆起富平附近區域亦發育臺緣顆粒灘,受資料限制無法對該區域臺緣顆粒灘進行詳細研究。中東部凸起帶顆粒灘厚度較薄,受馬四3亞段沉積期早期海平面快速上升影響,臺地內部的凸起皆淹沒于水下較深處,水體能量較弱,僅零星區域在次級海退期可發育臺內顆粒灘,故馬四3亞段臺內顆粒灘累計厚度一般不超過5 m,夾于厚層石灰巖中。馬四2亞段和馬四1亞段時期,海平面下降,橫山凸起帶水體變淺,水動力增強,烏審旗東北向及其鄰區、神木—榆林—橫山—志丹一線廣泛發育臺內顆粒灘沉積,巖性上表現為白云巖和石灰巖頻繁薄互層。除橫山凸起帶發育臺內顆粒灘外,位于盆地南部黃陵和東部三山河附近區域的凸起亦見零星發育的臺內顆粒灘。
前已述及,古構造和相對海平面升降是控制顆粒灘發育的主要因素[32-33]。以下就馬四段沉積期的古構造背景和相對海平面變化,并結合上述臺內顆粒灘和臺緣顆粒灘的垂向疊置特征和分布規律進行分析,并建立了鄂爾多斯盆地中東部馬四段沉積演化模式圖(圖7)。

圖7 鄂爾多斯盆地馬四段沉積演化模式圖
顆粒灘主要是由碳酸鹽巖顆粒或粒屑組成的淺灘,通常形成于浪基面以上、淺水高能的碳酸鹽沉積環境,而沉積界面是否位于浪基面以上的高能環境取決于海平面升降變化引起的海水深度、動蕩程度和水動力條件的變化[34]。前已述及,鄂爾多斯盆地馬四段總體屬于一個完整的海侵—海退旋回,經歷了3期海平面變化,每一期相當于一個四級旋回,從下到上依次為馬四3亞段沉積期早期的快速海侵、馬四2亞段沉積期的緩慢海退和馬四1亞段沉積期的振蕩性緩慢海退,分別對應海侵體系域、高位體系域早期和高位體系域晚期。馬四3亞期(海侵體系域),碳酸鹽巖生長速度小于海平面上升速度,盆地內部水體較深,沉積能量相對變低,主要沉積泥晶石灰巖等細粒沉積物。馬四2亞期(高位體系域早期)和馬四1亞期(高位體系域晚期),盆地隆起隨相對海平面下降,逐漸位于浪基面附近,水體較淺,受強水動力條件,顆粒灘“點狀”發育,并持續垂向加積。馬四3期水體深度遠大于馬四2期和馬四1期,水體能量亦遠小于后兩者,故馬四3亞段顆粒灘規模遠遜于馬四2亞段和馬四1亞段。
進一步研究結果發現,馬四段每一期海平面變化包含多期次一級的沉積旋回,相當于五級旋回。五級旋回具有向上變淺、向上變粗的特征,由兩部分組成:下部的灰云質或云質灘間海微相和上部的臺內顆粒灘或臺緣顆粒灘微相。下部為次級的相對海侵保證了可容空間的增長,上部為次級的相對海退發育顆粒灘。縱向上顆粒灘累計厚度受五級旋回縱向疊加次數和單灘體厚度控制。五級旋回的高頻疊加亦促使形成多期次的顆粒灘,有利于累計厚度增長。以靳6井為例,靳6井馬四3亞段發育3期臺內顆粒灘、馬四2亞段有4期臺內顆粒灘、馬四1亞段發育2期臺內顆粒灘(圖6)。靳6井馬四2亞段臺內顆粒灘累計厚度大于馬四3亞段和馬四1亞段。此外,單灘體厚度直接影響累計灘體厚度,對比定探1井馬四2亞段和靳6井馬四2亞段,雖然前者灘體疊加次數與后者相同,但是定探1井馬四2亞段中單灘體厚度遠大于后者,其累計厚度亦遠大于后者。
高頻旋回控制灘體縱向的發育規律,顆粒灘的平面分布主要受古地貌控制。從整個鄂爾多斯盆地馬家溝組古地貌背景來看,顆粒灘主要發育于中央古隆起和橫山凸起帶兩個隆起區。根據馬四期沉積古地貌圖(圖1-a)可知,橫山凸起隆起程度低于中央古隆起。在大規模海侵背景下,中央古隆起帶雖為水下隆起,但依舊滿足顆粒灘發育條件。盆地中東部橫山凸起帶則被淹沒于水下深處,故其顆粒灘發育規模遠小于中央古隆起帶。
此外,對鄂爾多斯盆地中央古隆起和橫山凸起帶進一步研究結果顯示,二者均存在次一級的凹陷、凸起構造,顆粒灘的發育與這些次一級古地貌密切相關。從古地貌圖(圖1-a)可以看出,中央古隆起并非一個等高的古隆起,沿古隆起存在多個地貌相對低部位,定邊區域存在1個鞍部。另外,在臺地內部橫山凸起帶,亦存在多個較為明顯的鞍部、洼陷。在局限的淺水環境下,相對隆起區水動力較強,有利于顆粒灘亞相發育,相對洼陷區則主要發育灰云質灘間海微相和白云巖坪微相。受這些次級的凹凸起伏控制,臺緣顆粒灘主要沿中央古隆起近南北向成帶發育,臺內顆粒灘則于橫山凸起帶構造高部位多期疊置成片分布(圖8)。

圖8 鄂爾多斯盆地馬四段顆粒灘分布圖
前人研究結果認為,鄂爾多斯盆地馬四段顆粒灘原始孔隙度高,且經歷了準同生期、晚表生期和再埋藏期的成巖作用改造,儲集性能好,具備成為儲層的條件[35]。準同生期,受海平面上升海水膠結作用影響,顆粒灘儲層物性大幅降低,海平面下降發生大氣淡水溶蝕作用增加了新的粒間溶孔和粒內溶孔。此外,靠陸一側水體相對較淺,由于氣候炎熱,海水會發生濃縮且能得到有效地保存,濃縮的鹵水向下滲透回流發生白云石化作用,交代早期沉積物,形成顆粒白云巖,有利于準同生期孔隙的保存。晚表生期,即加里東末期,整體構造開始抬升,導致鄂爾多斯盆地馬家溝組從中奧陶世—早石炭世經受風化、剝蝕和淋濾作用改造,中央古隆起及北部靠近伊盟古隆起一帶和慶陽古隆起東側一帶的馬四段白云巖直接暴露或接近地表,導致顆粒灘儲層遭受長時期的表生巖溶作用的改造,儲層的孔隙度得以大幅度增加;而在遠離風化殼淋濾作用影響的榆林—志丹地區,表生期巖溶作用對其改造較弱,儲集空間類型仍以粒間(溶)孔和粒內孔為主。再埋藏期,馬四段顆粒灘儲層受壓實作用和上覆地層中析出的Ca2+、Si4+、Fe2+等充填作用導致物性降低,上覆上古生界黏土礦物脫水產生后期Mg2+,進一步交代早期形成的白云巖,形成含顆粒結構的粉晶—細晶白云巖。此外,構造破裂作用形成眾多的裂縫亦影響著儲層儲集性能。
從鄂爾多斯盆地馬四段顆粒灘儲層巖心樣品統計結果看,顆粒灘儲層孔隙度介于0.78%~15.65%,平均孔隙度為4.06%;滲透率介于0.005~86.010 mD,平均滲透率為9.110 mD。從物性頻率直方分布圖來看,儲層孔隙度絕大多數大于2.0%(占91.55%),小于2.0%的樣品僅占8.45%;滲透率大于0.100 mD儲層樣品占比為67.14%,主峰位于0.010~1.000 mD,具有高孔高滲的特征,儲集性能較好(圖9)。單井測井解釋成果,馬四段顆粒灘儲層測井解釋孔隙度一般介于1.0%~8.7%,儲集物性也較好。

圖9 鄂爾多斯盆地馬四段顆粒灘儲層物性特征圖
根據此次研究結果對鄂爾多斯盆地馬四段顆粒灘有利儲層的分布進行了預測。圖8是馬四3亞段(圖8-a)、馬四2亞段(圖8-b)和馬四1亞段(圖8-c)的顆粒灘厚度圖。馬四段臺緣顆粒灘累計厚度為20.5~206.3 m,各亞段臺緣顆粒灘分布規律相似,沿中央古隆起廣泛發育,定邊地區臺緣顆粒灘最為發育,最大厚度超過200 m。臺內顆粒灘廣泛發育于臺內橫山凸起帶,但各亞段灘體的規模和特征有差異。馬四3亞段臺內顆粒灘主要沿神木—榆林—橫山一帶分布,累計厚度介于1.1~7.6 m;馬四2亞段臺內顆粒灘主要分布于烏審旗—靖邊一線和神木—榆林—橫山一線,累計厚度介于1.0~17.4 m;馬四1亞段主要分布于烏審旗—靖邊一線及神木—榆林一線,累計厚度介于1.2~23.4 m。綜合預測鄂爾多斯盆地臺緣顆粒灘和臺內顆粒灘有利儲層分布區為:①定邊臺緣顆粒灘有利區,位于中央古隆起中部,該區域定探1、蓮6等井已揭示該區馬四段發育巨厚顆粒灘,最大厚度大于200 m;②神木—榆林—橫山臺內顆粒灘有利區,位于米脂凹陷和桃利廟凹陷之間,區內桃83、桃119和統100等井馬四1亞段顆粒灘厚度介于15.3~23.3 m,神114、雙168、靳6等井馬四段發育中—厚層顆粒灘儲層。
據儲層預測結果,定邊有利區可作為臺緣顆粒灘儲層有利分布區,神木—榆林—橫山有利區可作為臺內顆粒灘儲層有利區。定邊有利區特點是儲層厚度大、物性好,然其缺乏圈閉條件,且該區域已鉆井多產大水,失去勘探意義。神木—榆林—橫山有利區位于桃利廟凹陷和米脂凹陷之間,面積約49 000 km2。該有利區靠近北部烏審旗下古生界馬家溝組(馬三段—馬一段)海相氣源,馬三段—馬一段海相烴源巖厚度普遍超過20 m,志丹西南、橫山西北、神木—米脂附近較大區域烴源巖厚度甚至超過80 m。此外,該有利區亦是上古生界煤系氣源的運移指向區,且本區始終處于構造演化和反轉的軸線附近,是油氣聚集的最有利場所。該有利區凸起區沉積期間發育大量的顆粒灘沉積,后期經白云石化、構造破裂作用等改造,形成了優質的儲層,又得上古生界烴源巖側向供烴和下古生界海相烴源巖供烴,兼受上覆石灰巖、膏鹽巖遮擋,是天然氣聚集的最有利場所。近年來,位于神木—榆林—橫山有利區內的多口探井均有良好的氣測顯示。近期,米探1井在馬四段的天然氣勘探亦取得重大突破,于馬四2亞段和馬四3亞段獲得高產工業氣流,為該有利區天然氣勘探提供了有力證據。
1)鄂爾多斯盆地馬四段發育臺緣顆粒灘和臺內顆粒灘,臺緣顆粒灘和臺內顆粒灘均由多期灘體疊置而成,二者差異主要體現在單灘體的厚度及顆粒灘的累計厚度,臺緣顆粒灘單層厚度一般介于1.1~51.0 m,累計厚度介于20.5~206.3 m;臺內灘單層厚度介于1.1~4.5 m,累計厚度厚介于5.1~48.4 m。此外,水體能量、巖石特征和測井特征等多個方面也有所區別。
2)顆粒灘的發育與海平面變化密切相關,馬四期包含馬四3期快速海侵、馬四2期緩慢海退和馬四1期振蕩性緩慢海退3個4級海平面變化旋回,縱向上顆粒灘主要發育于馬四2亞段和馬四1亞段,縱向上主要發育于馬四2亞段和馬四1亞段,每一個4級旋回包括多個5級高頻旋回,顆粒灘發育于高頻旋回上部。
3)顆粒灘的發育亦受古地貌的控制,臺緣顆粒灘分布于中央古隆起帶,臺內顆粒灘分布在神木—榆林—橫山凸起地區,在古地貌低部位顆粒灘不發育。
4)顆粒灘是儲層發育的基礎,鄂爾多斯盆地馬四段顆粒灘發育定邊臺緣顆粒灘和神木—榆林—橫山臺內顆粒灘兩個有利儲層分布區,其中神木—榆林—橫山有利區是未來天然氣勘探的有利方向。