王大興，吳興寧，孫六一，于 洲，丁振純，吳東旭

(1.長慶油田分公司 勘探開發(fā)研究院，陜西 西安 710018；2.中國石油 杭州地質(zhì)研究院，浙江 杭州 310023)

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鄂爾多斯盆地天環(huán)北段奧陶系白云巖儲層特征及分布規(guī)律

王大興1，吳興寧2，孫六一1，于 洲2，丁振純2，吳東旭2

(1.長慶油田分公司 勘探開發(fā)研究院，陜西 西安 710018；2.中國石油 杭州地質(zhì)研究院，浙江 杭州 310023)

摘要：巖心及薄片觀察顯示，鄂爾多斯盆地天環(huán)北段奧陶系桌子山組和克里摩里組廣泛發(fā)育白云巖儲層，儲層巖性主要為晶粒白云巖和顆粒白云巖，且屬于埋藏白云巖化成因，儲層儲集空間類型主要包括晶間孔、晶間溶孔以及非組構(gòu)選擇性溶蝕孔洞和溶縫。成巖-孔隙演化分析表明，研究區(qū)白云巖儲層主要由埋藏云化作用、表生巖溶作用和埋藏巖溶作用形成，且優(yōu)質(zhì)儲層分布受巖相、白云巖厚度、巖溶古地貌及斷裂等控制?？死锬锝M白云巖儲層主要分布于克里摩里組剝蝕線與鐵克蘇廟—馬家灘一線地區(qū)，桌子山組白云巖儲層主要發(fā)育在中央古隆起至烏拉力克組剝蝕線之間地區(qū)。研究區(qū)生儲蓋層配置關(guān)系良好，具備形成大型天然氣藏的有利條件，局部構(gòu)造如斷層遮擋和褶皺是尋找有利勘探目標(biāo)的重要方向。

關(guān)鍵詞：白云巖儲層；儲層特征；儲層分布；奧陶系；天環(huán)坳陷；鄂爾多斯盆地

王大興,吳興寧,孫六一,等.鄂爾多斯盆地天環(huán)北段奧陶系白云巖儲層特征及分布規(guī)律[J].西安石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2016,31(1):1-9.

WANG Daxing,WU Xingning,SUN Liuyi,et al.Characteristics and distribution of Ordovician dolomite reservoir in the northern Tianhuan Depression of Ordos Basin[J].Journal of Xi'an Shiyou University (Natural Science Edition),2016,31(1):1-9.

引言

鄂爾多斯盆地天環(huán)北段位于鄂爾多斯盆地西北部，屬于天環(huán)坳陷北部(圖1)。奧陶紀(jì)早期，該區(qū)毗鄰西部賀蘭海槽、東部華北陸表海、北部伊盟隆起、南部慶陽古陸，處于“南北兩古陸夾擊、東西兩海域交匯、中央古隆起阻隔”的特殊構(gòu)造格局[1-6]，致使該區(qū)奧陶系沉積體系明顯受構(gòu)造和海槽雙重作用影響，總體處于開闊臺地至斜坡相沉積體系。奧陶系下統(tǒng)依次沉積三道坎組、桌子山組和克里摩里組，中統(tǒng)沉積烏拉力克組、拉什仲組、公烏素組和蛇山組，受晚奧陶世鄂爾多斯地區(qū)整體構(gòu)造抬升影響，缺失上奧陶統(tǒng)及石炭系、泥盆系沉積，且由西向東奧陶系地層剝蝕程度增強(qiáng)，至中央古隆起以桌子山組直接與上石炭統(tǒng)本溪組角度不整合接觸[7]。近年來勘探實踐表明，研究區(qū)多口探井在桌子山組和克里摩里組白云巖層段獲得低產(chǎn)氣流， 顯示天環(huán)北段奧陶系白云巖層段具有一定儲集性，極有可能成為鄂爾多斯盆地下古生界天然氣勘探重要接替領(lǐng)域。本文擬通過分析研究區(qū)桌子山組和克里摩里組白云巖特征及成因，重點探討白云巖儲層特征及形成機(jī)理，明確白云巖儲層發(fā)育主控因素，預(yù)測有利儲層平面分布，并結(jié)合其他成藏條件分析白云巖儲層的勘探潛力，以期有助于天環(huán)北段奧陶系天然氣勘探井位部署。

圖1　研究區(qū)位置Fig.1　Location of the study area

1白云巖巖石學(xué)特征及成因

1.1白云巖巖石學(xué)特征

研究區(qū)奧陶系桌子山組和克里摩里組白云巖主要包括結(jié)晶白云巖和顆粒白云巖，其中以結(jié)晶白云巖為主，但顆粒白云巖也較發(fā)育，在巖石薄片中可見原巖殘余組分及結(jié)構(gòu)(殘余顆粒結(jié)構(gòu)、未云化生物碎屑等)，主要為鮞粒云巖、砂(礫)屑云巖等(圖2(a))，偶見角礫狀白云巖。結(jié)晶白云巖有粗粉晶白云巖、細(xì)粉晶白云巖、細(xì)晶白云巖、泥晶白云巖等，局部可見中晶白云巖，呈砂糖狀結(jié)構(gòu)，且白云石晶粒普遍具有霧心亮邊結(jié)構(gòu)(圖2(b))。此外，還發(fā)育一些含泥質(zhì)或白云巖化不徹底形成過渡巖類，如泥質(zhì)白云巖、含泥白云巖、含灰白云巖、灰質(zhì)白云巖等。從宏觀特征來看，研究區(qū)白云巖多呈厚層狀，顯示成層性較好，顏色以灰、褐灰色為主，無暴露氧化褐色、暗紅色等，發(fā)育沖刷面、水平層理、砂紋層理、變形層理、藻紋層及生物擾動構(gòu)造等，重結(jié)晶作用強(qiáng)烈，其中粗粉晶白云巖和顆粒白云巖是最主要的儲集巖石。

1.2白云巖成因

在不同的成巖環(huán)境中，引起白云石化作用的流體具有不同的成分與特性，在形成的白云巖中必然會留下某些地球化學(xué)方面的特征。因此，利用碳-氧同位素、微量元素、電子探針、包裹體、陰極發(fā)光等測試數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，能較好地反映研究區(qū)白云巖的成巖環(huán)境。

圖2　研究區(qū)白云巖巖石學(xué)特征Fig.2　Petrological characteristics of dolomite in the study area

1.2.1研究區(qū)白云巖碳氧同位素特征白云石的碳、氧穩(wěn)定同位素組成與引起白云石化的流體介質(zhì)有關(guān)，并主要受到介質(zhì)鹽度和溫度的影響。研究區(qū)19個白云巖樣品的全巖碳-氧穩(wěn)定同位素測定結(jié)果表明，白云巖的氧同位素相對偏負(fù)，主要介于-5‰～-8‰(PDB)，而碳同位素主要介于-1‰～1‰(PDB)，顯示白云巖具有形成于埋藏成巖環(huán)境的特點(圖3)。

1.2.2研究區(qū)白云巖微量元素特征微量元素因其具有穩(wěn)定性，可以作為成巖環(huán)境與成巖過程較好的示蹤劑。利用研究區(qū)不同探井白云巖的全巖元素分析和電子探針分析得到各種微量元素數(shù)據(jù)(表1)，從表1可以看出，研究區(qū)白云巖微量元素總體表現(xiàn)為相對高K2O和FeO、低MnO的特征，這是由于孔隙中流體在埋藏環(huán)境中隨溫度、壓力的增高而逐漸濃縮形成的，來自深部熱液的影響較小，表明白云石化作用發(fā)生在埋藏環(huán)境。

圖3　研究區(qū)白云巖全巖碳-氧穩(wěn)定同位素交會圖Fig.3　Carbon-oxygen stable isotope cross-plot of dolomite in the study area

樣品w(Na2O)/%w(K2O)/%w(MnO)/%w(FeO)/%w(SrO)/%w(BaO)/%S3340.030.140.071.270.010.001S3650.020.090.010.180.010.002S390.020.250.030.290.010.002E120.010.120.010.190.010.001E70.010.240.030.380.010.001S450.030.100.010.210.010.001L10.031.360.010.490.050.003M60.011.190.041.090.010.006Qt10.010.350.030.650.010.001Dt20.020.330.020.520.010.003E80.020.080.020.480.010.003C10.020.710.011.040.010.003E60.020.320.113.100.010.002Yt10.030.050.020.200.010.001Ht10.030.240.020.260.010.001Dt10.020.200.030.950.010.002

1.2.3研究區(qū)白云巖陰極發(fā)光特征控制白云石發(fā)光的主要因素是Mn2+(作為激活劑)和Fe2+(作為猝滅劑)的含量以及它們的比例，而Mn2+和Fe2+的含量變化與礦物形成的環(huán)境有關(guān)，可造成同種礦物的發(fā)光強(qiáng)度和顏色差異較大。觀察研究區(qū)53個白云巖樣品的陰極發(fā)光，發(fā)現(xiàn)白云巖以發(fā)暗棕色昏暗光為主(圖4)，反映了白云石化流體多來源于孔隙中的海源流體，且白云石化作用發(fā)生于中至深埋藏成巖環(huán)境。

1.2.4研究區(qū)白云巖稀土元素特征碳酸鹽沉積作用和沉積后的成巖變化中，介質(zhì)流體要發(fā)生巨大的變化，孔隙流體性質(zhì)對碳酸鹽巖中的稀土元素有重要的影響，稀土元素含量及其配分模式又可以反推碳酸鹽巖成因和成巖環(huán)境。在稀土元素中能夠反映成巖環(huán)境的主要有Eu(銪)和Ce(鈰)。Eu的富集與虧損主要取決于含鈣造巖生物的聚集和遷移，Ce反映表生作用的氧化條件，且在氧化條件下虧損，在缺氧條件下富集，與埋藏白云巖及熱液白云巖關(guān)系密切。通過對6個稀土樣品測試發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)白云巖的稀土配分模式總體呈現(xiàn)輕稀土較重稀土富集的特征(表2)，且Ce無異常，Eu表現(xiàn)為負(fù)異常， 表明研究區(qū)白云石化流體來源于海相流體， 即多為孔隙中封存的海水。 在埋藏成巖環(huán)境中，隨溫度的升高Ce3+易被還原為難溶的Ce2+，Ce相對富集，緩沖了Ce負(fù)異常的出現(xiàn)，故Ce異常特征不明顯。Eu負(fù)異常說明白云石化流體為弱還原低溫流體。

圖4　研究區(qū)白云巖陰極發(fā)光特征(鄂32井，克里摩里組，3 910.9 m，粗粉晶云巖，發(fā)暗棕色光，局部鐵白云石不發(fā)光)Fig.4　Cathodoluminescence characteristics of the dolomite in the study area

樣品w(Y)/10-6w(La)/10-6w(Ce)/10-6w(Pr)/10-6w(Nd)/10-6w(Sm)/10-6w(Eu)/10-6Lh13.522.985.490.662.690.490.096E323.953.506.610.743.140.640.14E94.725.048.820.933.810.730.16S3654.592.485.090.643.060.890.21S2303.452.875.730.763.360.710.15E71.942.003.640.451.930.350.078w(Gd)/10-6w(Tb)/10-6w(Dy)/10-6w(Ho)/10-6w(Er)/10-6w(Tm)/10-6w(Yb)/10-6w(Lu)/10-60.520.0810.490.110.320.0470.300.0450.650.0940.580.120.350.0480.320.0480.770.110.680.140.420.0570.370.0550.970.140.740.130.390.0500.330.0500.690.100.550.110.300.0360.250.0370.380.0540.300.0600.170.0250.150.023

1.2.5研究區(qū)白云巖包裹體特征白云石包裹體是在白云石結(jié)晶生長時被保存下來的，它完整地記錄了白云石形成的條件和歷史，反映了白云石化流體的性質(zhì)(溫度、鹽度等)。對不同探井36塊白云巖樣品包裹體測試分析可以看出，研究區(qū)晶粒白云巖中白云石的包裹體均一溫度介于108.6～138.3 ℃，平均122.9 ℃，形成溫度普遍較高，表明白云石化可能是在埋藏成巖環(huán)境下發(fā)生的。而(鐵)白云石膠結(jié)物中包裹體均一溫度介于109.7～197.7 ℃，平均154.6 ℃，高達(dá)180 ℃左右的白云石膠結(jié)物應(yīng)是晚期深埋藏階段的產(chǎn)物，局部不排除受深部熱液流體的影響和改造。

綜上所述，研究區(qū)白云巖化作用所需的Mg2+主要有2個來源：一是中東部蒸發(fā)環(huán)境下的咸化海水，在重力驅(qū)使下，咸化海水沿西傾的斜坡向西部的開闊臺地流動和滲透，為白云化作用提供大量Mg2+；二是馬家溝末期中東部準(zhǔn)同生白云巖、膏云巖區(qū)接受長時間的風(fēng)化、剝蝕，伴隨有大氣淡水的淋濾，這種富Mg2+水介質(zhì)沿著地層不整合面向西部低凹區(qū)滲透，為桌子山組進(jìn)一步白云化提供所需的Mg2+。

2白云巖儲層特征及形成機(jī)理

2.1儲集空間類型

根據(jù)大量鉆井巖心的觀察描述及巖石鑄體薄片的觀察鑒定，研究區(qū)桌子山組和克里摩里組白云巖儲層的儲集空間類型主要有晶間孔、晶間溶孔(溶縫)、溶蝕孔洞。

晶間孔是埋藏白云石化作用的產(chǎn)物，可以是白云石晶體間灰泥溶蝕形成的，也可以是灰?guī)r被白云石交代后密度增大體積縮小形成的，白云石的重結(jié)晶作用也可以形成晶間孔(圖5(a))。

圖5　研究區(qū)白云巖儲層儲集空間特征Fig.5　Reservoir space characteristics of dolomite in the study area

晶間溶孔(溶縫)為白云石晶體非組構(gòu)選擇性溶解導(dǎo)致的晶間孔溶蝕擴(kuò)大所致(圖5(b))，是晚表生期暴露地表期間大氣水淋濾溶蝕作用的結(jié)果，也可以是埋藏巖溶作用的產(chǎn)物。

溶蝕孔洞性質(zhì)及成因與晶間溶孔類似，但孔隙空間更大，一般可達(dá)數(shù)厘米(圖5(c))。

此外，局部尚發(fā)育白云石(方解石)及石英半充填的裂隙孔(圖5(d))。微孔隙在各種晶粒白云巖中普遍存在，但對儲層的儲集性貢獻(xiàn)很小。

2.2儲層物性特征

根據(jù)巖心、薄片觀察并結(jié)合物性分析可見，研究區(qū)桌子山組和克里摩里組白云巖中廣泛分布晶間孔、溶孔發(fā)育層段，這些層段儲層性質(zhì)普遍較好，如余探1井4 331.4～4 334.0 m井段，儲層巖性為中晶、中細(xì)晶白云巖，巖心及薄片下均可見溶蝕孔洞、晶間(溶)孔非常發(fā)育，面孔率可達(dá)5.5%，物性測試該段白云巖儲層孔隙度最高12.78%，滲透率最高達(dá)395×10-3μm2。

研究區(qū)桌子山組和克里摩里組大多數(shù)細(xì)晶粒白云巖(泥粉晶白云巖)儲層性質(zhì)較差，巖心呈致密塊狀，鏡下白云石呈它形粒狀鑲嵌，偶見晶間孔。儲層孔隙度一般小于3%，滲透率多數(shù)小于0.1×10-3μm2。

從研究區(qū)桌子山組和克里摩里組白云巖儲層物性統(tǒng)計結(jié)果來看，研究區(qū)白云巖儲層總體以低孔低滲居多，但也發(fā)育一定比例孔、滲相對較好的儲層(圖6)。不同晶粒白云巖儲層物性相差較大，隨著白云石晶粒增粗，白云巖儲層的孔、滲增大(圖7)，鏡下面孔率統(tǒng)計結(jié)果同樣可以直觀地反映這種情況。

圖6　研究區(qū)白云巖儲層孔隙度和滲透率直方圖Fig.6　Porosity and permeability histograms of dolomite reservoir in the study area

圖7　研究區(qū)不同晶粒白云巖儲層孔隙度和滲透率直方圖Fig.7　Porosity and permeability histograms of dolomite reservoir of different grain size in the study area

2.3儲層發(fā)育成因

研究區(qū)奧陶系桌子山組和克里摩里組主要經(jīng)歷了正常海水成巖環(huán)境、大氣淡水成巖環(huán)境和埋藏成巖環(huán)境，期間主要發(fā)生了海水膠結(jié)作用、大氣淡水溶蝕和充填作用、埋藏白云石化作用和埋藏溶蝕作用等。根據(jù)大量巖心、薄片觀察和實驗分析可以看出，研究區(qū)桌子山組和克里摩里組白云巖儲層儲集空間主要由白云石化作用、表生巖溶作用和埋藏巖溶作用形成。

如前所述，結(jié)晶白云巖可以是各種灰?guī)r被埋藏白云石化成巖介質(zhì)交代的產(chǎn)物，研究區(qū)奧陶系桌子山組和克里摩里組白云巖主要由埋藏白云石化作用形成，埋藏白云化作用包括交代白云石化作用和重結(jié)晶作用,可以發(fā)生于埋藏成巖環(huán)境的各個階段，總體上具有非組構(gòu)選擇性和晶粒較粗的特點，而且隨埋藏深度的加大、作用時間的增長，晶粒有變粗的趨勢，并形成大小不等的晶間孔。

加里東晚期，鄂爾多斯地區(qū)整體構(gòu)造抬升，其間缺失志留系、泥盆系和下石炭統(tǒng)沉積，奧陶系地層遭受長達(dá)1.3億年剝蝕。研究區(qū)桌子山組和克里摩里組白云巖地層長期暴露，遭受大氣水持續(xù)淋濾溶蝕，或沿地層(巖性)界面對白云巖發(fā)生長時間溶蝕，也或沿構(gòu)造抬升過程中形成的裂縫發(fā)生表生巖溶作用，可在白云巖儲層中不均勻形成大小不同的溶蝕孔(洞)、溶縫等，對改善白云巖儲層的性質(zhì)起著重要的作用。此外，馬家溝末期盆地中東部準(zhǔn)同生膏云巖區(qū)接受長時間的風(fēng)化、剝蝕，伴隨有大氣淡水的淋濾，這種富Mg2+流體介質(zhì)沿著地層不整合面向西部低凹區(qū)滲透，促進(jìn)了桌子山組和克里摩里組白云化作用的進(jìn)一步發(fā)展。

埋藏成巖階段，深部成巖介質(zhì)(包括盆地?zé)猁u水、硫化氫等具有較強(qiáng)侵蝕性介質(zhì))對白云巖巖石進(jìn)行溶蝕并形成一定量的溶孔(晶間溶孔、溶縫、溶洞等)。如余探1井和鄂7井，分別在白云巖層段發(fā)育較好儲層，以粉晶白云巖和細(xì)晶白云巖為主，巖心上可見蜂窩狀溶孔和溶縫等，鏡下巖石薄片中可見晶間溶孔發(fā)育，溶孔中可見鞍狀白云石膠結(jié)物，表明溶蝕作用與深部熱流體有關(guān)。這些層段的白云巖儲層無疑主要由埋藏溶蝕作用形成。

3白云巖儲層分布預(yù)測

研究區(qū)白云巖儲層的孔隙發(fā)育和演化是儲層沉積-成巖史的綜合體現(xiàn)，根據(jù)前述白云巖巖石學(xué)特征及成因、白云巖儲層宏微觀特征及形成機(jī)理分析，并結(jié)合宏觀區(qū)域構(gòu)造背景，綜合研究認(rèn)為鄂爾多斯盆地天環(huán)北段桌子山組和克里摩里組白云巖儲層分布主要受沉積相帶、白云巖厚度、巖溶古地貌及斷裂等因素控制，并造成研究區(qū)白云巖儲層在縱向和平面上表現(xiàn)出極強(qiáng)的非均質(zhì)性。

有利巖相是研究區(qū)桌子山組和克里摩里組優(yōu)質(zhì)白云巖儲層發(fā)育的基礎(chǔ)，如圖7所示，不同晶粒白云巖儲層物性差別大，儲層孔隙度、滲透率與白云石的晶粒具有正相關(guān)性。薄片觀察表明，研究區(qū)白云巖多保留殘余顆粒結(jié)構(gòu)或幻影，晶間(溶)孔發(fā)育的鉆井普遍分布于桌子山組內(nèi)緩坡及克里摩里組臺地邊緣帶環(huán)境[8-11]，沉積時水體相對較淺且能量相對較高，沉積物以泥亮晶粉砂屑灰?guī)r及生屑砂屑灰?guī)r為主，顆粒含量相對較高，在埋藏環(huán)境下白云石化后所形成的白云巖普遍晶粒較粗，晶間孔易于保留，疊加表生巖溶和埋藏巖溶作用可形成優(yōu)質(zhì)白云巖儲層。

表生巖溶作用在研究區(qū)白云巖儲層儲集空間的構(gòu)建中也發(fā)揮著重要作用，其中巖溶古地貌控制的水文地質(zhì)條件對表生巖溶發(fā)育程度起著關(guān)鍵性作用[12-14]。鄂爾多斯盆地自中晚奧陶世至早石炭世處于長達(dá)1.3億年暴露剝蝕，以印模法恢復(fù)巖溶古地貌結(jié)果顯示，盆地西部奧陶系總體處于鄂爾多斯盆地古風(fēng)化殼巖溶高地與巖溶鞍地部位，雖然巖溶強(qiáng)度不如巖溶斜坡，但盆地西部前石炭系古地貌處于高部位的巖溶臺地區(qū)域有利于巖溶作用的發(fā)生，并且實際鉆井結(jié)果也揭示了這一規(guī)律，處于鄂托克前旗至定邊巖溶臺地的多口鉆井在桌子山組和克里摩里組鉆遇到較好的白云巖儲層段。

斷裂系統(tǒng)指為地表水和地下水提供滲透和運移空間的斷層與裂縫，具有控制和促進(jìn)巖溶作用發(fā)育的特點,又是油氣垂向運移的主要通道,還可以自身溶蝕擴(kuò)大或與溶蝕孔洞配置,構(gòu)成各類縫洞型儲層,成為油氣儲集的主要空間。盆地西部受晚加里東期—燕山期多期次構(gòu)造活動影響，斷裂普遍發(fā)育，在斷層及伴生裂縫發(fā)育的地方，巖石結(jié)構(gòu)松散，有利于巖溶作用的疊加改造，沿這些斷裂常發(fā)育良好的儲集空間，形成優(yōu)質(zhì)白云巖儲層。

綜合上述分析，初步預(yù)測克里摩里組剝蝕線以西至鐵克蘇廟-惠安堡以東地區(qū)為天環(huán)北段克里摩里組白云巖儲層發(fā)育有利區(qū)(圖8)，而桌子山組白云巖儲層在研究區(qū)內(nèi)更發(fā)育，廣泛分布于中央古隆起至烏拉力克組剝蝕線之間區(qū)域(圖9)。

圖8　研究區(qū)克里摩里組白云巖儲層預(yù)測Fig.8　Dolomite reservoir prediction of Kelimoli formation in the study area

圖9　研究區(qū)桌子山組白云巖儲層預(yù)測Fig.9　Dolomite reservoir prediction of Zhuozishan formation in the study area

4成藏條件及有利勘探區(qū)帶

天環(huán)北段奧陶系桌子山組、克里摩里組具備形成大型氣藏的優(yōu)越條件。從氣源條件看，鄂爾多斯盆地西部發(fā)育2套為桌子山組和克里摩里組白云巖儲層供烴的烴源巖地層：一是發(fā)育于上古生界石炭系—二疊系的煤系烴源巖，其巖性主要為煤、暗色泥巖，厚度達(dá)10～300 m，有機(jī)質(zhì)占比70.8%～83.2%，氯仿瀝青“A”占0.61%～0.80%，總烴(1 757.1～2 539.8)×10-6，演化程度高，生烴強(qiáng)度大； 二是位于下古生界中奧陶統(tǒng)烏拉力克組和拉什仲組內(nèi)部的海相烴源巖，其巖性主要為黑色泥巖或含灰泥巖，厚度0～160 m，地化特征顯示，暗色泥巖有機(jī)碳(TOC)質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.028%～0.975%，氯仿瀝青“A”0.002 3%～0.086 3%，鏡質(zhì)組反射率為1.013%～1.588%，是較好的烴源巖。

天環(huán)北段存在與榆林氣田及靖邊氣田相似的生儲蓋配置關(guān)系。盆地西部奧陶系地層沉積期，沉積了臺地邊緣-斜坡-盆地相沉積體系，既有可形成優(yōu)質(zhì)儲層的臺地邊緣相帶，又有提供烴源巖的斜坡-盆地相，為天然氣的生成與聚集提供了生儲蓋條件；到加里東末期，鄂爾多斯地區(qū)整體構(gòu)造抬升，桌子山組、克里摩里組、烏拉力克組、拉什仲組向西逐層剝蝕，長達(dá)1.3億年的風(fēng)化暴露為桌子山組和克里摩里組白云巖儲層的形成奠定了條件；晚石炭紀(jì)，鄂爾多斯地區(qū)沉降，開始接受石炭—二疊紀(jì)的海陸交互相沉積，使得克里摩里組和桌子山組地層與上古生界的煤系烴源巖直接接觸；印支末—燕山期，2套烴源巖熱演化成熟并進(jìn)入排烴階段，生成的天然氣側(cè)向或向下運移至克里摩里組和桌子山組白云巖儲層成藏，蓋層為上古生界石炭—二疊系或中奧陶統(tǒng)烏拉力克組、拉什仲組(圖10)。

圖10　天環(huán)北段奧陶系生儲蓋層配置關(guān)系Fig.10　Source-reservoir-caprock allocation relation of the Ordovician in northern Tianhuan area

受燕山晚期構(gòu)造翹傾影響，天環(huán)北段現(xiàn)今處于構(gòu)造低部位，從成藏角度看，局部構(gòu)造如斷層遮擋或褶皺可為天然氣聚集成藏提供有利條件，如斷層使得克里摩里組和桌子山組的儲層與中奧陶統(tǒng)烏拉力克組和拉什仲組的海相烴源巖直接接觸，處在源儲配置的有利位置，有利于天然氣側(cè)向運聚成藏，而且上古生界的煤系烴源巖生成的天然氣通過斷裂疏導(dǎo)體系可向下古生界的克里摩里組和桌子山組發(fā)生“倒灌”運聚，由于本區(qū)斷層向上沒穿過石炭—二疊系煤系地層，因此不影響上部蓋層的封閉性。

綜上所述，鄂爾多斯盆地西部既發(fā)育煤系烴源巖和海相烴源巖，又在克里摩里組和桌子山組中發(fā)育優(yōu)質(zhì)的白云巖儲層，且烴源巖與儲層通過斷裂系統(tǒng)、風(fēng)化殼不整合面溝通，形成良好的生儲蓋層匹配關(guān)系。依據(jù)優(yōu)質(zhì)儲層的發(fā)育區(qū)域、斷裂系統(tǒng)的發(fā)育區(qū)及不整合面，初步預(yù)測鄂爾多斯盆地西部奧陶系克里摩里組有利勘探區(qū)帶主要分布于鄂23—苦深1井一線以東至鄂12—李9井一線以西區(qū)域，桌子山組有利勘探區(qū)帶主要分布于烏拉力克組剝蝕線以東區(qū)域，勘探潛力大，有望形成繼靖邊及榆林之后下古生界新的大型氣田。

5結(jié)論

(1)研究區(qū)奧陶系桌子山組和克里摩里組白云巖主要包括晶粒白云巖和顆粒白云巖，且屬于埋藏白云巖化成因。

(2)研究區(qū)桌子山組和克里摩里組白云巖儲層的儲集空間類型主要包括晶間孔、晶間溶孔以及非組構(gòu)選擇性溶蝕孔洞和溶縫，以晶間孔和晶間溶孔為主，主要由埋藏云化作用、表生巖溶作用和埋藏巖溶作用形成。

(3)初步預(yù)測克里摩里組白云巖儲層主要分布于克里摩里組剝蝕線以西至鐵克蘇廟—馬家灘一線以東地區(qū)，桌子山組白云巖儲層主要發(fā)育在中央古隆起至烏拉力克組剝蝕線之間地區(qū)。

(4)研究區(qū)桌子山組、克里摩里組生儲蓋層配置關(guān)系良好，具備形成大型氣藏的優(yōu)越條件，局部構(gòu)造如斷層遮擋或褶皺是尋找有利勘探目標(biāo)的重要方向。

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責(zé)任編輯：王輝

DOI：10.3969/j.issn.1673-064X.2016.01.001中圖分類號：TE121

文章編號：1673-064X(2016)01-0001-09

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

收稿日期：2015-07-11

基金項目：“十二五”國家攻關(guān)項目一級專題“海相碳酸鹽巖沉積與有效儲層大型化發(fā)育機(jī)理與分布研究”(二期)(編號:2011ZX05004-002)

作者簡介：王大興(1963-)，男，博士，教授級高級工程師，主要從事地球物理勘探研究。E-mail:wdx1_cq@petrochina.com.cn

Characteristics and Distribution of Ordovician Dolomite Reservoirn the Northern Tianhuan Depression of Ordos Basin

WANG Daxing1,WU Xingning2,SUN Liuyi1,YU Zhou2,DING Zhenchun2,WU Dongxu2

(1.Research Institute of Exploration and Development,Changqing Oilfield Company,Xi'an 710018,Shaanxi,China；2.Hangzhou Research Institute of Geology,CNPC,Hangzhou 310023,Zhejiang,China)

Abstract:The observation of cores and thin sections shows that dolomite reservoir widely developed in Zhuozishan formation and Kelimoli formation of Ordovician in north Tianhuan depression of Ordos Basin.The reservoir lithology is mainly crystalline grain dolomite and grain dolomite,and the dolomite belongs to the burial dolomitization origin.The storage space types of the dolomite reservoir include intergranular pore,intergranular dissolved pore,non fabric selective dissolved pore and dissolved fracture.According to the diagenetic evolution analysis of the dolomite in Zhuozishan formation and Kelimoli formation,the dolomite reservoir in the study area was formed mainly by dolomitization,supergene karstification and burial karstification,and the distribution of high-quality reservoir is controlled by lithofacies and dolomite thickness and paleokarst landform and faults.The dolomite reservoir of Kelimoli formation mainly distributes in the area between the denudation line of Kelimoli formation and the connection line of Tiekesumiao with Majiatan,and the dolomite reservoirs of Zhuozishan formation mainly developed in the area between central uplift and the denudation line of Kelimoli formation.There is good source-reservoir-cap rock assemblage in the study area,and therefore there are the favorable conditions for forming large scale natural gas reservoirs.Local structures such as fault blocks and folds are favorable exploration targets.

Key words:dolomite reservoir;reservoir characteristic;reservoir distribution;Ordovician;Tianhuan Depression;Ordos Basin