（石油与天然气工程专业论文）鄂尔多斯盆地东部延长区上古生界储层评价.pdf

中文摘要 论文题目： 专业： 硕士生： 指导教师： 鄂尔多斯盆地东部延长区上古生界储层评价 石油与 董晓军 赵靖舟 摘要 近年的勘探实践表明，鄂尔多斯盆地东部上古生界具有较大的勘探潜力。在延长 地区先后发现山西组、石盒子、石千峰组等多套含气层系，为了扩大勘探成果认识， 加快天然气勘探步伐，对该区进行全面系统的研究是十分必要的。针对延长上古生界 天然气圈闭类型以地层岩性圈闭为主，气藏低孔、低渗、低丰度、大面积分布等特点， 本次研究以层序地层学理论为指导，与沉积学相结合，对研究区进行了地层划分与对 比，重点研究了该区的沉积体系特征、岩石学特征、储层特征和生储盖组合条件等内 容，最后对储层进行了综合分类评价，并优选了有利勘探区。 通过研究，主要取得了以下认识： l 、纵观本区上古生界烃源岩的各种特征，可以看出，从有机质成熟度上来看，本 区上古生界的烃源岩已经处于了大量成气的热演化阶段。从本区上古生界的烃源岩有 机碳含量来看，山西组有机碳含量非常低，不具备生气的潜能。太原组的有机碳含量 普遍较高，应属于好的生气岩，生气潜能相应的也较好。石炭系本溪组主要成分为泥 岩和煤层，其岩性、电性与山西组类似，根据前人的研究，本溪组也是较好的烃源岩。 2 、古生界除本溪组砂岩不发育外，石千峰组、石盒子组与山西组中的砂岩均较发 育，储层条件较好。 3 、区域上上石盒子组和石千峰组发育了套横向稳定以湖相为主的砂泥岩沉积， 是一套相当好的区域盖层。本区的石千峰组和上石盒子组的泥岩也十分发育，此外山 西组、太原组和下石盒子组内部也有大段泥岩发育，盖层条件好。 4 、本区气测录井异常显示主要集中在石盒子组和山西组，石千峰组、本溪组及马 家沟组偶见异常显示。盒8 和山2 气测异常较高，为气层，测井曲线亦表现为明显的 气层特征，综合解释气层。 5 、研究区内山2 段共预测有3 个勘探有利区，其中i 、i i 、i 类储层有利区各1 个，盒8 段共预测有4 个有利勘探区，其中i 、m 类储层有科区各1 个，类储层有 利区2 个。 总之，本区生储盖层及组合均发育较好，盒8 段、山2 段具有较好的气层，勘探 前景良好，建议对其预测有利区进行进一步勘探，以扩大勘探成果。 关键词：延长上古生界沉积体系储层特征储层评价 s u b j e e t ： s p e c i a l i t y ： n a m e ： i n s t r u c t o r ： 英文摘要 t h eu p p e r p a l e o i o i ci nt h ee a s to fo r d o s b a s i nr e s e r v o i re v a l u a t i o n o i la n dg a se n g i n e e r i n g d o n gx i a o j u n ( s i g n a t u r e z h a oj i n g z h o u ( s i g n a t u r e a b s i 。l ：己a c i 硒pe x p l o r a t i o ni nr e c e n ty e a r ss h o w st h a tt h eu p p e rp a l e o i o i ci nt h ee a s to fo r d o s b a s i ni so fg r e a te x p l o r a t i o np o t e n t i a l 1 1 1 i sa s s u m p t i o nh a sb e e np r o v e db yd r i l l i n gs h a n x i ， s h i h e z i ，s h i q i a n f e n gf o r m a t i o n t ，a sw e l la ss o m eo t h e rs e r i e so fg a s - - b e a r i n gf o r m a t i o n si n y a n c h a n ga r e a , w h e r ea c e r t a i nd e g r e eo fc o n t r o l l e da n df o r e c a s t e ds t o r a g eh a v eb e e nf o u n d i no r d e rt oe n l a r g et h ee x p l o r e dr e s e r v eu ps t o r a g e ，s p e e du pt h ee x p l o r a t i o n ，i ti sn e c e s s a r y t oh a v eac o m p r e h e n s i v ea n ds y s t e m a t i cr e s e a r c ho nt h i sa r e a c o n c e r n i n gt h ec h a r a c t e r i s t i c s o fu p p e rp a l e o i o i ct r a p si no r d o e sb a s i n ( o nt h eo n es i d e ，t h e s e t r a p sa r em a i n l y s t r a t i g r a p h i ca n dl i t h o l o g i c ；o nt h eo t h e rs i d e , t h eg a sp o o l sa r e l o wp o r e ，l o wp e r m e a b i l i t y , l o wa b u n d a n c ea n dw i d ed i s t r i b u t i o n ) ，f o l l o w i n gt h ea c a d e m i cg u i d e l i n eo fr e s o l u t i o n s e q u e n c e ss t r a t i g r a p h ya n dc o m b i n e dw i t hs e d i m e n t o l o g y , t h es t r a t aa n ds e q u e n c ei nt h e r e s e a r c ha r e aa r ed i v i d e da n dc o r r e l a t e d t h er e s e a r c he m p h a s i z e so ns e d i m e n t a r ys y s t e m ， t h er o c kc h a r a c t e r i s t i c s ，r e s e r v o i rc h a r a c t e r i s t i c s ，r e s e r v o i r - c a pc o m b i n a t i o no fc o n d i t i o m a n ds oo ni nm a i nf o r m a t i o ni nt h i sa r e a l a s t l y , t h r o u g hd i a g e n e s i sr e s e a r c h ，t h e c h a r a c t e r i s t i c so f m i c r o p o r es t r u c t u r ea n dh e t e r o g e n e i t yr e s e r v o i ra r ed i s c u s s e d ，n l i sp a p e rm a i n l ya c h i e v e st h ef o l l o w i n gf r u i t s ： f i r s t ，t h r o u g h o u t t h ef e a t u r e so f t h eu p p e rp a l e o z o i ci nt h i sa r e a , y o uc a ns e e ，f r o m t h eo r g a n i cm a t t e rm a t u r i t yp o i n to fv i e w , t h er o c ko fu p p e rp a l e o z o i ci nt h i sa r e aa l r e a d y i nt h es t a g eo f w e l le v o l v e m e n tt h a tg e n e r a t em a s sg a s i nt e r m so fo r g a n i cc a r b o no ft h e r o c k so fu p p e rp a l e o z o i co ft h i sa r e a , o r g a n i cc a r b o nc o n t e n to ft h es h a n x if o r m a t i o ni sv e r y l o w , d on o th a v ep o t e n t i a lt og e n e r a t eg a s 硼1 eo r g a n i cc a r b o no ft a i y u a nf o r m a t i o ni s r e l a t i v e l yh i g h , s h o u l db er e g a r d e da sag o o dr o c ka n dg a s ，t h ec o r r e s p o n d i n gp o t e n t i a la r e b e t t e r c a r b o n i f e r o u sb e n x if o r m a t i o nm a i n l yc o m p o s e do fm u d s t o n ea n dc o a ls e a m s ，t h e i r l i t h o l o g y , e l e c t r i c a lp r o p e r t i e sa r es i m i l a rw i t ht h es h a n x if o r m a t i o n ，a c c o r d i n gt op r e v i o u s s t u d i e s ，b e n x ig r o u pi sa l s oag o o ds o u r c er o c k s s e c o n d ，p a l e o z o i e i s d e v e l o p e de x c e p tb e n x i s a n d s t o n e ，t h es h i q i a n f e n g ，s h i h e z i g r o u pa n ds h a n x ig r o u pa l ed e v e l o p e dw e l li ns a n d s t o n ea n dt h e r e s e r v o i rc o n d i t i o ni s b e t t e r t h i r d ，r e g i o n a l l ys h i h e z ia n ds h i q i a n f e n gg r o u p sd e v e l o p e das u i to fl a t e r a ls t a b i l i t y s a n d 雒ds h a l ed 印o s 砥m m n l yc o m p o s e db yl a k ef a c i e sa n d i ti sa v e r yg o o dr e 9 1 0 n a js e a l n 圮m u d s t o l l ei 1 1t 1 1 ed i s t r i c to fs h i q i a n f e n gg r o u pa n ds h i h e z ii s a l s ov e r yd e v e l o p e d ，m a d d i t i o nt os h 刮 1 ) 【i ，t a i y u a n a n dx i a s h i h e z it h e r ea r el a r g es e g m e n tw i t h i nt h e s h a l e d e v e l o p m e n t ，t h ec a p r o c kc o n d i t i o n si sa l s og o o d f o u r m ，a b n o 肌a lg a sl o g g i n gi nt h i sa r e as h o w sm a i di ns h i h e z ig r o u p ，s h a n x i 擎o u p ，s h i q i 啦n gg r o u p ，b e n x ig r o u p a n dm a j i a g o ua n do c c a s i o n a l l ys h o wa b 衄a l m e s h e 8m e m b e f 锄ds h 2m e m b e rh a v ea b n o r m a lh i pa b n o r m a lg a sl e v e l ，a n d i tl sg a sl a y e r ， l o g g i n gc u r v e sa l s os h o w e ds i g n i f i c a n tg a s r e s e r v o i rc h a r a c t e r i s t i c s ，i n t e g r a t e di n t e r p r e t a t l o n o fg a s b e a t i n gf o r m a t i o n f i f n l ，1 1 1 e r ea f et 1 1 r e ef a v o r a b l ee x p l o r a t i o np l a c e si n s h 2m e m b e r ，i nw h i c hi ，l l i t y p er e s e o i rw h i c hi s b e n e f i c i a lt oe x p l o r eh a so n er e s p e c t ，h e 8 m e m b e rh a v et 咄 f a v c i r a b l ef o r e c a s te x p l o r a t i o na r e a , i nw h i c hi ，i t y p er e s e r v o i rb e n e f i td i s t r i c te a c h o n e , h a v et w ob e n e f i td i s t r i c t so fi it y p er e s e r v o i r k e yw 。r d s ：y a n c h a n 舀u p p e rp a l e o i 。i c , s e d i m e n t a r ys y s t e m ，r e s e r ，。i r c h a 鞠c t e r i s t i c s ， r e s e r v o i rc l a s s i f i c a t i o na n d e v a l u a t i o n l v 学位论文创新性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中 不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安石油大学或其它 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何 贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 论文作者签名：日期：型 学位论文使用授权的说明 本人完全了解西安石油大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在 校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安石油大学。学校享有以任何方法 发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利，同时授权中国科学技术信息 研究所将本论文收录到中国学位论文全文数据库并通过网络向社会公众提供 信息服务。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成 果时，署名单位仍然为西安石油大学。 论文作者签名 导师签名 日期：业 日期： 12 ：垒! ! z i 注：如本论文涉密，请在使用授权的说明中指出( 含解密年限等) 。 、每 桫蕊 桫捆 前言 1 选题依据 一1 j 王 日i j吾 鄂尔多斯瓮地自第一口油井丌钻并获得油流以来，油气的勘探丌发不断耿得成果， 上1 l l = 纪九十年代中期，勘探对象主要为下古生界风化壳型气藏，在这个过程t ，发现 瓮地卜占生界层段具有普遍含气的特点，随之开展了对上古生界碎屑岩的综合研究和 勘探评价。到上世纪九十年代后期，天然气勘探逐渐转向以上古生界岩性气减为j t 。 近年来的研究和生产勘探成果均显示出鄂尔多斯瓮地上古生界具有较大的勘探潜力。 随着延长石油勘探_ 丌发的不断深入，石油资源接替f j 显不足，于是油气兼探成为 了长远发展的方向。经过近几年来地质综合研究及地震资料的精心处理，灭然气勘探 已初见成效，显示了良好的勘探前景。近几年在延长地区其周边钻探先后发现了l l i2 、 盒8 气层，并已拿到一定规模的控制储量及预测储量。为了加快该区天然气勘探步伐， 对延长地区储层进行全面系统的研究是十分必要的。 鄂尔多斯笳地北部以发育上占生界岩性气藏为其最主要特征，延长地区i 一样j t - 干j 如此特征。沉积棚纵横向变化较大，储层空间展布复杂、储层非均质性强、物。陀普遍 较差，总体上为低孔、低渗储层；而且后期成岩作用对砂岩储层的影响比较复杂，“ 接影响了天然气勘探丌发的效果。能否找到储层的主要控制冈素和明确优质储层的分 布区域成为生产迫切需要解决的问题。本次研究以岩心、化验分析、测j 二、录井等资 料信息为基础，应用层序地层学的理论观点，力求在前人研究的基础卜，对研究l x 上 古g i 界的沉积模式、储层展布特征和微观孔隙结构有更深入的认识，并对研究【k 毛力 储层做出客观评价。此课题的研究具有重要的理论意义和现实意义。 2 国内外研究现状 纵观国内外含油气瓮地的勘探，用高分辨率层序地层学方法解剖刁i 同类型笳地的 层序构成模式及层序单元内体系域的砂体发育规律及生储盖组合，再运用先进的成臧 理论研究这些砂体的成藏条件进行含油气性评价，在此基础上，在有利于发育隐蔽油 气臧的地区运用先进的地球物理描述方法预测有利的隐蔽区带和日标。2 0 0 3 年蔡希源、 李思刚等编写了陆相瓮地高精度层序地层学一隐蔽油气藏勘探肇础、方法、实践 一书，该书是结合陆相翁地特征对层序地层学理论的丰富与发展，是近年来中旧n i # l l 层序地层应用实践的总结与升华。这些研究成果证明了高分辨率层序地层学作为。种 油气勘探新工具的重要性。 西安石油大学硕士学位论文 就翻5 尔多斯翁地而苦，近年的勘探实践表明，在盆地东部上古生界具有较大的勘 探潜力。= i ! f l i 陕北地区先后发现山西组、太原组、石盒子组等多套含气层系，拿到一定 的控制及预测储量，为了扩大探明储量，加快天然气勘探步伐，对该区进行全面系统 的研究是十分必要的。针对陕北地区上古生界天然气圈闭类型以地层岩性圈闭为主， 气减低孔、低渗、低丰度、人面积分布等特点，多以t a c r o s s 的高分辨率层序地层 胖沦为指导，与传统的沉积学有机结合，对研究区进行地层及层序的划分与埘比，重 点研究沉积体系特征、不同级别层序的结构特征、岩相古地理演化特征、主要f 1 的层 段的砂体腱布特征；并通过储层成岩作用研究，探讨储层的微观孔隙结构及非均质特 征；对能层进行综合分类评价，最后优选出有利探区。 前人通过对鄂尔多斯简地的研究，主要取得以下成果并认识到存在的问题 以年i i i i 心 i i 、测井、野外剖面资料为主要研究对象，建立了研究区高分辨率层j j # 地层 格架，认为有利储集层主要出现在长期上升半旋回的中、下部，且以有利于储层发育 的人型和c i 型中期旋回为主；通过沉积背景分析、沉积体系展布、砂岩类型及霞矿物 组合的、h 町变化研究，认为研究区物源主要来源二j ：盆地北部的浅变质结晶基底；利用 等时7 村，l ? i 地理编陶技术，以陕北地区为主要研究对象，编制了有利层岩相古地理罔， i ：摊出i i2 沉积为“缓坡背景的l 型层序”。 通过射储层岩石学特征和成岩作用的研究，认为瓮地北部普遍经历较强烈的瓜实 和胶结作j 1 j ，f 【= l 不同类型的砂岩所经历的成岩作用存在较大差异，以岩瞒砂岩和岩屑 彳i 英砂7 为主的储层原生孔隙几乎损失殆尽，而石英砂岩尚保留较多的原生孔隙；通 过对i - 力层段储层孔隙类型、结构及物性特征的研究，认为总体表现出典? 诅的低孔、 低渗特征，沉移 、成岩作用是储层低孔、低渗的主要原因；通过对重点层位储层分类 评价、产能分析，认为山2 3 段产能远大于盒8 段储层，综合考虑储层特征及广：能等因 素，将储层划分为二三类，认为应将勘探开发的重点集中于i 、i i 类储层，丽i i i 储层差、 广：能低，存在较人风险。近年经过实际生产验证了山2 3 段砂体分布特征、钻遇气层情 况及完钻开发井试气无阻流量与储层综合评价基本一致。 高效储层是鄂尔多斯笳地上古牛界勘探的甜点。对高效储层的认识也是最近几年 j 捉f i l 永的，前人对其也进行了一些研究，取得了一些进展，但埘其成冈及分硇j 规律 认识程度还不深，只是从某一地区岩石学特征，储集性能及影响控制因素等方面进行 过分析，但是局部的规律不能很好应用于区域一l ，对不同产气区高效储层的特征缺乏 埘比分析，没有很好的分析它与沉积相及成藏的关系，不能很好的指导生产实践。 综j 二，刘鄂尔多斯瓮地天然气储层研究的方法已较为成熟，但储层发行糕体j i 存 红诸多的多变性，沉移 棚纵横向变化较大，储层空问展布复杂、储层非均质性强、物 它l j 酱遍较箍，总体，l ：为低孔、低渗储层；而且后期成岩作用对砂岩储层的影响比较复 杂，j ! - 接影响了天然气勘探开发的效果。能否找到储层的主要控制因素和明确优质储 层的分布域成为生产迫切需要解决的问题。但对于陕北地区，由于构造复杂及部分 前言 钻井天然气成果不甚理想，多年的研究程度也不高，就偷地西南部现有的认i 埚! 度也很 难满足勘探工作的需要。 3 研究的内容及工作量 3 1 研究内容 ( 1 ) 地层划分、对比研究 以综合测井和录井的直井资料为基础，建立几条直井的标准井剖面。其划分原则 为先寻找区域标志层，再寻找辅助标志层，先对大段，再对小段，旋凹控制，并结合 等岛程、相变、侧向连续和f 切砂体对比法等。在砂层组对比过程中，突出了沉移 旋 叫及岩性变化规律的应用。其中用声波时差划分大层，利用自然电位、微r 乜极和f j 然 伽马划分小层。 ( 2 ) 沉积体系和沉积相，并进行沉积微相划分 立足于岩心观察与描述进行沉积微相识别，采取岩心相与测井棚结合的方法进行 单井相划分，建立一维相剖面，研究沉积微相平面展布及其演化规律。 ( 3 ) 储层特征研究及评价 通过储集层发育情况及其岩石、矿物学特征及其物性研究，确定储集层综合评价 分类的：立要指标，分层建立砂岩储层分类标准；以重点砂岩组为单元，依捌综合评价 分类指标，分类评价储层，并绘制各类储层平面展布图。 3 2 主要工作量 在完成论文的过程中，主要工作量如下： 1 、观察描述岩芯2 0 口，拍摄岩心照片3 0 0 多张。 2 、根据岩：卷观察结合测井曲线，解释了5 9 口井的岩性。 3 、编制延长气区主要目的层段山2 和盒8 段共7 个中期旋卜可的沉积 1 1 - f i f f i i 刘及砂 岩玉f 面分布图1 4 张。 4 、编制延长气区砂岩孔隙度、渗透率、有效厚度、含气饱和度等图j t - i , l 2 0 余张。 5 、【i j2 、盒8 上、盒8 下共3 个小层的砂体储层分类评价罔3 幅；研究区储层综 合评价图1 幅。 4 研究思路和方法 针对研究日的，采用的具体方法和步骤如下： ( 1 ) 通过区域地质资料收集、整理与分析，了解本区的沉积背景及地层发育的总 体特征并进行了地层对比研究。 ( 2 ) 在对区域地质条件、沉积构造背景、盆地沉积演化史研究的基础j 二，通过岩 3 西安石油大学硕士学位论文 心舰臻、 ) c 秘构造、古f l 三物化石及测井曲线等标志建立相序剖面，对研究区各完钻井 本溪组盒8 段的沉积体系进行划分，对研究区主要目的层段的平面沉积千f 分布及砂 体腱斫j 进行研究。 ( 3 ) 利川铸体薄片鉴定、扫描电镜观察、毛管压力曲线分析等试验数据，取得孔 隙特征描述的基础资料。描述成岩作用和成岩后生作用形成的孔隙结构特征及其番i 纵、 横m l ：的变化，分层组描述孔隙类型、孔喉分布特征。 ( 1 ) 研究砂岩储层非均质特征，纵横向分布以及储集物性的变化规律，对上古生 界砂岩气层的宏观非均质性( 包括层内、层间和平面非均质性) 进行研究，并指出其 ：悱均质性的特征。 ( 5 ) 通过储集层沉积相及各项系数的综合对比研究，确定储集层综合评价分类的 j t 婴指标，分层建立砂岩储层分类标准；以重点砂岩组为单元，依据综合评价分类指 标，分类评价储层，并绘制各类储层平面展布图。 ( 6 ) 在丁作巾注再邻井与邻区资料及各区块之间的对比，注重以静态研究与动态 研究棚结合，域资料j 单井资料相结合，地质研究与地球物理研究相结合的方法， 拓宽研究的深度j 广度( 图0 一1 ) 。 幽0 1研究思路图 4 前言 5 取得的主要成果及认识 通过研究，对鄂尔多斯瓮地东部延长区上上古生界储层认识如下： l 、纵观本区上古生界烃源岩的各种特征，可以看出，从有机质成熟度 ：米行，本 区上古生界的烃源岩已经处于了大量成气的热演化阶段。从本区上古生界的烃源7 仃 机碳含量来看，山西组有机碳含量非常低，不具备生气的潜能。太原组的彳j 机碳含量 普遍较高，应属于好的生气岩，生气潜能相应的也较好。石炭系本溪组主要成分为泷 岩和煤层，其岩性、电性与山西组类似，根据前人的研究，本溪组也足较好的烃源岩。 ，2 、古生界除本溪组砂岩不发育外，石千峰组、石盒子组与山两组中的砂岩均较发 育，储层条件较好。 3 、区域上上石盒子组和石千峰组发育了一套横向稳定以湖和为。e 的砂泥崧沉移 ， 是一套相当好的区域盖层。本区的石千峰组和上石盒子组的泥岩也十分发育，此外l i l 两组、太原组和下石盒子组内部也有大段泥岩发育，盖层条件好。 4 、本区气测录井异常显示主要集中在石盒子组和山西组，石干峰组、小溪组i 及马 家沟甜l 偶见异常显示。盒8 和i j j2 气测异常较高，为气层，测井曲线刃i 表现为i w ! i l ! 的 气层特征，综合解释气层。 5 、研究区内山2 段共预测有3 个勘探有利区，其中i 、l i 、i i i 类储层有利符1 个，盒8 段共预测有4 个有利勘探区，其中i 、i i i 类储层有利区各1 个，i i 类储层有 利区2 个。 总之，本区生储盖层均发育较好，具有2 段较好的气层，勘探前景较好，建议对 其预测有利进行进一步勘探，以扩大勘探成果。 5 西安石油人学硕- 1 ：学位论文 1 1 区域地质特征 第一章区域地质概况 鄂尔多斯翁地是指河套盆地以南、渭河地颦以北、银川地堑以东、晋两挠褶带以 p 【i 的j “人地i x i ，是个大型的内陆篙地，面积约2 5 x1 0 4 k m 2 ，地跨陕、甘、宁、蒙、晋 - i 省l x i ，位j j ：华北地台的西部，是一个多构造体系、多旋m 演化、多沉积类型的大型 乱地。足一个占生代地台及台缘坳陷与中新生代台内坳陷叠合的大型克拉通翁地，基 底为太+ i 代、早元古代变质岩结品基底，基底之上有中晚元古代、古乍代、中q i 代、 新牛代的盖层沉积，具明显的二元结构。结晶基底比较复杂，岩类众多，同位素年龄 分斫j j j ：1 4 0 3 8 0 m a ；沉积盖层时代较全，属多旋m 型，除缺欠志留一泥篙系外，从寒武 系至第i 系均有沉积。在地质历史巾，经历了早古牛代陆表海、晚- 占生代滨海j l t 原、 - 心内陆湖分_ i i i l ，昶1j 新尘i 代周边断陷p 马个发育阶段。鄂尔多斯瓮地整个古生代经历了早 占牛代海十f i 碳酸盐岩沉积环境，而晚古生代从石炭纪到二叠纪经历了一个由海陆过渡 环境转变为陆棚环境的过程，古气候经历了晚石炭世温暖潮湿、早二叠世温热潮湿剑 晚：粹盼| 二热气候的演化过程。 现今的瑚；尔多斯瓮地是一个由极其简单的人向斜组成的构造盐地，向斜东凶向倾 斜，d 构成了南北方向展布的矩形翁地轮廓。翁地主体被四周的断裂所限，其内人 部分地i x ：地层、f 缓，倾角不足1 度。除翁地边缘褶曲、断裂、挠曲构造等发育外，笳 内构造极不发育，构成了华北克拉通上一个最稳定的块体或构造单元。根据瓮地的地 质演化史及现今地质构造特征，将瓮地划分为伊盟隆起区、陕北斜坡、渭北隆起、晋 口q 褶l l l l ， i ；：、天环向斜嗣i 西缘逆冲带六个构造单元。 鄂尔多斯瓮地古生界经历了不同的沉积环境，形成了早古生代碳酸献岩储集体、 晚r ! i 牛代海阳i 过渡槲碎屑岩和碳酸盐岩储集体。盆地古生界地层由于埋深较人，其敏 街砂节储层物性很群。q 储层在埋藏过程中一般都经历了很强的成岩变化，影响储层一7 参数的地质凶素复杂， 黝n 上储层非均质性很强，需要通过测井与地质等各项资料进 i j 二综合分析，彳可以达到储层综合评价的日的( 吴春萍，2 0 0 4 ) 。 本文研究区延长气区位于鄂尔多斯盆地东部，构造上属于伊陕斜坡构造单元( 幽 1 1 ) ，l j ：i 影 约6 7 0 k m 2 。 6 第一章隧域地质概况 图1 - 1 鄂尔多斯盆地区域构造单元划分及研究匣位盟 西安石油大学硕+ 学位论文 一一一 1 2 沉积盆地演化 沉移 偷地的演化过程，是在区域和局部的不同构造环境下的沉积响应和沉积笳地 的充填过程，罗志立等( 1 9 8 9 ) 根据板块构造观点，认为鄂尔多斯地块是华北板块的一 部分，是华北陆块西端的次级构造单元，它的演化过程主要受北侧的“古中业洋俞”、 南缘和i 婀南缘的秦祁海槽及其派生的贺兰坳拉槽的扩张、俯冲、消减作用的控制( 郑 荣才等，2 0 0 4 ) 。鄂尔多斯晚古生代沉积盒地就是受这些区域构造格局的转变以及南北 构造j f 1 时f l j 和窄f , j 上的差异的直接影响和控制，造成沉积体系丰富、旋回结构清晰、 层序类型多样的盐地充填与演化特征。 根圳构造演化、沉积特征和充填层序特点，鄂尔多斯晚古生代沉积瓮地的发展， i 叮以i x 分为两个人的演化阶段和四种沉积衙地类型( 郑荣才等，2 0 0 4 ) 。即晚干i 炭h j = 本 溪期至b l 二替世太原期的以海相沉积为主的发展阶段，其中包括分布较广的陆表海瓮 地和西北缘的裂陷瓮地。早二叠世山西期至晚二叠世石千峰期，为盆地演化的第二阶 段，即以陆拥沉积为主的发展阶段，包括早期的近海湖衙和石盒子期开始的内陆坳陷 瓮地。两个演化阶段之间，即以太原期末盆地东西两侧边缘的抬升所形成的风化剥蚀 作为能地性质转化的关键性界面。 1 2 1 石炭纪本溪期一二叠纪太原期陆表海盆地 l 、石炭纪本溪期陆表海笳地 奉溪期的陆表海瓮地，是鄂尔多斯地区晚古生代的初始海盆，主要分布于笳地的 尔部和l ! l 部。海侵分别米白东西两侧的华北海和祁连海( 西部海侵更早一些) ，以明显平 行小整合关系超覆于下奥陶统的风化壳平面之上。笳地中由于南北隆起以及中央隆起 的存在，陆表海衙地范围不大，且被分割为互不相连的东西两个海域。在这些笳地中， 地7 髟十h 对、i 坦，海水深度不大，以陆表海的潮坪泻湖相为主，为本区重要含煤笳地 之。 2 、二：叠纪太原期陆表海笳地 早- = - 叠1 l = ，天山一内蒙裂谷系的第一次拉张一挤压旋叫结束，鄂尔多斯地区再次 受剑影响，形成北升南降的格局，造成了鄂尔多斯衙地，海相沉积不断向南超覆，而 来f 北缘隆起带的陆缘物质自北向南源源不断的涌入笳地中。在这样的区域海退的背 搽下，锍地中的沉积相展布特点，在平面上形成三角洲相与潮坪相交错发育，剖向上 现陆牛1 f 僻删岩、煤层与浅海相狄岩相互共存的特有的约代尔旋回，剖面上与平面上 海相l 与陆4 1 t , i l ! l ? i 交错，构成了这个时期陆表海贫地与本溪期的明显区别。在陆表海瓮 地- l 一，1 1 i 央降起已没入水下，盐地范围扩大，全区连成整体，自北向南依次出现冲积 8 第一章区域地质概况 扇河流三角洲平原及前缘，潮坪泻湖浅海陆棚相的有序排列，并不断向南缘超覆。 太原期末有一次短期的隆起暴露时期，特别是在盆地的东西两侧，造成了风化粘 土层的出现以及上覆地层与太原组项部不同岩性层段的接触关系，表明构造隆升和风 化剥蚀作用的存在，从此以后，海水基本退出本区，沉积类型转变为以陆相为t ，碎 屑物来源主要受北缘控制，并开始在南缘出现小型三角洲，这些特点标志着瓮地性质 的转变，即近陆表海盆地的结束和新的内陆坳陷瓮地的丌始。 1 2 2 二叠纪山西期一石千峰期近海内陆湖盆 这个时期是以陆相为主的沉积盆地演化阶段，由于气候条件由潮湿变为干燥，南 北边缘构造活动的不平衡性，可进一步划分3 个翁地演化阶段。 1 、早期( 山诬早期) 为陆缘近海含煤盆地，岩石颜色以灰、灰黑色为主，东南缘保留少数海帕地层， 属于陆缘近海瓮地。 2 、中期( 山西晚期及下石盒子期) 以冲积扇一河流相为主，冲积平原分布面积大，湖相分布范围较小；中晚期溉石 盒子期及石干峰期) 湖泊范围增大过程。在盆地不同位置，这一过程的表现也有不同， 在贫地北缘因受构造活动强烈的影响，陆缘碎屑供给充分，白北而南有序的分布着冲 积扇一河流一三角洲一湖泊的沉积相带，直抵笳地中南部，早期在南缘还出现超覆沉移 关 系，而俞地南缘的构造活动相对微弱，物源供给不充分，仅南缘带出现宽度不大的三 角洲平原及前缘相带，湖盆区主要分布在延安一环县一带，使整个笳地在南北五向上 成为不对称的箕状外形。 3 、晚期( 上石盒子期一石千峰期) 随着南缘构造活动的逐渐加强，南缘的三角洲相带加宽，湖笳自南而北扩展，至 石千峰期，以红色细碎屑岩为主的湖相沉积，出现在瓮地的中北部，整个鄂尔多斯瓮 地成为典型的内陆坳陷笳地。 9 两安石油大学硕士学位论文 第二章地层划分与对比 地层的划分和对比是储层评价研究的重点与难点之一。在不同的研究阶段，研究 的i _ | 的、研究的尺度和精度的要求不同，相应地对地层的划分与对比也提出不同的要 求。在勘探阶段由于控制井少，井网密度稀疏，更多的是依赖于区域地质环境和地震 资料，进行全区的统层划分和对比，常常注重岩层组界线的确定和划分。 沉积尊元的划分和对比是油藏描述的重要环节，也是储层评价研究的基础。 2 1 地层划分方法 i f i 思路是：首先了解区域构造和地层演化规律，掌握研究区构造变动和古貌特 征、测仆吐n 线特征，在此基础上，寻找、建立地层划分对比的综合标志。在地层对比 过程中，从点到线，从线到面三位一体对比，从标志显著的点开始，由粗到细层层深 入，由近向远逐渐展开。对标志层及旋回不明显的井采用等高程、相变和侧向连续的 方法x 寸比小层。 摹本方法：以综合测井和录井的资料为基础，建立标准剖面。其划分原则为先寻 找域性标志层，再找辅助标志层，先对大段，再对小段，旋回控制，并结合等高程、 相1 变和侧阳连续等方法。在砂层组及小层对比中，突出沉积旋网及岩性变化规律的应 用，其叶lh j 声波时差划分大层，利用自然电位、微电极和自然伽马划分小层。 本研究采用新的石炭系二分、二叠系三分的划分方案，将上、下石炭统的界线定 在真形菊石带( e u m o r p h o c e r a sz o n e ) 和同形菊石带( h o m o c e r a sz o n e ) 之间，把太原组和 l l i 晒约战0p ：n ：二叠统，石盒予组归为中二叠统，石千峰组划归上二叠统。研究区上古 生界地层：七要是：上石炭统本溪组，下二叠统人原组、山西组，中二叠统石盒二于组， 1 ：叠统石千峰组。 2 2 上古生界区域性标志层 取心资料虽然直观，但不连续，分布于衙地周边的露头资料，也是地层划分对比 的：弧要参考资料，而且区内已有探井的测井资料，连续性好，其能够反映多方面的地 质信息，所以，本报告进行地层划分对比综合利用了测井曲线和区域性标志层特征。 上f l i g i 界i 域性标志层( 表2 1 ) 主要有以下8 个： 1 0 第二章地层划分与对比 表2 1鄂尔多斯盆地上古生界主要标志层特征表 岩石地层 主要标志层电性特征 系统组 小层 ： 一 碴卜统刘家沟组 系 蜂1 l 喙2 泥灰岩( 或钙质结核) 上统石千峰组 峰3 鲜红色砂、泥岩 锯齿状卢波l j | | 线 峰4 k 8 砂岩。 蝰5 盒1 上石盒子组 盒2 硅质岩( 隧石层) 盒3 褐红色砂泥岩 低电阻、高伽玛 中统 盒4 k 6 砂岩 盒5 。- 下石盒子组 盒6 桃花泥岩 盒7 浅色砂岩( k 5 ) 泥岩 电阻曲线起伏明显 替骆驼脖子岩( k 4 砂岩) 盒8 系 山1 上煤组( 14 、2 4 、3 4 煤层) 山哺组 铁磨沟砂岩( 或钙质页岩) 高电阻、高时差、 山2 中煤组( 4 4 、5 4 煤层) 人井径、低密度 北岔沟砂岩k 3 卜统 太l 东人窑灰岩 6 4 煤层 太原组 七里沟砂岩( k 2 岩) 低甲箱状声波时嚣、 斜道灰岩 太2 7 撑煤层 低伽玛、矩状高密度 毛儿沟灰岩 庙沟灰岩两铭砂岩( 局部) 石太1 煤组( 8 ”、9 。煤层) 吴家峪灰岩( 钙质页岩) 高自然伽玛、 炭上统本溪组 晋祠砂岩( 火l i j 凝灰岩或k i 岩) 本2 畔沟灰岩 低电阻 系 山西式铁矿、g 层铝十矿 本3 ( 铁钒岩层) 奥 陶卜统 马家沟组灰岩、白云岩 系 2 2 1 本溪组湖田段铁铝岩层 是鄂尔多斯瓮地最易识别的岩性标志层，它平行不整合于马家沟狄岩地层之上， 在笳地中东部普遍都有分布，厚度一般2 1 5 m ，河曲、保德一带达1 0 - 3 0 m ，是胥两北 的主要铝土矿产地。渭北地区铁铝岩层在层位上具有明显的穿时性，韩城桑树坪、象 山等地属晚石炭世中期，澄城、洛河、铜川、耀县一带已升至太原组底部，至淳化、 岐【l i 则见于i l j 西组和石盒子组。该铁铝岩层，电测曲线为高伽玛、低电阻( 图2 1 ) 。 n 然m j 纠f h r * 地层 # 。 椿度 4 0 0】5 1 1 州_ f 盯 ( 】m 自然电何 h ， 一 j。 一 、。 $ 一 c ： i 一 一r 埋i _ 一 m 一 一 一 2 2 2 太原组顶东大窑灰岩 削2 - 1 本溪纽底部铁铝岩层 位r 太原组顾部一厚5 1 3 m ，厚度稳定，区域延伸，为深扶色台生删微品扶岩 柏二扶，顺部与钙质菱铁矿层共牛。在测井曲线卜具有明显的显示，声波时差为低t r f f j 钔状深感应为极高幅度的箱状，自然伽玛值根低，曲线平缓，井径小，密度人人 】26 9 c m 2 。扯东大窑坎岩之l 往往确层厚约l 2 m 的泥岩或煤层，这层泥岩 和j s ! l i 层使东人窑灰岩与北甜沟砂岩之删在自然伽玛、自然电位、密度、井径、声波时 蔑和深感戍都发q 二突变，从而町| 三【把太原组和山西组很容易分丌。在部分井l 蔓，j 一 道们f 切使东人窑扶岩和北岔沟砂岩之问的泥岩和煤层被冲刷掉耐使北甜沟砂 抖r 僦，尔人窑扶岩接触，这种情况下，虽然自然伽玛和自然电位没有明显的突变， 魁，町以通过钗岩所特有的高声波时差和深感应，以及大密度把一肯区分”。另外 在太原目r 部还有斜道、毛儿沟及庙沟扶岩( 表2 2 ) 也足区域性标志层，灰岩l b 测 h 线呈低；f 箱状t 曲线规则，起伏不大，坎岩问的薄层泥岩曩高时差、高自然伽玛、 加线址尖川：状。 第二章地层划分与对比 2 2 3 山西组北岔沟砂岩 山西组北岔沟砂岩是山西组底部的标志层，厚度大，区域j ：稳定，为扶色、狄白 色古砾粗砂岩、粗砂岩、石英砂岩、岩盾石英砂岩。在多条测井曲线上，北衍沟砂岩 都具有明显的突变，表现为低自然伽玛、低自然电位、低密度、小井径、低幅度甲缓 的声波时差和深感应。在垂向上自然伽玛和自然电位呈钟状，反映了粒度向上变细和 水动力向上变弱( 图2 - 2 ) 时地层及 代 组层段柱状剖面 煤层名称 岩性描述 山 l ：g 西 北箭沟砂岩 灰白色珠粒 组 石英杂砂岩 海相拢质层 灰黑色泥岩顶 为炭质泥岩 东 东大窑灰岩 深灰色生物 太 太。大 屑泥晶灰岩 黾 窑 6 号攥 段 f 、 深灰色岩屑质 七里沟砂岩 石英砂岩兜k 石石英砂岩 二 斜 车 灰一深灰色生 叠 原 道 斜道荻岩 屑泥晶灰岩、 生届含泥微晶 段 t t 叫 灰岩 世 毛 - 削 7 号媒深灰色台牛屑 太： 儿 上毛儿沟荻岩段 泥晶获岩丑泥 沟j = ，o 一 灰岩 览掘赝、擞灰质层常兜有# 质毒带崖 段 1 1 _ 、 组 f 毛儿沟灰岩段灰黑色抛晶灰岩 庙 8 号攥 浅灰色石英砂 沟 蛰 桥头砂岩 段庙沟灰岩黑色泥晶获岩 晚本 上瓢 8 号煤层 深灰色租粒石 屯兰砂岩 英杂砂岩 石 r 9 号煤层 溪 本 炭 吴家峪灰岩 灰白色中一粗 部 粒石英砂岩 世组 烈 晋祠砂岩 刚2 - 2 鄂尔多斯盆地中采部太原纽发本溪封【上部地膳划针 堡室查! 丕兰堡主堂堕堡苎