鄂尔多斯盆地南部晚古生代沉积—构造演化及天然气勘探潜力研究
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摘要
鄂尔多斯盆地古生界天然气勘探很不均衡,目前所发现的大气田主要分布在盆地中北部,主要是受沉积相带控制的大型岩性气藏,而盆地南部尚无重大突破。由于勘探程度的限制,加之南部地质特征存在诸多差异,缺乏系统深入研究,尤其对盆地南部整体的沉积体系及其油气地质条件没有形成一个明确的认识。
在现代沉积学和构造地质学理论的指导下,以钻井、测井和岩芯资料为基础,结合野外露头及地震剖面、碎屑岩轻、重矿物成分和矿物阴极发光特征分析、古水流方向测定、沉积地球化学图解及碎屑锆石同位素测年等物源研究方法,系统研究鄂尔多斯盆地南部上古生界沉积体系、物源方向,结合晚古生代秦岭造山带的构造演化,探讨其对盆地南部晚古生代沉积的控制和石炭-二叠纪盆地的原始面貌。同时利用铸体薄片观察、扫描电镜(SEM)、阴极发光(CL)和电子探针等物性分析测试手段,以上古生界主要含气层段下石盒子组盒8段和山西组山2段为主要研究对象,分析碎屑矿物组成、孔隙组合特征及其所代表的主要成岩作用事件,划分成岩序列及成岩阶段,研究不同成岩作用类型对储层物性的影响。在以上研究基础上结合盆地中新生代后期改造特征,分析研究区天然气勘探潜力。研究认为：
盆地南部主要发育湖泊沉积体系、曲流河三角洲体系、辫状河三角洲体系、陆棚沉积体系和海岸沉积体系五大沉积体系,主力含气层位山西组和下石盒子组盒8段分别发育曲流河三角洲体系和辫状河三角洲体系,沉积相带展布控制储层物性,而物源方向控制沉积相带的展布。晚古生代盆地南部至少存在西、西南、南和东南四个方向的物源,每个物源区提供不同的碎屑组合类型,反映了盆地南部不同类型岩石组合对盆地沉积物具有不同的贡献。晚古生代盆地边界应该越过现今的渭河盆地,到达秦岭北部,在北秦岭靠近商丹带附近应该有一个隆起幅度不高的北秦岭古陆在晚古生代为盆地南部持续提供物源。晚古生代秦岭北部的沉积和鄂尔多斯地区南部的沉积应属同一盆地,二者沉积特征的差异只是由于二者处于不同的沉积相带所致,前者更接近盆地的边缘。加里东运动在盆地南部和秦岭北部造成的一系列构造现象显示,秦岭北部加里东期造山作用对盆地晚古生代沉积起到一定的控制作用。综合分析盆地南部古生代沉积体系展布和物源方向,结合南部烃源岩生烃潜力、储层成岩作用类型、盖层条件及后期改造特征,认为研究区具有一定的天然气勘探潜力,尤其是渭河盆地内。
It is disequilibrium for the gas exploration of Paleozoic in Ordos Basin:the large gas fields are currently found at the northern-central basin, which are large lithologic gas pools mainly controlled by sedimentary facies, but there is no important breakthrough in southern Ordos basin. Due to the limitation of the degree of exploration and many discrepancies in geological characteristics of southern basin, there is lack of systematic and in-depth research, especially in southern basin, the sedimentary system and the geological conditions of oil-gas form reservoir do not reach a clear and uniform viewpoint.
Under the guidance of the modern theory of sedimentology and structural geology, based on the drilling, logging and core data, combined with the outcrop and seismic sections, and used many petrological and geochemical analysis methods, such as the light and heavy mineral composition analysis and the minerals of clastic rocks cathodoluminescence characteristics analysis, measuring the direction of palaeocurrent, sedimentary rocks geochemical diagrams, detrital zircon dating methods and so on. The authors systematically research the sedimentary system and the direction of provenance of Upper Paleozoic in southern Ordos Basin, together with the late Paleozoic tectonic evolution of the Qinling orogenic belt to discuss its control on the deposition of Late Paleozoic southern basin, reconstructed the originally sedimentary boundaries of Carboniferous and Permian of the basin; while taking advantage of cast thin sections observation, scanning electron microscopy (SEM), cathodoluminescence (CL) and electron microprobe physical property analysis testing methods, take the Upper Paleozoic member 8 of lower Shihezi Formation and member 2 of Shanxi Formation as the main study objects, which are the primary gas-bearing members, to analysis the composition of clastic mineral, pore assemble characteristics and its representatives of main diagenetic events, and to divide diagenetic sequence and diagenetic stage, at last to study the role of different types of diagenesis effecting on the reservoir properties; based on the above research, and combined with the characteristics of Meso-Cenozoic basin evolution and reformation, to analysis gas exploration potential of study area. The primary concludes including:
There were five sedimentary systems in the research area, which including lake, meander river delta, braided river delta, shelf and coast sedimentary system. The main gas-bearing formations are Shanxi and member 8 of lower Shihezi developing meander river delta system and braided river delta system respectively. Physical properties of reservoir beds controlled by the distribution of sedimentary facies which controlled by the direction of provenance. There were four directions of provenance including west, southwest, south and southeast in late Paleozoic in southern Ordos basin at last, Every provenance provide different clastic assemble, reflecting the different rock assemblages in southern basin made the various contribution for sediments of the basin. The originally sedimentary boundary in late Paleozoic should have over the WeiHe basin nowadays and reached the region of North-Qinling, there might have a low uplift ancient land in North-Qinling providing the persistence provenances in late Paleozoic to southern basin. North-Qinling and southern Ordos basin might be the same basin in late Paleozoic, the differences of the sedimentary characteristic just because they belonged to the different sendimentary facies, North-Qinling might be nearer to the edge of the basin. A lot of structure phenomenon was caused by Caledonian movements in southern basin and North-Qinling, which showing the sedimentary process was controlled by the orogenesis of north-Qinling in Caledonian. Integrated analysis the distribution of sendimentary tracts and the directions of provenance in Paleozoic in southern basin, combined with the hydrocarbon-generating potential of source rock, the diagenesis types of reservoir beds, the conditions of cap rock and the characteristics of reforming in later period, the author think the research area has some potential for gas exploration, especially in the inner of WeiHe basin.
在现代沉积学和构造地质学理论的指导下,以钻井、测井和岩芯资料为基础,结合野外露头及地震剖面、碎屑岩轻、重矿物成分和矿物阴极发光特征分析、古水流方向测定、沉积地球化学图解及碎屑锆石同位素测年等物源研究方法,系统研究鄂尔多斯盆地南部上古生界沉积体系、物源方向,结合晚古生代秦岭造山带的构造演化,探讨其对盆地南部晚古生代沉积的控制和石炭-二叠纪盆地的原始面貌。同时利用铸体薄片观察、扫描电镜(SEM)、阴极发光(CL)和电子探针等物性分析测试手段,以上古生界主要含气层段下石盒子组盒8段和山西组山2段为主要研究对象,分析碎屑矿物组成、孔隙组合特征及其所代表的主要成岩作用事件,划分成岩序列及成岩阶段,研究不同成岩作用类型对储层物性的影响。在以上研究基础上结合盆地中新生代后期改造特征,分析研究区天然气勘探潜力。研究认为：
盆地南部主要发育湖泊沉积体系、曲流河三角洲体系、辫状河三角洲体系、陆棚沉积体系和海岸沉积体系五大沉积体系,主力含气层位山西组和下石盒子组盒8段分别发育曲流河三角洲体系和辫状河三角洲体系,沉积相带展布控制储层物性,而物源方向控制沉积相带的展布。晚古生代盆地南部至少存在西、西南、南和东南四个方向的物源,每个物源区提供不同的碎屑组合类型,反映了盆地南部不同类型岩石组合对盆地沉积物具有不同的贡献。晚古生代盆地边界应该越过现今的渭河盆地,到达秦岭北部,在北秦岭靠近商丹带附近应该有一个隆起幅度不高的北秦岭古陆在晚古生代为盆地南部持续提供物源。晚古生代秦岭北部的沉积和鄂尔多斯地区南部的沉积应属同一盆地,二者沉积特征的差异只是由于二者处于不同的沉积相带所致,前者更接近盆地的边缘。加里东运动在盆地南部和秦岭北部造成的一系列构造现象显示,秦岭北部加里东期造山作用对盆地晚古生代沉积起到一定的控制作用。综合分析盆地南部古生代沉积体系展布和物源方向,结合南部烃源岩生烃潜力、储层成岩作用类型、盖层条件及后期改造特征,认为研究区具有一定的天然气勘探潜力,尤其是渭河盆地内。
It is disequilibrium for the gas exploration of Paleozoic in Ordos Basin:the large gas fields are currently found at the northern-central basin, which are large lithologic gas pools mainly controlled by sedimentary facies, but there is no important breakthrough in southern Ordos basin. Due to the limitation of the degree of exploration and many discrepancies in geological characteristics of southern basin, there is lack of systematic and in-depth research, especially in southern basin, the sedimentary system and the geological conditions of oil-gas form reservoir do not reach a clear and uniform viewpoint.
Under the guidance of the modern theory of sedimentology and structural geology, based on the drilling, logging and core data, combined with the outcrop and seismic sections, and used many petrological and geochemical analysis methods, such as the light and heavy mineral composition analysis and the minerals of clastic rocks cathodoluminescence characteristics analysis, measuring the direction of palaeocurrent, sedimentary rocks geochemical diagrams, detrital zircon dating methods and so on. The authors systematically research the sedimentary system and the direction of provenance of Upper Paleozoic in southern Ordos Basin, together with the late Paleozoic tectonic evolution of the Qinling orogenic belt to discuss its control on the deposition of Late Paleozoic southern basin, reconstructed the originally sedimentary boundaries of Carboniferous and Permian of the basin; while taking advantage of cast thin sections observation, scanning electron microscopy (SEM), cathodoluminescence (CL) and electron microprobe physical property analysis testing methods, take the Upper Paleozoic member 8 of lower Shihezi Formation and member 2 of Shanxi Formation as the main study objects, which are the primary gas-bearing members, to analysis the composition of clastic mineral, pore assemble characteristics and its representatives of main diagenetic events, and to divide diagenetic sequence and diagenetic stage, at last to study the role of different types of diagenesis effecting on the reservoir properties; based on the above research, and combined with the characteristics of Meso-Cenozoic basin evolution and reformation, to analysis gas exploration potential of study area. The primary concludes including:
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引文
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