岩性油气藏  2018, Vol. 30 Issue (6): 67-75       PDF    
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鄂尔多斯盆地马五段膏盐岩沉积对天然气成藏的影响
孙玉景1,2, 周立发1,2    
1. 西北大学 地质学系, 西安 710069;
2. 大陆动力学国家重点实验室, 西安 710069
摘要: 马家沟组马五段是鄂尔多斯盆地奥陶系的主力天然气勘探层段,研究该层段膏盐岩沉积对天然气成藏的影响有助于气田进一步的勘探开发。利用岩心、薄片及其他统计分析资料,对马家沟组马五段膏盐岩的特征、成因及其对气藏的影响进行了综合研究。结果表明:研究区马五段膏盐岩主要是石膏岩和膏溶角砾岩,属于蒸发成因;马五段膏盐岩的沉积有利于有机质的保存和烃类物质的生成,有利于保持并提高其下部岩层的孔隙度,具有良好的封盖能力,有助于天然气的运移、聚集和保存,对马五段气藏的形成具有重要影响。该研究成果对类似地区膏盐岩沉积对天然气成藏影响的研究具有借鉴意义。
关键词: 膏盐岩      蒸发成因      气藏      马五段      奥陶系      鄂尔多斯盆地     
Influences of gypsum-salt deposition on gas accumulation of the fifth member of Majiagou Formation in Ordos Basin
SUN Yujing1,2, ZHOU Lifa1,2     
1. Department of Geology, Northwest University, Xi'an 710069, China;
2. State Key Laboratory of Continental Dynamics, Xi'an 710069, China
Abstract: The fifth member of Majiagou Formation (Ma 5 member)is the main gas exploration layer of Ordovician in Ordos Basin. Studying the influences of gypsum-salt deposition on gas accumulation is helpful to the further exploration and development of gas field. The data of cores, thin sections and other statistical analysis were used to study the lithology characteristics and genesis of gypsum-salt rocks of Ma 5 member, as well as its influences on gas reservoir. The results show that the gypsum-salt rocks in Ma 5 member mainly consist of gypsum and gypsum karst breccia, which belong to evaporative genesis. The deposition of gypsum-salt rocks in Ma 5 member is conducive to the organic matter preservation and hydrocarbon generation, and to maintaining and improving the porosity of the lower strata. It also has good sealing ability, and is beneficial for the migration, accumulation and preservation of gas. It is believed that the gypsum-salt deposition in Ma 5 member plays a significant role in the formation of gas reservoirs. This research result is of great importance for the study on the influences of gypsum-salt deposition on natural gas accumulation in similar areas.
Key words: gypsum-salt rock      evaporative genesis      gas reservoir      the fifth member of Majiagou Formation      Ordovician      Ordos Basin     
0 引言

蒸发岩是不同于碎屑岩和碳酸盐岩的一类沉积岩, 主要由盐类矿物组成, 是沉积环境具体的物质表现[1]。世界上许多大油气田的分布均不同程度地受到蒸发岩的影响[2]。全球约11%的石油和45%的天然气的形成与含盐盆地有关, 如墨西哥湾、波斯湾、北海等盆地, 且膏盐岩的形成时期主要是古生代和中生代[3]。我国的膏盐岩主要分布在四川、江汉、鄂尔多斯、塔里木及渤海湾等盆地。针对膏盐岩, 国内外众多学者从不同方向展开了一系列的研究, 包括膏盐岩的沉积特征及模式[4-6]、成因机理[7-9]、对储层的影响[9-10]等。对于膏盐岩在海相油气成藏中的作用分析, 主要侧重于膏盐岩沉积环境与形成模式、膏盐岩层系成源特征及生烃潜力、膏盐岩对储层储集性能的改善等几个方面[11]

以往的研究取得了诸多的成果和认识, 但大多是从比较局限的某一方面来研究膏盐岩对天然气成藏的影响, 且至今尚无针对鄂尔多斯盆地马家沟组马五段膏盐岩的全面、系统的研究。马五段是鄂尔多斯盆地下古生界主要的产气层段, 整体埋深较大, 膏盐岩在纵向上成层分布为该层段的显著特点, 研究膏盐岩沉积对天然气成藏的影响有助于气田进一步的勘探开发。鉴于此, 通过岩心观察、薄片鉴定, 并利用硫同位素、有机质丰度和有机质类型、气藏压力、膏盐岩发育段与不发育段孔隙度和渗透率、突破压力、与膏盐岩相关圈闭的识别以及典型气藏剖面等资料, 从生、储、盖、圈、运、保等方面来分析马五段膏盐岩沉积对天然气成藏的影响。

1 地质背景

鄂尔多斯盆地位于华北地台的西部, 晚加里东运动使华北地台整体抬升为陆, 经历了约130 Ma的沉积间断, 目前缺失中奥陶世至早石炭世的沉积, 经过长期的风化、剥蚀、淋滤, 马家沟组顶部的马六段仅在局部地区残存[12-13]。马家沟组沉积期共经历了3次大规模的海进、海退, 其中马一段、马三段、马五段沉积期为海退期, 马二段、马四段、马六段沉积期为海进期, 因陆表海受到海平面升降作用的影响较大, 纵向上形成了碳酸盐岩与蒸发岩的交替沉积, 表现出成盐多旋回的特点。

鄂尔多斯盆地奥陶系发育的膏盐岩主要分布于盆地中东部地区马家沟组马一段、马三段、马五段。马五段是马家沟组最后一期蒸发旋回形成的沉积地层, 此时的海退也达到最大规模。马五段内部可进一步细分出马五4、马五6、马五8、马五10等4个主要的膏盐岩层段, 其中马五6亚段的膏盐岩厚度最大[14] (图 1)。总体上, 马五段沉积期的沉积环境是一个海水咸化、水体较浅、经常暴露的低能沉积环境, 即蒸发潮坪环境, 这一时期陕北古坳陷中也形成了大规模的膏盐洼地[15-17], 尤其是在米脂一带, 该地区是蒸发岩沉积的中心区(图 2)。

下载eps/tif图 图 1 鄂尔多斯盆地中东部地区马家沟组马五段岩性柱状图 Fig. 1 Lithological column of Ma 5 member in central and eastern Ordos Basin
下载eps/tif图 图 2 鄂尔多斯盆地中东部地区马家沟组马五段沉积相图 Fig. 2 Sedimentary facies of Ma 5 member in central and eastern Ordos Basin
2 膏盐岩特征及成因 2.1 岩石类型

膏盐岩地层中的岩石类型并不单一:纵向上, 从底部到顶部通常由灰岩过渡到白云岩再到膏岩和盐岩;横向上, 从盆地边缘到盆地中心依次由灰岩过渡到白云岩再到膏岩和盐岩[18]。在气候条件和海水盐度等无明显差异的情况下, 局部微地貌的差异成为影响蒸发作用强度的最主要因素, 造成了海水浓缩程度的差异, 最终导致了盐组合的差异[19]

马五段发育的膏盐岩主要是石膏岩和膏溶角砾岩。石膏岩绝大多数是同生期或准同生期的产物, 可细分为原地沉淀型、异地沉积型和成岩型。原地沉淀型是指CaSO4直接从水体中沉淀出来而形成的石膏岩[图 3(a)]。异地沉积型是指化学沉淀的石膏经过水动力搬运以及后期改造后形成的石膏岩, 典型代表是角砾状膏岩[图 3 (b)]。成岩型主要指鸡丝笼状膏岩、瘤状膏岩等[图 3(c), (d)]。膏溶角砾岩则是富含石膏的碳酸盐岩在表生期大气淡水的冲刷淋滤作用下, 石膏部分或者全部溶解, 致使岩层抗压力减弱、垮塌而形成的类似角砾岩的岩石, 是成岩后生期的产物[图 3(e)]。此外, 还发现有大量的石膏假晶[图 3(f), (g)]、硬石膏晶模孔[图 3(h), (i)]、溶模孔[图 3(j)]及硬石膏充填或交代现象[图 3 (k), (l)]。

下载eps/tif图 图 3 鄂尔多斯盆地马家沟组马五段膏盐岩特征 (a)肠状和条带状硬石膏岩,陕108井,3070.50 m,马五33,岩心;(b)角砾状硬石膏岩,陕109井,3231.90 m,马五31,岩心;(c)鸡笼铁丝状膏质白云岩,陕134井,3566.50 m,马五33,岩心;(d)瘤状石膏,陕130井,3498.60 m,马五41,岩心;(e)膏溶角砾岩,陕107井,3683.50 m,马五41,岩心;(f)针状石膏假晶,陕101井,3770.60 m,马五13,岩心;(g)含泥泥晶云质灰岩中石膏假晶,半充填,左边为石英充填,右边为白云石充填,陕250井,3558.85 m,马五11,铸体薄片,单偏光;(h)泥晶白云岩中硬石膏晶模孔,石英(箭头处)先沉淀出,后为白云石全充填,陕250井,3563.65 m,马五11,铸体薄片,单偏光;(i)细粉晶白云岩中的硬石膏晶模孔,石英半充填,含有机质,陕250井,3558.85 m,马五11,铸体薄片,单偏光;(j)石盐晶体溶模孔,现已被方解石充填,陕95井,3345.20 m,马五11,铸体薄片,单偏光;(k)球粒状硬石膏集合体交代泥晶白云石,晶体内含白云石泥晶残余,陕137井,3583.62 m,马五33,铸体薄片,正交偏光;(l)硬石膏充填溶孔并交代周边的泥晶白云石,晚于石英晶体的形成,陕248井,3320.43 m,马五12,铸体薄片,正交偏光 Fig. 3 Lithology characteristics of gypsum-salt rocks of Ma 5 member in Ordos Basin
2.2 成因分析

膏盐岩主要形成于沉积盆地发展演化的中后期, 盆地发育具有沉积速率大于或等于沉降速率的特点, 膏盐岩的形成主要取决于水体盐度的高低, 而与水体深度无关[20]。目前, 对于膏盐岩的成因, 学术界主要有两大观点, 一种观点认为是蒸发成因, 另一种观点认为是深部热水成因。蒸发成因的膏盐岩主要发育于封闭或半封闭的沉积环境, 气候相对干旱, 如海相泻湖、潮坪、海湾及海滨萨布哈等是膏盐岩生成的最佳场所, 大陆萨布哈和陆相盐湖同样也是形成膏盐岩的有利环境。总体而言, 世界范围内绝大多数的膏盐岩属于蒸发成因。然而, 有些地区发育的深部巨厚盐类, 仅用“蒸发作用”则难以对其进行合理、恰当的解释, 如四川盆地雷口坡组膏盐岩的沉积就明显地受构造控制[21]。因此, 一些学者就提出构造运动及其引发的深部热流体运动是某些膏盐岩的主要成因之一[22], 而“深部热水成因”也恰好对大量盐类物质的来源作出了解释。

对马五段一些硬石膏样品进行硫同位素分析发现, δ34 S值为27.7‰~28.0‰, 平均为27.8‰, 其中块状硬石膏、层状硬石膏、硬石膏结核和硬石膏假晶的δ34 S值分别为27.7‰, 28.0‰, 27.9‰和27.7‰, 相差很小, 这说明它们在相同的成矿条件下形成, 均属于“重硫型”。硬石膏结核通常存在于马五段的硬石膏结核白云岩中。在硬石膏结核白云岩形成过程中, 蒸发潮坪部分低洼处的残余海水因强烈的蒸发作用不断浓缩, 当海水中的CaSO4过饱和时, 便会发育并形成层状的硬石膏岩, 因此, 层状硬石膏和硬石膏结核的δ34 S值十分接近。硫同位素分析结果有力地证明了马五段膏盐岩是蒸发成因。

鄂尔多斯盆地马家沟组沉积期的海平面出现了周期性的上升与下降, 伴随海平面的交替升降, 气候条件、沉积环境等也发生了改变。马五段沉积期是整个马家沟组沉积期最大的一次海退期, 气候非常干旱, 蒸发作用十分强烈, 属于典型的潮坪沉积环境, 特别是在间歇性暴露的海域, 即潮上带和潮间带, 沉积了大量的膏盐岩。自马五段沉积期开始, 由于海平面下降, 东部坳陷区位于中央古隆起和水下障壁之间[图 4(a)];当海水下降到一定高度, 隆起可以阻止水体回流, 水体盐度在蒸发作用下不断升高, 形成由边缘向中心的向心补偿流, 从而在坳陷内部形成蒸发岩沉积[图 4(b)];当海平面升高, 发生海进时, 坳陷内部的水体又与外部连通, 水体盐度迅速降低, 海水淡化, 这一时期主要形成碳酸盐岩沉积[图 4(c)];同时, 深部构造运动引起的差异沉降作用导致坳陷区产生补偿坳陷[图 4(d)]。正是这样频繁的海进、海退使马五段纵向上形成了蒸发岩和碳酸盐岩的互层分布。由此可见, 马五段膏盐岩应归结为蒸发成因。

下载eps/tif图 图 4 鄂尔多斯盆地马家沟组马五段膏盐岩成因模式(据文献[23]修改) Fig. 4 Genetic patterns of gypsum-salt rocks of Ma 5 member in Ordos Basin
3 膏盐岩沉积对马家沟组马五段天然气成藏的影响

膏盐岩及膏盐岩层系在海相石油天然气的成烃、成储、成藏和保存等过程中的一个乃至多个方面可以起到非常关键, 甚至其他岩类不可替代的作用[11]。对鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组马五段而言, 具体表现在以下几个方面。

3.1 有利于烃类物质的生成

长期以来, 石油地质学的传统观念认为烃源岩大都形成于安静缺氧的深水环境中, 富有机质的泥岩、页岩或者泥晶灰岩为典型烃源岩[24]。实际上, 相比深海、深湖等深水还原环境, 蒸发盆地同样也是大量有机质聚集的有利环境。在蒸发岩形成初期, 由于不同盐度水体的混合, 或者水体盐度的增大, 生物生长的有利环境被破坏, 底部水体不再缓慢流动而是近于停滞, 造成了不同种类生物的死亡。随着水体盐度的继续增大, 进入水体的各种生物不断死亡, 底部水体开始堆积一定规模的死亡生物, 在此特定生态系统中, 经过一段时间的物质循环和能量流动, 形成了弱氧化—还原环境, 最终形成腐殖泥相, 为油气的大量生成提供了丰富的物质基础。因此, 在膏盐岩的沉积环境中也可以形成大量的有机质, 并且这样的环境对于有机质的保存和有机质向油气转化均十分有利。在这种高盐度环境下, 大部分生物的细胞都难以抵抗由高盐度引发的高渗透压而脱水死亡, 最终存活的只有蓝绿藻和少数厌氧细菌[25], 而烃类的主要来源是藻类, 尤其是蓝绿藻。细菌不仅有利于烃类的生成, 对烃类的改造也起着重要的作用[26]

对马五段膏盐岩的TOC含量作了定量测定, 测得其TOC质量分数为0.2%~0.3%。与传统意义上的泥质岩类和碳酸盐岩类烃源岩相比, 其TOC含量较低, 但对于海相膏盐岩层系地层, 不能仅依靠TOC含量来评判其生烃潜力, 评价其生烃潜力的另一个指标是有机质类型。研究发现, 马五段膏盐岩层系的有机质类型以Ⅰ型和Ⅱ1型为主, 属于较好的有机质类型。马五段膏盐岩TOC含量较低的原因是:首先, 马家沟组膏盐岩层系经历了多期成岩演化, 部分有机质在高演化阶段已生烃并排出;其次, 在海相膏盐岩层系中, 生烃母质以藻类等浮游生物为主, 这类生物对TOC的贡献率较低[11]。在部分岩心样品中, 一些含膏盐岩的层位出现黑色泥岩, 薄片中也发现了暗色烃类物质, 说明马五段发育的膏盐岩中保留有有机质及烃类物质[27]

此外, 与其他岩类相比膏盐岩具有较高的热导率。在室温下, 盐岩的热导率是周围泥岩的3倍, 150 ℃时仍然是泥岩的2倍多。盐岩的高热导率能够造成地温异常, 进而影响烃源岩的热演化[25], 纵向上可能会使生烃窗的范围大大增加。对于马家沟组马五段来说, 膏盐岩在马五10、马五8、马五6、马五4各亚段中的纵向分布加速了有机质的热演化。总体来看, 马五段膏盐岩是具备生烃潜力的。

3.2 有利于储层孔隙度的保持和提高

一方面, 膏盐岩中可以形成各种各样的储集空间。首先, 石膏脱水转化成硬石膏的过程中可以形成晶间孔, 如果在后期的各种成岩作用过程中, 这些晶间孔没被其他矿物胶结或充填, 就具备了储存油气(尤其是气)的能力;其次, 石膏脱出的水中富含有机酸, 不仅能增强流体与岩石的化学反应, 还可溶蚀岩石中的易溶矿物, 进而形成次生孔隙;再次, 石膏晶体的溶解也可形成膏模孔等储集空间。何江等[28]分析过马家沟组白云岩储层中的蒸发矿物, 认为特定环境沉积的含硬石膏柱状晶和小结核的粉晶白云岩是储层发育的物质基础, 因硬石膏的溶解度远高于白云石, 经过长期的成岩作用改造, 特别是受风化壳岩溶作用的影响, 绝大多数原生的硬石膏柱状晶和小结核会发生溶解, 此过程中形成了一定数量的膏模孔, 另外小结核周边的围岩也发生裂碎, 形成的裂缝极大地改善了储层物性。在近地表条件下和埋藏成岩作用的早期阶段, 由溶解作用形成的含膏白云岩地层的次生孔隙比不含膏白云岩地层更为发育, 因此, 在经历过古风化作用的地层中, 含膏白云岩地层更易形成良好的储层[29]

另一方面, 在膏盐岩形成过程中可以产生异常高压。当石膏埋深达到1 067 m, 在转化为硬石膏时可释放近一半体积的水, 石膏脱出的水滞留在膏盐岩层中, 引起地层欠压实而形成异常高压[30]。马家沟组储层埋深为3 150~3 765 m [31], 因此, 马五段的膏盐岩毋庸置疑会形成异常高压。盐岩的封闭性能良好, 在膏盐岩广布的沉积盆地中, 盐下流体通常很难泄漏, 伴随膏盐岩快速沉积而迅速升高的孔隙流体压力, 会导致超压环境的形成。膏盐岩地层形成的异常压力不仅能对储层的孔隙(原生孔隙和次生孔隙)起到保护作用, 还能阻止胶结物的形成, 降低胶结物对孔隙的充填, 进而减少孔隙损失。

通过对马五段的气藏压力值作纵向上的分析, 尤其是对膏盐岩发育层段与膏盐岩不发育层段的对比表明, 二者气藏压力值存在明显差别。在膏盐岩发育层段, 即马五4、马五6、马五8、马五10各亚段气藏压力均表现为异常高压(图 5), 特别是在马五6亚段, 由于膏盐岩层厚度较大, 异常高压更加明显, 压力系数为1.2~1.4, 马五4、马五8、马五10亚段的压力系数为1.2~1.3。膏盐岩不发育层段均为正常压力值, 压力系数均为1.0左右。这也印证了前文所述“膏盐岩形成过程中可以形成异常高压”。

下载eps/tif图 图 5 鄂尔多斯盆地马家沟组马五段埋深与压力系数的关系 Fig. 5 Relationship between burial depth and pressure coefficient of Ma 5 member in Ordos Basin

对鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组马五段250个岩心孔隙度样品的统计结果(表 1)表明:总体上, 孔隙度由低到高所占比例呈递减趋势, 低值孔隙度所占比例大于高值孔隙度, 马五段整体孔隙度较低;在膏盐岩发育层段, 孔隙度为2%~12%的各区间所占比例均大于膏盐岩不发育层段, 说明膏盐岩发育层段储层的孔隙度明显好于膏盐岩不发育层段。

下载CSV 表 1 鄂尔多斯盆地马家沟组马五段孔隙度、渗透率分布 Table 1 Distribution of porosity and permeability of Ma 5 member in Ordos Basin

对250个岩心渗透率样品的统计结果(表 1)表明:总体上, 渗透率的分布范围较大, 主峰渗透率为0.10~0.50 mD, 渗透率大于10 mD的样品所占比例较低, 这说明马五段整体渗透率较低;在渗透率大于0.01 mD的各区间中, 膏盐岩发育层段所占比例明显大于膏盐岩不发育层段, 说明膏盐岩发育层段储层的渗透率明显高于膏盐岩不发育层段。

在此必须指出的是, 鄂尔多斯盆地下古生界碳酸盐岩普遍具有低孔、低渗的特征, 而马家沟组马五段属于低孔、低渗层段中的相对高孔、高渗段[32]。通过以上分析, 尤其是膏盐岩发育层段与膏盐岩不发育层段的对比, 表明膏盐岩的存在确实保持并且提高了马五段岩层的孔隙度和渗透率, 在一定程度上改善了储层的物性。

3.3 有良好的封盖能力

塑性强、易流动的特点决定了未破裂的致密膏盐岩层属于特级盖层, 其封盖性能优于其他任何种类的盖层。在诸多稳定的沉积盆地中, 页岩、泥岩、致密灰岩可以作为“有效盖层”, 但沉积盆地如果在地质历史时期经历过一次或多次构造运动的改造, 一般对盖层条件(岩性、厚度、孔渗性等)的要求会更高, 这种情况下常需要膏盐岩作为盖层[20]。膏盐岩作为国内外各大油气田中最重要的一类盖层, 其封盖性受多种因素共同控制[33]。膏盐岩的可塑性极高, 且其塑性普遍高于泥岩。在常温常压下, 盐岩层通常呈固态或弱塑性, 当埋深达到500 m时开始进入软化点, 当埋深达到3 000 m时有极强的流动性。盐岩的最小组成单位是NaCl晶格, NaCl晶格单元的距离为2.8×10-10 m, 而CH4的分子直径为3.8×10-10 m, 远大于NaCl晶格单元的距离, 因此, 最小的烃类分子CH4也无法从盐岩晶格之间穿过。NaCl晶格之间这种分子空间较小的特性有效地阻止了油气的逸散, 使盐岩成为了一种相当优质的盖层[25]

从奥陶系埋藏史可知, 马家沟组在地质历史时期的最大埋深可达4 000 m [27], 因此, 石膏在沉积成岩之后又经历了深埋藏阶段, 而石膏在深埋藏条件下会产生塑性变形, 这进一步增强了其封盖能力。硬石膏岩、盐岩、泥质膏岩及膏质白云岩等共同构成了马五段的内幕封盖层, 实验数据表明, 其气体绝对渗透率为1.4×10-5 mD, 饱和空气时突破压力为10 MPa。具体来说, 马五6亚段的膏盐岩分布广、厚度大、封盖性能好, 是马家沟组盐下气藏的区域盖层, 马五8、马五10亚段可作为马家沟组盐下气藏的直接盖层[34]。因此, 马五6、马五8、马五10各亚段中的膏盐岩为马家沟组盐下成藏提供了有利封盖条件。

3.4 有助于天然气的运移、圈闭和保存

膏盐岩的发育通常具有多期次和多旋回的特点, 研究区马五段自下而上划分为10个亚段, 膏盐岩主要分布在马五4、马五6、马五8、马五10等亚段就鲜明地体现出了这种特点。在膏盐岩韵律层的分隔之下, 油气运移的主要方式是膏盐岩层间运移, 而不是垂向上的二次运移。盐岩的流动性有助于产生各种类型的圈闭[35]。鄂尔多斯盆地中东部马五段沉积期沉积了巨厚的盐岩和石膏, 它们的塑性流动, 引起上覆地层弯曲而形成盐背斜, 即典型的盐背斜圈闭。盐底辟不仅能够形成一定数量的盐构造和圈闭, 而且可以产生一定规模的断裂体系, 为油气的垂向短距离运移提供良好的通道。油气沿着与盐构造相关的通道运移时, 很容易被盐构造顶部或侧翼的圈闭捕获, 从而避免了长距离运移可能造成的油气散失。因此, 盐构造不仅为油气成藏提供了适宜的油气圈闭, 而且还提供了良好的运移通道。鄂尔多斯盆地奥陶系马五段沉积期, 沉积岩石自西向东逐渐由白云岩侧向变化为膏盐岩, 在现今的西倾构造背景上形成了岩性圈闭。杨华等[34]对鄂尔多斯盆地东部地区奥陶系盐下勘探领域分析时指出, 膏盐岩层在发生塑性形变之后, 能够在盐下形成鼻状隆起构造, 配合盐间储层, 可以形成构造-岩性复合圈闭, 最终可形成自生自储型的气藏。典型气藏剖面如图 6所示, 马五4、马五6、马五8、马五10各亚段沉积期为马五段沉积期内次一级的海退期, 这几个亚段的岩性均以蒸发岩为主, 且马五6亚段膏盐岩厚度最大、分布最广;马五7、马五9亚段的白云岩储层十分发育, 连通性好。纵向上, 上覆膏盐岩层的连续分布, 形成了有效的盖层, 大大减少了膏盐岩之下天然气在长距离运移过程中的逸散。因此, 马五段内部膏盐岩的发育有助于天然气的运移、圈闭和保存。

下载eps/tif图 图 6 鄂尔多斯盆地马家沟组马五段典型气藏剖面(据文献[36]修改) Fig. 6 Typical gas reservoir profile of Ma 5 member in Ordos Basin
4 结论

(1) 鄂尔多斯盆地马家沟组马五段膏盐岩沉积有利于有机质的保存和烃类物质的生成。马五段膏盐岩形成过程中的弱氧化—还原环境为天然气的大量生成提供了丰富的物质基础, 盐岩的高热导率还能够加速有机质的热演化。

(2) 鄂尔多斯盆地马家沟组马五段膏盐岩沉积有利于保持并提高其下部岩层的孔隙度。一方面, 马五段膏盐岩中可以形成晶间孔、膏模孔等各种类型的储集空间, 保持并提高储层孔隙度;另一方面, 马五段膏盐岩形成过程中产生了异常高压, 能够对储层的孔隙起到保护作用, 减少孔隙损失。

(3) 鄂尔多斯盆地马家沟组马五段膏盐岩沉积具有良好的封盖能力。塑性强、易流动的特点决定了致密膏盐岩层属于特级盖层, 硬石膏岩、盐岩、泥质膏岩以及膏质云岩等共同构成了马五段的内幕封盖层。

(4) 鄂尔多斯盆地马家沟组马五段膏盐岩沉积有助于天然气的运移、聚集和保存。在膏盐岩韵律层的分隔之下, 马五段天然气运移的主要方式是膏盐岩层间运移。盐岩的流动性引起上覆地层弯曲而形成了盐背斜圈闭;膏盐岩层在发生塑性形变之后, 配合盐间储层, 形成构造-岩性复合圈闭。这些圈闭为天然气的聚集和保存提供了有利场所。

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