准层序与白云石有序度关系的研究——以鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组为例

张中欣，王起琮，王乃军，胡立忠，杨 欣

(1.中国石油玉门油田分公司，甘肃酒泉 735019;2.西安石油大学油气资源学院，陕西西安 710065;3.延长油田股份有限公司七里村采油厂，陕西延安 717111)

准层序与白云石有序度关系的研究
——以鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组为例

张中欣1，2，王起琮2，王乃军2，胡立忠2，杨 欣3

(1.中国石油玉门油田分公司，甘肃酒泉 735019;2.西安石油大学油气资源学院，陕西西安 710065;3.延长油田股份有限公司七里村采油厂，陕西延安 717111)

为了研究准层序与白云石有序度的对应关系，在分析鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组碳酸盐岩地球化学资料、镜下薄片资料的基础上，运用经典层序地层学准层序的理论来讨论鄂尔多斯盆地马家沟组准层序中碳氧同位素、白云石有序度与储层物性之间关系。研究表明，在研究区，位于准层序顶部后期形成的岩石受暴露、降雨以及溶解作用的影响，白云石有序度普遍高于底部先期形成的白云石，这种关系在研究区与孔隙度有非常好的对应关系。准层序与白云石有序度及储层物性的对应关系主要表现在，准层序的顶部白云石有序度比较高，储层物性比较好;准层序的底部白云石有序度比较低，物性比较差。

准层序;白云石有序度;孔隙度;马家沟组;鄂尔多斯盆地

1 地质背景

鄂尔多斯盆地位于中国大陆中部，面积37×104km2，是夹持于周边活动带之间的稳定沉降、坳陷迁移、扭动明显位于古老结晶基底之上的多旋回稳定克拉通沉积盆地。研究区位于鄂尔多斯盆地中东部，区域构造上大部分属于伊陕斜坡［1－3］。

2 准层序划分

我们对研究区进行了小层划分、横向对比、分析化验、镜下观察等大量研究。对主力含气层段马五一马五小层内的准层序识别和划分的主要依据是关键界面、岩性组合、岩石电性特征。

1)关键界面 包括短期地表暴露面和亚相(微相)突变面。多数准层序顶部具有暴露标志，准层序顶部侵蚀面(暴露面)是海平面下降相对幅度最大的产物。

2)岩性组合 主要反映在潮间、潮上带岩相组合。

3)岩石电性特征 在研究区主要为碳酸盐岩的岩石电性特征，特征比较明显的是自然伽玛测井曲线。

3 成岩作用与准层序

3.1 溶解作用/去膏化作用

研究区马五4－1亚段处于振荡性海退期，气候亚热干燥，蒸发条件强烈，准层序大部分属于暴露型准层序。准层序形成的晚期，随着海水深度逐渐变浅，沉积环境发生变化，变为潮上或潮间带，在强烈蒸发气候条件下含石膏或石盐沉积，准层序上部已溶矿物受降雨作用的影响，石膏可能经过溶解作用形成膏溶铸模孔，也可能经过去膏化作用形成石膏假晶。准层序形成于海水突然变深时期，准层序下部，沉积环境海水相对较深，多为潮间或潮下带，泥质含量和有机质相对较高，缺乏原始石膏以及石盐，溶解和去膏化作用不明显。

在镜下发现较多溶蚀现象或去膏岩化现象突变，据此大致可以判断出准层序的顶底位置。溶解作用属于建设性成岩作用，可以改善岩石孔隙度，各个准层序都有准层序顶部孔隙度高于准层序底部孔隙度的趋势［4－5］。

由于准层序顶部岩层的长期暴露，使准层序顶部的岩石得以改造形成溶蚀角砾状白云岩(图1)，短期暴露可以形成较为完整的铸模孔及网状溶蚀缝(图2)。

3.2 白云石化作用

准层序内白云岩石从上至下组构有所变化，准层序形成早期，潮间带沉积环境和强烈蒸发气候条件使灰泥发生准同生白云石化作用;准层序形成晚期，强烈蒸发暴露环境使得泥粉晶白云石晶间孔隙水浓度变大，剩余富镁流体发生向下渗流，准层序下部及底部白云岩再次发生白云石化作用。

研究区部分区块的准层序(如准层序1、2、3、4)的顶、底部白云岩形成机理不一致。准层序下部，水体相对较深，膏盐湖中海水中较高的Mg2+和Ca2+浓度比值使底部灰泥岩白云石化变为白云石，为膏盐湖型准同生白云石云化。准层序上部，水体较浅，为潮间—潮上带强烈蒸发暴露作用形成的云坪型准同生白云石化。

图3为J1井深度3 163.8 m下的奥陶系马家沟组(O2m5)的粉～细晶白云岩，在阴极射线下发紫色光且晶体较大，是回流渗透白云石化作用形成的。

图4为FG7井，2961.2m下的奥陶系马家沟组(O2m5)的泥微晶白云岩。从图4可以看出，泥微晶白云石中盐类假晶被溶，通过阴极发光颜色可以看出，发紫红色的是原岩白云石，发光暗淡的是淡水方解石，中间充填的发光暗淡的淡水方解石说明白云石化作用不彻底。

3.3 压溶作用

图5为正交偏光+云母试×40下深度为2 872.97 m的Y9井奥陶系马家沟组(O2m5)硬石膏岩中的压溶蚀缝隙。从图5可以看出，在铸体薄片中红色部分为铸体，代表岩石中分布在硬石膏周围的孔隙，孔隙比较多反映出压溶作用并不是非常强烈，形成机理可能与流体作用不强烈有关。图6为J1井奥陶系马家沟组(O2m5)准层序顶部缝合线构造与缝洞和角砾裂纹相伴生的压溶缝合线，形成机理与准层序边界压溶作用比较强烈有关，由于压溶作用出现压溶缝合线现象。

缝合线在研究区多发育于准层序界面上下，对于准层序界面的识别有很好的辅助作用。准层序下部，水体较深，泥质和有机质含量较高，在热演化脱羧过程中产生的CO2和有机酸，使准层序下部岩层的压溶作用显著强于准层序上部岩层，可以形成缝合线或非缝合线状压溶。

4 准层序与白云石有序度及储层物性关系

4.1 准层序与白云石有序度

准层序与白云石有序度关系见表1。白云石有序度与其所含CaCO3的摩尔分数有很强的相关性，一般规律是CaCO3的摩尔分数越接近理论值50%，白云石有序度就越高，越接近于1。碳酸盐岩储层中如果白云石含量越高，即白云石化越彻底，白云石有序度越好，反映在岩性上，一般结晶程度好、晶形较粗大的白云石有序度好于泥晶、泥微晶白云石［6－7］。每一准层序形成早期，海水相对较深，沉积物中有机质含量和泥质含量比较高，白云石有序度一般较低;准层序形成晚期，在持续暴露蒸发下，泥、粉晶准同生白云石晶间孔隙水浓度增大，使准层序下部的白云岩被再次云化形成结晶白云岩，白云石有序度一般高于准层序早期形成的白云岩。

表1 准层序与白云石有序度关系

4.2 准层序与孔隙度、渗透率

准层序形成早期，海水相对较深，沉积环境由原来的潮上或潮间带突变为潮间或潮下带，沉积物中泥质和有机质含量相对较高;在准层序形成的晚期，随着海水逐渐变浅，沉积环境由潮间或潮下带转化为潮上或潮间带，在强蒸发气候条件下一般表现为泥质和有机质含量相对较低的含石膏或石盐沉积。在暴露期，准层序上部也会受到降雨的影响，部分石膏溶解形成膏溶铸模孔或者经去膏化作用形成石膏假晶，因此准层序上部的孔隙度一般高于准层序下部。马家沟组准层序与储层物性关系见图7，从7图中可看出，无论是S157井准层序7还是T7井准层序1，准层序由底到顶孔隙度、渗透率呈递增趋势。

5 结 论

1)受成岩作用影响，准层序上部的岩石以溶解作用/去膏化作用为主，以准同生白云岩化作用形成的泥—粉晶白云岩为主;下部为次生白云石化形成的细粉晶—粗粉晶白云岩;层序界面附近多出现压溶作用形成的缝合线构造。

2)准层序形成晚期，在持续暴露蒸发下，泥粉晶准同生白云石晶间孔隙水浓度增大，使准层序上部的白云岩被再次云化形成结晶白云岩，白云石有序度一般高于准层序早期形成的白云岩。

3)在暴露期，准层序上部也会受到降雨的影响，部分石膏溶解形成膏溶铸模孔或者经去膏化作用形成石膏假晶，因此准层序上部的孔隙度一般高于准层序下部。

4)层序的顶部白云石有序度一般比较高，对应的孔隙度一般也比较高。准层序与白云石有序度的对应关系，一般表现为准层序控制成岩作用，成岩作用控制白云石有序度，白云石有序度控制储层物性。准层序与白云石有序度的对应关系，可以预测出准层序中有利储层的位置。

［1］ 冯增昭，陈继新，张吉森.鄂尔多斯地区早古生代岩相古地理［M］.北京:地质出版社，1991.

［2］ 何自新，杨奕华.鄂尔多斯盆地奥陶系储层图册［M］.北京:石油工业出版社，2004.

［3］ 杨华，付锁堂，马振芳，等.天环地区奥陶系白云岩储集体特征［J］.天然气工业，2004，24(9):11－14.

［4］ 周劲松，赵澄林.陕甘宁盆地中部马五段上部成岩层序地层学研究及其意义［J］.岩石矿物学杂志，2000，19(2):113－130.

［5］ 周劲松，赵澄林，余炳俊.陕甘宁地中部马五段上部准层序划分其特征［J］.沉积学报，1999(17):747－751.

［6］ 曾理，万茂霞，彭英.白云石有序度及其在石油地质中的应用［J］.天然气勘探与开发，2004，27(4):64－66.

［7］ 王小芬，杨欣，王起琮.鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组白云石有序度研究［J］.新疆石油天然气，2011，7(1):12－16.

Relationship Between Order Degree of Dolomite and Parasequence——Majiagou Formation of Ordovician in Ordos Basin

ZHANG Zhong-xin1，2，WANG Qi-zong2，WANG Nai-jun2，HU Li-zhong2，YANG Xin3
(1.Yumen Oilfield Company，PetroChina，Jiuquan 735019，Gansu，China;2.School of Oil and Gas，Xi’an Shiyou University，Xi’an 710065，Shaanxi，China;3.Shaanxi Yanchang Petroleum Limited Liability，Yan’an 717111，Shaanxi，China)

Applying the sequence stratigraphy theory establishes the sequence stratus frame of parasequence controls dolomitization.This paper references the data records of geochemistry and thin section analysis to discuss the relationship of the carbon and oxygen isotopes，the order degree of dolomite，and the porosity and permeability in the Ordovician Majiagou Group parasequence.The research indicates that in the research area，the rocks located on the top of the parasequence and formatted later are affected by the later rainfall，exposure and dissolution，so the order degree of dolomite is higher than the dolomite located in the bottom and firstly formed.This relationship has very good corresponding relation with the porosity in the research area;the order degree of dolomite on the top of sequence is generally higher;and the porosity of corresponding dolomite is higher too.Parasequence strongly controls the order degree of dolomite，and the relationship existed generally in the region.

parasequence;order degree of dolomite;porosity;Majiagou Group;Ordos Basin

TE12

B

1008-9446(2012)01-0013-05

国家重大专项专题(大型油气田及煤层气开发):2008ZX05005-004-008HZ

2011-10-23

张中欣(1984－)，男，山东冠县人，西安石油大学油气资源学院09级硕士研究生，主要从事层序地层与隐蔽油气藏研究。