鄂尔多斯盆地东北部奥陶系马五1+2微生物碳酸盐岩沉积特征及储集意义

熊 鹰 姚泾利 李 凌 侯云东 肖 笛 聂万才 赵东方 谭秀成

(1.油气藏地质及开发工程国家重点实验室 西南石油大学 成都 610500；2.中国石油碳酸盐岩储层重点实验室沉积—成藏研究室 西南石油大学 成都 610500；3.中国石油长庆油田公司勘探开发研究院 西安 710021)



鄂尔多斯盆地东北部奥陶系马五1+2微生物碳酸盐岩沉积特征及储集意义

熊 鹰1,2姚泾利3李 凌1,2侯云东3肖 笛2聂万才3赵东方1谭秀成1,2

(1.油气藏地质及开发工程国家重点实验室 西南石油大学 成都 610500；2.中国石油碳酸盐岩储层重点实验室沉积—成藏研究室 西南石油大学 成都 610500；3.中国石油长庆油田公司勘探开发研究院 西安 710021)

基于岩芯、薄片及物性资料，研究鄂尔多斯盆地东北部奥陶系马五1+2微生物岩沉积特征及其油气储集意义。研究区发育有不同规模的由蓝细菌群落构成的微生物碳酸盐岩建造，由叠层石、菌纹层白云岩、蓝细菌凝块岩以及菌黏结颗粒岩构成了藻坪和微生物丘建造。微生物丘纵向上建造规模较小，单旋回厚度一般小于1 m，发育于潮下高能环境，并由花斑状砂屑云岩、蓝细菌凝块岩、菌黏结砂屑云岩、菌纹层白云岩构成了丘基—丘核—丘坪的向上变浅序列，也常与颗粒滩相伴生构成丘滩复合体。其中，发育于丘核部位的蓝细菌凝块岩和菌黏结砂屑云岩中窗格孔和粒间孔发育，表现为中孔低渗特征，可作为盆地东北部的储集岩之一。

微生物碳酸盐岩 蓝细菌 微生物丘 马五1+2奥陶系 鄂尔多斯盆地东北部

0 引言

微生物岩(microbialite)最早由R.V.Burne(1987)提出，后Riding(1991)将其改为“microbolite”，但目前仍用“microbialite”，是指由底栖微生物群落通过捕获与黏结碎屑沉积物，或经过与微生物活动相关的无机或有机诱导矿化作用在原地形成的沉积物[1-2]。近年来，微生物碳酸盐岩在油气勘探中的潜力也逐渐受到更多学者的关注和认可[3-13]，包括微生物的造丘成岩作用[6]、潜在的烃源岩母质[7]以及对优质储层形成的建设性作用[8, 10-11]等。已有的研究发现，微生物岩在地史中有着广泛的分布，尤其以中新元古代、寒武纪和早奥陶世最为发育[14-15]。目前，四川盆地震旦系灯影组、塔里木盆地寒武系肖尔布拉克组、华北地区蓟县雾迷山组皆发现了与微生物建造相关的碳酸盐岩优质油气储层，并获得了大的商业发现[16-20]，表明我国广为分布的古生界及前寒武纪微生物碳酸盐岩具有巨大的勘探前景。而鄂尔多斯盆地奥陶系作为盆地天然气勘探的重要层系[21-26]，一直以来认为含硬石膏结核或柱状晶的泥粉晶白云岩以及晶粒云岩是主要的储集岩类[25-26]，虽然前人对区内储集岩的认识角度不同，但鲜有从微生物岩的角度去探讨储集岩的报道。笔者在最近的岩芯和薄片观察中发现，鄂尔多斯盆地东北部奥陶系马五1+2存在微生物碳酸盐岩，且具有一定的储集能力。这将有助于理解鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组储层多样性和拓宽鄂尔多斯盆地奥陶系的油气勘探领域，并为国内外微生物碳酸盐岩的研究提供新的参考材料。

1 区域地质背景

鄂尔多斯盆地位于华北台地西部，为一矩形构造盆地，面积约2.5×105km2。马家沟期，盆地内部表现为隆坳相间格局，其北部为伊盟隆起；西南部发育因贺兰裂谷沉降扩张而导致西缘裂谷肩部翘升所形成的正向构造，即中央古隆起；在其东侧则为与之伴生的陕北坳陷[25](图1)。马家沟组沉积之后，中奥陶世末加里东运动使华北台地抬升为陆，盆地内中奥陶统马家沟组上部经受了长达1.3亿多年的风化剥蚀[26]，形成了一套与风化壳相关的储集体。

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组五段沉积于局限—蒸发的陆表海碳酸盐台地环境，沉积水体盐度偏高，其中马五1+2处于相对海退期，主要为含膏云坪和膏盐湖微相[24]，以发育含硬石膏结核或含硬石膏柱状晶和结核的粉晶白云岩为主[25]，表现出局限—蒸发海台地特征。研究区马五1+2地处盆地东北部，其水体循环相对更好、能量更强，多处于浪基面—平均低潮线之间，以颗粒滩大量发育为特征，局部微地貌高地则主要发育台坪，受马家沟期后风化壳岩溶叠合改造，区内岩石类型多样，主要包括含膏模孔泥粉晶云岩、颗粒云岩、微生物碳酸盐岩以及大量岩溶建造岩等①谭秀成等．鄂尔多斯盆地东北部奥陶系马五1+2风化壳储层特征及目标评价，西南石油大学报告(内部资料)，2015.(图1)。

图1 鄂尔多斯盆地东北部马五1+2微生物岩发育层段、发现井位及研究区构造位置图Fig.1 Developing stratum, discovered wells of microbialite and tectonic location of the study area in Ma51+2 member of Ordovician in northestern Ordos Basin

2 主要微生物类型及特征

微生物一般包括真菌、细菌、藻类和原生动物[27]，而微生物碳酸盐岩的主要研究对象则是一种对碳酸盐岩沉积物具有沉积与固定作用的蓝细菌，由于蓝细菌是一种似藻类细菌且具有营光合作用和固氮作用[14]，部分学者也将其称为蓝藻菌。镜下观察发现，蓝细菌是构成鄂尔多斯盆地东北部奥陶系马五1+2微生物碳酸盐岩的主要微生物类型，其中以肾形菌(Renalcis)为主(图2a,b)，在镜下多呈肾形或不规则椭球形态，颜色较深，单体直径约40～100 μm，泥晶壁边界清晰，周围为亮晶充填物(图2a)。若干肾形菌常相互连接、融合生长而呈现出放射状或从状集合体形态(图2b)，其间可见多期胶结物充填特征。研究区另一种微生物为管形蓝细菌，其形态主要为由若干近平行的长条形管形蓝细菌单体组成的纹层状集合体(图2c)，整体表现为直立向上生长特征。单体宽30～50 μm，长度变化范围较大，一般为50～400 μm，中空结构，管壁为暗色泥晶白云石，管腔及管体之间均被泥—粉晶白云石充填。该类管形蓝细菌通常聚集发育，单体之间呈近平行排列生长。

3 岩石学特征

通过对岩芯和薄片的观察发现，鄂尔多斯盆地东北部奥陶系马五1+2亚段发育有规模不一的各类微生物碳酸盐岩，与蓝细菌生命活动相关，包括叠层石、菌纹层白云岩、蓝细菌凝块岩以及与微生物相关颗粒岩。

图2 鄂尔多斯盆地东北部奥陶系马五1+2主要微生物特征a.由肾形菌形成的微生物岩凝块，泥晶壁边界清晰(黄色箭头)，米35井，2 589.47 m，马，(-)；b.肾形菌相互连接、融合生长形成的放射状(黄色箭头)或从状(蓝色)集合体，其间为早期白云石和后期方解石胶结物充填，米35井，2 589.47 m，马，(-)；c.近平行排列的长条状管形菌单体，管壁为暗色泥晶白云石(黄色箭头)，管腔和单体之间均被泥—粉晶白云石充填，米37井，2 838.30 m，马五21，(-)。Fig.2 Characteristics of the major microbes in Ma51+2 member of Ordovician in northestern Ordos Basin

3.1 叠层石

研究区叠层石纹层形态类型较多，可分为近水平状、微波状和半球状(图3a)。纹层具亮暗相间结构，暗层由富细菌泥晶白云石构成，有机质含量高，厚度1～4 mm，其边缘凹凸不平；亮层为褐灰色泥粉晶白云石，厚度3～5 mm。纹层结构边缘通常呈高低起伏或断续分布的特征，表明微生物席表面存在不规则的微地貌[18]。纹层构造的形成主要受蓝细菌生命活动的控制[14]，在蓝细菌的间歇性生长过程中，其分泌胞外黏液物质可形成一种独特的EPS(胞外聚合物)，并黏合沉积物构成黏性的微生物席，当有碳酸盐沉积物供给时，微生物席黏结、捕获海水中的沉积物(灰泥、颗粒)形成亮层；在缺乏碳酸盐沉积物供给时，微生物席生长并不断钙化形成暗层[18]。

已有的研究表明，叠层石在不同水深条件下均可生长，但主要发育于潮间带及浅潮下带[28]。水平状和微波状细菌纹层结构反映其形成时的水动力较弱，是潮间带上部的标志性产物。而半球状叠层石则反映了水动力相对更强的潮间带下部环境。

3.2 菌纹层白云岩

菌纹层白云岩主要表现为由蓝细菌群落的生命活动形成的暗层与亮层规律变化的纹层构造，包括水平纹层和不规则纹层。前者由深灰色富蓝细菌暗层与浅灰色泥粉晶白云石亮层构成(图3b)，整体层理清晰，较稳定，局部可见暗层与亮层相互穿插，边缘呈不规则锯齿状。不规则纹层则表现为由局部富集的管形蓝细菌构成的纹层结构，岩芯上可见清晰的管形菌集合体纹层，颜色较深，呈不规则状，整体上表现出直立向上生长趋势，纹层间为灰褐色泥晶白云石(图3c)。在镜下，以近平行排列的管形菌单体为主要特征，管壁为暗色泥晶白云石，管腔及单体之间均被灰褐色泥—粉晶白云石充填(图3d)，反映了一种较低能的沉积环境。

3.3 蓝细菌凝块岩

主要是由蓝细菌及其分泌物黏结海水中的沉积物所构成的凝块结构。从镜下观察发现，研究区微生物岩建造中发育大量凝块结构，与微生物席的黏结作用有关，其黏结物主要为泥晶或颗粒(砂屑、粉屑)物质，窗格孔发育。

蓝细菌群落在生长过程中相互连接、融合并黏结泥晶物质形成微生物岩凝块，这些凝块可进一步黏合而呈现出深褐色—黑色网状或团簇状形态特征(图3e～f)，个体较大，边缘可见暗色的泥晶包壳(图3g)。凝块间多为黏结微生物形成的空腔，被多期胶结物充填，第一期为栉壳状泥晶白云石，后期为细—粗晶白云石或方解石胶结物(图3e，g)，常见不规则状溶蚀残余孔洞；另一方面，当高能水体突然变弱时，微生物群落将海水中的颗粒物质黏结起来同样可以形成各种黏结结构，颗粒以砂屑和粉屑为主，其分选、磨圆较差，多呈不规则状。颗粒间的蓝细菌黏结现象明显，使得颗粒之间无清晰的边界，构成一类特殊的凝块结构，凝块间多为亮晶自形白云石半充填。研究区蓝细菌凝块云岩多发育于水体能量相对较强的潮下高能带，与微生物丘的建造往往有着密切的联系。

3.4 与微生物相关的颗粒岩

3.4.1 藻团块云岩

由菌藻及其分泌物黏结碳酸盐沉积物而成、内部无明显结构，与蓝细菌的黏结作用相关，在镜下呈暗黑色团块，具不规则边界，内部偶见菌藻黏结生长痕迹。与凝块岩相比，藻团块云岩多表现为较孤立的团块分布特征，且团块直径较大，通常大于1 mm，团块间为褐色泥粉晶白云石充填(图3h)，反映一种相对更加低能的沉积环境。

3.4.2 菌黏结砂屑云岩

由蓝细菌及其黏液分泌物黏结、缠绕砂屑生长而成，具典型的砂屑结构，颗粒支撑。砂屑颗粒主要呈褐色球状或椭球状，含量一般大于60%，粒径0.15～0.4 mm，分选较差，磨圆较好，偶见形态模糊的蓝细菌生长痕迹。砂屑间填隙物以亮晶自形白云石为主，溶孔发育(图3i～j)。

3.4.3 菌球粒云岩

生物排泄成因，在镜下呈黑色卵形或椭球形，粒径30～80 μm，分散排布且不具特殊内部结构，分选、磨圆较好，有机质含量高，粒间主要为粉—细晶白云石胶结物(图3k)。

图3 鄂尔多斯盆地东北部奥陶系马五1+2微生物碳酸盐岩类型a.半球状叠层石，统52井，2 970.41～2 970.59 m，马；b.菌纹层白云岩，水平状蓝细菌纹层，整体层理清晰，较稳定，局部可见暗层与亮层相互穿插，边缘呈不规则锯齿状，榆89井，2 677.31～2 677.38 m，马；c.菌纹层白云岩，不规则状蓝细菌纹层，整体表现为向上生长趋势，米37井，2 838.30 m，马；d.菌纹层白云岩，管形菌集合体与基岩边界清晰，米37井，2 838.30 m，马，(-)；e.蓝细菌凝块云岩，团簇状凝块结构，凝块间多期白云石胶结充填，米35井，2 589.71 m，马，(-)；f.蓝细菌凝块云岩，网状凝块结构，米35井，2 589.71 m，马，(-)；g.蓝细菌凝块云岩，边缘见黑色泥晶包壳(黄色箭头)，其间为中—粗晶方解石充填，米35井，2 589.81 m，马，(-)；h.藻团块云岩，不规则团块间泥粉晶白云石充填，统52井，2 970.1 m，马，(-)；i.菌黏结砂屑云岩，(扩溶)残余粒间孔发育，米35井，2 589.56 m，马，蓝色铸体薄片(-)；j.菌黏结砂屑云岩，(扩溶)残余粒间孔发育，榆102井，2 550.46 m，马；k.菌球粒云岩，(扩溶)残余粒间孔发育，米35井，2 589.81 m，马；l.砾屑云岩，砾石成分为蓝细菌凝块岩，米35井，2 591.53 m，马。Fig.3 Types of microbial carbonate in Ma51+2 member of Ordovician in northestern Ordos Basin

3.4.4 砾屑云岩

深褐色，次圆—次棱角状，粒径大于2 mm，该类砾石多由上部原岩经波浪破碎或岩溶垮塌而形成，其成分主要为亮晶胶结的菌黏结砂屑云岩或凝块云岩(图3l)。

4 微生物碳酸盐岩建造序列及沉积模式

4.1 微生物丘相序特征

区内微生物碳酸盐岩的发育建造与潮汐、波浪作用密切相关，可分为藻坪和微生物丘。藻坪发育于平均低潮线与平均高潮线之间的潮间带环境，主要受控于潮汐作用。其岩石类型较单一，以发育近水平状、微波状和半球状叠层石为主要特征，分别反映了水动力相对较弱及相对较强的潮间带上部和潮间带下部环境；而微生物丘发育于平均低潮线之下的较深水潮下环境，是区内最主要的微生物岩建造方式，下面主要对微生物丘的垂向序列及其发育特征进行阐述。

与蓝细菌等生命活动相关的微生物碳酸盐岩建隆产出的环境水深变化较大，在台地内部、台地边缘、陆坡等环境均可发育[16,29-30]。研究区发现的微生物丘位于台地内部，属台内丘，垂向上可分为丘基、丘核、丘坪微相(图4a)。

(1) 丘基：位于微生物丘的最底部，为微生物发展的初期奠基和拓殖阶段。此时，位于水下局部高部位的颗粒滩作为丘体发育的基础，也构成了微生物丘的丘基微相，其岩性主要为褐灰色花斑砂屑云岩，微生物较缺乏。

(2) 丘核：位于丘体的中部，微生物生长繁盛，为微生物发展的泛殖阶段，下部主要为深褐色蓝细菌凝块云岩，窗格孔较发育，多期白云石胶结物充填；丘核上部主要为褐灰色菌黏结砂屑云岩，砂屑间泥粉晶白云石充填。丘核发育于能量较高的沉积相带，其未被充填的或经后期岩溶叠加改造后的残余(扩溶)窗格孔和粒间溶孔可作为良好的油气储集空间。

(3) 丘坪：位于丘体的顶部，为微生物发展的衰亡阶段，主要发育褐灰色泥粉晶云岩，局部可见蓝细菌黏结结构。受海退影响，可暴露遭受大气淡水淋溶作用，形成各类受岩溶改造影响的岩溶建造岩。

由于丘体的生长速率远大于正常海水沉积物的沉积速率，研究区微生物丘具有向上变浅的建造序列特征(图4)。当水体较深时，以花斑砂屑云岩为主的颗粒滩作为丘体发育的基础，也构成微生物丘的丘基；随着海水逐渐变浅，水动力增强，以蓝细菌为主的微生物开始在丘基上大量生长繁殖，并不断进行新陈代谢。蓝细菌及其黏液分泌物黏结、捕获海水中的沉积质点，并不断黏合形成蓝细菌凝块岩或蓝细菌黏结砂屑云岩，营造微生物丘的主体——丘核。此时，微生物丘快速增长，形成水下的正地貌沉积体；而后，水体继续变浅，水动力和波浪扰动作用进一步增强，当沉积界面接近海平面时，微生物在这样动荡的水体中难以生存，蓝细菌逐渐衰亡，以泥粉晶云岩为主，局部发育蓝细菌黏结结构，构成丘坪(图4a)。当水体循环受限、海水咸度较大时，以蓝细菌凝块岩为主的丘核之上可直接过渡为含膏模孔泥粉晶云岩，而缺乏丘坪沉积(图4b)。至此，单个微生物丘旋回生长结束。

若海平面持续下降，丘坪因暴露而受到大气淡水环境下的岩溶改造，形成各类岩溶改造岩。当发生区域性海平面上升，丘体重新被海水淹没，此时，便开始下一个微生物丘旋回的生长，前一旋回的丘坪又成为下一微生物丘发育的基础。

研究区发现的微生物丘发育规模普遍较小，单旋回厚度一般小于1 m，在垂向上可呈重复叠置出现。自下而上构成滩间海—颗粒滩—微生物丘—台坪以及(半)局限潟湖—颗粒滩—微生物丘—台坪的完整或不完整沉积相序组合，具有向上变浅的相序特征。此外，发育于微生物丘下部的颗粒滩既是丘体发育的基础，也构成微生物丘的丘基微相。因此，微生物丘往往与颗粒滩共生构成一类特殊的沉积体——丘滩复合体(图4)。目前仅在研究区取芯井的局部层段识别出主要由蓝细菌凝块岩构成的微生物丘，但这并不代表仅在此处有丘体建造。究其原因，由于马家沟期后多期岩溶的叠加影响和改造[31]，该类岩性在岩芯上的宏观表征与花斑状砂屑云岩极其相似，因而很可能被误认为花斑状砂屑云岩或受岩溶破坏难以识别。而微生物丘典型的窗格孔构造在岩芯上由于岩溶改造影响其宏观特征不明显，在镜下可以看到。

图4 鄂尔多斯盆地东北部米35井奥陶系马五1+2微生物丘典型相序Fig.4 Sedimentary sequence of microbial dolomite of Well Mi35 in Ma51+2 member of Ordovician in northestern Ordos Basin

4.2 微生物碳酸盐岩沉积模式

研究区微生物岩的发育受控于波浪作用，主要发育于潮间—潮下带，与水动力能量的强弱有直接的关系，且在各自的沉积环境上具有一定的分带性，也常以微生物岩石组合的形式出现。潮间带主要发育近水平、微波状和半球状叠层石。潮下带微生物岩发育较丰富，类型较多。其中，位于正常浪基面之上的潮下高能环境主要为蓝细菌凝块岩、菌黏结砂屑云岩，多具亮晶胶结结构。而正常浪基面之下的潮下低能带则主要发育菌纹层白云岩及少量藻团块和菌球粒云岩，偶见砾屑云岩，其砾石成分主要为菌黏结砂屑云岩或凝块岩，由上部原岩经波浪破碎或岩溶垮塌形成。综上，建立研究区微生物岩沉积模式如图5所示。

5 微生物碳酸盐岩储集意义

目前，在研究区马五1+2各亚段和小层均发现有微生物碳酸盐岩存在，但以马五2亚段为主，包括蓝细菌凝块岩、菌黏结砂屑云岩和叠层石等，由于强烈的多期岩溶叠合改造影响，马五1+2地层原岩的宏微观特征均因表生岩溶使原始组构不同程度破坏，并以发育大量岩溶改造岩为主[25,31]，因而难以准确分析区内微生物岩的纵、横向展布特征；但当岩溶作用影响较弱时，微生物结构在镜下仍可清晰识别(图3)。此外，笔者在对盆地东部未遭受岩溶改造影响的马五6—马五10亚段岩芯观察中也大量发现微生物结构及其相关储层的存在，这表明微生物岩是鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组五段重要的沉积建造和储集岩类之一。

5.1 储集空间类型

如前所述，区内微生物碳酸盐岩建造由蓝细菌凝块岩和菌黏结砂屑云岩构成了鄂尔多斯盆地东北部奥陶系马五1+2主要的微生物储集岩类，储集空间则包括凝块间胶结充填物内的晶间(溶)孔(图6a)、微生物相关颗粒间的不规则(溶扩)残余粒间孔(图3i、图6b)以及与微生物席的黏结捕获作用相关的以窗格孔为特征的(溶扩)残余原始孔隙(图6c～f)。

(1) 晶间(溶)孔

晶间孔多是由粉晶白云石胶结充填物充填先期凝块间孔隙或窗格孔后，充填剩余的胶结物间孔隙，也可受后期扩溶影响，形成晶间溶孔(图6a)，本质上属于原生孔隙的充填剩余空间。此类孔隙发育频率较低，其孔径大小约0.02～0.05 mm，呈不规则多边形，内边缘具明显的溶蚀痕迹，面孔率约0.5%。

(2) (溶扩)残余粒间孔

残余粒间孔是蓝细菌黏结颗粒之间的粒间孔隙被亮晶白云石胶结物半充填后残余的孔隙空间，后期受埋藏岩溶作用影响而溶蚀扩大，形成扩溶残余粒间孔(图3i、图6b)，孔隙空间总体上为原生孔隙保存成因。这类孔隙主要发育于菌黏结砂屑云岩等与微生物活动相关的颗粒岩中，位于微生物丘的丘核部位，孔径大小约0.05～0.4 mm，面孔率2%～5%，发育频率较高。

(3) 窗格孔

窗格孔一般认为是碳酸盐岩沉积早期形成的原生孔隙[32]，研究区发育的窗格孔主要为蓝细菌凝块间的未被后期白云石、方解石等所充填的残余原生孔，后期溶蚀扩大后形成溶扩孔。由于蓝细菌在生长过程中黏结、缠绕灰泥和颗粒物质形成大量凝块结构和原始窗格孔系统，在成岩过程中，部分窗格孔被基质和多期亮晶胶结物所充填，不具有储集意义。而未被充填的或经后期溶蚀、扩溶形成的(溶扩)残余窗格孔则具有较好的储集性能(图6c～f)，这类孔隙主要发育于微生物丘的丘核部位。其孔径大小约0.1～0.3 mm，面孔率2%～5%，是区内最主要的微生物岩储集空间类型。

图5 鄂尔多斯盆地东北部奥陶系马五1+2微生物碳酸盐岩沉积模式Fig.5 Sedimentary model of microbial carbonate in Ma51+2 member of Ordovician in northestern Ordos Basin

图6 鄂尔多斯盆地东北部奥陶系马五1+2微生物碳酸盐岩储集空间类型a.胶结充填物间的晶间溶孔，米35井，2 589.71 m，马，蓝色铸体薄片(-)；b.菌黏结砂屑云岩，溶扩的残余粒间孔，细—中晶自形白云石半充填，榆102井，2 550.46 m，马，蓝色铸体薄片(-)；c.蓝细菌凝块云岩，(溶扩)残余窗格孔，米35井，2 590.05 m，马，蓝色铸体薄片(-)；d.蓝细菌凝块云岩，(扩溶)残余窗格孔，方解石和细—粉晶白云石半充填，榆102井，2 550.56 m，马，蓝色铸体薄片(-)；e.蓝细菌凝块云岩，(扩溶)残余窗格孔，方解石和粉晶白云石半充填，米35井，2 589.71 m，马，蓝色铸体薄片(-)；f.蓝细菌凝块云岩，(扩溶)残余窗格孔，米35井，2 589.69 m，马，蓝色铸体薄片(-)。Fig.6 Types of microbial carbonate reservoir space in Ma51+2 member of Ordovician in northestern Ordos Basin

5.2 物性特征及与储集层发育关系

对区内已发现微生物碳酸盐岩存在的5口取芯井仅有的13个岩芯样品进行分析，其孔隙度为0.99%～7.58%，平均3.41%；渗透率主要分布在0.01×10-3～0.37×10-3μm2，当有裂缝存在时，渗透率可达到2.58×10-3μm2，整体表现为中孔、低渗特征。其中，微生物丘的丘核部位为潮下高能环境的产物，最有利于微生物岩储层的发育，以蓝细菌凝块岩和菌黏结砂屑云岩为主，其平均岩芯孔隙度可达4%。此外，微生物丘的丘核部位常常与各类型的颗粒滩相伴生，虽然单个生物丘的规模有限，但通过与颗粒滩相连，其形成的丘滩复合体具有相当可观的规模(图7)。

图7 米35井马五1+2微生物丘与储集层发育关系Fig.7 Relationship between the development of microbial mound and reservoir of Well Mi35

6 结语

鄂尔多斯盆地东北部奥陶系马五1+2亚段发育有规模不等的微生物碳酸盐岩，蓝细菌是主要的微生物类型，相关的岩石类型包括叠层石、菌纹层白云岩、蓝细菌凝块云岩以及与微生物相关的颗粒岩类。区内发育藻坪和微生物丘，前者以叠层石为主要特征，发育于潮间带；微生物丘发育规模及分布频率较小，由各类蓝细菌黏结岩构成，发育于潮下高能环境，并在纵向上构成丘基—丘核—丘坪的旋回组合，具有向上变浅的演化特点。此外，微生物丘常与之下部的颗粒滩共生，构成丘滩复合体。微生物碳酸盐岩及与之相伴的颗粒岩在奥陶系马五1+2亚段具有相当的厚度规模，因而有必要重新审视盆地内马五1+2期的沉积格局。

区内微生物碳酸盐岩以窗格孔和(溶扩)残余粒间孔发育为特征，并具有较为优越的储集性能和一定规模。这证实了鄂尔多斯盆地东部奥陶系马五1+2亚段碳酸盐岩储集岩并非完全以膏模孔储层为主，而存在多样化的储集岩类，这一认识也为盆地东部勘探提供了依据。

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Sedimentary Characteristics and Reservoir Significance of Microbial Carbonate in Ma51+2Member of Ordovician in Northestern Ordos Basin

XIONG Ying1,2YAO JingLi3LI Ling1,2HOU YunDong3XIAO Di2NIE WanCai3ZHAO DongFang1TAN XiuCheng1,2

(1. State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation, Southwest Petroleum University, Chengdu 610500, China;2. PetroChina Deposition and Accumulation Department of Key Laboratory of Carbonate Reservoirs, Southwest Petroleum University, Chengdu 610500, China;3. Exploration and Development Research Institute of PetroChina Changqing Oilfield Company, Xi’an 710021, China)

Based on core, thin section and physical properties, the sedimentary characteristics and reservoir significance of microbial carbonate in Ma51+2member of Ordovician in northestern Ordos Basin were studied. Different scale of microbial carbonates constructions formed by cyanobacteria community were found in the study area. Algal flat and microbial mound are found in Ma51+2member, formed by stromatolite, cyanobacteria laminar dolomitite, cyanobacteria thrombolite and some grainstone connected with microbes. The microbial mound develops on a small scale in vertical, mostly less than 1 m thick per cycle. And, the microbial mound has a depositional model of mound base-core-flat in vertical which reflects a drop in sea level, formed by piebald clastic dolomite, cyanobacteria thrombolite, algal bound sand-clastic dolomitite and cyanobacteria laminar dolomitite. Besides, it also develops into the mound-shoal complex together with grain beach. Fenestral pores and intergranular dissolved pores were found in cyanobacteria thrombolite and algal bound sand-clastic dolomitite which shows the characteristics of medium porosity and low permeability totally. It can be one of the reservoir rocks in northestern Ordos Basin.

microbial carbonate; cyanobacteria; microbial mound; Ma51+2; Ordovician; northestern Ordos Basin

1000-0550(2016)05-0963-10

10.14027/j.cnki.cjxb.2016.05.015

2015-11-05； 收修改稿日期： 2016-01-22

国家科技重大专项项目(2016ZX05004002-001，2016ZX05004006-001-002)；四川省省属高校“非常规油气”科研创新团队建设计划[Foundation: National Science and Technology Major Projects, No.2016ZX05004002-001, 2016ZX05004006-001-002; Sichuan Provincial University "non conventional Oil and Gas" Scientific Research and Innovation Team Construction Plan]

熊 鹰 男 1993年出生 硕士研究生 储层地质学 E-mail: xiongying511602@163.com

谭秀成 男 教授 E-mail: tanxiucheng70@163.com

P618.13

A