2022年鄂尔多斯盆地西缘晚古生代层序地层划分 .pdf

作者简介:章贵松,1963年生,高级工程师;1986年毕业于原华东石油学院,长期从事石油开发与天然气勘探研究工作。地址: (710021 )陕西西安市长庆兴隆园勘探开发研究院天然气勘探室。电话: (029) 86592443。E2mail :zgs_cq . cn鄂尔多斯盆地西缘晚古生代层序地层划分章贵松1张 军1王 欣1 刘宝宪1郭英海2(1.中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院2.中国矿业大学)章贵松等.鄂尔多斯盆地西缘晚古生代层序地层划分.天然气工业,2005 ;25 (4) :1922摘 要 鄂尔多斯盆地西缘上古生界地层发育较全,沉积巨厚,是最有前景的天然气勘探层系。根据露头 、 钻井 、 测井和地震资料综合分析,在上古生界识别出了4种类型的层序界面,划分5个层序12个体系域 。在此基础上通过剖面相分析,编制地层 、 砂岩厚度和含砂率等图件,结合古构造背景,采用优势相作图法,重塑了岩相古地理。认为该区经历了裂陷海湾、 陆表海和内陆拗陷充填3大沉积发展阶段,岩相古地理由裂陷海湾陆表海碳酸盐岩台地 三角洲复合沉积体系逐渐演变为三角洲河流沉积体系,最终被河流 湖泊沉积体系取代,指出砂岩分布受控于沉积环境。从而为寻找有利相带,部署钻井提供了地质依据。主题词 鄂尔多斯盆地西 晚古生代 层序 地层划分 岩相古地理沉积(地质)鄂尔多斯盆地西缘是指内蒙古磴口以南、 陕西陇县以北,定边 西峰以西的广大地区(图 1) 。早古生代末期本区隆升,缺失了晚奥陶世至早石炭世长达 140 Ma 的沉积记录 。晚石炭世 ,北秦岭向华北板块俯冲碰撞,本区南部隆升剥蚀。而北部贺兰山地区 ,通过祁连加里东褶皱带的传递,使中元古代形成 、 早古生代重新活动的贺兰拗拉槽,发生纵张复活形成碰撞裂谷。祁连海水沿着祁连加里东褶皱带北缘向贺兰裂谷方向侵进,拉开了晚古生代沉积的序幕 。自下而上充填了石炭系靖远组、 羊虎沟组,二叠系太原组 、 山西组 、 下石盒子组、 上石盒子组以及石千峰组地层 。一 、 层序地层划分1. 层序界面类型根据地表露头、 地震剖面和钻井、 测井资料综合分析 ,西缘上古生界具有以下层序界面。(1) 区域不整合面:本区有3 个区域性不整合面 ,分别位于奥陶系、 太原组及石千峰顶部,在地震剖面上分别对应TC、 Tp10、 TT反射层 。不整合面是本区最重要的层序界面,与构造事件有关,在地表露头 、 钻井及地震剖面中易于识别。(2) 构造体制转换面:识别出2 个 ,分别位于羊虎沟组 、 上石盒子组顶部。 前者导致古构造体制由图1层序 岩相古地理图?91?第 25卷第4期天 然 气 工 业 地 质 与 勘 探名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - 南隆北倾转变为北隆南倾,海侵方向发生改变,裂陷盆地向坳陷盆地转变,祁连海与华北海沟通形成了统一的陆表海;后者引起地台上升,沉积环境转换为大陆体制,气候变为干燥。上述 2 个构造体制转换面对应海西运动第三幕和第四幕,在地震剖面上分别为 Tc3、 Tp2两个地震反射界面。(3) 冲刷侵蚀面:本区山西组和下石盒子组底部 ,即北岔沟砂岩和骆驼脖子砂岩底面,河道的底部冲刷侵蚀面较为发育,起伏不平,界面上下岩性岩相均有明显差异。一般为表现为多个不连续的河道或分流河道砂岩相互叠置,横向上展布较宽,是良好的层序分界面 。 (4) 水进面 :层序内划分体系域的重要标志。在海相地层中与其对应的是区域分布、 质纯 、 生物潜穴发育的生物灰岩以及泥岩等;在陆相地层中,表现为加积序列与退积序列的转折面,自然伽马曲线常表现为高异常或 “细脖子”的泥岩段 。2. 层序地层划分根据上述识别出的多种层序界面,并进行露头、地震剖面以及井间对比,鄂尔多斯西缘上古生界可以划分为五个层序12 个体系域 。二 、 晚古生代鄂尔多斯西缘岩相古地理及演化1.层序 (靖远期 、 羊虎沟期 ) 岩相古地理晚石炭世,鄂尔多斯西缘表现为活动构造背景下的裂陷海湾充填,岩性为灰黑色泥岩夹石英砂岩、灰岩和煤线,石灰岩中含有丰富的棘皮类、 腕足类 、瓣鳃类 、 腹足类 、 介形虫及牙形石等海相动物化石。总体为局限海湾泻湖沉积环境(图 1) 。晚石炭世早期,海侵到达本区,首先在裂谷海湾深坳陷中形成靖远组充填。受基底和盆缘断裂活动的控制 ,不同地区沉积厚度变化大,雀儿沟等地可逾600 m。由于中央古隆起的阻隔,这一时期与东部华北海并不连通,而且与广海(祁连海 ) 的联系较为局限 ,波浪改造作用不强烈,潮汐作用明显。羊虎沟早期,盆地持续沉降,海侵范围继续扩大 ,但整体沉积环境仍是浅海局限海湾。因基底起伏造成了覆水深度和沉积微环境的分异,主要发育泻湖相 、 潮坪相 、 障壁岛相 、 潮下碳酸盐岩台地相、 扇三角洲相 。地层中海湾泥岩以多个较厚的层段出现 ,常见不稳定煤线或薄煤层,说明充填过程中出现了多幕的裂陷作用。羊虎沟组上部含Fusulina -Fusulinella 的灰岩 ,指示着裂陷鼎盛期充填。羊虎沟期末 ,兴蒙海槽向南俯冲、 消减 ,本区北升南降,由裂陷盆地向坳陷盆地转化,祁连海与华北海开始沟通 。随着海平面下降,潮坪沉积发育且空间上展布范围较宽,形成了区域上较稳定的晚石炭纪主煤层 8#、 9#煤层 ,构成了上古生界重要的气源岩系 。区域稳定煤层的形成,标志着西缘裂陷活动趋于平息 ,盆地充填进入了新的阶段。这一时期,砂体以障壁砂坝、 潮汐水道为主,呈透镜状分布,是晚石炭世储集岩系。但区域上规模小 ,厚度薄 (1050 m) 。个别潮道砂体厚度较大(40m),呈NN E向展布,与区域构造格局、 海水侵入方向及潮涨潮落方向一致。2. 层序 (太原期 ) 岩相古地理太原期 ,贺兰拗拉槽活动以渐变形式结束,本区由裂陷盆地转化为坳陷盆地,祁连海与华北海连成一体 ,中央古隆起沦于水下,本区成为华北滨浅海的一部分 。此时东西部相差异基本消失,代之以南北差异沉降 、 相带分异的格局。本区主要表现为三角洲 陆表浅海共存的沉积概貌(图 2) 。图2层序 岩相古地理图?02?地 质 与 勘 探 天 然 气 工 业 2005年 4月名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - 北部地区以三角洲沉积为主,海陆交互明显。其中 ,乌海 呼鲁斯太为三角洲平原相区,砂岩厚度2050 m;东北部发育小型扇三角洲,厚层状含砾石英砂岩厚度2030 m;马家滩北为三角洲前缘发育区 ,砂岩厚度10 30 m ;而南部主要为障壁砂坝泻湖 潮坪沉积环境,发育障壁砂坝,厚度大于10m。较之羊虎沟组,太原组沉积旋回层更为发育,约旦尔旋回更典型;但旋回厚度小、 砂质含量高,并夹有可采煤层,是本地区主要含煤层系之一。太原组晚期,海相泥岩层数减少、 厚度变小,表明海泛的次数减少 ,持续时间短,海水逐渐退出。太原期末,短暂隆升遭受风化剥蚀。3. 层序 (山西期 ) 岩相古地理山西期,华北地台整体抬升,海水退出本区,盆地演变为近海湖盆,转变陆相沉积。古地理概貌主要表现为河流三角洲 滨浅湖相 。由于北缘明显抬升,物源区与沉积区相对高差加大 ,南北差异沉降、 相带分异加强。河流 三角洲冲积体系大幅度向盆地南部推进,形成了南北向展布的区域性砂体,成为二叠纪砂体重要建造期。北部普遍发育曲流河及辫状河,乌达 陶乐砂岩厚度在 70 m 以上 ;向南过渡为三角洲相区,砂岩厚度2040 m ,局部在 50 m 以上 ;环县石板沟地区为滨浅湖,砂岩厚度小于20 m。值得注意的是西南部平凉地区发育了三角洲并形成了2030 m 的富砂带,表明北秦岭也成为了物源区。山西期,本区古气候温湿,古地理环境适宜,构造背景较稳定,植物繁盛 ,是继晚石炭世、 太原期后,晚古生代又一个重要的烃源岩建造期。4. 层序 (石盒子期 ) 岩相古地理(1) 下石盒子期与山西期沉积格局有一定继承性,但河流三角洲冲积体系进一步大规模南移,形成了以河流为主体的河流三角洲沉积组合,整体表现为辫状河 三角洲 滨浅湖古地理概貌(图 3) 。下石盒子期河流相区进一步推进至吴忠一带。北部砂岩厚度在100 m 以上 ,至马家滩地区仍有60m。而南部平凉地区河流三角洲进一步扩大,形成3050 m 厚的区域性砂岩分布区。该期是中二叠纪砂质沉积物最为发育的时期,也是晚古生代储集岩系主要建造期。(2) 上石盒子期与下石盒子期沉积格局类似,但冲积体系萎缩、图3 层序 (下古盒子期)岩相古地理规模减小,湖盆扩张是其主要特色,沉积体系以滨浅湖为主 。该期地层厚度120 180 m ,主要发育泥岩 、 砂质泥岩 、 泥质砂岩等细粒沉积物,形成了上古生界含气层系区域性盖层。砂体分布规模及厚度较下石盒子组大大减小,且主要分布于近物源区南北两侧,北部河流相区砂岩厚度仅50 m ,中部为滨浅湖占据 ,砂岩厚度小于30 m。南部平凉地区河流三角洲萎缩,规模变小 。细粒沉积物如泥岩、 砂质泥岩等以棕褐色调为主,露头剖面植物化石较少,表明气候变为干旱 。5. 层序 (石千峰期 ) 岩相古地理受区域构造变化的影响,本区成为内陆湖盆的一部分 ,沉积体系以湖泊为主体。平面上,北部河流 三角洲分布在石炭井至鸳鸯湖、 李华台一带,形成 NW 2SE向展布60 100 m 的厚砂带,局部可达120 m。中部为滨浅湖,砂岩厚度小于40 m。而南部平凉地区河流三角洲进一步萎缩。垂向上石千峰组下部由辫状河道和曲流河道迁移叠置的砂岩组?12?第 25卷第4期天 然 气 工 业 地 质 与 勘 探名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - 成 ,中部发育以红色泥岩为主的滨浅湖沉积,上部则以曲流河和湖泊沉积为主。由于气候干燥,沉积物色调主要为红色。三、 结论与认识(1) 鄂尔多斯西缘晚古生代沉积充填开始于晚石炭世 ,沉积演化经历了裂谷海湾、 陆表海和内陆坳陷充填 3 个沉积发展阶段,可以划分为5 个层序 。(2) 晚石炭世靖远组、 羊虎沟组为裂谷背景下的海湾充填,以发育潮道泻湖海湾沉积为主;早二叠世早期太原组主要为陆表海障壁砂坝泻湖 潮坪沉积 ; 山西组为区域海退背景下的曲流河三角洲 滨浅湖古地理景观;中二叠世下石盒子组以发育河流为主的河流三角洲充填,上石盒子组为一套河流 湖泊沉积 ,以发育泥质岩为主;晚二叠世石千峰组则是典型干燥气候条件下内陆盆地中的河湖充填 ,发育一套红色沉积建造。(3) 上古生界砂岩储层的分布受控于沉积环境。靖远组 、 羊虎沟组和太原组主要为潮道和障壁坝砂体 ,横向上呈透镜体状展布,分布范围局限,为区内次要储层岩。二叠纪山西、 下石盒子期特别是盒8时 ,是砂体高建设期,构成了研究区主要储集岩系。砂体呈南北向带状区域展布,其中北部规模大。参 考 文 献1 宁夏回族自治区地质矿产局.宁夏回族自治区区域地质志.北京:地质出版社,19902 林畅松等.贺兰拗拉槽盆地充填演化分析.北京:地质出版社,19943 汤锡元等.陕甘宁盆地西缘推覆构造及油气勘探.陕西西安:西北大学出版社,19924 陕西省地质矿产局.陕西省区域地质志.北京:地质出版社,19865 赵重远等.华北克拉通沉积盆地形成与演化及其油气赋存.陕西西安:西北大学出版社,19906 甘肃省地质矿产局.甘肃省区域地质志.北京:地质出版社,1985(收稿日期 2005202219编辑 黄君权)使用乙醇汽油:缓解能源紧张的战略抉择以现有的资源和利用情况分析,石油在世界上仅剩40年左右的生命。能源专家认为,中国推广使用乙醇汽油的做法是一个能源消费大国实施能源结构多元化的战略抉择。中国化工集团公司黑龙江分公司总经理、 黑龙江省科技经济顾问委员会石化专家组组长李士岩认为,在我国石油消费不断增长的情况下,发展燃料乙醇对国家能源安全具有重要意义。李士岩介绍,由于我国经济的发展速度加快,石油化工工业高速发展,并且正在成为汽车的生产、 消费大国,石油的消耗量猛增 。为保证国民经济发展的需要,保证国家的石油安全,从1993年开始大量进口石油,我国一直是一个石油净进口国,现在的石油进口量占到世界第二位。现在,我国的石油年生产能力达到1. 6亿吨,原定到2005年石油进口量达到1亿吨的预计在2004年就已经突破。预计,我国在2010年的石油进口量将达到1. 21. 3亿吨,到2020年将达到2. 3亿吨 。专家算了这样一笔账,由于国家开始推广使用乙醇汽油,现在,我国每年加工的用以替代汽油的乙醇有102万吨,这就意味着节约了102万吨汽油,而加工102万吨汽油需要的是350万吨原油 。以我国重要的石油生产、 石化产品加工基地黑龙江省为例,每年生产汽油390万吨,本省每年用量为120130万吨,如果使用乙醇汽油,每年就节约12万吨汽油,而加工12万吨汽油需要近40万吨原油。有资料显示,1973年第一次石油危机爆发,石油在世界能源消费中的比重达到47. 4 % ,之后,各国相继采取措施加速替代能源和新能源的开发,以减少对石油的依赖,到2003年,石油在世界能源消费中已经下降到37. 3 %。专家认为,结合世界的能源状况和本国来考虑中国的能源战略,推广乙醇汽油能够改善目前我国石油资源紧缺的现状,汽油来自不可再生的石油资源,而乙醇则来源于植物的可再生资源,乙醇汽油的使用和推广能够缓解中国能源紧缺的局面,更能延续石油时代的历史。(蒋静萍 摘自中国石油商务网)?22?地 质 与 勘 探 天 然 气 工 业 2005年 4月名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - characterizedby extra2low porosityand extra2low permeabili2ty withpoorporestructureand strongheterogeneity.Ac2cordingto pore structure, the reservoirsmay be divided intothree types , i. e.solutionpore type , f racture2solutionporetype and fracturetype.The development of palaeokarstsandf racturesis beneficialto the formationof effectivelimestonereservoirs. SUBJECTHEADING S:EerduosiBasin ,Reservoir ,TaiyuanFormation, Paleo2harstification, DenudationporeWei Xinshan ( senior engineer ) , born in 1962 , graduatedf rom the NorthwestUniversityin 1983.Nowhe is engagedin the comprehensivegeologicalresearch on oil and gas ex2ploration. Add :ChangqingXinglongyuanQuarter,Xian , Shaanxi(710021 ) , ChinaTel : (029) 86593675or 13709219078E2mail : wax_cq . cnLATEPALAEOZOICSEQUENCE STRATIGRAPH 2IC DIVISIONOF THE WESTERN FRINGE OF EERD UOSI BASIN Zhang Guisong1, Zhang Jun1, Wang Xin1,Liu Baoxian1and Guo Yinghai2( 1. Research In2stiute of Explorationand Development , ChangqingOil Field Branch , PCL ; and 2. China UniversityofMiningand Techology ) .N A TU R.GAS I N D.v.25 , no.4 ,pp. 19 22 , 4/ 25/ 2005.( ISSN 1000 0976; In Chinese)ABSTRACT:The UpperPaleozoic alongthewesternf ringe of EerduosiBasin is the most perspectiveformationfor gas explorationin the basin , being completelydevelopedwitha great thickness.Throughcomprehensivelyanalyzingthe data on outcrop observation, drilling, log and seismic ex2ploration, itwas indicatedthatthere are 4 sequence inter2faces , 5 sequence and 12 system domains inUpperPaleozo2ic.On the basis of the section facies analysisand the work2ing2out of these contourmaps as formationthickness, sand2stone thicknessand sand content , etc. , the lithofaciesandpaleogeographywere reestablishedby use of dominantfaciesmappingmethod in combinationwithpalaeotectonicsetting.It was consideredthat threesedimentarydevelopingstages ,i. e.rift2sag gulf , epicontinentalsea and inlanddepressionfilling, had been sufferedinthe region ; and the lithofaciesand paleogeographychanged f rom the rift2sag gulfepiconti2nentalcarbonateplatformdeltacompounddepositsystemto the deltafluvialdepositsystem , thento the fluvial2la2custrinedeposit system.Finally , it is pointedout in the pa2per that the distributionof sandstones is controlledby sedi2mentaryenvironments, thus providinga geologicalbasis forsurveyingthe favourablefacieszones to deployexplorationwells.SUBJECTHEADING S : Sequence , Interfact, System do2main , Lithofaciesand paleogeography, LatePalaeozoic Era ,Eerduosi Basin , WestZhang Guisong ( senior engineer ) , born in 1963 , gradu2ated fromthe formerEast China PetroleumInstitutein 1986.He has been engaged in the research on oil and gas explora2tion and developmentfora longtime. Add : Chan2gqingXinglongyuanQuarter, Xian ,Shaanxi( 710021 ) ,ChinaTel : (029) 86592443ORIGIN OF THE CENTRALPAL EOUPL IFT IN EERD UOSI BASIN Huang Jiansong , Zheng Congbin and ZhangJun (Research Instit ute of Explorationand Devel2op ment , Changqing Oil Field Branch , PCL) .N A2TU R.GAS I N D.v. 25 ,no. 4 ,pp. 23 26 ,4/ 25/2005.(ISSN 1000 0976 ; In Chinese) ABSTRACT:Throughsystematicallyanalyzingtheshape of the Central paleouplift, the strata cropped out at itscore , and the dynamicalmechanism and evolutioncharacter2isticsof its formationand developmentaccordingto recentexplorationdata and predecessorsresearch achievements , itwas consideredthat the CentralpaleoupliftinEerduosi Ba2sin was formedinEarlyCambrian ; thewest2to2east com2pressivestress coming f rom Qiliantroughand the south2to2northcompressivestress coming f romQinlingtroughwerethe dynamicalbase of the formationand developmentof theCentral paleouplift; and the paleouplifthad successivelysuf2feredtwo developingstages of intraplatformupliftand plat2formedge upliftin the process ofEerduosi Basins expan2sion f rom riftdepositto carbonateplatformdeposit.There24N A TU RA L GAS I N DUS TR Y/Apr. , 2005名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - -