吳東旭 喻 建 周進高 吳興寧 于 洲 丁振純 王少依 李維嶺 蔡 君

1 中國石油杭州地質(zhì)研究院，浙江杭州 310023 2 中國石油天然氣集團有限公司碳酸鹽巖儲層重點實驗室，浙江杭州 310023 3 中國石油長慶油田分公司，陜西西安 710018

白云巖儲集層一直以來是碳酸鹽巖油氣勘探和研究的重點方向。近年來，國內(nèi)的幾大沉積盆地相繼在白云巖儲集層方面有重要勘探發(fā)現(xiàn)，如在四川盆地蓬探1井震旦系燈影組和角探1井滄浪鋪組白云巖儲集層中發(fā)現(xiàn)天然氣藏，在塔里木盆地輪探1井8200 m深的下寒武統(tǒng)白云巖中獲得輕質(zhì)原油(楊海軍等，2020)。隨著石油和天然氣的勘探日益向深層拓展，深部白云巖儲集層的發(fā)育機理和預測成為影響油氣勘探的關(guān)鍵問題(王起琮等，2012；楊華等，2012；謝錦龍等，2013；賀訓云等，2014；黃正良等，2015；包洪平等，2017；付斯一等，2019；雷涵等，2020；周進高等，2020a)。

在鄂爾多斯盆地奧陶系馬家溝組，已相繼發(fā)現(xiàn)了上組合馬五1-4亞段靖邊氣田和中組合馬五5-10亞段有利天然氣富集帶(楊華等，2013)。鄂爾多斯盆地下組合(馬一段—馬四段)是目前天然氣風險勘探的重點領域，其中沉積儲集層的有效預測和精細刻畫是研究的難點。前人研究一般認為，鄂爾多斯盆地東部馬四段主要為開闊海臺地沉積，巖性主要為泥晶灰?guī)r和顆?；?guī)r等，白云巖分布范圍較小(楊承運等，1998；包洪平和楊承運，2000；侯方浩等，2002；史基安等，2009；于洲等，2017；雷濤等，2020)。但受資料和勘探程度的限制，當前存在對馬四段構(gòu)造—巖相古地理格局認識不清、儲集層成因和分布不明確等問題，并認為其不具備有效儲集層的發(fā)育條件，從而制約了對有利勘探區(qū)帶的評價。筆者基于對鄂爾多斯盆地周緣野外露頭、盆內(nèi)鉆井巖心和薄片的觀察，結(jié)合地震資料對沉積期古地貌的刻畫以及測井巖石結(jié)構(gòu)組分的解釋，綜合研究了馬家溝組四段沉積時期的古地貌、沉積相和儲集層發(fā)育特征。該研究成果對拓展鄂爾多斯盆地馬家溝組下組合的天然氣儲集層勘探領域有重要意義，可為有利區(qū)帶的刻畫和風險目標的優(yōu)選提供有力支撐。

1 地質(zhì)背景

鄂爾多斯盆地位于華北地臺西部。中元古代，鄂爾多斯盆地西南部發(fā)育賀蘭裂谷，其大體呈北北東向展布，是秦祁大洋裂谷初始發(fā)育時三叉裂谷系的夭折支。該裂谷在晚元古代曾一度關(guān)閉，早寒武世再次張開(孫國凡和劉景平，1983)，因此盆地西部以裂陷為主，并繼承了前期北東高、西南低、隆坳相間的古地貌格架。晚寒武世—奧陶紀，盆地轉(zhuǎn)化為活動大陸邊緣型克拉通盆地，以構(gòu)造作用造成的相對海平面下降和碳酸鹽巖臺地向緩坡的轉(zhuǎn)化為特征。早奧陶世，華北板塊南北兩側(cè)的大洋板塊向華北板塊之下俯沖，北秦嶺洋殼開始沿武山—商丹帶向秦祁古島弧之下俯沖，形成了具有典型的“溝—弧—盆”體系的主動大陸邊緣，同時也造成了鄂爾多斯地塊西南部奧陶紀的分異型裂谷陸緣結(jié)構(gòu)，構(gòu)造格局轉(zhuǎn)化為“坡—肩—坳”(陳剛，1994)。由于地殼隆升，在盆地中部偏西的位置形成了1個古隆起，其主要分布于定邊、環(huán)縣、鎮(zhèn)原一帶，北端走向近南北，南端在寧縣以南向東轉(zhuǎn)折至富縣，平面呈“L”形，面積約50000 km2，西翼陡，東翼緩(邵東波等，2019)。同時由于奧陶紀發(fā)生快速海侵，海水淹沒了鄂爾多斯大部分地區(qū)，導致“L”形隆起外側(cè)以發(fā)育陸棚—盆地沉積體系為特征，“L”型隆起內(nèi)側(cè)以發(fā)育潮坪、碳酸鹽巖臺地、膏鹽湖為特征(圖 1-A)。該時期大量的膏鹽沉積與寒武紀廣泛的鮞粒灘沉積形成鮮明的對比，表明整個華北地臺轉(zhuǎn)化為相對局限的陸表海環(huán)境。中晚奧陶世，受加里東運動的影響，擠壓作用加劇，華北大陸板塊整體抬升，發(fā)生全面海退，僅在鄂爾多斯盆地西南緣發(fā)育弧后裂谷海盆(雷卞軍等，2010)。

鄂爾多斯盆地奧陶系自下而上依次為冶里組、亮甲山組和馬家溝組，與下伏寒武系和上覆石炭系均呈不整合接觸。根據(jù)沉積演化特征，馬家溝組可以分為6個段： 馬一段、馬三段和馬五段主要為蒸發(fā)臺地沉積，巖性主要為膏鹽巖和白云巖(賴錦等，2020；喬亞斌等，2020)；馬二段、馬四段和馬六段主要為淺水碳酸鹽巖臺地沉積，巖性主要為白云巖和石灰?guī)r(圖 1-B)。根據(jù)海平面變化和巖性特征，可將馬四段由下至上進一步細分為馬四3、馬四2和馬四1共3個亞段。中晚奧陶世至早石炭世，鄂爾多斯盆地整體抬升并遭受了1.3×108年的風化剝蝕，由東向西地層剝蝕程度逐漸加重，在中央古隆起部位出露馬四段，在中東部以馬五段出露為主，只在局部地區(qū)殘余少量馬六段(馬占榮等，2019)。

2 古地貌與沉積特征

一個好的地質(zhì)模式對油氣勘探具有重要指導作用，如奧陶系頂部巖溶古溝槽模式有效指導了碳酸鹽巖風化殼儲集層的刻畫和氣藏勘探，為靖邊氣田的發(fā)現(xiàn)奠定了基礎(何自新等，2006；何江等，2009)。馬四段沉積時期的古地貌是控制該時期沉積相展布的基礎，對其進行恢復能夠有效指導馬四段沉積相和儲集層的分布與刻畫研究(周進高等，2020a，2020b)。在對馬四段古地貌恢復的基礎上，進一步識別出各類沉積微相，并在平面上對其進行了刻畫。

2.1 沉積前古地貌恢復

目前，古地貌恢復主要是通過地層殘余厚度等值線大致地描述當時的古地貌狀態(tài)，即盆地某個界面上等深線所表示的此界面的凹凸狀態(tài)。采用這種方法恢復的古地貌，基本上沒有達到定量的精度。針對研究區(qū)的實際資料情況，筆者采用的古地貌恢復方法為： (1)依據(jù)沉積學和地震勘探等多個學科領域的理論知識和方法，以野外露頭、巖心、薄片、測井資料與地震資料等作為基礎，通過制作合成記錄，對地震剖面進行準確標定；(2)結(jié)合層拉平技術(shù)實現(xiàn)地層構(gòu)造的精細解釋，并利用殘厚法制作殘余地層厚度圖； (3)在上述研究成果的基礎上，總結(jié)研究區(qū)不同巖性或巖相組合的地震響應特征、野外露頭和單井、連井地層對比特征等，對馬四段沉積期古地貌進行恢復。

A—鄂爾多斯盆地馬家溝期沉積相；B—馬家溝組沉積儲集層綜合柱狀圖圖 1 鄂爾多斯盆地奧陶系馬家溝組地質(zhì)背景Fig.1 Geological background of the Ordovician Majiagou Formation in Ordos Basin

圖 2 過鄂爾多斯盆地中部的十字剖面地震層位解釋(剖面位置見圖1-A)Fig.2 Seismic horizon interpretation of cross profile through middle Ordos Basin(the profile location seen inFig.1-A)

A—奧陶系馬家溝組四段—五段殘余地層厚度圖；B—奧陶系馬家溝組四段沉積前古地貌圖圖 3 鄂爾多斯盆地奧陶系馬家溝組四段沉積前古地貌圖的恢復Fig.3 Restoration of pre-sedimentation paleogeomorphological map of the Member 4 of Ordovician Majiagou Formationin in Ordos Basin

古地貌恢復過程中，首先制作井震合成記錄，對地震剖面進行準確標定，本次研究共追蹤5套地層，界面分別為Tc2(石炭系頂面)、Ma55(馬五5底面)、Ma510(中組合底面)、Ma4(馬四底面)和T0(奧陶系底面)。其次，結(jié)合層拉平法，達到地層構(gòu)造的精細解釋(圖 2)。最后，依據(jù)馬四段殘余地層厚度制作馬四段沉積前古地貌圖，以為后期沉積相的恢復提供定量的背景依據(jù)。古地貌恢復結(jié)果表明： 馬四段沉積時期，鄂爾多斯盆地呈“三隆一坳”的古地理格局，“三隆”指北部的伊盟古陸，西南部的L型的中央古隆起，慶陽地區(qū)為隆起高點，東部發(fā)育的呂梁隆起；“一坳”指盆地中東部發(fā)育的1個大的臺內(nèi)坳陷，且坳陷內(nèi)部呈現(xiàn)出次一級凹凸相間的結(jié)構(gòu)，尤以中部的榆林—志丹凸起、米脂凹陷和烏審旗西部凹陷最為突出(圖 3)。

2.2 沉積相類型劃分

根據(jù)對相關(guān)巖性、沉積構(gòu)造和地層厚度分布的綜合分析，筆者認為鄂爾多斯盆地馬四段主要發(fā)育局限臺地相和臺地邊緣相。

A—桃112井，3714.35 m，馬四2亞段，粉、細晶白云巖，殘余顆粒結(jié)構(gòu)(砂屑、鮞粒等)，發(fā)育晶間孔，藍色鑄體薄片，單偏光；B—雙168井，7-3/61，馬四1亞段，灰色生屑云巖，生屑以腕足類、介殼類為主，發(fā)育溶孔，巖心照片；C—桃112井，3624.05 m，馬四2亞段，粉晶白云巖，發(fā)育白云石晶間孔(微孔)，藍色鑄體薄片，單偏光；D—鴨子坪露頭，馬四1亞段，灰褐色薄層膏結(jié)核泥粉晶白云巖(膏模孔大小1～3 mm)；E—西磑口露頭，馬四3亞段，褐灰色厚層云斑灰?guī)r，生物擾動作用形成；F—米76井，7-9/62，馬四2亞段，含云泥晶灰?guī)r，近水平含泥紋層發(fā)育，普通薄片，單偏光；G—蘇377井，7-5/37，馬四1亞段，殘余砂屑細晶白云巖，發(fā)育晶間孔，藍色鑄體薄片，單偏光；H—蘇318井，5-12/13，馬四2亞段，藻砂屑粉晶白云巖，溶孔發(fā)育，藍色鑄體薄片，單偏光；I—蘇51井，3617.39 m，馬四1亞段，粉晶白云巖，普通薄片，單偏光圖 4 鄂爾多斯盆地奧陶系馬家溝組四段典型沉積微相宏觀及微觀特征Fig.4 Macro- and micro-characteristics of typical sedimentary microfacies of the Member 4 of Ordovician Majiagou Formation in Ordos Basin

2.2.1 局限臺地相

當鄂爾多斯盆地與華北陸表海和西部祁連海連通性稍差但并沒有完全被盆地周緣古陸或水下隆起(或障壁島)阻隔時，研究區(qū)發(fā)育局限臺地相。該沉積相的展布與海平面變化和古地貌格局相關(guān)，發(fā)育在相對海侵期，由于臺地與開闊海的連通性增強，但障壁作用仍然存在，因此靠近中央古隆起的靖西臺坪帶水體鹽度較正常海水濃度偏大，比蒸發(fā)臺地小，而東部臺內(nèi)洼地的海水鹽度通常為正常海水值或略大于正常海水值。臺地內(nèi)沉積物主要為顆粒白云巖、粉晶白云巖、藻云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、灰質(zhì)白云巖和泥晶灰?guī)r，可見生屑及生物擾動構(gòu)造。

根據(jù)古地貌背景和沉積物特征，局限臺地相可進一步細分為臺內(nèi)丘灘、膏云坪、灰云質(zhì)灘間海和灰質(zhì)潟湖微相。(1)臺內(nèi)丘灘。發(fā)育于海侵高位期或局部海侵期，沉積于水體較淺部位，能量較高，位于局限臺地內(nèi)的局部地貌高地或由生物作用、沉積作用形成的隆起區(qū)，易受到較強波浪和潮汐作用的改造，形成以顆粒沉積為主的點灘沉積體，巖性主要為顆粒白云巖和具有藻凝塊、藻紋層結(jié)構(gòu)的微生物白云巖丘，其中顆粒白云巖中的顆粒包括砂屑、鮞粒、生物碎屑等(圖 4-A，4-B，4-C)。(2)膏云坪。形成于相對海退期，處于平均高潮面以上，一般分布于馬四1亞段，巖性主要為含膏云巖或者膏質(zhì)云巖，局部見石膏團塊和含泥紋層(圖 4-D)。(3)灰云質(zhì)灘間海。在局限臺地內(nèi)廣泛發(fā)育，呈區(qū)域性帶狀、面狀分布，也可發(fā)育在局部低洼部位，沉積水體較臺內(nèi)丘灘深，水動力相對較弱，巖性主要為灰色—深灰色灰質(zhì)粉晶白云巖或白云質(zhì)泥晶灰?guī)r，灰質(zhì)成分通常大于15%，常見生物擾動作用形成的云斑(圖 4-E)。(4)灰質(zhì)潟湖。發(fā)育于海侵期，位于臺內(nèi)的地勢最低處，海水鹽度正常，位于平均低潮線以下，水動力一般較弱，受潮汐和風浪影響較小，沉積物主要為中厚層塊狀深灰色泥晶灰?guī)r和含云泥晶灰?guī)r(圖 4-F)。

以桃112井為例，馬四段主要發(fā)育局限臺地相。根據(jù)海平面變化特征，可以進一步劃分為3個四級層序和10個五級層序。馬四3亞段形成于相對海侵期，發(fā)育灰質(zhì)潟湖、灰云質(zhì)灘間海以及臺內(nèi)灘微相，而馬四2和馬四1亞段為相對海退期沉積，主要發(fā)育臺內(nèi)灘、灰云質(zhì)灘間海以及膏云坪微相。臺內(nèi)灘微相通常分布于向上變淺旋回的頂部或上部，厚度較小，一般3～8 m，是儲集層發(fā)育的有利微相(圖 5)。

2.2.2 臺地邊緣相

發(fā)育于海平面相對較高的海侵期，分布在鄂爾多斯盆地西部中央古隆起、南緣彬縣—富平一帶的“L”形區(qū)帶內(nèi)。主要見于馬四段，推測馬五9、馬五7亞段也發(fā)育該類沉積相，但后期已被剝蝕。在相對海退期，古隆起暴露剝蝕，基本不發(fā)育該相帶。

臺地邊緣帶主要發(fā)育臺緣灘和云質(zhì)灘間海微相。(1)臺緣顆粒灘。巖性主要為顆粒白云巖(圖 4-G，4-H)，顆粒包括砂屑、生屑等，分選、磨圓較好，說明沉積水體能量高；通常白云石結(jié)晶程度較高，沉積厚度大，構(gòu)成水下沉積建隆，從而對臺內(nèi)水體產(chǎn)生一定的障壁作用；主要見于中央古隆起區(qū)的馬四段。(2)云質(zhì)灘間海。為臺緣顆粒灘之間的相對低能帶，巖性以泥粉晶白云巖為主，常夾少量顆粒白云巖(圖 4-I)，與臺緣顆粒灘一起組成臺緣帶，也主要見于中央古隆起區(qū)的馬四段。

以定探1井馬四段為例，主要發(fā)育臺地邊緣相，可以分為3個四級層序和11個五級層序。沉積微相以臺緣灘和云質(zhì)灘間海為主，其中馬四3亞段臺緣顆粒灘厚度較小，一般5～18 m，馬四2和馬四1亞段臺緣灘的厚度明顯增大，可達40～50 m。臺緣顆粒灘同樣位于向上變淺旋回的中上部(圖 6)。

2.3 沉積相的平面展布

馬四段沉積時期發(fā)生了馬家溝期的最大海侵，沉積厚度較大，在盆地東部一般厚約180 m，向中央古隆起逐漸過渡到400 m左右(圖 3-A；圖 7-B)。此外，地層厚度向盆地北部也呈減小趨勢(圖 7-A)。依據(jù)恢復出來的古地貌特征及識別出的沉積微相類型，筆者對馬四3、馬四2和馬四1共3個亞段的沉積相平面展布特征進行了詳細刻畫。

圖 5 鄂爾多斯盆地桃112井奧陶系馬家溝組四段沉積微相、層序旋回及儲集層特征綜合柱狀圖Fig.5 Comprehensive histogram of sedimentary microfacies，sequence cycles and reservoir characteristics of the Member 4 of Ordovician Majiagou Formation from Well Tao 112 in Ordos Basin

圖 6 鄂爾多斯盆地定探1井奧陶系馬家溝組四段沉積微相、層序旋回及儲集層特征綜合柱狀圖Fig.6 Comprehensive histogram of sedimentary microfacies，sequence cycles and reservoir characteristics of the Member 4 of Ordovician Majiagou Formation from Well DT1 in Ordos Basin

圖 7 鄂爾多斯盆地奧陶系馬家溝組四段沉積相連井剖面(井位見圖 8)Fig.7 Profiles of sedimentary connected wells of the Member 4 of Ordovician Majiagou Formation in Ordos Basin (well location shown inFig.8)

馬四3亞段沉積時期發(fā)生馬四期內(nèi)最大海侵沉積，沉積水體較深，盆地東部隆起淹沒于水下較深處，沉積相展布受東部隆起的障壁效應影響較弱，呈現(xiàn)出東西向分異、南北條帶環(huán)狀分布的特征。在烏審旗—榆林—清澗地區(qū)廣泛發(fā)育灰坪沉積，巖性以泥晶灰?guī)r和云斑泥晶灰?guī)r為主，向西依次相變?yōu)榛以破汉桶自破撼练e，其中灰云坪巖性以灰質(zhì)白云巖為主，或者以白云巖和灰?guī)r薄互層狀產(chǎn)出。在中央古隆起處發(fā)育臺緣顆粒灘，巖性包含顆粒白云巖和含殘余顆粒結(jié)構(gòu)的晶粒白云巖，而其外圍的云坪水動力相對較弱，以粉晶白云巖為主(圖 8-A)。

馬四2亞段為相對海退沉積。由于賀蘭海槽的進一步發(fā)育，盆地內(nèi)應力發(fā)生變化，盆地西部祁連海域水體逐漸加深，而中東部開始由前期的緩坡型臺地向隆坳相間型臺地轉(zhuǎn)換，除中央古隆起為繼承性高部位外，在靖邊東部也形成了一個隆起帶。由于海平面升高，盆地東部臺內(nèi)洼地與華北廣海連通性進一步增強，2個高部位隆起帶水體較淺，水動力較強，廣泛發(fā)育顆粒灘沉積，且沿古地貌高地呈斷續(xù)條帶狀分布，巖性以砂屑白云巖和粉—細晶白云巖為主，并含少量鮞粒白云巖。盆地中部的烏審旗西部地區(qū)為臺內(nèi)洼地沉積，水體較深，主要發(fā)育灰坪沉積，巖性以泥晶灰?guī)r和含云斑泥晶灰?guī)r為主。靖邊東部隆起帶以東水體也逐漸加深，向東依次發(fā)育灰云坪和灰坪等沉積微相(圖 8-B)。

馬四1亞段沉積時期，相對海平面雖較前一時期有所上升，但其沉積特征仍與馬四2亞段沉積時期相似。 在中央古隆起和靖邊東部隆起帶繼承性發(fā)育顆粒灘帶，其中中央古隆起帶灘體厚度較大，幾乎等同于地層厚度，而東部隆起帶顆粒灘厚度較小，一般為1～3 m，且常位于厚層灰?guī)r中，呈夾層狀分布。烏審旗地區(qū)仍繼承性地發(fā)育灰坪沉積，巖性以泥晶灰?guī)r為主。靖邊東部隆起帶以東依次發(fā)育灰云坪和灰坪沉積，巖性特征與馬四2亞段沉積時期相似，分別以灰質(zhì)白云巖和泥晶灰?guī)r為主(圖 8-C)。

A—蓮6井，4301.4 m，馬四1亞段，粉晶白云巖，發(fā)育粒間孔，見殘余顆粒，紅色鑄體薄片，單偏光；B—察1井，3673.66 m，馬四1亞段，殘余顆粒白云巖，白云石半自形—自形，發(fā)育晶間孔，紅色鑄體薄片，單偏光；C—蘇318井，5-12/13，馬四2亞段，藻砂屑粉晶白云巖，順層溶蝕，被白云石半充填，藍色鑄體薄片，單偏光；D—定探1井，3930.30 m，馬四1亞段，細晶—粉晶白云巖，晶間孔(溶孔)發(fā)育，藍色鑄體薄片，單偏光；E—靳6井，3688.43 m，馬四2亞段，殘余砂屑粉—細晶白云巖，發(fā)育晶間孔，部分被方解石充填，紅色鑄體薄片，單偏光；F—定探1井，3944.20 m，馬四1亞段，粉—細晶白云巖，溶蝕孔洞發(fā)育，藍色鑄體薄片，單偏光；G—蘇45井，3793.68 m，馬四1亞段，粉晶白云巖，發(fā)育溶蝕孔洞，石英半充填，藍色鑄體薄片，單偏光；H—合探1井，3847.85 m，馬四2亞段，粗粉晶白云巖，發(fā)育溶蝕孔洞，孔徑約2 cm，白云石半充填，巖心；I—蘇32井，3639 m，馬四1亞段，灰色粗粉晶白云巖，發(fā)育溶縫，寬0.2～2 cm，白云石半充填，巖心圖 9 鄂爾多斯盆地奧陶系馬家溝組四段白云巖儲集層巖石結(jié)構(gòu)及孔隙特征Fig.9 Rock structure and pore characteristics of dolostone reservoir of the Member 4 of Ordovician Majiagou Formation in Ordos Basin

3 儲集層特征及沉積控儲效應

3.1 儲集空間特征

鉆井巖心和薄片觀察表明，馬四段儲集層巖性主要為砂屑白云巖、鮞粒白云巖、藻砂屑白云巖以及粉—細晶白云巖，儲集空間類型主要包括粒間孔、溶蝕孔等5種。

1)粒間孔(粒間溶孔)。主要發(fā)育于砂屑白云巖、鮞粒白云巖中，是由粒間孔經(jīng)大氣淡水溶蝕作用擴溶形成(圖 9-A，9-B)。

2)溶蝕孔。在藻砂屑白云巖中可見，內(nèi)部常見石英、中粗晶白云石和方解石等充填礦物(圖 9-C)。

3)晶間孔(晶間溶孔)。主要分布于晶粒相對較粗的粉—細晶白云石晶體間，孔徑一般為100 μm，是在晶間孔基礎上進一步擴溶形成的(圖 9-D，9-E)。

4)溶蝕孔洞。是鄂爾多斯盆地古隆起東側(cè)膏鹽巖—碳酸鹽巖共生體系中最為發(fā)育的孔隙類型，在粉—細晶白云巖、砂屑白云巖和微生物巖中均較常見，內(nèi)部常見石英、中粗晶白云石和方解石等次生充填礦物(圖 9-F，9-G，9-H)。

圖 10 鄂爾多斯盆地奧陶系馬家溝組四段丘灘體白云巖儲集層發(fā)育階段圖解Fig.10 Development stage diagram of mound-bank dolostone reservoir of the Member 4 of Ordovician Majiagou Formation in Ordos Basin

5)裂縫。宏觀尺度的溶縫主要由巖溶期沿裂縫或開啟的縫合線擴溶形成，多發(fā)育于靠近古隆起一帶的風化殼頂面附近。溶縫寬度可達數(shù)厘米，常充填方解石及泥質(zhì)等(圖 9-I)，局部見中粗晶白云石半充填。

3.2 沉積控儲效應

沉積微相是儲集層發(fā)育的基礎，分析認為顆粒灘和微生物丘是鄂爾多斯盆地馬四段白云巖儲集層發(fā)育的有利沉積微相。在此基礎上，顆粒灘和微生物丘經(jīng)歷的準同生溶蝕作用是儲集層發(fā)育的關(guān)鍵因素，準同生-埋藏期的白云石化作用是儲集層保存的重要影響因素(圖 10)。

3.2.1 丘灘體是儲集層發(fā)育的物質(zhì)基礎

前人研究表明，顆粒灘沉積物的初始孔隙度最高可達40%～50%，這為儲集層形成奠定了良好的物質(zhì)基礎(Meyeretal.， 2000;丁熊等，2017)。鄂爾多斯盆地奧陶紀馬四段沉積時期為相對海侵時期，盆地內(nèi)的海水與華北海連通，海水循環(huán)通暢，水動力較強，在盆地中央古隆起、榆林—橫山低隆起發(fā)育顆粒灘相帶，經(jīng)過準同生期溶蝕和白云石化后可形成較好的顆粒灘相白云巖儲集層。從馬四段沉積時期的巖相古地理看，盆地中東部顆粒灘沿中央古隆起和榆林—橫山隆起帶呈雙灘帶模式分布(圖 8)。

此外，微生物和藻類等在生長過程中可形成窗格孔等原始孔隙(吳亞生等，2021)，這也是良好的儲集空間。鄂爾多斯盆地馬四1亞段沉積時期為相對海退時期，盆地內(nèi)海水與華北廣海連通性減弱，受蒸發(fā)作用和盆地中東部隆坳相間古沉積格局共同控制，在位于盆地中部的烏審旗西部坳陷和米脂坳陷形成相對中高鹽度的環(huán)境，適合微生物生長，為馬四段微生物丘灘白云巖儲集層的形成奠定了良好的物質(zhì)基礎。

3.2.2 溶蝕作用是儲集層發(fā)育的關(guān)鍵因素

丘灘體儲集層經(jīng)歷的溶蝕作用主要為準同生期大氣淡水溶蝕和晚期表生溶蝕作用。早期的準同生巖溶作用與高頻層序旋回相關(guān)，旋回頂部的顆?；?guī)r、砂屑灰?guī)r或藻砂屑灰?guī)r易于發(fā)生準同生暴露溶蝕，對粒間孔和格架孔等進行擴溶。準同生溶蝕主要為選擇性溶蝕作用，因剛沉積不久的顆?；蚋窦苤泻写罅课氖|(zhì)或者膏質(zhì)沉積物，較易被溶蝕，故可以極大的改善早期沉積物的儲集性能，易于在結(jié)構(gòu)組分差異明顯的顆粒泥晶灰?guī)r或泥晶顆?；?guī)r中形成粒間孔、粒內(nèi)孔，從而為后期的表生巖溶和埋藏巖溶作用的發(fā)生提供有利場所(羅清清等，2020)。以
圖 5 為例，桃112井在馬四2亞段發(fā)育3個向上變淺的五級層序旋回，每個旋回的下部海平面相對較高，發(fā)育灰云質(zhì)灘間海沉積，孔隙本身較少，且未受到大氣淡水的溶蝕，所以孔隙度較低，測井電阻率相對較高；而在每個旋回的上部，由于海平面相對較低，發(fā)育臺內(nèi)顆粒灘沉積，孔隙度本身相對較高，且又遭受到準同生大氣淡水的淋濾而進一步改善孔隙空間，所以該段沉積孔隙度較高，測井電阻率相對較低。

何為優(yōu)質(zhì)？韓光曙分析稱，醫(yī)院是救死扶傷的場所，必須尊重生命，對生命有敬畏感?！捌蜇づc王子平等”的濟世情懷在醫(yī)院傳承百余年?！暗魞H強調(diào)平等，機械地完成工作也可以。鼓樓醫(yī)院希望的是，在提供治病救人服務的同時，讓患者感到溫馨?！?/p>

加里東末期，由于構(gòu)造抬升，鄂爾多斯盆地遭受了1.3×108年的風化暴露，促使大氣淡水溶蝕作用對中央古隆起部位的馬四段儲集層的孔隙空間進一步擴溶，形成了溶蝕孔洞型和溶縫型儲集層。以
圖 6 為例，定探1井臺緣灘儲集層在準同生溶蝕作用的基礎上，疊加了后期風化殼溶蝕作用，因此在靠近風化殼的馬四頂部和上部發(fā)育大量的溶蝕孔洞和溶縫(圖 9-F，9-I)，儲集層的質(zhì)量得到進一步改善。

3.2.3 白云石化作用是儲集空間有效保存的重要因素

白云巖化作用是富Mg2+成巖流體中的Mg2+交代碳酸鹽巖中的Ca2+的過程。由于陽離子發(fā)生交換，改變了原來巖石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使晶體體積發(fā)生收縮，抗壓性增強。勘探表明，馬四段儲集空間類型以白云石粒間孔和晶間孔為主，其主要賦存于粗粉晶—細晶等晶粒白云巖中。地球化學特征和巖石學特征綜合表明，馬四段白云巖經(jīng)歷了準同生白云石化—埋藏白云石化的動態(tài)演化過程(吳東旭等，2017)。準同生期，靠陸一側(cè)水體相對較淺，由于氣候炎熱，海水發(fā)生濃縮，濃縮鹵水向下滲透回流，交代早期沉積物，形成準同生白云巖。早期的準同生白云石化作用增強了巖石的抗壓能力，有利于準同生孔隙的保存(吳東旭等，2019)。后期埋藏成巖環(huán)境中，上覆上古生界黏土礦物脫水，產(chǎn)生Mg2+，進一步促使早期形成的白云石重結(jié)晶，形成細晶白云巖或殘余顆粒結(jié)構(gòu)的粉—細晶白云巖，進一步改善了白云巖儲集層的儲集性能或增加了白云巖儲集層的分布范圍；也可以繼續(xù)交代早期未發(fā)生白云石化的灰?guī)r，但此類白云石化常不能形成有效儲集層，如云斑灰?guī)r等(閆佐等，2015)。

3.3 儲集層分布預測

依據(jù)儲集層發(fā)育主控因素分析，對鄂爾多斯盆地馬四段儲集層分布進行了預測。首先，具備丘灘體微相并經(jīng)歷準同生溶蝕和準同生白云石化作用的地區(qū)是最有利儲集層發(fā)育區(qū)；其次，位于顆粒灘之間的白云巖坪儲集層為潛在有利區(qū)。因此，丘灘相控白云巖儲集層預測也就轉(zhuǎn)換為古地貌高部位的丘灘體預測： (1)古地貌高部位水體相對淺、水動力強，有利于丘灘體的發(fā)育，當海平面下降時，位于古地貌高部位的丘灘體也易于暴露而產(chǎn)生溶蝕；(2)古地貌高部位在強烈蒸發(fā)作用下，水體易于咸化濃縮，為準同生白云石化奠定條件。古地貌高部位丘灘體滿足了儲集層發(fā)育的3個主要條件，因此根據(jù)馬四段沉積時期古地貌特征和丘灘體的展布，對鄂爾多斯盆地馬四3、馬四2和馬四1亞段的白云巖儲集層分布分別進行了預測。

馬四3亞段儲集層單層厚度一般為1～3 m，累計厚度最大可達21 m，在平面上沿神木—橫山—志丹一帶呈北東向分布，并呈現(xiàn)出3個厚值區(qū)： 北部烏審旗—神木—榆林厚值區(qū)，儲集層厚度介于8～12 m之間；中部靖邊—米脂—清澗厚值區(qū)，儲集層厚度介于4～8 m之間；西部鄂托克旗—吳起厚值區(qū)儲集層厚度介于8～20 m之間(圖 11-A)。

馬四2亞段丘灘體最為發(fā)育，儲集層單層厚度一般為1～13 m，累計厚度最大可達25.6 m。該亞段白云巖儲集層在平面上沿神木—榆林—靖邊和鄂托克旗—定邊—清澗這2個帶分布。前者呈北東向展布，有4個厚值區(qū)，儲集層厚度介于8～12 m之間；后者呈L型分布，厚值區(qū)分布位置與中央古隆起范圍一致，儲集層厚度介于8～25.6 m之間(圖 11-B)。

馬四1亞段儲集層單層厚度一般為1～2 m，累計厚度最大可達18 m。該亞段的白云巖儲集層在平面上沿神木—榆林—靖邊和定邊—吳起這2個帶分布。前者呈北東向展布，有4個厚值區(qū)，儲集層厚度介于8～12 m之間，后者呈西北向展布，為單一厚值區(qū)，儲集層厚度介于8～18 m之間(圖 11-C)。

4 油氣勘探意義

通過對鄂爾多斯盆地中東部馬家溝組四段沉積前古地貌的研究，明確了丘灘體有利相帶的展布情況，進一步結(jié)合準同生溶蝕作用和白云石化作用等主控因素，對馬四段儲集層分布進行了預測，“L”型古隆起周緣臺緣灘和榆林—靖邊凸起臺內(nèi)灘是2個最有利的儲集層發(fā)育帶。依據(jù)對3個亞段的剖析，對馬四段儲集層進行了進一步刻畫，其中馬四1和馬四2亞段顆粒灘儲集層較為發(fā)育，馬四3亞段儲集層較少。這一認識為鄂爾多斯盆地馬四段風險目標的部署提供了有效指導，如盆地中東部最新鉆探的2口風險探井都在馬四2和馬四1亞段發(fā)現(xiàn)了良好的氣顯示，且儲集層累計厚度均達到了20～30 m。因此，該認識為鄂爾多斯盆地把奧陶系鹽下深層領域作為主攻風險勘探領域之一提供了重要依據(jù)。

5 結(jié)論

1)鄂爾多斯盆地馬家溝組四段沉積時期呈“三隆一坳”的古地理格局，其中位于盆地中東部的坳陷仍呈次級隆凹相間的格局，發(fā)育榆林—志丹低隆以及烏審旗凹陷和米脂凹陷。

2)依據(jù)巖性特征和海平面變化，馬四段可進一步劃分為馬四3、馬四2和馬四1共3個亞段。馬四2亞段顆粒灘最為發(fā)育，主要分布于中央古隆起臺緣帶和臺內(nèi)的榆林—志丹凸起帶等高部位。凹陷內(nèi)以泥晶灰?guī)r為主，過渡區(qū)主要為泥粉晶白云巖和斑狀云化灰?guī)r等。

3)馬四段白云巖儲集層主要受到丘灘體分布的控制，準同生溶蝕作用是儲集層發(fā)育的關(guān)鍵因素，白云石化作用是儲集層保存的重要因素。儲集層的分布范圍與丘灘體的分布有良好的對應性，平面上同樣位于古地貌的相對高部位，縱向上主要位于相對海退旋回的上部。馬四2亞段的儲集層厚度最大，分布范圍也最廣，其次為馬四1亞段，而馬四3亞段儲集層則發(fā)育較少。

致謝在成文過程中得到沈安江教授的指導和幫助，同時長慶油田研究院相關(guān)領導和同事在研究資料方面給予了大力支持，在此謹致謝忱。