杜江民，崔子豪，賈志偉，張 毅，聶萬才，龍鵬宇，劉泊遠(yuǎn)

（1.河北地質(zhì)大學(xué)河北省戰(zhàn)略性關(guān)鍵礦產(chǎn)資源重點(diǎn)實驗室，石家莊 050031；2.河北地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，石家莊 050031；3.中國石油西南油氣田公司，成都 610051；4.西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，成都 610500；5.中國石油長慶油田分公司天然氣評價項目部，西安710018）

0 引言

碳酸鹽巖儲集層屬于國內(nèi)外油氣勘探開發(fā)實踐的焦點(diǎn)和基礎(chǔ)理論研究的熱點(diǎn)［1-2］。下古生界海相碳酸鹽巖是鄂爾多斯盆地最為重要的天然氣勘探目標(biāo)，二十世紀(jì)末發(fā)現(xiàn)并投產(chǎn)的靖邊氣田充分證實了這一觀點(diǎn)。近年來，蘇里格氣田大開發(fā)為可持續(xù)發(fā)展尋找接替層位和區(qū)域提供了重要支撐，下古生界奧陶系馬家溝組極具潛力［3-4］。早期，馬家溝組主要產(chǎn)氣層集中于馬家溝組上組合（馬五1-4）古巖溶儲層，馬五5亞段為2010 年以來新增的重點(diǎn)開發(fā)層位，馬五5亞段一系列的實踐成果展示了其良好的天然氣勘探潛力［5］。以往針對鄂爾多斯盆地馬家溝組沉積環(huán)境、沉積相特征、儲層特征和巖相古地理等開展了諸多科研工作，侯方浩等［6］建立了鄂爾多斯盆地東緣馬家溝組陸棚沉積模式和緩坡沉積模式；董兆雄等［7］建立了鄂爾多斯盆地南部地區(qū)馬家溝組沉積時期碳酸鹽巖臺地的沉積模式；王琳霖等［8］建立了馬家溝組沉積時期的古氣候演化序列；王泉波［9］認(rèn)為南泥灣—臨鎮(zhèn)馬五5亞段屬于碳酸鹽巖開闊臺地相；史基安等［10］繪制了馬家溝組各個巖性段的巖相古地理平面圖；羅軍梅［11］、付斯一等［12］、蘇中堂等［13］認(rèn)為馬五5亞段屬于潮坪相。以往的這些研究主要是針對馬家溝組整體或其上組合開展的，而對馬家溝組中組合馬五5亞段進(jìn)行的研究較少。在蘇里格地區(qū)，以儲層、成巖作用方面的研究居多，僅有部分專家針對沉積學(xué)內(nèi)容開展了研究。近些年，蘇里格地區(qū)馬五5亞段不斷取得勘探突破，因此需要開展更多馬五5亞段的沉積特征研究來指導(dǎo)最新的油氣勘探實踐。

以現(xiàn)代沉積學(xué)理論、碳酸鹽巖沉積學(xué)理論、儲層地質(zhì)學(xué)理論為指導(dǎo)，借助巖心觀察、薄片鑒定、常規(guī)測井相分析以及地球化學(xué)測試等工作，對蘇里格地區(qū)馬家溝組馬五5亞段沉積相類型及特征展開深入研究，闡明馬家溝組馬五5亞段沉積微相展布和演化特征，并建立沉積模式，以期為蘇里格地區(qū)馬家溝組向深層勘探開發(fā)提供依據(jù)，也為鄂爾多斯盆地馬家溝組巖相古地理恢復(fù)提供借鑒。

1 地質(zhì)概況

蘇里格氣田地理上位于鄂爾多斯盆地西北部，大地構(gòu)造上屬于伊陜斜坡，面積約為4×104km2，其儲量達(dá)1.67×1012m3，為中國首個儲量超萬億噸的大氣田［14-15］（圖1a）。根據(jù)巖性、標(biāo)志層和古生物特征以及沉積演化規(guī)律等，鄂爾多斯盆地馬家溝組自下而上可劃分為馬一段—馬六段6個層段［16-18］。其中，馬五段發(fā)育典型的巖溶碳酸鹽巖儲層，在沉積盆地中部最發(fā)育，厚度均超300 m，最厚超360 m，主要為白云巖，夾少量泥質(zhì)巖、灰?guī)r及蒸發(fā)巖［19］，自上而下可劃分為馬五1—馬五10共10 個亞段。結(jié)合區(qū)域地質(zhì)特征，利用巖心資料、測錄井曲線對馬五5亞段開展地層對比，馬五5亞段自下而上可進(jìn)一步劃分為馬五52和馬五51共2 個小層（圖1b）［20-21］。奧陶紀(jì)馬家溝組沉積期，鄂爾多斯盆地展現(xiàn)出伊盟、慶陽2期隆起和米脂、鹽池2期凹陷并存的狀態(tài)，隆起與凹陷的轉(zhuǎn)換部位為馬家灘鞍部和安邊鞍部［22］。受盆地構(gòu)造控制和影響，位于盆地西北部的蘇里格地區(qū)，在馬家溝組沉積期整體屬于碳酸鹽巖臺地環(huán)境。在全球海平面頻繁變化的影響下，馬家溝組沉積期的各段旋回特征明顯，具有海侵、海退間互沉積的特征。其中，馬一段沉積早期及馬二段、馬四段和馬六段沉積期均以石灰?guī)r沉積為主，沉積期水體循環(huán)通暢，為明顯的海侵特征；馬一段沉積晚期和馬三段、馬五段沉積期為海退沉積，此時盆地邊緣為淺水環(huán)境，僅東部深凹區(qū)表現(xiàn)為深水環(huán)境，整個盆地以白云巖為主，夾膏鹽沉積［4，22-23］。

圖1 鄂爾多斯盆地構(gòu)造簡圖（a）及蘇里格地區(qū)奧陶系馬家溝組巖性地層綜合柱狀圖（b）（據(jù)文獻(xiàn)［20-21］修改）Fig.1 Structural diagram of Ordos Basin（a）and stratigraphic column of Ordovician Majiagou Formation in Sulige area（b）

2 沉積相類型及識別

2.1 沉積相識別標(biāo)志

（1）巖石學(xué)標(biāo)志。蘇里格地區(qū)馬家溝組馬五5亞段巖性以白云巖類為主，根據(jù)晶體大小進(jìn)一步劃分為泥晶、泥—粉晶白云巖及粉晶白云巖，其次為灰質(zhì)（含灰）云巖、云質(zhì)（含云）灰?guī)r及含膏云巖等過渡巖類，灰?guī)r較少，反映了臺地內(nèi)不同的微環(huán)境。白云巖主要發(fā)育于水體較淺的局限云坪，泥晶灰?guī)r多發(fā)育于水體較深、低能的開闊灰坪，白云巖和顆?；?guī)r則主要發(fā)育于高能的臺地內(nèi)?；屹|(zhì)（含灰）云巖、云質(zhì)（含云）灰?guī)r主要沉積在云坪—灰坪過渡帶。含膏云巖、灰?guī)r分布在局限臺地，特別是具備較強(qiáng)蒸發(fā)特點(diǎn)、水深接近蒸發(fā)潮坪的淺水環(huán)境，但明顯不同于蒸發(fā)潮坪，因為膏質(zhì)含量少，且白云巖、灰?guī)r顏色偏深，很可能是水體循環(huán)受到了極大的限制。

（2）沉積構(gòu)造標(biāo)志。沉積構(gòu)造類型按成因分為以下2 類：①物理成因構(gòu)造。研究區(qū)普遍發(fā)育水平層理，常見于泥晶、泥—粉晶白云巖、膏質(zhì)白云巖中，為水動力較弱的低能沉積環(huán)境標(biāo)志。層理紋層和層面間、線狀紋層間均為平行狀，紋層厚度低至1 mm，厚至數(shù)毫米（圖2a），在臺地內(nèi)云坪、灰坪等環(huán)境均有分布，偶見波狀層理（圖2b）。②化學(xué)成因構(gòu)造。主要表現(xiàn)為石膏假晶（圖2c），其晶體多呈板狀、柱狀、針狀或結(jié)核狀（圖2d），表明保留石膏假晶體的原巖在淺水的蒸發(fā)環(huán)境中形成，如含膏云坪，石膏含量低，分布范圍小，零散分布在灰?guī)r和云巖中，無厚層和大面積膏巖，由此可見其形成環(huán)境不同于典型蒸發(fā)潮坪，而應(yīng)歸為局限臺地內(nèi)由于海平面頻繁升降而導(dǎo)致的間歇性的蒸發(fā)環(huán)境。

圖2 鄂爾多斯盆地蘇里格地區(qū)奧陶系馬五5亞段巖石學(xué)特征Fig.2 Petrological characteristics of Ordovician Ma 55sub-member in Sulige area，Ordos Basin

（3）古生物標(biāo)志。研究中僅在馬五51小層中發(fā)現(xiàn)極少的腕足類、介形蟲、瓣鰓類化石（圖2e，2f），反映了馬五5 亞段沉積時期水體整體較為局限，不利于生物大規(guī)模生長。研究區(qū)內(nèi)常見灰?guī)r或白云巖紋層斷斷續(xù)續(xù)呈雜亂狀（圖2g），為沉積期普遍存在的生物擾動局部或整體破壞沉積巖紋層所致，二者多見于浪基面之下較為平靜的環(huán)境中，不受波浪影響。

（4）地球化學(xué)標(biāo)志。地球化學(xué)特征同樣可以指示沉積環(huán)境，利用元素地球化學(xué)分析方法對研究區(qū)碳酸鹽巖中元素含量及比值、元素異常特征進(jìn)行分析，從以下4 個方面進(jìn)行探究：①古水深。當(dāng)Mn 質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于200×10-6時，沉積環(huán)境為深水環(huán)境；反之，則為淺水環(huán)境［21］。研究區(qū)Mn 質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于200×10-6，整體為淺水環(huán)境。②古溫度與古氣候。Sr 含量與古水溫具有一定關(guān)系［24-25］，研究區(qū)古水溫為30.08～31.49 ℃，平均為30.88 ℃，指示馬五5亞段沉積時期為暖水環(huán)境；Mg 和Ca 含量可以反映古氣候，古溫度與Mg/Ca 值成反比，高值反映干熱氣候，反之，則反映潮濕氣候［26］，研究區(qū)整體為干熱氣候。③古氧化還原環(huán)境。稀土元素中的Ce 和Eu異常被用來研究成巖環(huán)境與成巖過程，在氧化條件下，Ce 表現(xiàn)為負(fù)異常（δCe ＜1）；還原條件下，則顯示正異常。低溫條件下，Eu 表現(xiàn)為負(fù)異常（δCe ＜1）；高溫顯示正異常［27］。研究區(qū)馬五5亞段沉積時期，成巖環(huán)境為還原環(huán)境，且溫度較高。④古鹽度。利用Sr/Ba 值可以很好地對沉積時水體的古鹽度進(jìn)行判別。當(dāng)Sr/Ba ＞1.0 時，為海水沉積，0.5 ＜Sr/Ba ＜1.0時，為半咸水沉積，Sr/Ba ＜1.0時，為淡水沉積［28］。研究區(qū)的Sr/Ba 值為1.03～17.46，顯示為海相沉積環(huán)境（表1）。

表1 鄂爾多斯盆地蘇里格地區(qū)奧陶系馬五5 亞段碳酸鹽巖中元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)及比值、元素異常特征Table 1 Element mass fraction，ratio and element anomaly in carbonate rocks of Ordovician Ma 55sub-member in Sulige area，Ordos Basin

（5）測井相標(biāo)志?；隈R五5亞段巖心觀察和對應(yīng)測井曲線分析，總結(jié)了研究區(qū)碳酸鹽巖臺地相內(nèi)不同類型巖石的測井響應(yīng)特征及變化規(guī)律（表2）：①自然伽馬值總體偏低，但泥晶、泥—粉晶云巖、泥晶灰?guī)r表現(xiàn)為局部相對高值；②密度測井值總體偏高，但灰?guī)r密度表現(xiàn)為相對高值；③聲波時差值總體較低，僅泥晶灰?guī)r呈現(xiàn)相對高值；④中子孔隙度總體為低值，且白云巖的中子孔隙度值普遍高于灰?guī)r；⑤電阻率主要表現(xiàn)為高值，而灰?guī)r高于白云巖。

表2 鄂爾多斯盆地蘇里格地區(qū)奧陶系馬五5亞段不同巖性測井響應(yīng)特征［29］Table 2 Logging response characteristics of different lithologies of Ordovician Ma 55 sub-member in Sulige area，Ordos Basin

2.2 沉積相類型及特征

通過沉積相標(biāo)志綜合分析，結(jié)合野外剖面觀察和巖心分析及薄片鑒定，開展了蘇里格地區(qū)剖面沉積相研究（圖3）。具有代表性的典型井沉積相分析表明，馬五5亞段主要發(fā)育陸表海碳酸鹽臺地相。其中，研究區(qū)西部剖面相分析表現(xiàn)為水體鹽度偏高的局限臺地，主要發(fā)育白云巖，夾有砂屑白云巖和鮞粒白云巖及含膏質(zhì)結(jié)核的白云巖，部分膏質(zhì)結(jié)核溶解后已被方解石或白云石取代；研究區(qū)東部剖面相分析表現(xiàn)為水體鹽度較低的開闊臺地，白云巖與灰?guī)r互層沉積，可進(jìn)一步劃分為云坪、灰坪、云灰坪和臺內(nèi)灘等沉積微相。沉積環(huán)境不同導(dǎo)致不同微相的沉積產(chǎn)物和發(fā)育層位各異，進(jìn)而呈現(xiàn)不同的地質(zhì)特征。

圖3 鄂爾多斯盆地蘇里格地區(qū)奧陶系馬五5亞段典型井沉積相綜合柱狀圖Fig.3 Comprehensive histogram of sedimentary facies in typical wells of Ordovician Ma 55 sub-member in Sulige area，Ordos Basin

2.2.1 局限臺地亞相特征

局限臺地是碳酸鹽巖臺地內(nèi)因淺灘遮擋，水體運(yùn)動受限制的相對低洼的潮下地區(qū)，其相對平緩，略向開闊臺地傾斜，大致呈環(huán)帶狀或條帶狀展布（圖4）。在局限臺地內(nèi)，海水循環(huán)不暢，水動力條件較差，低能環(huán)境，水體鹽度稍高。海平面高位期以廣鹽性生物繁盛為特點(diǎn)，海平面低位期生物較少，但可見蒸發(fā)鹽類礦物如石膏、硬石膏及巖鹽等［6，30］。局限臺地主要沉積細(xì)晶結(jié)構(gòu)碳酸鹽巖礦物，夾雜少量顆粒物質(zhì)，呈現(xiàn)環(huán)帶狀展布。

圖4 鄂爾多斯盆地西側(cè)奧陶紀(jì)古地理示意圖（據(jù)文獻(xiàn)［29，31］修改）Fig.4 Schematic diagram of Ordovician paleogeography in western Ordos Basin

根據(jù)沉積相標(biāo)志，研究區(qū)馬五5亞段可細(xì)分出以下5 種沉積相：①局限云坪，是臺地內(nèi)相對平坦的海域，環(huán)繞開闊臺地分布，在正常浪基面以下呈連續(xù)或不連續(xù)帶狀，而位于外側(cè)的古隆起發(fā)揮屏障作用使其整體呈現(xiàn)局限環(huán)境。研究區(qū)云坪基本上沿中央古隆起和伊盟隆起邊緣分布，主要發(fā)育灰—褐灰色（含膏質(zhì)/膏質(zhì)）泥晶白云巖（圖2c，2h）、泥—粉晶白云巖（圖2i，2j）、粉晶白云巖（圖2k，2l），可見塊狀層理、水平層理、紋層狀構(gòu)造，偶見生物擾動構(gòu)造、生物遺跡與潛穴等（圖2e）。②局限灰坪，沉積于水體局限向開闊的過渡區(qū)域，巖性主要為灰—深灰色的泥晶灰?guī)r（圖2m，2n）和含泥灰?guī)r，發(fā)育塊狀層理和水平紋層理，亦可見生物擾動構(gòu)造。③局限臺內(nèi)灘，位于臺地內(nèi)部局部地區(qū)，為局限臺地內(nèi)部浪基面之上的高能地帶，主要發(fā)育灰色顆粒云巖、殘余顆粒云巖等顆粒巖（圖2o），沉積構(gòu)造以巖心上的逆粒序為特征。灘體規(guī)模不大，平均直徑小于2 m。垂向序列自下而上呈現(xiàn)云坪-顆粒灘-含膏云坪漸淺的巖相組合，顆粒灘處于變淺旋回中部。研究區(qū)顆粒灘較少，說明該期水動力條件偏差。④局限含膏云坪，發(fā)育在水體鹽度偏高的低能局限環(huán)境，以灰褐色、土黃色含全—半充填膏?？啄唷劬г茙r為主，其中的膏模孔主要是小球狀硬石膏結(jié)核及針狀和板條狀硬石膏晶體，受到后期溶蝕作用改造形成近圓狀、板條狀、針狀等鑄?？谆蚣倬В▓D2d）。⑤局限云灰—灰云坪過渡區(qū)，是局限臺地內(nèi)的局限云坪、灰坪過渡帶。由于水體更加低能局限，有利于過渡型的（含）灰質(zhì)白云巖（圖2p）和（含）白云質(zhì)灰?guī)r沉積（圖2q），沉積物顏色為灰—深灰色，局部沉積含膏灰質(zhì)云巖，其膏質(zhì)一般呈針狀零星產(chǎn)出，或呈板狀、紋層-薄層狀。發(fā)育塊狀層理和水平紋層理，偶見生物擾動構(gòu)造。

2.2.2 開闊臺地亞相特征

研究區(qū)的開闊臺地亞相位于碳酸鹽臺地東部，水體更深，是處于浪基面之下的低能環(huán)境，水域連通性更好［29-32］，底棲生物（包括內(nèi)棲生物）活躍，偶見“蠕蟲類”生物。由于基底構(gòu)造升降或古地貌隆凹變化，造成臺內(nèi)水體局限程度差異明顯。受四周凸起障壁的圍限，開闊臺地內(nèi)海水呈現(xiàn)明顯的分層現(xiàn)象，這種分層現(xiàn)象在內(nèi)部凹陷地區(qū)表現(xiàn)尤為突出。干濕氣候交替、基底升降及古地貌隆凹導(dǎo)致的水體能量和鹽度變化等一系列因素，造成臺內(nèi)沉積類型出現(xiàn)差異［6］。

綜合分析，研究區(qū)馬五5亞段可細(xì)分為以下4種微相：①開闊灰坪，通常在高或較高水位期發(fā)育，其水體鹽度不足以引起規(guī)模性的白云巖化作用，巖性主要為泥晶灰?guī)r和顆粒灰?guī)r，沉積物顏色為灰—灰黑色，沉積構(gòu)造主要為塊狀層理、水平紋層理和生物擾動構(gòu)造（圖2g）。②開闊云坪，臺內(nèi)因差異性升降形成古地貌凹陷區(qū)，因水體循環(huán)受限，海水因鹽度差異產(chǎn)生分層現(xiàn)象，進(jìn)而引起高密度的富Mg 海水匯聚在凹陷底部，促進(jìn)了先期沉淀的灰泥發(fā)生白云巖化作用，最終產(chǎn)生了泥—粉晶白云巖沉積物，主要包括褐灰—灰黑色的泥—粉晶白云巖和灰質(zhì)泥—粉晶白云巖，另有含膏泥—粉晶白云巖等夾雜其中，發(fā)育水平紋層理及生物擾動構(gòu)造（圖2a）。③開闊灰云-云灰坪，位于開闊、局限過渡區(qū)域，或海平面變化導(dǎo)致的弱白云巖化地帶。因白云巖化流體的供給不足，先期沉淀的灰泥部分發(fā)生白云巖化作用，沉積物表現(xiàn)為含云質(zhì)泥晶灰?guī)r與灰質(zhì)白云巖等過渡巖性特征，常發(fā)育塊狀層理、水平層理和生物擾動構(gòu)造。④開闊臺內(nèi)灘，處于水體能量較低的開闊臺地中的相對高能位置。在水流及波浪作用的影響下，已沉積下來的各類灰?guī)r發(fā)生破碎，繼而接受簸選再沉積，形成臺內(nèi)灘，巖性多以含顆?；?guī)r類（圖2r）為主。

3 沉積相展布特征

3.1 沉積相縱橫向區(qū)域?qū)Ρ?/h3>

蘇里格地區(qū)平面上各井區(qū)沉積微環(huán)境變化頗大，特別是東西向和南北向差異明顯。基于18口井的單井沉積相精細(xì)分析及近東西向和南北向沉積剖面的縱橫向?qū)Ρ龋▓D5），認(rèn)為馬五5亞段在研究區(qū)內(nèi)整體保存較好，僅在西部地區(qū)遭受剝蝕，地層厚度呈現(xiàn)總體分布均勻，但東南部較薄的狀態(tài)。

研究區(qū)AA'剖面呈南北向穿越局限臺地亞相。S223，L14 和TO27 井區(qū)主要沉積白云巖和少量灰?guī)r，整體為局限云坪微相，局限灰坪微相相間出現(xiàn)。S349，T2-22-11，A194 等井區(qū)巖性以云巖、灰質(zhì)云巖、云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r為主，沉積微相為局限云坪、局限灰坪、局限云灰坪和局限灰云坪4 種。該剖面上的其余井區(qū)多發(fā)育灰?guī)r，僅A51 井區(qū)沉積了較厚的白云巖，整體表現(xiàn)為局限灰坪沉積微相，少部分區(qū)域為局限云坪。

研究區(qū)BB' 剖面呈東西向穿過碳酸鹽巖局限臺地亞相、開闊臺地亞相；A52 井以西為局限臺地亞相，A52 井以東為開闊臺地亞相。S3 和T18 井區(qū)沉積了大量白云巖和少量灰?guī)r，整體為局限云坪微相，斷續(xù)出現(xiàn)局限灰坪微相。A16，A216 井區(qū)與S3，T18 井區(qū)沉積物類型相似，但整體表現(xiàn)為開闊云坪微相，間斷發(fā)育開闊灰坪微相。T2-22-11 井區(qū)巖性和沉積微相與AA'剖面所述相同，A52 井和T2-22-11 井區(qū)巖性相近，主要為開闊云坪、灰坪、云灰坪、灰云坪沉積微相，為局限臺地內(nèi)部云坪相與灰坪相的過渡相區(qū)。T39 井區(qū)基本沉積灰?guī)r，整體屬局限灰?guī)r微相。A17 井區(qū)沉積灰?guī)r及少量的白云巖和云質(zhì)灰?guī)r，整體表現(xiàn)為開闊灰坪微相，間斷發(fā)育開闊（灰）云坪微相。

3.2 沉積相平面展布及演化特征

鄂爾多斯盆地在馬五段沉積時期發(fā)生海退，中央古隆起帶出露水面。在基底隆升、古陸擴(kuò)張和海退背景下，海洋水體變淺，蒸發(fā)作用逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位。海面下降導(dǎo)致水下古隆起成為障壁，限制了海水的正常流通，加之碳酸鹽巖臺地內(nèi)部的強(qiáng)烈蒸發(fā)作用，海水鹽度持續(xù)上升，促進(jìn)了（含膏質(zhì)）白云巖的形成。在馬五5亞段沉積時期發(fā)生了海平面短暫相對上升，海水交換情況一定程度變好，臺地內(nèi)白云巖化作用減弱，特別是盆地東部的開闊臺地環(huán)境，形成了大量的深灰—黑灰色泥晶灰?guī)r沉積，也就是所謂的馬五5亞段的“黑腰帶”。

（1）馬五52小層沉積期沉積相平面展布及演化特征

在先期馬五6亞段沉積時期，蘇里格地區(qū)主要為蒸發(fā)巖沉積。至馬五52小層沉積期，隨著海平面逐漸上升，臺地內(nèi)水體得以與廣海自由流通，研究區(qū)內(nèi)沉積了大量的白云巖、灰?guī)r和過渡巖類，且含膏巖類較少。靠近馬五5 亞段地層剝蝕邊緣地帶主要形成了局限臺地亞相，進(jìn)一步可劃分出局限云坪、局限灰坪、局限灰云坪等微相，偶見臺內(nèi)灘微相（圖6a）。主要巖性為泥—粉晶云巖、泥晶云巖、含膏云巖等。開闊臺地亞相主要分布在靖邊以東，發(fā)育大面積開闊灰坪、片狀開闊云坪、小片開闊云灰坪等微相。泥晶灰?guī)r、泥—粉晶云巖為開闊臺地主要巖性。

圖6 鄂爾多斯盆地蘇里格地區(qū)奧陶系馬五5亞段沉積相展布特征Fig.6 Distribution characteristics of sedimentary facies of Ordovician Ma 55 sub-member in Sulige area，Ordos Basin

4 沉積模式

在鄂爾多斯盆地，由于慶陽古隆起的形成，塑造了特殊的古地理環(huán)境。自古隆起發(fā)育以來，自西向東分別形成了蒸發(fā)臺地、局限臺地和開闊臺地等沉積環(huán)境。隨著后期抬升作用的發(fā)展，蒸發(fā)臺地逐漸被剝蝕而未能保存下來，向東在過渡區(qū)域形成局限臺地，再向東傾則轉(zhuǎn)變?yōu)殚_闊臺地。地貌上，局限臺地主要體現(xiàn)為平緩的平臺，主要沉積云坪微相，其內(nèi)部則有部分下凹區(qū)域，不同區(qū)域的白云巖成因有所不同；開闊臺地整體上表現(xiàn)為面積較大且水體略深的廣闊海域，位于古隆起東部距離較遠(yuǎn)的地帶，內(nèi)部同樣具有下凹區(qū)域（圖7）。

圖7 鄂爾多斯盆地蘇里格地區(qū)奧陶系馬五5 亞段沉積模式（據(jù)文獻(xiàn)［29，33］修改）Fig.7 Sedimentary model of Ordovician Ma 55 sub-member in Sulige area，Ordos Basin

馬五5亞段沉積之前的海退環(huán)境造就了蒸發(fā)臺地古地理背景，馬五5亞段沉積時期持續(xù)的小規(guī)模海侵，使得臺地內(nèi)部水體得到廣海補(bǔ)充，研究區(qū)環(huán)境由蒸發(fā)臺地演化為局限—開闊臺地。如前所述，研究區(qū)主要發(fā)育泥晶灰?guī)r、泥晶白云巖和泥—粉晶白云巖，亦可見少量的粉晶白云巖，除S13 和A55等少數(shù)井區(qū)外，極少見成規(guī)模的顆粒碳酸鹽巖。由此表明，在馬五5亞段沉積時期研究區(qū)為整體的低能環(huán)境，僅在局部古地貌隆起區(qū)沉積了相對高能的臺內(nèi)點(diǎn)灘。

在充分考慮古地理背景的基礎(chǔ)上，參考經(jīng)典的白云巖化過程機(jī)理，綜合分析其沉積演化規(guī)律，認(rèn)為研究區(qū)局限—開闊臺地亞相內(nèi)部的下凹區(qū)域，最利于富Mg 高密度海水匯聚，是同生期白云巖化作用的理想場所，且可持續(xù)進(jìn)行，進(jìn)而促使多期疊加白云巖化作用發(fā)生，最終可形成規(guī)模較大的泥—粉晶白云巖沉積體。

5 油氣地質(zhì)意義

作為典型的白云巖型巖性氣藏［34］，蘇里格地區(qū)馬五5亞段的氣藏與白云巖體具有良好的對應(yīng)關(guān)系，優(yōu)質(zhì)白云巖儲層即為氣藏發(fā)育區(qū)。因此探明有利的白云巖儲層，對于該地區(qū)下一步的油氣開發(fā)具有重要意義。

馬五5亞段白云巖儲層的發(fā)育主要受沉積相、成巖作用、構(gòu)造作用等多因素控制［5，35-36］，其中沉積相是基礎(chǔ)。在沉積相方面，云坪微相等有利相帶為儲層的發(fā)育奠定了重要物質(zhì)基礎(chǔ)；馬五5 亞段沉積后期，海平面的再度下降，導(dǎo)致含膏云坪等微相中有蒸發(fā)礦物石膏、石鹽等可溶物質(zhì)析出，也為晚期次生溶孔的形成奠定了一定的物質(zhì)基礎(chǔ)。就成巖作用的影響來說，埋藏白云巖化起到了關(guān)鍵作用，埋藏白云巖化過程中所形成的晶間孔無疑是馬五5亞段的主要儲集空間類型；此外，表生溶蝕和埋藏溶蝕相疊加而形成的溶蝕孔洞亦有效地增加了儲集空間。構(gòu)造運(yùn)動對于儲層發(fā)育的影響主要來自宏觀構(gòu)造運(yùn)動和微觀構(gòu)造發(fā)育2 個方面。伊陜斜坡整體為鄂爾多斯盆地內(nèi)部平緩的西傾單斜，受后期地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動影響，西傾單斜的內(nèi)部形成了一系列低幅度鼻狀構(gòu)造［32］，這屬于宏觀構(gòu)造運(yùn)動所導(dǎo)致的。微觀構(gòu)造發(fā)育影響方面，鼻狀構(gòu)造頂部發(fā)育的一系列的裂縫對研究區(qū)馬五5亞段儲集層的改善起到了關(guān)鍵作用［5］。這些裂縫不但可以作為良好的儲集空間，同時對原有儲集空間的互連互通亦具有較好的促進(jìn)作用。

在前期研究的基礎(chǔ)上，將孔隙度、滲透率、巖相古地理、白云巖厚度等資料有機(jī)結(jié)合并綜合分析，在儲層分類的基礎(chǔ)上（表3）繪制了蘇里格地區(qū)馬五5 亞段有利儲集層分布圖（圖8）。對蘇里格地區(qū)馬五5亞段2 個小層沉積相分布與有利儲集層分布進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)云坪微相與有效儲集層分布位置基本是相對應(yīng)的，是儲層發(fā)育的有利沉積相帶。鉆井資料顯示，高產(chǎn)井A51，A361，A400，A54 等井區(qū)在馬五5亞段的沉積微相均以碳酸鹽巖局限臺地云坪微相為主，結(jié)合各種生產(chǎn)、科研資料可知上述井區(qū)儲層發(fā)育良好，為Ⅰ類儲層。上述結(jié)果明確表明了沉積微相展布與有利儲層的對應(yīng)關(guān)系，也證明了此次研究的準(zhǔn)確性和可信度。本次研究通過對沉積微相開展精細(xì)地分析，闡明了馬家溝組馬五5亞段沉積相展布和演化特征，建立了沉積模式，明確了有利儲集層的分布區(qū)域，為蘇里格氣田尋找下步潛力開發(fā)區(qū)提供了有力的指導(dǎo)依據(jù)，具有重要的理論與現(xiàn)實意義。

表3 鄂爾多斯盆地蘇里格地區(qū)奧陶系馬五5亞段儲層類型Table 3 Reservoir types of Ordovician Ma 55 sub-member in Sulige area，Ordos Basin

圖8 鄂爾多斯盆地蘇里格地區(qū)奧陶系馬五5亞段有利儲層分布Fig.8 Distribution of favorable reservoirs of Ordovician Ma 55 sub-member in Sulige area，Ordos Basin

6 結(jié)論

（1）鄂爾多斯盆地蘇里格地區(qū)馬家溝組馬五5亞段屬于整體海侵、晚期海退背景下的向東傾斜的碳酸鹽巖臺地沉積環(huán)境，主要發(fā)育局限臺地、開闊臺地亞相以及相對應(yīng)的云坪、灰坪和臺內(nèi)灘、云灰坪等微相。

（2）蘇里格地區(qū)馬五5亞段的沉積相展布特征及演化規(guī)律主要受控于海平面升降變化。沉積相帶在平面上具有明顯的帶狀展布特征，據(jù)此建立了馬五5亞段沉積模式。馬五5亞段沉積期，海侵作用使沉積環(huán)境由蒸發(fā)臺地演化為局限—開闊臺地。

（3）蘇里格地區(qū)位于過渡帶的局限臺地整體為碳酸鹽巖臺地中地勢相對平緩的平臺地貌，但內(nèi)部存在下凹區(qū)域；向東傾斜水體逐步變深，過渡為開闊臺地，內(nèi)部也存在部分下凹區(qū)域。這些下凹區(qū)域是白云巖化作用進(jìn)行的有利場所。

（4）蘇里格地區(qū)馬五5亞段局限/開闊云坪、局限臺內(nèi)灘和含膏云坪等微相是各類白云巖的主要發(fā)育區(qū)，有利于形成孔滲發(fā)育的優(yōu)質(zhì)儲層。在平面上，研究區(qū)馬五5亞段的有利儲層主要呈片狀分布在研究區(qū)北部和西部地區(qū)。