鄂尔多斯盆地西缘南段羊虎沟组地层划分与对比——以下河沿剖面为例

鄂尔多斯盆地西缘石炭系羊虎沟组发现发育有良好烃源岩,烃源岩中有机质含量高,具有良好的开采前景,原有的地层划分颇具争议,难以满足日益增长的勘探需求。本文以卫宁北山地区下河沿剖面为例,通过野外剖面实测、地球化学元素检测、古生物检测,结合盆地整体沉积背景,对羊虎沟组进行精细化分,确定盆地西缘南段地区地层划分标志层。重新厘定羊虎沟组与太原组界限,将石炭系与二叠系界限作为羊虎沟组与太原租的分界线。根据孢粉分布,羊虎沟组自下而上划分出3个孢粉带：Lycospora noctuina—Cyclogranisporites aureus组合、Dictyotriletes bireticulatus—Ahrensisporites guerickei—Torispora securis组合、Crassispora kosankei— Densosporites anulatus组合。地球化学特征表明,羊虎沟组时期Mn/Fe值上升,-δ_¹³C‰值下降,该时期海平面上升;至太原组时期,Mn/Fe值下降,-δ_¹³C‰值上升,该时期海平面下降。据此,将羊虎沟组划分羊3、羊2、羊1三段。通过地球化学特征结合沉积相,确定三级旋回划分,进一步验证岩石地层划分。通过建立区域地层对比剖面,展现了工区西部地层厚度大,东部小的沉积特点,不同地区羊虎沟组地层及其组内各小层分布、发育存在明显差异性的特点。     

鄂尔多斯盆地本溪组潮汐-三角洲复合砂体沉积环境

为了揭示鄂尔多斯盆地东部上石炭统本溪组的沉积环境与有利储集砂体发育分布规律,本文在野外露头和钻井岩心观察的基础上,通过沉积相标志判别和砂体宏观分散体系刻画,建立了本溪组的沉积模式。本溪组具有潮汐成因的双向层理和河道牵引流成因的单向层理共存的特征;畔沟期的三角洲沉积作用弱,砂体规模小,强潮汐作用将砂体改造成补丁状,基本失去了原始三角洲的形态;晋祠期南部的三角洲沉积作用较弱,砂体规模中等,以强潮汐作用控制为主,被切割成孤立分布的潮汐砂坝群;晋祠期北部的三角洲沉积作用较强,中潮差背景下的河控砂体呈南北方向的条带状,规模最大,仍然保留了三角洲的形态;本溪期为开敞型陆表海湾环境,潮汐与河流相互作用的时空差异控制着本溪组砂体的发育分布规律。本溪组为潮汐砂坝-三角洲复合沉积体系,潮汐作用对先存三角洲砂体具有明显的破坏和再分配效应。     

鄂尔多斯盆地西缘羊虎沟组孢粉组合特征与古气候意义

鄂尔多斯盆地西缘羊虎沟组页岩气勘探潜力巨大,但对其孢粉化石的研究较少,此外还存在地层时代厘定不清、古气候古环境特征判识不明等问题。本研究通过对盆地西缘乌达剖面羊虎沟组的孢粉化石展开研究,根据孢粉化石种属及其含量变化,建立了2个孢粉组合带：第I孢粉组合（Lycospora noctuina-Stenozonotriletes lycosporoides组合）和第II孢粉组合（Dictyotriletes bireticulatus-Ahrensisporites guerickei组合）,分别产自羊虎沟组下段、上段。通过与内蒙古白彦套海地区羊虎沟组、宁夏中宁—中卫地区石炭纪—早二叠世孢子带等进行对比,确定了2个孢粉组合的时代,分别为维斯发A—B期和维斯发C—D期,属于巴什基尔晚期和莫斯科期。研究发现羊虎沟组下段较上段的蕨类植物孢子化石含量稍有增加,裸子植物花粉化石含量稍有减少,但总体变化不大,表明羊虎沟组沉积时期气候较为稳定。对孢粉化石与古植物类型的亲缘关系进行推测,羊虎沟组沉积时期生长的古植物多为热带—亚热带型;运用地球化学元素进行验证,研究区应为温暖潮湿的热带—亚热带型气候。     

鄂尔多斯盆地西缘北段乌达剖面石炭系羊虎沟组地球化学特征及其古环境意义

鄂尔多斯盆地西缘石炭系羊虎沟组的烃源岩条件好,但其沉积环境存在较大的争议,因盆地中部、南部的羊虎沟组露头的部分层位存在缺失,以北部地区乌达剖面为例开展了系统研究。采用便携式X射线荧光光谱仪对剖面进行连续精确测试,结合孢粉古生物、干酪根-δ~(13)C‰、稀土元素分析,对工区的古氧化还原环境、古气候、古水深及体系域进行分析。结果表明:通过V/(V+Ni)、Ni/Co、δEu值判别羊虎沟时期处于氧化到还原的过渡阶段;Sr/Cu介于1.3～7.8,蕨类植物孢子占绝对优势地位,处于温暖潮湿气候;羊虎沟时期从低水位体系域到海侵体系域再到高位体系域,Al元素的质量分数和Sr/Ba值由高■低■高,而Mg元素的质量分数由低■高■低。该区域主要受西北部阿拉善古陆物源控制,总体表现为滨浅海-三角洲复合沉积环境。     

鄂尔多斯盆地西缘羊虎沟组微量元素地球化学特征及沉积环境指示意义

沉积岩中的各种微量元素在测定整个沉积岩的环境和演化过程中都有着很大的灵活性和敏感程度,是记录整个沉积岩演化过程的有效参数。鄂尔多斯盆地西缘羊虎沟组沉积厚度大,有机质含量高,是上石炭统油气所展现出来的新型层系,其中古水体环境和古气候对于恢复该区域历史时期羊虎沟组沉积的格局和成藏性研究有着十分重要的意义。对鄂尔多斯盆地西缘东部羊虎沟组不同层位的47件泥岩样品进行微量元素测试,选取对于泥岩沉积环境较为敏感的元素作为评价和判别的指标,如锶(Sr)、钡(Ba)、铀(U)、钍(Th)、钒(V)、镍(Ni)、钴(Co)等,并结合沉积学标志研究了盆地西缘羊虎沟组古盐度、氧化还原条件、古水深及古气候特征。结果表明:Li、Sr、Ni、Ga以及Sr/Ba数值表明该研究区处于淡水-微咸水环境,偶尔也会注入咸水;δU、U/Th、V/(V+Ni)、V/Cr和Ni/Co数值表明研究区处于弱氧化弱还原-氧化环境,部分深水区可能存在还原环境;综合沉积学标志及生物遗迹化石判断,羊虎沟组沉积期以浅水环境为主;Sr/Cu以及CaO/(MgO×Al_2O_3)值指示研究区在羊虎沟组时期处于北部及中部较炎热干燥、南部较温暖湿润的气候中。     

鄂尔多斯盆地东缘上古生界泥页岩储层定量表征

 页岩气主要以游离态和吸附态两种形式赋存在泥页岩中,泥页岩中的微孔隙和微裂缝是页岩气的主要储集空间和渗流通道,孔裂隙的发育程度关系到泥页岩中含气量的多少。结合场发射扫描电镜、氩离子抛光和核磁共振等技术,对鄂尔多斯盆地东缘台头剖面上古生界泥页岩中微孔隙和微裂缝的形态进行分析,并对微米级孔隙、纳米级孔隙、裂缝的大小和发育程度进行定量分析。分析认为:台头剖面泥页岩中微米级孔隙孔径平均值分布范围为1.32~5.58 μm,平均面孔率分布范围为19.48%~23.66%,有机质纳米级孔隙平均孔径分布范围为56.51~80.75 nm,平均面孔率分布范围为7.45%~9.66%,裂缝百分数分布于0.69%~5.13%,有效孔隙度为0.25%~1.33%,占总孔隙的16%~46%。综合分析认为台头剖面山西组泥页岩储层最佳,山西组泥页岩埋深较浅,微米级孔隙发育,裂缝百分数和可动流体百分数分别为2.18%、10.82%,有效孔隙度均值为0.76%,占总孔隙的16%~41%。