鄂尔多斯盆地奥陶系马五5亚段白云岩成因及储层主控因素研究

摘要

论文在众多前人研究成果的基础上，充分运用钻井岩心、常规薄片、扫描电镜、及地球化学测试等资料，在多学科理论指导下，对鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组马五5亚段白云岩成因及储层主控因素开展了系统深入的研究。论文取得了如下成果及认识:
　　1、明确了研究区马五5亚段白云岩类型及分布特征
　　鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组马五5亚段白云岩分为泥晶白云岩、泥粉晶白云岩和粉晶白云岩，主要分布在西缘云坪中，在中东部洼地内白云岩的分布呈“团状”。西北角乌审旗一带马五5时可能存在一条海峡将祁连海与东部洼地连通，祁连海的正常海水由海峡表层流入东部洼地，而东部洼地的较高盐度海水则经由海峡底层流入祁连海。祁连海水在洼地边缘形成沿岸流，使西缘云坪与洼地内“团状”白云岩区间为灰岩分布。
　　2、阐明了不同类型白云岩成因机理，并提出了碳氧同位素相关性概念，确定了三种相关性组合
　　结合不同类型白云岩碳氧同位素、锶同位素、常量微量元素、稀土元素等地球化学测试数据，认为云坪泥晶白云岩具有原生色、细结构、有序度低、“负相关”碳氧同位素、偏高的锶同位素值、MgO-CaO呈线性正相关、高的Na、Sr含量及低的Fe、Mn含量等特征，是同生—准同生白云石化作用形成;洼地泥晶白云岩的环境与Lagoa Vermelha盐湖具有相似性，具有微生物白云石化作用的可能，泥粉晶白云岩具有泥晶—粉晶结构，均匀分布或泥晶白云石多分布于细粉晶白云石晶间、深的原生色、细粉晶白云石自形—半自形、有序度中高，且洼地中白云石的有序度高于台坪;“正常”碳氧同位素、与泥晶白云岩相比，Mn大幅下降、Zn略增加等特征，说明其由回流渗透白云石化作用形成，但云坪靠近西缘的潮坪，其白云石化流体来自潮坪的富镁重盐水;洼地远离潮坪，其流体是上覆马五4时的富镁浓盐水;粉晶白云岩粗粉晶—细晶结构，有序度高，碳氧同位素具有“正常”与“负相关”不同的组合特征，锶同位素较高，Fe，Na、K减少，微量元素多有增加，说明是由埋藏白云石化作用形成的;孔洞缝充填的畸形白云石具有“正相关”碳氧同位素，高的均一温度与盐度，这些特征说明本区没有大规模形成构造热液成因白云岩，仅有白云岩孔洞缝充填物的白云石具有构造热液成因。
　　3、分析了白云岩储层发育的主控因素，并提出了白云石化相划分方案，讨论了白云石化微相及白云石化方式对储层发育的影响
　　白云岩的分布明显受控于沉积微相，云坪微相中白云岩发育，洼地中白云岩呈“团状”分布。白云石化作用是白云岩型储层形成的关键，将白云石化分为强和弱亚相及中心微相、过渡微相、边缘微相，并将白云石化方式分为均匀白云石化和差异白云石化。白云石化相中的中心微相形成的白云岩以粉晶白云岩为主，白云石化作用完全且充分，流体充足，动力强，白云石以他形为主，镶嵌接触，很少量或几乎不见明显晶间孔，物性较差;过渡微相白云岩也以粉晶白云岩为主，白云化作用较完全，但不充分，白云石自形—半自形为主，白云石点、线接触，发育晶间孔、缝，物性好;边缘微相包括均匀白云石化和差异白云石方式，其中均匀白云石化形成均质白云岩或含灰白云岩，交代不充分，孔隙性不好，而差异白云石化方式形成斑状白云岩，斑体多是粗结构，发育白云石晶间孔甚至晶间溶孔，物性较好。
　　4、明确了研究区马五5亚段白云岩孔隙演化史和特征
　　研究区马五5亚段白云岩储层孔隙的形成主要受到白云石化作用和溶蚀作用的影响。白云石化作用控制了白云岩孔隙的形成，同生—准同生白云石化作用保留了少量晶间微孔，准同生后渗透回流白云石化作用发育晶间孔和晶间扩溶孔，埋藏白云石化作用形成晶间扩溶孔;西缘台坪白云岩遭受表生期岩溶的影响，有部分膏模孔产生;表生期溶蚀作用形成大量白云石溶蚀孔洞缝，但后期的充填作用影响了孔隙的保存。其中与表生期岩溶有关的溶蚀孔洞缝主要分布在地貌更高更易受风化剥蚀的台坪边缘;与准同生后渗透回流白云石化作用有关晶间孔和晶间溶孔主要分布在靠近潮坪、且高盐度的流体更易渗透回流发生白云石化作用的台坪区;与埋藏期溶蚀有关的溶蚀孔洞被巨晶方解石充填后残余少量溶蚀孔洞，与基地断裂提供的深部热水溶液有关。

目录

声明

摘要

1．1 选题依据及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 碳酸盐岩储层研究现状

1．2．2 白云岩成因研究现状

1．3 主要研究内容与研究思路

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 技术线路

1．4 论文完成的工作量

1．5 论文主要成果及创新点

1．5．1 主要成果

1．5．2 创新点

第2章 区域地质背景

2．1 研究区地理位置

2．2 盆地古构造特征及演化概况

2．2．1 中、晚元古代裂陷阶段

2．2．2 早古生代海相台地古构造面貌及其演化概况

2．2．3 晚古生代盆地的古构造面貌及演化概况

2．2．4 三叠纪-早侏罗世盆地的古构造面貌及演化概况

2．3．1 区域沉积背景

2．3．2 地层特征

2．3．3 马五5亚段地层特征

第3章 马五5亚段岩石类型及沉积特征

3．1 岩石类型划分

3．2 石灰岩岩石学特征

3．2．1 泥晶石灰岩类

3．2．2 过渡类型石灰岩

3．3 白云岩岩石学特征

3．3．1 泥晶白云岩

3．3．2 泥粉晶白云岩

3．3．3 粉晶白云岩

3．3．4 过渡类型白云岩

3．3．5 特殊类型白云岩

3．4 白云岩矿物学特征

3．5 沉积相特征

3．5．1 古地理背景

3．5．2 沉积微相特征

3．6 白云岩分布特征

3．6．1 白云岩纵向分布特征

3．6．2 白云岩平面分布特征

第4章 白云岩地球化学特征

4．1 实验条件

4．2 碳氧同位素特征

4．2．1 碳酸盐岩碳氧同位素特征

4．2．2 畸形白云石碳氧同位素特征

4．2．3 孔洞缝充填物激光微区碳氧同位素特征

4．3 锶同位素特征

4．4 常量微量元素特征

4．4．1 Ca、Mg元素特征

4．4．2 Na、K元素特征

4．4．3 Fe、Mn元素特征

4．4．4 Sr元素特征

4．5 流体包裹体特征

4．6 白云岩成因机理探讨

4．6．1 泥晶白云岩成因机理

4．6．2 泥粉晶白云岩成因机理

4．6．3 粉晶白云岩成因机理

第5章 白云岩储层发育主控因素

5．1 白云岩储层特征

5．1．1 粉晶白云岩储层特征

5．1．2 泥粉晶白云岩储层特征

5．1．3 泥晶白云岩储层特征

5．2 储层发育主控因素

5．2．1 沉积作用对储层的影响

5．2．2 成岩作用对储层的影响

5．2．3 构造对储层发育的影响

5．3 白云岩储层孔隙演化及有效孔隙分布

5．3．1 白云岩储层孔隙演化

5．3．2 白云岩储层孔隙分布

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果