鄂尔多斯盆地南缘延长组物源与成岩耦合关系研究

摘要

鄂尔多斯盆地地处我国东西部构造区域接合区,受到东、西部构造的多期次、反复交替的拉张及挤压作用影响,形成以不整合面为界限的多构造体制、多演化阶段、多沉积体系、多原型盆地叠加的复合盆地,在我国行政区划上横跨陕西、甘肃、宁夏、内蒙古、山西5省市,面积约37×104km2。构造单元上可划分为伊盟隆起、渭北隆起、西缘前陆冲断带、天环坳陷、陕北斜坡和晋西挠褶带,其中陕北斜坡面积巨大,构成了盆地以三叠系油气勘探的主体区域。
　　 鄂尔多斯盆地经过数十年的勘探开发,已经发现并投产的油田显示:盆地内部中生界地层厚度大、分布范围广,主要生、储岩系为晚三叠世延长组,其中长7油层组、长4+5油层组发育大段暗色泥岩,为半深湖-深湖沉积；长6油层组和长8油层组发育以砂岩为主的储层；储层砂体主要有东北缓坡河流三角洲沉积体系和西南陡坡区辫状河三角洲沉积体系,在西北部及南部发育少量扇三角洲沉积体系,湖盆中半深水-深水部分区域发育浊积扇沉积；地层圈闭和岩性圈闭是构成上三叠统延长组油气成藏的主体。
　　 鄂尔多斯盆地晚三叠世延长组沉积充填记录了湖盆产生、间歇震荡式湖进、湖退及消亡的兴衰演化历史。物源分析研究表明盆地在延长组沉积时期是一个多水系大型汇水盆地,古水系主要有东北190°～250°和西南50°～65°两大主流向,在盆地西北缘野外剖面的流向基本在105°～135°及正南方向,在盆地南部有正北方向股水流；轻、重矿物研究及稀土元素REE配分模式特征也表明晚三叠世沉积期盆地主要物源方向为北东向及南西向物源,同时也存在西北方向物源及南物源,但南物源影响范围不大。结合盆地沉积边界确定研究,能够为晚三叠世延长组沉积提供物源的母岩为东北方向的阴山古陆乌拉山群、集宁群,西北方向的阿拉善古陆阿拉善群,西南方向来自陇西古陆、秦岭-祁连古陆的一套中高级变质岩及花岗岩,受其控制在盆地内部相应发育形成了东北大型缓坡型复合河流三角洲沉积体系、西北扇三角洲沉积体系、西南大型陡坡型复合辫状河三角洲及扇三角洲沉积体系。
　　 成岩作用方面:延长组砂岩经历了早成岩期的压实作用和胶结作用、晚成岩期的溶蚀作用和交代作用。早成岩期的压实作用及胶结作用导致砂体储集性能降低,溶蚀作用及交代作用改善了砂体的孔隙结构和储集性能,但总体来说延长组砂体仍具有特低孔渗特征。碎屑岩储层的孔隙度既是埋藏深度和次生孔隙发育的函数,又是受物源条件和沉积环境控制的沉积物成分和结构、受构造运动控制的沉积碎屑物质埋藏史、水动力条件、孔隙流体性质及其演化阶段、地温场、与储层岩体相关的沉积体系内有机质及粘土矿物的成岩演化等一系列相关因素共同作用的结果。
　　 物源及沉积环境控制沉积物成分及结构,经历埋藏、成岩过程,延长组砂体因不同物源及沉积环境,各沉积体系的成岩作用特征也具有差异,受阴山古陆物源控制发育的东北部大型缓坡型沉积体系砂体长石及云母含量高,压实作用强烈,浊沸石胶结是本区胶结作用的主要特征,溶蚀作用阶段的长石溶蚀主要发生在三角洲平原分流河道砂体中,烃源岩生烃时产生的有机酸从盆地中心向东北方向边缘运移时沿途对浊沸石进行溶蚀形成不同溶蚀程度的环带,长石溶蚀及浊沸石溶蚀大大改善了储层性能。西南部砂体及南部砂体相较于东北砂体来说,石英含量较高,刚性颗粒对上覆地层的支撑作用更强,但上覆地层比东北部要厚的多,同时还有大量千枚岩岩屑,故西南部压实作用也较强烈,早成岩期形成的环边绿泥石对本部砂体原生孔隙具有一定的保护作用。受西北物源浅变质岩、火山岩控制的沉积体系长6油层组比长8油层的发育范围缩小很多,浅变质岩在压实作用中极易形成假杂基而堵塞孔隙,所以刚性颗粒石英的多少与储集物性有非常好的相关性。