鄂尔多斯盆地地层特征及其应对措施(晋西挠摺带)

鄂尔多斯盆地地层特征及其应对措施（晋西挠摺带）一、盆地区域地质特征鄂尔多斯盆地为一大型多旋回克拉通盆地,在太古代早元古代形成的基底之上,经历了中晚元古代坳拉谷、早古生代浅海台地、晚古生代近海平原、中生代内陆湖盆和新生代周边断陷五大沉积演化阶段。根据今构造发育特征,可将其划分为伊盟隆起、西缘掩冲带、天环坳陷、伊陕斜坡、晋西挠摺带、渭北隆起6个构造单元。盆地总体构造形态表现为边部构造发育,内部为一地层倾角不足1°的西倾大单斜。苏里格气田处在伊陕斜坡的北部中段,为宽缓西倾的单斜,平均坡降为3～5m/km。在早古生代,鄂尔多斯盆地属华北地台的西域,主要沉积一套陆表海环境下的碳酸盐岩;其后,受加里东构造运动影响,早奥陶世末盆地抬升,从而经历了长达114×108a的沉积间断,形成了奥陶系风化壳。目前发现的靖边大气田即发育于奥陶系风化壳之中。自晚石炭世开始,盆地再度下沉,华北海和祁连海分别从东西两侧进入,晚石炭世本溪期盆地不同的地区分别发育三角洲、潮坪、泻湖、障壁岛、陆棚沉积体系,早二叠世太原期则发育曲流河三角洲、陆表海沉积体系,早二叠世风化壳西期为近海湖泊—网状河三角洲沉积体系;本溪期、太原期海相沉积的碳酸盐岩和滨海平原的煤系地层以及风化壳西期的三角洲沼泽相煤系地层构成了盆地上古生界的烃源岩;而同期发育的三角洲平原河道、三角洲前缘河口砂坝、海相滨岸砂坝、潮道砂体构成良好储集岩体。中二叠世—晚二叠世发育内陆湖泊—三角洲沉积体系,大面积分布冲积扇、辫状河、网状河以及三角洲平原河道、三角洲前缘砂体,形成了盆地最重要的储集岩系。晚二叠世早期广泛沉积的上石盒子组河漫湖相泥岩形成了盆地上古生界气藏的区域盖层。随着盆地中生代和新生代地层的不断沉积,上古生界烃源岩日趋成熟并生成大量烃类气体通过运移,最终聚集在由上述储集岩体所构成的岩性圈闭中。二、晋西挠摺带地层特征及其分层依据晋西挠摺带地层自上而下依次为：新生界第四系；中生界白垩系志丹统洛河组；侏罗系中统安定组、直罗组；下统延安组；三叠系上统延长组，中统纸坊组，下统和尚沟组、刘家沟组；上古生界二叠系上统石千峰组，中统石盒子组，下统风化壳西组、太原组，石炭系上统本溪组，奥陶系下统峰峰组。第四系：层厚100m左右,顶部为耕土,其下为灰黄色、棕黄色、棕红色粘土,松散易垮塌。白垩系志丹统洛河组：旧称“洛河砂岩”，命名地点在陕西省志丹县北洛河。地层厚度250～400米，从西南往东北变厚，在黄陵沮水以南与宜君组为连续沉积；在沮水以北，宜君组缺失，假整合于侏罗系之上。岩性以河流相的紫红、桔红、灰紫色块状、发育巨型斜层理的粗一中粒长石砂岩为主，局部发育夹较多的砾岩、砾状砂岩。安定组：属侏罗系中统，广泛分布于鄂尔多斯盆地，命名地点在陕西子长县安定镇。鄂尔多斯盆地安定期，水域扩大，水体加深，湖泊环境形成，气候仍然炎热干燥，主要发育一套干旱气候条件下的内陆湖泊沉积。地层厚度40～130米，其岩性在全盆地可分为两段，上部为泥灰岩夹泥页岩，下部主要是灰黄细砂岩及灰黑色页岩，与下伏直罗组呈整合接触。直罗组：属侏罗系中统，广泛分布于鄂尔多斯盆地，命名地点在陕西富县直罗镇。主要以河流相沉积为主，盆地西部局部地区为湖相沉积。地层厚度80～140米，岩性一般分为两个沉积旋回，上部以曲流河、三角洲相砂泥岩为主，下部以辫状河、曲流河砂岩沉积为主，与下伏延安组呈假整合接触。延安组：属侏罗系中统，广泛分布于鄂尔多斯盆地，命名地点位于陕西延安市。鄂尔多斯盆地侏罗纪早期，受印支构造运动抬升作用的影响，沉积了一套冲积扇～河流及河湖三角洲相含煤岩系。地层厚度100～300米，根据区域煤层和岩性分布特点将其划分为延1～延10共十个油层组。岩性为灰白色砾岩、中～粗砂岩、灰绿色细～粉砂岩与灰黑色粉砂质泥岩、碳质页岩及煤层不等厚互层，与下覆地层(富县组/延长组)呈不整合接触。延长组：属上三叠统，广泛分布于鄂尔多斯盆地。鄂尔多斯盆地延长期，盆地为一大型淡水内陆湖泊，气候温湿，植物生长茂盛，经历了一个湖盆扩张-收缩的漫长过程，形成了一套自生自储的生油岩系，主要为一套以砂、泥岩为主，局部见煤（线）和油页岩（长7）的沉积建造。地层厚度800～1500米，总体北粗南细，厚度北薄南厚。根据岩性及古生物组合，其自下而上可分为五个岩性段及10个油层组（长1、长2、长3、长4+5、长6、长7、长8、长9和长10），岩性主要为灰绿色、灰色中厚层粉细砂岩、粉砂岩和深灰色，灰黑色泥岩。延长组为鄂尔多斯内陆湖盆形成后发育的第一套生储油岩系，也是盆地中生界最主要的勘探层系。纸坊组：属三叠系中统，除在北部的柳沟缺失外，鄂尔多斯盆地均有分布。地层厚300-1000米，上部主要为灰绿、棕紫色泥质岩夹砂岩；下部为灰绿色砂岩、砂砾岩。普遍含灰质结核，具虫迹，并从向南沉积变细，厚度增大。与下伏和尚沟组呈平行不整合接触。和尚沟组：属三叠系下统，主要分布于鄂尔多斯盆地及其周边地区，命名地点在风化壳西宁武孙家沟一带的和尚沟。地层厚度100-300米，岩性相对稳定，主要为一套橘红色、棕红色、紫红色泥岩和砂质泥岩的沉积，富含钙质结核，夹有少量的紫红色砂岩或砂砾岩，与下伏刘家沟组呈整合接触。刘家沟组：属三叠系下统，分布于华北地区，命名地点在风化壳西宁武孙家沟一带的刘家沟。地层厚度400米左右，岩性以灰紫、紫灰、灰白色块状斜层理砂岩为主，夹灰紫、紫灰、灰白色泥岩、砂砾岩，与下伏石千峰组呈整合接触。石千峰组：属二叠系上统，广泛分布于华北各地，鄂尔多斯盆地，甘肃河西走廊及新疆北部等地，命名地点在风化壳西太原以西25公里的石千峰。石千峰期华北地台整体抬升，海水退出，鄂尔多斯盆地演变为内陆湖盆，以发育河流、三角洲和湖泊沉积体系为特征，并且受气候干燥影响，形成了一套棕红色沉积建造。地层厚度150～300米，岩性为棕红色含砾粗砂岩与棕红色泥岩－灰绿色砂质泥岩呈不等厚互层，与下伏石盒子组呈整合接触。石盒子组：属二叠系中统，分布于风化壳西、河北、河南、安徽及鄂尔多斯盆地，命名地点在风化壳西太原东5公里的石盒子沟。鄂尔多斯盆地石盒子期沉积格局继承了风化壳西期的特点，以冲积扇、冲积平原、三角洲及浅湖沉积为主。地层厚度200～350米，上部主要为紫红色、黄绿色泥质岩夹砂岩；下部为灰白色块状砂岩、含粒砂岩夹泥岩，与下伏风化壳西组呈整合、假整合和不整合接触。石盒子组盒8段是苏里格气田的主力含气层系。盒8厚度25～35m，主要为河流－三角洲沉积，发育多套不等厚互层的砂泥岩组合，泥岩为灰绿色、灰褐色，含砂较多。砂岩以灰白色、浅灰色细砾岩、含砾粗砂岩及中砂岩为主，粒序层理、板状交错层理、平行层理发育，底部常见冲刷构造。总体表现为向上粒度变细、岩屑含量增高。卡取盒8段依据：石盒子组地层上部为暗棕色泥岩夹浅灰、灰白色砂岩；中部为暗棕色、浅灰色泥岩与灰绿、灰色砂岩互层，下部属半氧化环境下的内陆河流相沉积，为骆驼脖砂岩，岩性以细砾岩、粗砂岩为主，也是下石盒子组的识别标志。按岩性组合自上而下分为四个沉积正旋回～盒5～8，每个旋回一般都是由总厚度5～35m的一至三个砂层，其上封盖20～60m左右的泥质岩组成。盒7盒8砂岩发育，厚度大，泥岩薄，砂岩以浅灰、灰绿色长石、岩屑质石英砂岩居多，中～粗粒～不等粒为主，自上而下由细变粗，由北至南变细，厚度140～160m。、分层依据：石千峰组底部砂岩结束，泥岩大段出现为进入本组地层，泥岩颜色由鲜艳色转为棕褐色，砂岩颜色由浅红色变成灰色，电阻率曲线由高值到低值明显转变，自然伽玛曲线出现由低到高值的台阶变化。风化壳西组:以“骆驼脖砂岩”之底与下石盒子组分开，厚度80～110m，主要发育一套砂泥岩及煤层沉积。它是在本溪组及太原组填平补齐的基础上沉积的，分布一般较稳定，向北有减薄趋势。探区内，根据沉积旋回、岩性，自下而上分为风化壳2段、风化壳1段，厚度各占近一半。风化壳2段厚度40～50m，主要为一套湖沼相-三角洲煤系地层，从北向南煤层厚度增加。在含煤地层中分布着河流－三角洲砂体，岩性为灰－深灰色或灰褐色细砾岩、含砾粗砂岩及中细砂岩，发育粒序层理、板状交错层理及平行层理，见有冲刷构造。根据岩性组合、沉积旋回将风化壳2从下到上划分为风化壳23、风化壳22和风化壳21三个小层，为探区的主要气层之一。风化壳1段厚度40～60m，主要为一套河流－三角洲环境的砂泥岩沉积，夹泥质粉砂岩，局部夹炭质泥岩。砂岩岩屑含量增高，主要为岩屑石英砂岩、岩屑砂岩，发育粒序层理、板状、楔状交错层理、平行层理及冲刷构造，为探区的主要气层之一。自本段开始，下古生界的深灰色、灰黑色泥岩中开始含有大量的古植物碎片化石。分层依据：石盒子组底部砂岩结束，深灰色泥岩出现进入本组地层，有煤层，炭质泥岩出现气测基值抬高，电性上表现为高电阻、高伽玛。双侧向电阻率曲线基值由石盒子组底部大幅抬升后出现小幅下降，自然伽玛曲线开始抬升即表明进入风化壳西组地层。与下伏太原组呈整合接触。风化壳西组是榆林、子洲等气田的主力含气层系。太原组：太原组是在本溪组沉积背景下的水退式海陆交互相沉积，以太原组沉积的生物灰岩为界，与风化壳西组相区分。厚度30～60m，向东南方向加厚。太原组主要为灰黑～黑色泥岩、砂质泥岩及灰色石英砂岩、生物碎屑灰岩。分层依据：风化壳西组厚层砂岩结束，深灰色灰岩出现即进入太原组；电性特征：电阻率曲线基值与风化壳西组底部相比明显升高，声波时差曲线上有周波跳跃，自然伽玛出现高值。与下伏本溪组呈假整合接触。太原组是神木、米脂气田的主力含气层系之一。本溪组：属石炭系上统，分布于华北及东北南部，命名地点在辽宁本溪以西6公里新洞沟与蚂蚁村沟之间的牛毛岭。鄂尔多斯盆地本溪期，受中央古隆起影响，自西向东以潮坪-泻湖-障壁岛-浅水陆盆环境为特征。地层厚度10～50米，为灰黑色泥岩局部夹灰色薄层灰岩及砂岩，底部为铁铝岩。分层依据：当出现厚煤层时即表示进入本溪组。电性特征：声波时差变大，双侧向电阻率曲线变小，无差异性。与下伏奥陶系呈假整合或不整合接触。本溪组是神木、米脂气田的主力含气层系之一。奥陶系下统峰峰组：峰峰组以石灰岩为主，夹有薄层泥岩或泥灰岩及石膏层。分层依据：当出现石灰岩时即表示进入峰峰组。电性特征：声波时差变小，曲线上有周波跳跃，双侧向电阻率曲线变大，有幅度差。三、针对本区漏失层的应对措施本区主要漏失层位集中在上部第四系地层及下部目的层位附近。从地层特点分析,第四系地层风化严重,其裂隙、孔隙结构都不稳定;刘家沟组及石盒子组风化也较为严重,特别是地层分界面附近,裂隙比较发育;风化壳西组、太原组在局部井段灰岩发育;峰峰组灰岩段都是易发生井漏的层位。根据漏失程度的资料显示,各层位漏失程度并不相同,即使是同一层位,在不同井的施工中漏失程度也存在很大差异,分析漏失情况有三类:第一类为轻微的渗漏,主要在砂岩段及地层裂隙细微发育的层位,其中石盒子组较为明显。第二类为地层风化裂隙性漏失,该漏失现象最为普遍,在不同的漏失井段中均有发生,一般漏速约为8~20m3/h。第三类为灰岩段裂隙性漏失,主要集中在太原组及峰峰组地层,特别是在峰峰组,易出现失返现象。针对上述漏失类型，风化壳型的漏失比较严重，只要有效卡准风化壳界面，及时地给钻井队提供预告，采取相应措施，就能避免漏失情况的发生。钻井中根据不同情况下进入风化壳的地质特点，准确，及时的卡准风化壳，就要掌握上面已叙述的各层段标准、标志层及其空间分布规律，正确运用地球物理及地质等各种资料和善于抓住钻井过程中出现的一切“进风化壳征兆”，综合分析风化壳埋藏深度，做出科学的钻探前的预测。对碳酸盐岩风化壳，卡准风化壳的现场录井具体应做好以下几方面的工作。（一）技术措施的制定具体卡取界面技术的制定和落实是最关键的工作，地质技术人员的分析对比以及预测，那是手段，只能做到心中有数，卡界面最重要的还是控制好人的因素，主要是责任性要强。在进入预计风化壳界面前200米，地质监督应组织工程，地质即相关人员讨论制定卡风化壳界面的技术措施。让大家明白卡界面的重要性，要加强各岗位的值班制度。发现异常立即汇报。当钻遇界面时，司钻首先会有反应，蹩跳钻是明显的进风化壳特征，如果