鄂尔多斯盆地蕴藏着丰富的天然气资源,总面积约25×104km2。盆地内奥陶系古岩溶储层的研究对我国海相碳酸盐岩地层天然气勘探和开发具有现实的理论指导作用,对研究区寻找规模储量接替区具有十分重要的意义。目前,盆地内已开发的天然气田结果表明研究区奥陶系马家沟组马五4地层具有一定的开发潜力,但由于对该区古岩溶的储层特征、分布规律及形成机理尚未有更深入的认识,制约着研究区天然气的勘探和开发。因此,开展鄂尔多斯盆地奥陶系马五4古岩溶背景控制下的储层演化特征及天然气成藏规律研究。 本文通过沉积学、地球化学、岩溶地貌学和石油地质学等多学科的交叉综合运用,采用荧光分析、扫描电镜、碳氧同位素、谱学分析等多种技术手段,在地层划分和对比以及沉积相研究的基础上,精细刻画研究区奥陶系马五4的古岩溶特征和发育规律,深入剖析研究区储层类型、优质储层分布规律,探讨研究区优质储层的形成机理和主控因素。在此基础上,结合成藏动力学分析技术,明确天然气成藏条件和成藏规律,综合各种因素,对研究区马五4有利成藏区带进行预测。通过大量的基础研究工作及大量的实验测试分析,对研究区马五4的岩溶古地貌、储层类型及特征、气藏特征及主控因素、有利区预测等方面进行了较为全面、系统的研究,得出了以下结论和认识: 1、恢复了研究区奥陶系岩溶古地貌,研究了奥陶系顶部至马五4各小层的残余厚度分布,结果表明岩溶古地貌及残余厚度在很大程度上控制着储层的发育类型和空间分布。 2、马五4储层主要发育泥粉晶白云岩、含硬石膏结核泥粉晶白云岩、硬石膏结核泥粉晶白云岩、含膏白云岩/膏质云岩、膏岩及岩溶角砾岩。(含)硬石膏结核泥粉晶云岩是研究区主要储层。 3、马五4储层主要发育溶蚀孔(洞)、晶间孔、晶间溶孔与微裂缝,膏模孔是最主要的储集空间。马五41总面孔率为4.21%,主要为膏模孔,主要分布在靖边周围、乌审旗中下部、吴起东部、志丹东部地区。研究区马五4储层孔隙结构划分为:膏模孔半充填型、膏模孔半-全充填型、膏模孔全充填型及致密型。 4、研究了马五4储层的主要成岩作用,岩溶类型、期次及岩溶带特征,其中建设性的成岩作用有溶解溶蚀作用、膏化去膏化作用、白云石化作用,这些成岩作用对研究区马五4岩溶型储集层物性的好坏起到了关键性的作用。研究区内古岩溶经历了三类岩溶作用,分别是同生期层间岩溶、表生期风化岩溶和埋藏期埋藏岩溶三类。划分了三个岩溶带,渗流带总体以强溶蚀-弱充填为主,充填特征为渗流粉砂与石英半充填。潜流带总体以强溶蚀-弱充填,中等溶蚀-中等充填为主,部分地区为弱溶蚀-强充填,充填特征以渗流粉砂与方解石半-全充填。缓流带总体以弱溶蚀-强充填为主,个别地区为中等溶蚀-中等充填,充填特征以渗流粉砂、方解石与石膏全充填。 5、研究区马五4气藏以煤成气为主,具有距离气源越远,天然气和地层水的产量逐渐减少的特征;气藏形成气-气水-气的分带成藏特征。 6、研究区马五4成藏控制因素: 1)古地貌及残余厚度; 2)距离剥蚀面及沟槽的距离; 3)储层类型; 4)储层物性。 7、建立了研究区马五4有利勘探目标评价标准,依此标准优选出了研究区马五4天然气勘探有利区,选出Ⅰ类有利勘探区块1块,Ⅱ类有利勘探区3块。