我国油气资源形势日趋严峻,随着经济技术条件的逐渐成熟,开展海相油气勘探势在必行,被成为“二次创业”。靖边气田建成投产向人们展示了鄂尔多斯盆地下古生界油气藏潜力,因此开展其下古碳酸盐岩气藏的研究至关重要。从鄂尔多斯盆地发展演化过程来看,其下古油气有利储层之一便是加里东运动形成的大规模古岩溶风化壳。要掌握下古油气藏特征,系统详细研究奥陶系古岩溶风化壳意义重大,这包括风化壳地层形成的沉积环境、岩溶发育模式、古岩溶地貌、影响岩溶发育的因素及其后期成岩作用对它的改造影响。勘探实践表明鄂尔多斯盆地下古气藏储层—奥陶系古岩溶风化壳,其有利分布区受沉积相、古岩溶地貌及成岩作用的控制。本文以塔巴庙地区古岩溶风化壳为研究对象,在区域地质资料、岩心、薄片、测井等资料分析的基础上,结合前人研究成果,运用沉积学、岩溶学、地貌学、构造地质学及层序地层学理论,分析研究区沉积相特征及其平面展布形态,并建立适合该地区的沉积模式:根据地下水水动力场特征分析岩溶剖面特征,分析不同地区岩溶剖面发育形态;采用“印模法+层序地层法”组合,根据上覆基准层厚度半定量恢复奥陶系古岩溶地貌类型;分析总结影响古岩溶发育的内外因素;分析风化壳储层成岩作用类型及其成岩相分区:最后综合预测有利储层分布区;以期说明古岩溶风化壳型储层的发育特征,从而探讨其规律,为油气勘探服务。主要得出以下几点认识:1)塔巴庙地区马家沟组主要为潮坪环境,发育潮上潮上膏云坪、潮上泥云坪、潮上云坪、潮间云坪、潮间灰坪及潮下灰坪6种沉积微相,形成—套灰岩→白云岩→含泥(泥质)白云岩→含膏白云岩沉积岩石组合,奠定了储层发育的物质基础;在分析该套沉积形成的条件之后建立了适合本地区的干旱环境下碳酸盐缓坡沉积模式。2)岩溶剖面依据潜水面通常可分为垂直渗滤带和水平径流带,前者位于潜水面之上,以垂直水动力场为主,双侧向电阻曲线从上到下逐渐升高;后者位于潜水面之下,水流以水平运动为主,双侧向电阻率曲线先升高后降低,表现为“U”或“弓”字形。3)古岩溶地貌恢复中地球物理法、印模法、层序地层法、沉积学方法及残余厚度法等5种方法各有优缺,采用多种方法综合恢复古地貌形态利于使其更接近实际地质形态:论文采用“印模法+层序地层法”组合,在其他方法的约束下恢复研究区的古岩溶地貌形态。4)应用所选方法,依据上覆基准面厚度半定量地将塔巴庙地区的古岩溶地貌划分为岩溶台地、岩溶斜坡、岩溶盆地3种二级地貌单元,并在其基础上又将岩溶台地细分出台地、洼地,将岩溶斜坡分为坡地、溶丘和低地共5种三级地貌类型。岩溶台地分布在研究区北部,南部及东南部主要为岩溶盆地,岩溶斜坡分布期间占据研究区大部分区域。5)古岩溶发育受多种因素影响:气候决定岩溶发育的程度,地貌影响水动力分带,岩溶作用多发育在海平面相对下降的低位期和晚高位期,循环持续的水流是岩溶发育的基本条件;岩石物质成分主要影响溶蚀速度,物理破坏量与岩石的物理力学性质有关,后者又取决于岩石的结构;沉积微相决定岩石性质,地质构造则控制岩溶发育的时序关系。6)塔巴庙地区古岩溶型储层主要储集空间有晶间孔、溶孔、溶缝和张开缝,储层非均质性强,受沉积相、古岩溶地貌类型及成岩作用的共同影响,其中古岩溶地貌对其具控制作用。7)研究区建设性成岩作用有白云岩化作用、去膏化作用、溶蚀作用及重结晶作用,白云岩化有利于形成晶间孔,去膏化作用利于溶蚀作用的发育且形成铸模孔,溶蚀作用最为重要形成岩溶型储层溶蚀孔、洞、缝储集系统,重结晶作用使泥微晶结构变为粉细晶结构,利于形成晶间孔;而去白云石化作用,压溶、压实作用通常使岩石致密,不利于储层发育。黄铁矿化不影响储层特征。8)综合沉积相、古岩溶地貌及成岩作用共同分析有利储层发育在潮上白云坪和岩溶斜坡及其过渡带上,且处于岩溶粉—微晶成岩相带。塔巴庙地区大43—大12井区以及大13—大49井区为有利储层分布区,部分钻井已见油气显示。