內蒙古中部中侏羅統石拐群地油藏、煤藏情況與評價

李滿英 張春華 盧俊玲

摘要：內蒙古中部中侏羅統石拐群包括五當溝組和廠漢溝組，是一套厚度較大的湖相沉積建造，在石拐地區出露較全，廠漢溝組富含油頁巖，石拐盆地發育豐厚的烴源巖。石拐盆地油氣藏伴隨侏羅系褶皺變形及地層抬升而上升運移，在盆地邊緣及煤井中，多處見油氣顯示，特別是原油油苗的發現，標志著石拐盆地具備油氣藏的形成與運移條件。

關鍵詞：石拐群 五當溝組 廠漢溝組 湖相沉積建造 油頁巖 油氣藏

1.石拐群（J1-2sh）巖石地層特征

本區侏羅系發育下中侏羅統石拐群。石拐群在石拐盆地出露最完整、連續，在固陽盆地西南緣營盤灣—大佘太，武川盆地南緣大海流—西柜、三道溝、供濟堂、阿瑪烏蘇等盆緣地帶亦有出露；大青山組沿大青山一線，在石拐、武川盆地周邊出露較齊全。

1.1石拐群

石拐群包括五當溝組和廠漢溝組。五當溝組為含煤陸源碎屑巖，其上的廠漢溝組為一套不含煤的碎屑巖夾灰巖地層。這套地層在呼和北地區分布廣泛，以湖沼相含煤地層和半深湖—深湖相含油頁巖沉積為特征。

五當溝組分三個巖性段。三段為濱淺湖—半深湖環境下的一套沉積物，主要巖石組合為灰白色中粗粒長石砂巖、灰色、灰綠色細砂巖、灰黑色粉砂巖夾粉砂質泥巖、泥頁巖及煤層，局部為深湖相泥巖組合。

五當溝組二段：巖石組合以厚層狀灰黃色含礫粗粒長石砂巖、雜砂巖為主，夾灰白色細礫巖、灰黑色粉砂巖、碳質粉砂質泥巖及煤線，其巖性由粗至細組成多個基本層序旋回。細碎屑的粉砂巖及粉砂質泥巖橫向分布穩定，單層厚度在3—5m，厚度變化小，區域上可作標志層。而粗碎屑巖多呈透鏡體，橫向尖滅再現現象常見，最大厚度20m，一般在5—10m±。

五當溝組一段：累計厚度859.46m。地層層序：下部為灰黑色粉砂巖、粉砂質泥巖及煤線，由數個向上變細的基本層序旋回疊覆，底部為含礫粗粒長石砂巖，具楔狀交錯層理、平行層理。該巖段以砂礫巖層夾可采煤層為標志；上部為灰綠色含礫粗粒長石雜砂巖夾灰黑色粉砂巖、粉砂質泥巖以及灰黑色粉砂質泥巖、泥質粉砂巖夾灰綠色含礫粗粒長石砂巖、細粒巖屑長石雜砂巖，以巨厚的泥巖、粉砂質泥巖夾巨厚層砂體組合為特征。

1.2廠漢溝組（J2c）

廠漢溝組分兩個巖性段，其巖性組合為黃綠色含礫粗粒長石雜砂巖、中粗粒巖屑雜砂巖、中細粒長石砂巖、粉砂巖、粉砂質泥巖、灰色頁巖、泥晶灰巖，構成多個向上變細的基本層序[1]。

1.3地層對比

下中侏羅統石拐群是一套厚度較大的湖相沉積建造，其中下侏羅統是河流相、沼澤相的正常沉積類型，中侏羅統為陸相含煤沉積類型，其間夾中基性火山碎屑巖—火山熔巖。二連地區侏羅系總體特征以沉積巖為主，火山巖次之，屬于過渡類型沉積。鄂爾多斯地區侏羅系巖性、厚度均變化不大，為內陸盆地穩定形沉積的湖沼相煤系地層。

下中侏羅統在呼和北盆地群各盆地中分布廣泛，在石拐、海流圖、武川、三道溝等地均有直接出露，但受古地理格局制約，各盆地之間下中侏羅統厚度及巖性存在較大差異。

五當溝組在石拐盆地出露齊全，為一套湖相、扇三角洲相建造，以細碎屑湖相泥頁巖夾水下扇厚層砂體為特征。未見邊緣相粗碎屑沉積，可認為石拐盆地是受后期構造隆升、剝蝕的殘留盆地。在固陽一帶，五當溝組為一套粗碎屑含煤建造，與石拐地區對比，應處于其底部，代表早侏羅世盆地體系邊緣相，以扇三角洲平原相砂礫巖夾河道間沼澤相沉積為特征。武川大海流一帶出露的五當溝組，下部為一套灰綠色長石砂巖夾煤層，上部為灰黑色粉砂質泥巖、黑色泥巖夾泥質粉砂巖，為濱淺湖和岸后沼澤沉積，可與石拐地區五當溝組三段對比。在該盆地邊部，由于推覆構造的改造及上侏羅統大青山組超覆，未見其頂底層位。但考慮五當溝組地層的連續性，推測武川盆地中應具相對完整的五當溝組沉積。

五當溝組二段為向上變粗的進積序列，地殼抬升，湖水變淺，物源供給充分，為扇三角洲平原相夾分流河道砂礫巖沉積，區域上延伸不穩定。而石拐地區五當溝組三段沉積環境變化較大，表現濱淺湖—半深湖—濱淺湖的遞進演變，橫向上向東漸變為深湖相，灰黑色泥灰巖層逐漸變厚。

五當溝組一段反映濱淺湖—深湖的沉積環境，在湖盆中受EW向水下隆起分割，形成EW向局部凹陷。此時，湖水相對較深，物源供給較慢，沉積速率極低，沉積了具有重要意義的深湖相泥巖建造，該層段廣泛分布于呼和北盆地群的凹陷中。

廠漢溝組為深湖相退積型沉積序列，地表出露僅見于石拐及固陽地區，為深湖—半深湖相碎屑巖—碳酸鹽巖建造。在石拐地區出露較全，以穩定的油頁巖、泥灰巖為特點。而固陽地區的廠漢溝組碎屑粒度較粗，灰巖及泥灰巖層較薄，夾于碎屑巖之中[2]。

2.石拐盆地油藏、煤藏形勢與評價

2.1油藏形勢與評價

2.1.1生油條件與評價

由盆地的沉積演化控制，石拐盆地發育豐厚的烴源巖。

五一段處于高成熟生氣階段；五二段在扇三角洲平原煤沼環境下形成的高碳泥巖，具有較高的有機質豐度，以Ⅱ2型干酪根為主，具有一定的生油氣潛力；五三段、廠一段處于成熟生油階段。

2.1.2地面油氣顯示

石拐盆地油氣藏伴隨侏羅系褶皺變形及地層抬升而上升運移，在盆地邊緣及煤井中，多處見油氣顯示，特別是原油油苗的發現，標志著石拐盆地具備油氣藏的形成與運移條件。

2.1.2.1工人村二礦二隊二號井原油油苗為黃褐色液體輕質原油。

油苗點坐標為：19438975，4505825

在煤井井下70m處，產出層位為五當溝組三段砂巖裂縫中，原油沿裂隙滲出，溢流面積大，流量大。

2.1.2.2陳四窯煤礦蘇木三號井原油油苗

原油油苗在井下呈黑褐色，較稠，但取之井上呈棕黃色，較輕，為輕質原油。

油苗點坐標為：19440275，4505510。

油苗產于井下40m處和150m處砂巖裂縫中，原油主要沿270°∠60°斷面流出。

2.3儲集層條件與評價

石拐盆地侏羅系中可作為儲集層的砂巖類極其發育，累計厚度1，332.84m。由于盆地受斷裂和褶皺作用改造及不同程度的剝蝕，其中五一段、五二段砂巖保存好，分布面積大。巖石類型大多數為長石砂巖、長石巖屑砂巖，分選中至差，磨圓度為次圓—次棱角狀，填隙物主要為泥質，局部為鈣質。由于所處的沉積相帶不同，其巖石學特征有一定差異，但總體顯示較低的結構—成分成熟度特征。

各段砂巖孔隙類型主要為粒間縮小孔，局部有一定的粒間溶孔、粒內溶孔、裂隙孔，孔隙喉道不發育，往往被壓實及自生綠泥石堵塞。綜合評價認為：五二段與五一段砂體厚，其物性比五三段和廠漢溝組好，是盆地最有希望的儲集層，但按儲層評價體系評價，仍屬Ⅲ類以下低孔低滲儲層。

2.4蓋層條件與評價

根據沉積相綜合剖面分析，石拐盆地下中侏羅統縱向分布四套蓋層，即五一段深湖相泥巖；五二段高碳泥巖；五三段深湖相泥巖；廠漢溝底部深湖相泥巖。其中，五三段和廠一段為石拐盆地區域蓋層。

2.5生儲蓋組合特征

石拐盆地發育三套烴源巖[3]（五一段、五三段、廠一段），四套儲集層（五一段、五二段、五三段、廠一段，但真正意義上儲層只有前三套），四套蓋層（五一段、五二段上部、五三段下部和廠一段底部，實際上五一段有多層蓋層）。它們在縱向上可組成五套生儲蓋組合。

（1）下生中儲上蓋組合：五一段生，五二段儲，五三段和廠一段蓋；

（2）自生自儲自蓋組合：五一段內自生、自儲、自蓋組合；

（3）下生自儲自蓋組合：五一段上部生，五二段中部儲，上部蓋組合；

（4）自生自儲上蓋組合；五三段下部生、中部儲，廠一段底蓋組合；

（5）自生自儲上蓋組合：廠一段底部生、中部儲，廠二段蓋

3.煤藏形勢與評價

3.1石拐盆地含煤地層為上石炭統拴馬樁組、下—中侏羅統石拐群五當溝組。根據該兩套含煤層段的空間展布，石拐煤田的煤藏主要分布在盆地南緣同盛茂地區和盆地南部即白狐溝山前推覆帶和壕來溝背斜褶皺帶內。

3.2現石拐煤田開發的煤炭資源主要是由于斷裂與褶皺構造作用，使下部煤層上翻至地表—淺地表（埋深＜500m）部分。地表地質測量、非地震地球物理測量以及石地一井鉆探情況表明，埋深在500—1，500m的中深層段仍賦含J1w煤藏，在盆地西南還可能有C3s含煤塊段深埋于J1-2sh之下。故石拐煤田仍具較好的勘探潛力與開發前景。

3.3就J1w煤系而言，應屬湖盆發育初期形成的下煤層，在湖盆發育的鼎盛階段，即廠漢溝組沉積期，湖盆邊緣相沉積是否存在？保留在哪里？這對于尋找盆緣厚煤層至關重要。諸如此類問題還有許多，有些問題尚需拓寬視野，跳出石拐盆地，至少放眼于呼和北盆地群，其中海流圖、固陽、武川、三道溝等盆地尤其值得重視。

3.4J1w煤系仍具下煤層特點，即煤層多、單層厚度小、橫向穩定性差。煤種為氣煤、肥煤和焦煤[4]。