二連盆地武川凹陷地質特征及油氣藏分析

李惠林 李 恒

（內蒙古煤炭地質調查院，內蒙古 呼和浩特 010010）

近幾年，通過對二連盆地南部展開大規模的地震勘探，陸續發現許多新凹陷，該區侏羅世——早白堊世與盆地的其他地區相同［1-2］，經歷了沉降和填充，發育多個沉積凹陷，但后期又經歷了多次構造活動，現今發現的多為殘留型凹陷，地質條件復雜。中石油華北油田近年對南部凹陷陸續展開勘查工作，并取得一定成果，例如對烏蘭花凹陷的勘探就獲得重大突破，其中紅井構造蘭42井獲得工業油流，錄井見現實59.26/29 層，其中油浸1.31m/3層、油斑6.68m/2 層、油跡2.51m/3 層。電測解釋I、II類油層5.6m/2層，對931.0～934.6m抽汲求產，獲得日產油6.15m3，發現了新含油構造。

武川凹陷的勘查工作僅在2000年完成首鉆武1 井，2 000m 完鉆，巖性以火成巖為主，含油情況還尚未摸清，因此全面研究本區地層層序及生油條件對下一步勘查工作具有重要的指導意義。本文根據該區三維地震解釋資料及周邊鉆孔顯示，系統研究了該區地層層序及構造發育狀況，并對該區生油條件進行了綜合評價。

1 地質背景

二連盆地群所在區域構造位置為內蒙古自治區中部，東起大興安嶺西坡，西至狼山，北接中蒙邊界，南達陰山山脈北麓；該盆地群是在海西褶皺基底上發育起來的中新生代斷陷盆地：基底是古生界變質巖；沉積蓋層自下而上依次為：中下為侏羅統阿拉坦合力群碎屑巖含煤建造，上為侏羅統興安嶺群火山巖夾碎屑巖建造，下為白堊統巴彥花群碎屑巖含油建造及新生界松散沉積。二連盆地群構造格局特征除了NW 和SE 邊界隆起外，總體格局是在大興安嶺隆起帶與東烏旗隆起帶以及寧城-化德隆起帶之間展布的兩坳一隆，即中央隆起，南北斷陷成帶，近北東向斜列展布的區域構造格局。

武川凹陷行政區劃隸屬內蒙古自治區呼和浩特市武川縣，構造上位于二連盆地溫都爾廟隆起南緣，烏蘭花凹陷西南邊，面積約1 400km2（圖1），推測基底最大埋深3 500m，為北東走向［3］。

圖1 武川凹陷構造位置圖

2 研究區地質

2.1 構造演化

本區進入侏羅紀前，古生代褶皺基底以斷裂運動為主，即沿武川縣-四子王旗一線發生大規模的北西、南東向拉張作用形成了北東向斷陷凹陷，首先沉積了河湖沼澤相含煤碎屑巖系-侏羅系五當溝組；隨后凹陷范圍繼續擴展，快速堆積一套類磨拉石紅色碎屑巖建造-侏羅系大青山組；侏羅系末期，武1 井位置中央火山活動，北洼槽強烈抬升，造成侏羅系強烈剝蝕，而南洼槽緩快抬升，侏羅系地層得以保存；進入早白堊世，斷裂運動再次活躍，南凹進一步擴張，連續沉積了李三溝組，固陽組，早白堊世晚期由于斷裂活動誘發了火山活動，在凹陷南端堆積了一套基性火山巖建造（白女羊盤組）；新生代第三系凹陷進入坳陷期，斷陷“填平補齊”。

2.2 構造特征

2012年，對武川凹陷96年采集二維地震進行重新處理17 條557km，測網密度達2×3-4×8km。通過對新資料的重新分析，認為武1 井鉆遇的中央火成巖帶把凹陷分割成南北兩個洼槽，南、北洼槽面積相當，基底埋深南洼槽較深；南洼槽地震相為成層性較好的連續反射，具有勘探的意義。通過地震資料解釋，研究區構造條件簡單，發育一條NE走向的正斷層，斷距約30～200m。區內構造圈閉特征如下表1，各地層頂面發育構造如圖2、圖3。

表1 構造圈閉要素表

圖2 武川凹陷武1西圈閉侏羅系五當溝組頂面（T11’）構造圖

圖3 武川凹陷武1西圈閉侏羅系大青山組頂面（T11）構造圖

2.3 沉積特征

由于武1 井對武川凹陷不具代表性，地層劃分主要根據地震、地質露頭等資料，識別地層不整合面，對各層系的地震反射波阻特征進行劃分，劃分了4套反射層系，推測地質分層如下：

T8 反射層：白堊系固陽組（K1g）與白堊系李三溝組（K1ls）地層分界，為整合接觸。

T11反射層：地震反射特征主要為中低頻、中振幅、較連續，是白堊系李三溝組（K1ls）與侏羅系大青山組（J1d）地層分界，為角度不整合接觸。

T11’反射層：地震反射特征主要為中高頻、強振幅、連續，是侏羅系大青山組（J2d）與侏羅系五當溝組（J2w）地層分界，為整合接觸，如圖4。

Tg反射層：侏羅系與古生界地層分界，為區域角度不整合接觸。

對應上述的地震反射層，結合二連盆地集寧地區地質露頭調查資料，對武川凹陷地層及其特征進行初步推測。

圖4 武川凹陷T11’地震反射層等TO圖

本區發育的地層自下而上，古生界（Pz），侏羅系五當溝組、大青山組、白堊系李三溝組、固陽組，上覆第三系地層，見圖5、圖6。

圖5 HB96-521測線地震解釋剖面

圖6 HB96-521測線地震地質解釋剖面

①凹陷內基底古生界地層僅依靠地震資料無法準確識別，結合周邊地質露頭，石炭紀—二疊拉紀花崗巖類沿凹陷邊緣大面積分布，推測古生界為一套花崗巖地層。

②從早古生代開始，推測首先沉積為侏羅系五當溝組（J2w），該地層露頭分布于凹陷南部，由于該時期太平洋板塊和華北陸塊活動的加劇，本區進入斷陷時期，在拉張作用下形成山間斷陷凹陷，于溫暖潮濕的氣候條件下沉積一套河湖沼澤相含煤碎屑巖系—侏羅系五當溝組，巖性為砂巖、頁巖、炭質頁巖及煤層。

③侏羅系中期，斷陷凹陷范圍繼續擴展，快速堆積一套類磨拉石紅色粗碎屑巖建造—侏羅系大青山組（J1d），該地層露頭分布于凹陷南部，巖性為紫紅色礫巖、砂巖、粉細砂巖、泥灰巖、頁巖。

④早白堊世初期，構造體制總體上為伸展拉張，沉降期先是在干旱炎熱的強氧化環境下快速堆積一套紅色粗碎屑巖系—白堊系李三溝組（K1ls），角度不整合于大青山組之上，該地層露頭分布于凹陷西南部，巖性為灰紫色、灰黃色粗礫巖、含礫粗砂巖及砂礫巖夾砂質泥巖。

⑤早白堊世中期，氣候變得較為溫暖?？焖俣逊e灰綠、黃綠色調的含煤線粗碎屑巖系—白堊系固陽組（K1g），該地層露頭分布于凹陷北部，巖性主要為黃褐色、黃綠色礫巖、含礫粗砂巖、中細砂巖及粉砂質泥巖、灰綠色砂質泥巖、泥巖、黑灰色炭質泥巖夾煤層、煤線，在苦雞壕賴鉆孔中見下部層位為炭質泥巖夾煤線，鋁土質頁巖及含油質頁巖，但未見底，厚度249m。

3 生儲蓋條件

3.1 烴源巖

二連盆地南部凹陷中，與油氣有關的沉積地層主要為侏羅系和白堊系［4］。早中侏羅世發育湖相、扇三角洲相、河流相沉積，局部為沖積扇沉積，晚侏羅世以沖洪積相建造為特點；早白堊世早期繼承了晚侏羅世的沉積，仍以沖洪積相沉積為主，到中晚期開始發育湖泊相和河流相，末期局部地區接受火山巖和次火山巖相沉積，晚白堊世為盆地的填充補齊沉積，主要為湖泛和河泛沉積。

于溫暖潮濕氣候條件下沉積的河湖沼澤含煤碎屑巖系-侏羅系五當溝組，巖性為泥巖、頁巖、碳質頁巖及煤層；濕暖氣候下快速堆積的灰綠、黃灰色調的含煤線碎屑巖系-白堊系固陽組的灰綠色泥巖、灰色碳質泥巖、頁巖、煤層。五當溝組及固陽組為兩套生油巖，兩組烴源巖熱演化均已進入成熟階段，并處于生油高峰期。其中五當溝組烴源巖有機碳含量為2.95%～5.79%，氯仿瀝青“A”含量為0.13%～0.50%，平均0.101%，總烴含量581×10-6～2 611×10-6，鏡質體反射率在0.68%～0.85%，最高熱解峰溫（Tmax）達454°C。固陽組有機碳含量平均為1.99%，氯仿瀝青“A”含量為0.027%～0.329%，平均0.101%，總烴含量470×10-6，鏡質體反射率0.75%，熱解最高峰溫為435°C［5］。

3.2 儲油層

資料分析，侏羅系中期，斷陷不斷擴張，快速堆積成一套類磨拉石紅色碎屑巖建造-侏羅系大青山組；早白堊世初期，處于總體拉伸、沉降期干旱炎熱的強氧化環境下快速堆積成一套紅色粗碎屑巖系-白堊系李三溝組，為兩套大的儲集層系。

表2 鄰井試油成果表

3.3 生儲蓋組合

從剖面沉積組合分析，蒙南盆地群侏羅—白堊系的生儲蓋組合配置上具有下生、中儲、上蓋組合形式，各層序還分別具備自生、自儲、自蓋的特點。

五當溝組下部發育的深湖—半深湖相厚層泥巖是盆地下部重要的生油層系，中部發育扇三角洲河道厚層砂體是下部生油層系的理想儲層，上部既發育深湖—半深湖相泥巖又發育濱淺湖砂體，有生有儲。

固陽組深湖相泥巖是上部層位的生油層又是下部層位的蓋層，對于保存完整的盆地或生油凹陷，下部侏羅系做生油層和儲油層，上部白堊系做蓋層，這將是最理想、最有可能的生儲蓋組合。

4 綜合評價

4.1 鄰井鉆探成果

武1井未見良好的油氣顯示。

鄰凹陷蘭地1 井錄井在井段1 173.0～2 468.0m 共見油氣顯示49.22m/15 層，其中油跡3.60m/1 層，熒光45.62m/14層。測井在井段780.60～2481.00m共解釋79層311.00m，其中差油層3層9.80m，水層24層106.80m，含油水層1 層2.00m，三類裂縫層4 層42.60m，致密層47 層149.80m。綜合解釋在井段1173.0～2467.0m 解釋為差油層4層13.40m，水層1層2.00m，干層10層33.82m。

鄰凹陷蘭1 井錄井在井段857.0～2 209.0m 共見油氣顯示114.96m/54 層，其中油浸1.89m/2 層，油斑3.17m/6層，油跡23.24m/12 層，熒光86.66m/34 層。測井在井段857.80～2209.40m 共解釋255.6m/94 層，其中油層3.8m/1層，差油層7.4m/3 層，油水同層3.4m/1 層，含油水層26.2m/7 層，水層32.8m/9 層，干層182m/73 層。綜合解釋為油層3.8m/1層，差油層10.4m/4層，油水同層3.4m/1層，含油水層23.2m/6層，水層13.2m/3層，其余為干層。

4.2 油氣藏分析及儲量估算

研究區圈閉內有兩套主要目的層，其中侏羅系大青山組圈閉面積11km2，預測圈閉含油面積8km2，油層厚度10m，單儲系數3，石油地質儲量240×104t；侏羅系五當溝組圈閉面積16km2，預測圈閉含油面積10km2，油層厚度10m，單儲系數3，預測圈閉資源量300×104t；兩層預測總資源量為540×104t。

5 結語

武川凹陷南洼面積大埋藏深，地震反射特征成層性好，具有沉積凹陷的特點，且靠近烏蘭花凹陷，因此推測武川凹陷也具有較好的成藏條件。建議下一步在該區施工1-2口預探井。通過地質井的鉆探可實現明確武川凹陷地層層序及生油能力的目的，同時對進一步開拓蒙南地區油氣勘探戰場有著重要意義。

［1］王思恩.中國侏羅系（中國地層11）［M］.北京：地質出版社，1985.

［2］李正文，焦貴浩，等.二連盆地斷陷模型研究及其在新區評價中的應用［J］.西安石油學院學報，1997，12（5）：8-13.

［3］王鑫，李玲，余雁，等.二連盆地烏蘭花凹陷古地貌恢復及構造發育史研究［J］.中國石油勘探，2013，18（6）：62-68.

［4］趙賢正，王權，金鳳鳴，等.高勘探程度區富油氣凹陷二次勘探方法及應用［J］.中國石油勘探，2012，17（6）：1-9.

［5］鄂俊杰，卓勝廣，劉蘊華，等.蒙南盆地群石油地質條件評價［J］.石油與天然氣地質，2000，21（4）：350-353.