海拉爾盆地油氣富集規(guī)律

曹天軍，陳瑞生，袁延芳 （延長石油 （集團(tuán)）有限責(zé)任公司油氣勘探公司，陜西 延安716000）

海拉爾盆地油氣富集規(guī)律

曹天軍，陳瑞生，袁延芳 （延長石油 （集團(tuán)）有限責(zé)任公司油氣勘探公司，陜西 延安716000）

海拉爾盆地油氣勘探前景廣闊，通過系統(tǒng)分析海拉爾盆地油氣成藏條件 （烴源巖、儲集層、蓋層以及生儲蓋組合特征），總結(jié)了盆地油氣成藏模式。結(jié)果表明：近源巖性遠(yuǎn)源構(gòu)造控制成藏模式、近源巖性遠(yuǎn)源復(fù)合控制成藏模式和近源巖性遠(yuǎn)源構(gòu)造及隆起潛山控制成藏模式是海拉爾盆地油氣富集的3大主要成藏模式。

海拉爾盆地；生儲蓋組合；富集規(guī)律；成藏模式

近年來海拉爾盆地油氣勘探不斷取得突破。截止2006年底，海拉爾盆地完鉆探井200口，獲工業(yè)油流井64口，發(fā)現(xiàn)了烏爾遜和貝爾兩大富油氣凹陷，并且在呼和湖、呼倫湖凹陷鉆探獲工業(yè)油氣流，而在伊敏、查干諾爾、紅旗、東明凹陷油氣顯示活躍，累計提交探明石油地質(zhì)儲量1.05×108t。筆者在系統(tǒng)分析了海拉爾盆地油氣成藏條件 （烴源巖、儲集層、蓋層以及生儲蓋組合特征）的基礎(chǔ)上，闡釋了盆地油氣成藏模式，以期指導(dǎo)研究區(qū)油氣勘探工作。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

海拉爾盆地位于我國東北地區(qū)西部邊陲，呈北東向展布 （圖1）。盆地主體部分在內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市境內(nèi)，向南延至蒙古國境內(nèi)。地理位置為東經(jīng)115°30′～120°00′，北緯46°00′～49°20′，盆地總面積7.048×104km2，在我國境內(nèi)面積4.0×104km2。海拉爾盆地是疊置于華北板塊和西伯利亞板塊之間的內(nèi)蒙－大興安嶺古生代碰撞造山帶之上的中新生代陸相沉積盆地，與蒙古國的塔木察格盆地實質(zhì)上是一個盆地。海拉爾盆地主要包括5大次級構(gòu)造單元：扎賚諾爾坳陷、貝爾湖坳陷、呼和湖坳陷、嵯崗隆起和彥山隆起，坳陷與隆起呈相間分布格局 （圖1）。

圖1 海拉爾盆地次級構(gòu)造單元劃分

海拉爾盆地的構(gòu)造演化從古生代至新生代大體經(jīng)過地槽和盆地發(fā)育兩大階段。古生代研究區(qū)屬于地槽發(fā)育階段，沉積一套復(fù)理石建造、海底火山噴發(fā)建造和碳酸鹽巖建造。中生代進(jìn)入裂谷盆地發(fā)育階段，分為前裂谷期、同裂谷期和后裂谷期3個階段。三疊紀(jì)為前裂谷期，研究區(qū)上升隆起遭受剝蝕，大部分地區(qū)基底為古生界變質(zhì)巖；侏羅紀(jì)進(jìn)入裂谷期，早－中侏羅世，隨著隆張作用繼續(xù)加強(qiáng)，地殼發(fā)生初始張裂，形成斷陷，斷陷中沉積布達(dá)特群河湖相碎屑巖沉積；中侏羅世末發(fā)生一次較強(qiáng)的構(gòu)造運動，使上侏羅統(tǒng)與中侏羅統(tǒng)之間呈不整合接觸；至晚侏羅世，構(gòu)造活動進(jìn)一步加劇，沿斷裂帶產(chǎn)生大規(guī)模的火山噴發(fā)，發(fā)育火山巖；早白堊世早期，地貌反差大，在斷陷中充填一套河湖相沉積。晚白堊世裂谷期坳陷發(fā)育階段的產(chǎn)物，青元崗組為一套河湖相紫紅、棕紅、灰綠色泥巖；早第三紀(jì)研究區(qū)處于隆升、剝蝕階段，未接受沉積；晚第三紀(jì)又下沉，沉積了上第三系呼查山組河流相沉積；第四紀(jì)，普遍接受沉積，沉積了一套灰黃色砂、礫層和灰黑色砂質(zhì)粘土，一般厚約10～15m，其下與第三系呈不整合接觸。

2 油氣成藏條件分析

2.1 烴源巖

盆地主力烴源巖為扎賚諾爾群南屯組和大磨拐河組的淺－深湖相沉積［1～3］。南屯組暗色泥巖累計厚度100～300m，泥巖有機(jī)質(zhì)豐度高，暗色泥巖中有機(jī)碳含量為1.7%～0.55%，總烴含量為0.05%～0.3%，有機(jī)質(zhì)類型以腐殖－腐泥型為主，兼少量腐泥型，Ⅲ型干酪根為主。在北部絕大部分凹陷南屯組泥巖鏡質(zhì)體反射率Ro小于0.7%；南部南屯組底Ro值及地層溫度普遍較高，Ro值普遍可達(dá)0.7%，最高可達(dá)1.3%。南屯組絕大部分烴源巖已進(jìn)入生油氣高峰期［3，4］。

大磨拐河組暗色泥巖累計厚度最大，在150～600m之間，平均累計厚度364m，暗色泥巖中有機(jī)碳含量為1.4%～4.1%，氯仿瀝青 “A”含量為0.03%～0.13%。屬Ⅲ型干酪根，煤為Ⅲ2型，暗色泥巖以Ⅲ1型為主。大磨拐河組底Ro值和地層溫度分布具有南高北低的特點，北部Ro普遍小于0.5%，凹陷中心部位Ro值可達(dá)0.7%，北部絕大部部分地區(qū)大磨拐河組烴源巖未成熟；南部大磨拐河組底Ro值及地層溫度普遍較高，達(dá)到成熟［4，5］。

銅缽廟組是盆地次要生油巖系，暗色泥巖不發(fā)育，暗色泥巖累計厚度10～150m之間，暗色泥巖有機(jī)質(zhì)豐度低，有機(jī)碳含量為0.77%～2.22%，氯仿瀝青 “A”含量為0.005%～0.14%，總烴含量為0.02%～0.1%，有機(jī)質(zhì)類型以腐殖型為主，兼少量腐泥－腐殖型。銅缽廟組烴源巖已進(jìn)入生油高峰期。

2.2 儲集層

盆地內(nèi)主力儲集層垂向上可分為5套：基巖風(fēng)化殼、布達(dá)特群、銅缽廟組、南屯組二段和大磨拐河組二段。南屯組二段和大磨拐河組二段為砂巖儲層，儲集空間類型以孔隙為主。銅缽廟組為砂礫巖儲層，儲集空間類型以孔隙、裂縫為主，受主干斷裂控制。布達(dá)特群和基巖風(fēng)化殼以裂縫和溶洞為主。該區(qū)主要儲集層為南屯組二段、大磨拐河組二段、興安嶺群和布達(dá)特群［3，6～8］。

2.3 蓋層

大磨拐河組一段是其下部地層的區(qū)域性蓋層，大磨拐河組一段沉積期是區(qū)域性水進(jìn)期，每個凹陷都發(fā)育有厚150～200m的暗色泥巖。伊敏組一段泥巖厚度60～100m，單層最大厚度10～25m，可形成局部蓋層。

2.4 生儲蓋組合

盆地內(nèi)可以劃分為3種類型生儲蓋組合：其一為下生上儲類型，烴源巖層為南屯組，儲層為南屯組以上的大磨拐河組、伊敏組，蓋層為大磨拐河組、伊敏組泥巖層；其二為自生自儲類型，烴源巖層主要為南屯組、大磨拐河組，但同時，儲層為與烴源巖互層發(fā)育的砂體，蓋層為烴源巖層泥巖，該種類型的組合是盆地的主要組合類型；其三為新生古儲類型，烴源巖層主要為南屯組，而儲層為烴源層下伏的基巖或者火山巖裂縫，蓋層主要為烴源巖層和基巖、火山巖頂部的致密巖層。

3 油氣成藏模式

3.1 烏爾遜凹陷北部近源巖性遠(yuǎn)源構(gòu)造控制成藏模式

烏爾遜北部地區(qū)主要包括扎和廟 （烏北）次凹、黃旗廟構(gòu)造帶、蘇仁諾爾構(gòu)造帶和銅缽廟構(gòu)造帶，勘探面積1140km2，面積內(nèi)探井46口，其中23口井獲得工業(yè)油流。

烏北洼槽是烏爾遜北部地區(qū)主要的生油洼槽?？v向上，大磨拐河組一段與南屯組暗色泥巖最為發(fā)育，南屯組為好－很好烴源巖。南屯組烴源層正處于成熟生油階段，下部達(dá)到生油高峰。

烏爾遜北部為單斷斷槽式結(jié)構(gòu)，其西部邊界由烏西大斷裂控制，中部由蘇仁諾爾斷裂產(chǎn)生走滑而形成的羽狀斷塊、斷鼻組成。該地區(qū)油氣主要來源于南屯組烴源巖，一方面洼槽中生成的油氣沿斷裂由生烴中心向烏北蘇仁諾爾構(gòu)造帶進(jìn)行長距離運移，在有利圈閉聚集成藏，形成斷鼻油氣藏、斷塊油氣藏和構(gòu)造－巖性油氣藏；另一方面在烏北洼槽中生成的油氣經(jīng)砂體進(jìn)行短距離運移，直接在源巖周圍的巖性圈閉中聚集形成巖性油氣藏［1，9］（圖2）。

圖2 海拉爾盆地烏爾遜凹陷北部成藏模式圖

3.2 烏爾遜凹陷南部近源巖性遠(yuǎn)源復(fù)合控制成藏模式

烏爾遜南部地區(qū)主要生烴凹槽為拉然賓廟 （烏南）次凹，圍繞該次凹分布4個構(gòu)造帶，分別為烏西斷階帶、烏中斷隆帶、烏東斜坡帶和巴彥塔拉構(gòu)造帶。

烏南次凹有效烴源巖主要發(fā)育在南屯組和大磨拐河組［5］。油氣縱向分布層位明顯，為南二段和大二段以及巴彥塔拉古潛山，主要發(fā)育的油氣成藏組合是自生自儲型和新生古儲型。同時也發(fā)育下生上儲型的成藏組合，主要是油氣沿斷裂的垂向運移形成油氣藏 （圖3）。

烏南洼槽為生烴中心，生成的油氣經(jīng)過初次運移首先在凹陷內(nèi)部合適的砂巖體中聚集成藏，形成巖性油氣藏 （圖中烏18井處D型）；然后生成的油氣通過斷層向巴彥塔拉構(gòu)造帶和烏東斜坡帶進(jìn)行二次運移，在烏東斜坡帶和烏南洼槽交接區(qū)形成構(gòu)造－巖性油氣藏 （C），在構(gòu)造高部位形成斷塊油氣藏（A），在發(fā)育基巖風(fēng)化殼的地方形成潛山油藏 （B）。

3.3 貝爾凹陷油氣近源巖性遠(yuǎn)源構(gòu)造及隆起潛山控制成藏模式

目前，貝爾凹陷的發(fā)現(xiàn)的油氣藏主要分布在呼和諾仁地區(qū)、蘇德爾特地區(qū)和貝中地區(qū)，發(fā)現(xiàn)的油藏類型以斷塊、斷鼻和古潛山型為主，凹陷邊緣斜坡帶是斷塊和斷鼻型油藏的主要分布區(qū)，洼槽之間的構(gòu)造隆起帶是古潛山型油藏的分布區(qū)，在洼槽中心是巖性 （砂巖透鏡體和砂巖上傾尖滅油藏）分布區(qū)。

研究表明，呼和諾仁地區(qū)和蘇德爾特地區(qū)的原油主要來自貝西洼槽的南屯組成熟厚層泥巖，其次是銅缽廟組源巖，而貝中地區(qū)原油主要來自貝中洼槽南屯組源巖的供給，生成的油氣經(jīng)源巖層中的砂體初次運移部分在砂體中聚集形成巖性油氣藏，其余大部分油氣再通過大的油源斷裂直接運移至構(gòu)造高部位成藏［10～12］（圖4）。

圖3 海拉爾盆地烏爾遜凹陷南部成藏模式圖

圖4 海拉爾盆地貝爾凹陷成藏模式圖

4 結(jié) 論

1）盆地主力烴源巖為扎賚諾爾群南屯組和大磨拐河組淺－深湖相泥巖，主力儲集層垂向上可分為5套：基巖風(fēng)化殼、布達(dá)特群、銅缽廟組、南屯組二段和大磨拐河組二段。大磨拐河組一段是其下部地層的區(qū)域性蓋層，伊敏組為局部蓋層。盆地發(fā)育下生上儲類型、自生自儲類型和新生古儲類型3大主要類型生儲蓋組合。

2）海拉爾盆地油氣富集的三大主要成藏模式為近源巖性遠(yuǎn)源構(gòu)造控制成藏模式、近源巖性遠(yuǎn)源復(fù)合控制成藏模式和近源巖性遠(yuǎn)源構(gòu)造及隆起潛山控制成藏模式。

［1］董煥忠.海拉爾盆地烏爾遜凹陷南部大磨拐河組油氣來源及成藏機(jī)制 ［J］.石油學(xué)報，2011，32（1）：62～69.

［2］劉秋宏，盧雙舫，李軍輝，等.海拉爾盆地呼和湖凹陷南屯組層序地層與沉積體系分析 ［J］.沉積學(xué)報，2010，28（2）：227～234.

［3］彭建亮，姜茵華，李紅英.海拉爾盆地貝中次凹南屯組一段儲層特征分析及評價 ［J］.石油天然氣學(xué)報，2010，32（6）：255～258.

［4］魏國慶.海拉爾盆地巴彥塔拉地區(qū)烴源巖評價 ［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2010，（4）：126～128.

［5］李濤，肖磊，魏文文.海拉爾盆地烏爾遜凹陷烴源巖評價 ［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2010，（21）：42～43.

［6］王娜，沈小雙，婁生瑞.海拉爾盆地烏爾遜凹陷烏南地區(qū)下白堊統(tǒng)層序地層發(fā)育及沉積相帶特征 ［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2010，（16）：45.

［7］張丹，盧旭，姜雪洋.海拉爾盆地烏爾遜凹陷沉積特征研究 ［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2010，（18）：111～112.

［8］賴志云，徐倫勛.呼和湖凹陷辮狀三角洲的沉積特征和儲集性能 ［J］.江漢石油學(xué)院學(xué)報，1991，13（1）：1～9.

［9］賴志云，張金亮，徐倫勛，等.海拉爾盆地烏爾遜凹陷上侏羅統(tǒng)大磨拐河組沉積相 ［J］.江漢石油學(xué)院學(xué)報，1989，11（3）：1～10.

［10］徐振中，姚軍，王夕賓，等.海拉爾盆地蘇德爾特油田布達(dá)特群儲層裂縫的綜合評價 ［J］.石油天然氣學(xué)報，2008，30（3）：15～18，23.

［11］孫永河，韓鈺萍，馮志鵬，等.海拉爾盆地貝爾凹陷斷裂系統(tǒng)及其對油氣運聚的控制作用 ［J］.地質(zhì)論評，2011，57（1）：89～100.

［12］孫文龍，孟媛媛，茍增娜，等.海拉爾盆地油水層綜合解釋技術(shù)研究 ［J］.石油天然氣學(xué)報，2009，31（5）：243～245.

Hydrocarbon Enrichment Rules of Haila'er Basin

CAO Tian－jun，CHEN Rui－sheng，YUAN Yan－fang（Author's Address：Shaanxi Yanchang Petroleum（Group）Co.Ltd.，Yan'an716000，Shaanxi，China）

Haila'er Basin had broad oil and gas exploration prospects.Through systematic analysis of reservoir characteristics of source rocks，reservoirs，cap rocks and source－reservoir－cap assemblages in Haila'er Basin，this article summarized reservoir forming modes of Haila'er Basin.The results show that Hailaer Basin has three main reservoir modes of hydrocarbon accumulation：they are controlled by near－source lithology and far－source structure，the compound control model of near－source lithology and far－source structure，and controlled by near－source lithology，far－source structure and uplift buried－h(huán)ill.

Haila'er Basin；source－reservoir－cap assemblages；accumulation regularity；reservoir formation mode

TE122.1

A

1000－9752（2011）06－0178－05

2011－04－10

曹天軍 （1968－），男，2008年西安石油大學(xué)畢業(yè)，工程師，現(xiàn)主要從事油氣勘探開發(fā)方面的研究工作。

［編輯］ 宋換新