內(nèi)蒙古中部中侏羅統(tǒng)石拐群地油藏、煤藏情況與評(píng)價(jià)

李滿英 張春華 盧俊玲

摘要：內(nèi)蒙古中部中侏羅統(tǒng)石拐群包括五當(dāng)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(qū)出露較全，廠漢溝組富含油頁(yè)巖，石拐盆地發(fā)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(yùn)移，在盆地邊緣及煤井中，多處見(jiàn)油氣顯示，特別是原油油苗的發(fā)現(xiàn)，標(biāo)志著石拐盆地具備油氣藏的形成與運(yùn)移條件。

關(guān)鍵詞：石拐群 五當(dāng)溝組 廠漢溝組 湖相沉積建造 油頁(yè)巖 油氣藏

1.石拐群（J1-2sh）巖石地層特征

本區(qū)侏羅系發(fā)育下中侏羅統(tǒng)石拐群。石拐群在石拐盆地出露最完整、連續(xù)，在固陽(yáng)盆地西南緣營(yíng)盤(pán)灣—大佘太，武川盆地南緣大海流—西柜、三道溝、供濟(jì)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(dāng)溝組和廠漢溝組。五當(dāng)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?guī)r地層。這套地層在呼和北地區(qū)分布廣泛，以湖沼相含煤地層和半深湖—深湖相含油頁(yè)巖沉積為特征。

五當(dāng)溝組分三個(gè)巖性段。三段為濱淺湖—半深湖環(huán)境下的一套沉積物，主要巖石組合為灰白色中粗粒長(zhǎng)石砂巖、灰色、灰綠色細(xì)砂巖、灰黑色粉砂巖夾粉砂質(zhì)泥巖、泥頁(yè)巖及煤層，局部為深湖相泥巖組合。

五當(dāng)溝組二段：巖石組合以厚層狀灰黃色含礫粗粒長(zhǎng)石砂巖、雜砂巖為主，夾灰白色細(xì)礫巖、灰黑色粉砂巖、碳質(zhì)粉砂質(zhì)泥巖及煤線，其巖性由粗至細(xì)組成多個(gè)基本層序旋回。細(xì)碎屑的粉砂巖及粉砂質(zhì)泥巖橫向分布穩(wěn)定，單層厚度在3—5m，厚度變化小，區(qū)域上可作標(biāo)志層。而粗碎屑巖多呈透鏡體，橫向尖滅再現(xiàn)現(xiàn)象常見(jiàn)，最大厚度20m，一般在5—10m±。

五當(dāng)溝組一段：累計(jì)厚度859.46m。地層層序：下部為灰黑色粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖及煤線，由數(shù)個(gè)向上變細(xì)的基本層序旋回疊覆，底部為含礫粗粒長(zhǎng)石砂巖，具楔狀交錯(cuò)層理、平行層理。該巖段以砂礫巖層夾可采煤層為標(biāo)志；上部為灰綠色含礫粗粒長(zhǎng)石雜砂巖夾灰黑色粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖以及灰黑色粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖夾灰綠色含礫粗粒長(zhǎng)石砂巖、細(xì)粒巖屑長(zhǎng)石雜砂巖，以巨厚的泥巖、粉砂質(zhì)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(gè)巖性段，其巖性組合為黃綠色含礫粗粒長(zhǎng)石雜砂巖、中粗粒巖屑雜砂巖、中細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、灰色頁(yè)巖、泥晶灰?guī)r，構(gòu)成多個(gè)向上變細(xì)的基本層序[1]。

1.3地層對(duì)比

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

下中侏羅統(tǒng)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(tǒng)厚度及巖性存在較大差異。

五當(dāng)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(xì)碎屑湖相泥頁(yè)巖夾水下扇厚層砂體為特征。未見(jiàn)邊緣相粗碎屑沉積，可認(rèn)為石拐盆地是受后期構(gòu)造隆升、剝蝕的殘留盆地。在固陽(yáng)一帶，五當(dāng)溝組為一套粗碎屑含煤建造，與石拐地區(qū)對(duì)比，應(yīng)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(dāng)溝組，下部為一套灰綠色長(zhǎng)石砂巖夾煤層，上部為灰黑色粉砂質(zhì)泥巖、黑色泥巖夾泥質(zhì)粉砂巖，為濱淺湖和岸后沼澤沉積，可與石拐地區(qū)五當(dāng)溝組三段對(duì)比。在該盆地邊部，由于推覆構(gòu)造的改造及上侏羅統(tǒng)大青山組超覆，未見(jiàn)其頂?shù)讓游?。但考慮五當(dāng)溝組地層的連續(xù)性，推測(cè)武川盆地中應(yīng)具相對(duì)完整的五當(dāng)溝組沉積。

五當(dāng)溝組二段為向上變粗的進(jìn)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(qū)域上延伸不穩(wěn)定。而石拐地區(qū)五當(dāng)溝組三段沉積環(huán)境變化較大，表現(xiàn)濱淺湖—半深湖—濱淺湖的遞進(jìn)演變，橫向上向東漸變?yōu)樯詈?，灰黑色泥灰?guī)r層逐漸變厚。

五當(dāng)溝組一段反映濱淺湖—深湖的沉積環(huán)境，在湖盆中受EW向水下隆起分割，形成EW向局部凹陷。此時(shí)，湖水相對(duì)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(jiàn)于石拐及固陽(yáng)地區(qū)，為深湖—半深湖相碎屑巖—碳酸鹽巖建造。在石拐地區(qū)出露較全，以穩(wěn)定的油頁(yè)巖、泥灰?guī)r為特點(diǎn)。而固陽(yáng)地區(qū)的廠漢溝組碎屑粒度較粗，灰?guī)r及泥灰?guī)r層較薄，夾于碎屑巖之中[2]。

2.石拐盆地油藏、煤藏形勢(shì)與評(píng)價(jià)

2.1油藏形勢(shì)與評(píng)價(jià)

2.1.1生油條件與評(píng)價(jià)

由盆地的沉積演化控制，石拐盆地發(fā)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(huán)境下形成的高碳泥巖，具有較高的有機(jī)質(zhì)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(yùn)移，在盆地邊緣及煤井中，多處見(jiàn)油氣顯示，特別是原油油苗的發(fā)現(xiàn)，標(biāo)志著石拐盆地具備油氣藏的形成與運(yùn)移條件。

2.1.2.1工人村二礦二隊(duì)二號(hào)井原油油苗為黃褐色液體輕質(zhì)原油。

油苗點(diǎn)坐標(biāo)為：19438975，4505825

在煤井井下70m處，產(chǎn)出層位為五當(dāng)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(hào)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(zhì)原油。

油苗點(diǎn)坐標(biāo)為：19440275，4505510。

油苗產(chǎn)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(chǔ)集層條件與評(píng)價(jià)

石拐盆地侏羅系中可作為儲(chǔ)集層的砂巖類(lèi)極其發(fā)育，累計(jì)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(lèi)型大多數(shù)為長(zhǎng)石砂巖、長(zhǎng)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(zhì)，局部為鈣質(zhì)。由于所處的沉積相帶不同，其巖石學(xué)特征有一定差異，但總體顯示較低的結(jié)構(gòu)—成分成熟度特征。

各段砂巖孔隙類(lèi)型主要為粒間縮小孔，局部有一定的粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔、裂隙孔，孔隙喉道不發(fā)育，往往被壓實(shí)及自生綠泥石堵塞。綜合評(píng)價(jià)認(rèn)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(chǔ)集層，但按儲(chǔ)層評(píng)價(jià)體系評(píng)價(jià)，仍屬Ⅲ類(lèi)以下低孔低滲儲(chǔ)層。

2.4蓋層條件與評(píng)價(jià)

根據(jù)沉積相綜合剖面分析，石拐盆地下中侏羅統(tǒng)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(qū)域蓋層。

2.5生儲(chǔ)蓋組合特征

石拐盆地發(fā)育三套烴源巖[3]（五一段、五三段、廠一段），四套儲(chǔ)集層（五一段、五二段、五三段、廠一段，但真正意義上儲(chǔ)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(shí)際上五一段有多層蓋層）。它們?cè)诳v向上可組成五套生儲(chǔ)蓋組合。

（1）下生中儲(chǔ)上蓋組合：五一段生，五二段儲(chǔ)，五三段和廠一段蓋；

（2）自生自儲(chǔ)自蓋組合：五一段內(nèi)自生、自儲(chǔ)、自蓋組合；

（3）下生自儲(chǔ)自蓋組合：五一段上部生，五二段中部?jī)?chǔ)，上部蓋組合；

（4）自生自儲(chǔ)上蓋組合；五三段下部生、中部?jī)?chǔ)，廠一段底蓋組合；

（5）自生自儲(chǔ)上蓋組合：廠一段底部生、中部?jī)?chǔ)，廠二段蓋

3.煤藏形勢(shì)與評(píng)價(jià)

3.1石拐盆地含煤地層為上石炭統(tǒng)拴馬樁組、下—中侏羅統(tǒng)石拐群五當(dāng)溝組。根據(jù)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(qū)和盆地南部即白狐溝山前推覆帶和壕來(lái)溝背斜褶皺帶內(nèi)。

3.2現(xiàn)石拐煤田開(kāi)發(fā)的煤炭資源主要是由于斷裂與褶皺構(gòu)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(zhì)測(cè)量、非地震地球物理測(cè)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(kāi)發(fā)前景。

3.3就J1w煤系而言，應(yīng)屬湖盆發(fā)育初期形成的下煤層，在湖盆發(fā)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(duì)于尋找盆緣厚煤層至關(guān)重要。諸如此類(lèi)問(wèn)題還有許多，有些問(wèn)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(yáng)、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(diǎn)，即煤層多、單層厚度小、橫向穩(wěn)定性差。煤種為氣煤、肥煤和焦煤[4]。