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二连盆地宝勒根陶海凹陷石油地质构造特征初析 封银 国林进王东辉 陕西延长石油集团有限责任公司油气勘探公司，陕西省延安市 7 1 6 0 0 0 摘要以二连盆地宝勒根陶海凹陷的地质、地球物理、钻探以及卫星影像等资料为依据，论述了该凹陷烃源岩特 征、储层类型、盖层特征以及生储盖组合、油气圈闭类型和分布规律。在此基础上，指出了油气勘探方向。 关键词二连盆地 ；宝勒根陶海凹陷；构造特征；石油地质；圈闭类型 中图分类号T El l 1 文献标识码A 宝勒根陶海 凹陷是二连盆地腾格尔坳陷伸向温都 尔庙隆起之上呈北东向展布、 窄而长、 小且深的一个不 对称双断凹陷， 长 5 5 k m， 宽5 ～1 2 k m， 面积为5 4 0 k m ， 最大沉积厚度达 3 5 0 0 m。近两年来 ，区内投入大量地 质、 地球物理 ， 特别是钻探工作量 ， 其中有数十 口井出 油， 多口为高产工业油流或 自喷 ， 这在二连盆地实属罕 见，证实该凹陷是一个小而肥的生油凹陷。 南北挤压的势态。这与李四光论述的中生代以来亚洲 大陆东部存在着由亚洲大陆向南、太平洋相对向北运 动而产生的左旋剪切作用相一致。在断褶带低洼处或 受基底内部的拆离作用， 充填沉积了早、 中侏罗世山间 型类磨拉石含煤建造，十分类似于阿巴拉契亚式推覆 构造。 它不仅影响了早、 中侏罗世盆地发育， 而且亦使 古生代基底受到了改造。 1 断陷盆地的演化 7 ， 2 拉砌 期 晚古生代末期 ，夹峙在西l “ R ll 亚地块与华北地块 之间，其中包括本区在内的中亚一蒙古海槽急剧褶皱 隆起 ， 敛合、固结成更广泛的古亚洲大陆 ， 结束了本区 古生代时期 “ 手风琴式” 海槽演化阶段， 开始了与前期 迥然不同的陆盆发育时期[ 】 1 。 根据沉积建造、 岩浆活动、 构造变动以及同位素年龄等资料分析，可将凹陷地质 构造演化划分为如下阶段。 1 ． 1 穹形隆起期 三叠纪一早侏罗世初， 受海西运动高地温场影响 ， 壳下物质因热膨胀 ， 引起密度减小， 发生均衡上升或区 域穹隆作用 ，区内普遍缺失三叠系和部分下侏罗统沉 积。 早侏罗世初一中侏罗世末， 随着太平洋一库拉板块 所产生的扩张脊朝北北西向挤压扭动，我国东部滨太 平洋构造域地壳强烈 “ 活化” ，以北东一北北东 向为主 线的压或压扭性断裂大量出现 ，终于打破 了长期以来 早自垩世初 ， 古亚洲东北隅发生 了安第斯式碰撞 ， 本区处于弧后盆地。 随着板块俯冲导致的小型热对流， 使本区地壳逐渐拉伸、 变薄， 与之大体同步的火山岩浆 活动十分活跃，以东强西弱和多以北东向线状喷发或 外溢为其特征。 因火山大规模喷发产生的热效应， 致使 地壳受热松弛，尔后冷却脆化 ，抗张强度减小。 在穹形隆起背景上， 断块普遍破裂与陷落， 其翘起 侧形成凸起，倾伏侧沦为凹 断陷。 在较深的地壳层断裂发生张性活动， 以适应盆地的 沉陷， 分割充填沉积了本区第一套杂色碎屑岩建造， 即 阿尔善组， 具有西 北 厚 2 0 0 0 - 2 3 0 0 m 南 东 薄 3 0 0 6 0 0 m的特点，它是本断陷第一套生油岩 。 早白垩世中期为盆地发育的鼎盛期， 以水平拉张、 垂直深陷为特征， 凹陷普遍经历了一个持续、 稳定的沉 积环境。沉积作用受同生断层控制。此期扩张大于沉 降， 不断扩大、 加深的水域曾一度漫过低凸起， 使早期 第一作者简介封银国，男，工程师，毕业于西安石油大学，主要从事石油勘探工作。 收稿日 期2 0 0 8 0 5 1 9 ；修改13 期 2 0 0 8 0 9 1 7 3 1 N o 5 2 0 0 8 C h in a P e t r o I e u m E x p l。 r a t i。 n 、 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 分割的断陷沉积连为 一 体。广泛沉积了以湖相为主的 暗色碎屑岩生油岩建造，厚600 ～ 1800m ，为本区最有 利的生油岩系。 早白垩世中晚期，以中、基性岩浆喷溢为重要标志 的构造运动又趋于活跃，表现为区域短暂隆升和剥蚀夷 平，随后，拉张应力明显减弱和地壳重力重新均衡调 整。与其相对应，盆地由断陷向坳陷转化，以整体下拗 为主，巴音塔拉以南的断陷多为继承性下沉，而以北的 断陷稍具变异性。近东西向老断裂再度复活，致使大型 坳陷内出现近东西向横向隆起，但断陷内部次级断块仍 保持着继承性、缓慢活动的特点。此期沉积了 一 套河沼 相粗碎屑岩建造，不整合平铺于下伏腾格尔组或更老的 地层之上，其泥岩夹层可作为区域或局部有利盖层【 3】。 新生代时期是盆地萎缩、夭折期，特别是古近纪末 或新近纪初，印度板块与欧亚板块陆壳碰撞，前者以每 年50mm速度向北北东方向推进。此外，太平洋板块 运动方向已由北北西向转变为北西西向，这种叠加作 用力成为控制凹陷发育的主导因素。凹陷表现为东北 部抬升、西南部继续下沉。之后，凹陷又经历了间歇性 抬升和剥蚀夷平以及断裂走滑作用，年青的沉积物掩 覆了盆地早期的垒堑结构，塑造了现今复杂多姿的断 陷构造、地貌形态。 总之，宝勒根陶海凹陷在区域隆起的背景上，经历 了早期拉张断陷、中期下沉拗陷和后期隆升萎缩这 一 完整的盛衰演化过程，为本区油气的生成、运移、聚集 与保存提供了较好的地质构造背景。 2断陷组合特征 宝勒根陶海凹陷处于大兴安岭重力异常梯度带的 地壳厚度陡变带上。反映地壳物质变化的布格重力异 常值为 - 120 ～ 一 50reGal ，地壳厚度减薄为4 0 ～ 4 4km ， 均呈区域性北东向，与盆地走向基本 一 裂 ‘． 5】 。中、新 生代盆地的浅层构造叠置在这样的深部背景上，在拉 张应力场作用下发育而成。在空间分布上往往追踪北 北东、北东向断裂，伴有北西、北西西向断裂，北东东、 北东向断裂被后者截切或以隆起间列，发育了 一 系列 次级地堑、半地堑或箕状盆地。控制断陷盆地的断层常 常为多期活动，力学性质与原来的不同， 一 般显张性或 ／／／I中国石油勘探2008年第5期 32 张扭性，属于正断层或正平移断层及高角度阶梯式断 裂。构造与二连盆地其他断陷类似，但又明显不同。 组成盆内构造的不是简单的断陷与断凸，而是由 不同方向、不同性质和不同规模的断裂切割成大小不 等、形态各异的歪斜断块。在统 一 应力场作用下，沿断 面间歇、继承性规则运动，显示出复杂多变的构造形 态。从力学观点解析凹陷，尽管其间千姿百态、大小悬 殊、各具特色，但就其边界断裂力学性质、生成时代、 平面展布而言，彼此间却存在着密切的、内在的联系， 说明是在统 一 力学机制作用下的产物，形成有规律的 排列组合。该凹陷具有纵向成条、横向分块及条块镶嵌 的结构、构造特点，纵向成条表现为东部陡坡带、中部 深凹陷带和西部缓坡带；横向分块表现为以北西向断 隆或调节带为界，又可分为断陷结构、构造样式、圈闭 类型和油藏类型不同的3段图1。 1北部单断型东侧断裂发育，而西侧往往为超 覆接触关系，这类断陷结构在本段占有相当大的比例。 断陷内发育同倾向断层或由其组成的掀斜断块，它破 坏了断陷内部结构的完整性。其边界断层及其次级断 层呈犁式或铲状，具有生长性质。因而，断层的张性倾 滑活动与沉积作用同步发生。沉积物具有快速交替韵 律和粗 一 细 一 粗的沉积旋回及相应的生储盖组合。整 个断陷呈同向旋转，基底断块整体翘起或掀斜，沉积体 横剖面为楔状。断裂 一 侧沉积厚、颗粒细；对侧逐渐超 覆或尖灭，地层减薄，甚至被剥蚀。沉积中心有逐渐向 断裂 一 侧迁移之势【 6 -．1 。这类断陷 一 般宽而浅，具有横 向相变剧烈、厚度梯度大等特点。断陷深层为单向掀斜 断块，中层常伴有滚动背斜，浅层常见披覆构造。这些 不同层次、深度的各类局部构造多为同沉积构造，对油 气的聚集与保存有利。 2中部双断型该段往往有两条大体平行、倾向 相对的边界断裂，或半地堑进 一 步发展而产生对侧的 边界断裂构成完整的断陷或地堑。这类断陷在沉积建 造发育、断层活动方式等方面与单断陷有较大的差异， 其特点为断层发育早，断面与地层层面倾向相同，断面 倾角变化大，活动性强， “ 呈座椅式 ” ，生长指数为2．8 ～ 3．2。表现出沉积物尚未固结而发生重力滑移的同生断 裂特点，逆牵引构造发育。断块沿断面逐级下陷，愈近 断陷中心总断距愈大。它加强了盆地的下沉，控制了盆 地的沉积中心。在短距离内，岩性 、岩相和厚度变化较 稳定，该断陷型沉积厚度可达3500m。尤其是同时产 生两条边界断裂控制的断陷。这类断陷 一 般窄而深、面 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 图1宝勒根陶海凹陷中部a、北部 b、南部 C地震剖面 图 F i g ．1Seismicprof iles ofthe mi dd leparta ，thenorthernpartb，andthe souther npartCof Baolegentaohais ag 积较大且厚度梯度变化亦大，高垒块往往位于断陷的 缓坡带上，这有利于油气的生成、聚集与保存。 3南部垒堑型 一 般早期形成的断陷构造经历了 多期、复杂的演化阶段。断陷内发育了 一 系列反向次级 断裂，形成次级地堑、地垒构造，后期年轻盖层披覆于 次级的垒堑构造之上 ，显示出复式断陷结构类型。这类 断陷多具有较大的沉积体积和生油岩厚度。大型同生 断层和高垒块往往控制油气生成、运聚的主导方位，应 是本区石油勘探的主要对象之 一 。 以上3段断陷结构类型的差异不但控制了本区断陷 的生油岩、圈闭构造的发育，而且控制 了该断陷油气运 聚和储量分布在纵、横向上的变化。 33No52008C h inaPetrole umExplor atJ 0n、滁 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 3石油地质条件分析 3 ．1生油条件 据地震、钻井资料统计，晚侏罗世 一 早 白垩世盆地 的湖相沉积累计厚2000 ～ 3500m ，其中暗色泥岩厚 600 ～ 1200m ，占地层总厚度的41％ ～ 50％ 。这 一 数量 级在二连盆地是有代表性的。有机质丰富，有机碳含量 平均为1 ．21％ ，个别高达7．12％陶参1；氯仿沥青 “ A ” 平均在0．032％左右，最高为0 ．1324％；总烃含 量为 4 53 ～ 1300 10 一 ；总烃／有机碳为2 ．53 ～ 9．05。并且有随深度增加而有机质丰度变好的趋势。较 高的地温梯度有利于烃类转化。根据时间、温度指数 丁丌计算，生油门限深度在800m陶1，从盆地中 部向两侧逐渐变深。经对2 口井68块样品的干酪根元 素分析，本区生油岩母质类型为腐殖型32％、腐殖 一 腐泥型62％和腐泥型6％，愈靠近深凹陷生油 岩母质类型愈好。 3 ．2储集条件 由于盆地沉积速率快、厚度变化梯度大，特别是断 陷窄而深，湖盆岸线长。在同生断裂 一 侧，地形反差大， 风化剥蚀强，搬运距离短，沉积速度快，形成了与岸线 近垂交的各种扇体。现 已发现砂岩、砾岩、变质岩等多 种储层，它fflH互有不同叠置方式或类型，这是该凹陷 储层最典型的特征之 一 。 据钻井资料统计，砂岩占地层总厚度的15％ ～ 30％ ，最大单层厚度达108m，其孔隙度为15％ ～ 26％ ， 渗透率多在100 ～ 200roD 。砂岩储层总的分布规律是 在盆地发育早期和晚期，地层以及断陷的边缘地带厚 度大，孔隙度和渗透率高，除砂岩在各层系均有广泛分 布外，还有以溶蚀和改造为特点的各种溶蚀孔洞、构造 裂隙及其共生的混合型集合体，特别引人注目的是阿 尔善组顶面风化壳原生孔隙和次生孔隙是本区重要的 储集类型。钻井证实，凹陷南部即发育经过 了风化、淋 滤和叠加改造所形成的孔、洞和裂缝发育的储集体。而 各种砂体是在搬运距离短、快速堆积环境下形成的，因 此，具有分选性差、成熟度低、结构成熟度中等特点。 3 ．3盖层特征 宝勒根陶海凹陷盖层岩石类型单 一 ，主要为泥质 岩类。下白垩统巴彦花群沉积时期发生了3次湖侵，建 衫二 历， r中国石油勘探 2038年第5期 34 造 了3套滨浅湖、较深湖、深湖相泥岩。由于各期湖侵 规模大小不同、持续的时间长短不 一 ，以及各个凹陷的 构造演化和沉积相带展布的差别，致使凹陷内部泥岩 盖层在纵向上和横向上的分布都具有 一 定的差异。 在纵 向上，下白垩统巴彦花群自下而上发育阿尔 善组、腾 一 段和腾二段上部3套泥岩盖层。 阿尔善组泥岩是 一 套较好的局部盖层，凹陷北部 和南部已形成油气藏。 腾 一 段中、上部泥岩是 一 套良好的区域性盖层。由 于腾 一 段沉积时是湖盆发育的鼎盛时期，泥岩分布广 泛，因此腾 一 段中上部的暗色泥岩成为其下伏砂岩储 层的良好盖层。 腾二段中、上部泥岩也是 一 套良好的区域性盖层， 在凹陷中都有分布。 在平面分布上，以上3套盖层区域上的分布与凹陷 的构造发育史、凹陷的结构和沉积演化特征紧密相关。 阿尔善组沉积时期，凹陷西北部湖盆形成早，阿 一 段、 阿二段为滨浅湖相沉积，沉积 了厚500 ～ 8 00m的暗色 泥岩，是 一 套凹陷内分布较广的盖层；而西南部的深湖 区分布范围小，暗色泥岩主要分布在中部洼槽，因此泥 岩盖层分布具有局限性。 腾 一 段中、上部的泥岩盖层在已钻探的构造部位 均有分布，是 一 套区域性的盖层。腾 一 段沉积中后期的 湖侵波及凹陷，水体较深，暗色泥岩分布普遍，但由于 古地形的高低差异，在凹陷的沉积中心发育最厚，隆起 带和斜坡等较高部位厚度减薄。 腾二段中、上部的泥岩盖层在凹陷均有分布。由于 沉积中心转移，致使腾二段泥岩盖层在平面分布上与 腾 一 段有较大差别。如腾 一 段的沉积中心位于巴音塔 拉之南的洼槽中。 总之，盖层对油气的封盖作用，不仅需要有较强的 微观封闭能力，而且要求在空间上具有 一 定的厚度和 横 向分布范围。钻井证实，腾 一 段暗色泥岩为好的盖 层，阿尔善组和腾二段暗色泥岩次之。 3 ．4生储盖组合类型 巴彦花群 自下而上形成了3大套生储盖组合①以 阿四段层状砂岩为储层，以阿四段为烃源岩，由腾 一 段 底部泥岩为盖层的自生自储上盖型的生储盖组合；② 以阿四段砂岩、砂砾岩为储层及以腾 一 段内部砂岩夹 层作储层的自生自储自盖型的生储盖组合；③以腾 一 段 下部砂砾岩为储层，腾 一 段中部泥岩为盖层，阿四段为 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 烃源岩，以及以腾二段砂砾岩集中段为储层，由赛汉塔 拉组泥岩作盖层，以阿尔善组和腾 一 段为烃源岩，形成 下生上储上盖型的生储盖组合。相对应地形成盆地的3 个油层组，即阿四油层组、腾 一 油层组和腾二油层组。 3 ，5圈闭类型及分布规律 3．5．1固闭类型 特定的地质背景以及复杂的构造变动和沉积演化 特征决定了宝勒根陶海凹陷发育多种类型的构造圈闭 和隐蔽圈闭。构造圈闭可分为逆牵引背斜、半背斜、断 块、断鼻等；隐蔽圈闭分为岩性圈闭即上倾尖灭岩性 圈闭、透镜体圈闭和成岩圈闭、地层圈闭即地层超 覆圈闭、地层不整合圈闭等 图2。 3．5．2分布规律 在断陷不同构造部位，这些 圈闭分布具有 一 定的 规律性。 一 般沿东部主断层下降盘发育有逆牵引背斜， 图2宝勒根陶海凹陷圈闭类型图 F ig．2 MapshowingthetraptypesinBaolegentaohais ag a逆牵引背斜；b压扭背斜；c压实背斜；d披覆背斜；e 断块 、断鼻；f砂岩尖灭；g砂岩透镜体；h剥蚀不整合 35No52008C h inaPetr oleumExplo_ation、N 心 H 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 上升盘发育有半背斜 ；在掀斜断块的断棱部位发育有 古潜山及其披覆背斜圈闭；在中部深凹陷常发育压扭 背斜、 半背斜和砂岩透镜体以及岩性圈闭； 在西部缓坡 带的低位坡折部位下方常发育地层超覆圈闭；在中位 坡折部位常发育由同向或反向断层构成的断块 、断鼻 和断阶圈闭； 在高位坡折部位常见地层超覆 、 地层不整 合和岩性上倾尖灭圈闭。这些相互关联的局部构造或 圈闭构成了本区的基本类型 ， 在构造、 沉积环境相同区 往往成群成带出现，形成与之伴生的油气藏序列。 在此特别指出的是，北西向的横向隆起调节带不 仅控制着生油、 储油、 盖层及圈闭在时空上的有机组合 和配置 ，而且还决定着油气富集与保存程度。研究表 明，凹陷中砂层、不整合面为油气侧向运移提供了通 道 ， 而纵横交错、 长期发育的断裂又为油气垂直运移创 造了有利条件 。 因此 ， 横向隆起调节带是油气最富集的 构造部位之一 。 该断陷的生油中心与沉积、 沉降中心基本吻合， 多 略偏于主控凹一侧。自生油岩向邻区储层排出油气后 ， 在重力、 应力和浮力作用下以最短途径作垂向、 侧向运 移和聚集，亦即具有油气自 生油中心垂直构造等值线 向边缘运移的一般规律。但由于断陷结构及组合类型 的不同， 断陷的不同构造部位油气富集类型、 程度 明显 有异。因此认为凹陷的地质结构类型控制地层区域倾 斜方向， 决定油气运移的主要指向， 进而控制主要油气 富集带的分布。 最后提出的是 ，因为宝勒根陶海凹陷断块破碎和 相带变化大， 油气具有短距离运移和就近聚集的特点， 中国石油勘探 2 0 0 8 年第5 期3 6 北部多以浅层 4 0 0 m稠油为主，中部多以中层 1 5 0 0 m 油气占优 ， 而南部贝 I 以深层 1 5 0 0 m 稀油 为主。 但总体上油气藏具围绕生油凹陷呈环带状分布。 总之， 不同的油气藏有其各自的配置关系， 应根据 断陷的类型及其演化的特点和二级构造带的属性， 生、 储、盖及圈闭在时空上的配置关系及油气运移方式和 运移时期 ， 加强综合研究。 在不同类型断陷或其不同构 造部位及不同层系找到一批油气藏是完全可能的。 当然 ， 该凹勘探程度尚低。 不少地质构造问题 ， 如 中下侏罗统 、 石炭系一二叠系生油问题等， 限于 目前资 料尚不能做出肯定性的结论。 不过， 弄清与盆地演化相 伴生的特征性地质构造现象是解决此难题的向导 ，也 将是进一步探索新领域的 “ 钥匙” 。 参考文献 【 1 】费宝生 ，等． 二连裂谷盆地群油气地质【 M】 ． 北京石油工 业 出版社 ，2 0 0 1 ． 【 2 】杜金虎． 二连盆地隐蔽油藏勘探【 M】 ． 北京 石油工业出版 社 ，2 0 0 3 ． [ 3 】王涛，等． 中国东部裂谷盆地油气藏地质[ M】 ． 北京石油 工业出版社，1 9 9 7 ． 【 4 】王同和． 二连盆地石油地质构造特征初探[ J ] ． 石油实验地质， 1 9 8 6 ， 8 4 1 7 ～2 8 ． 【 5 】易士威，等． 二连盆地凹陷结构与成藏模式【 J 】 ． 石油勘探与 开发，1 9 9 8 ， 2 2 4 ～2 8 ． [ 6 】祝玉衡，等． 二连盆地层序地层样式及油气意义[ J 】 ． 石油勘 探与开发，1 9 9 9 ， 2 6 4 4 9 ～5 3 ． [ 7 】王同和，等． 二连裂谷盆地石油构造分析【 A】 ． 见李德生 等． 中国含油气盆地构造【 C 】 ． 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