巴彦浩特盆地演化特征与含油气性评价

巴彦浩特盆地演化特征与含油气性评价
高白水;王刚
【摘要】古、中生代盆地发育受基底断裂控制,呈现由南向北迁移的特征。

除自生自储类型以外,油气运移聚集主要与多期区域性不整合面有关。

根据不同地区的改造特点、强度和保存条件等方面的差异,将盆地成藏单元类型划分叠合—再生型、改造—保存型、改造—再生型和改造—破坏型,其成藏条件和油气勘探远景依次变差。

%Hydrocarbon occurrence condition and potential in Bayanhaote basin were discussed from evolution and reformation characteristics.Fundamental fault controlled development of the basin in Paleozoic and Mesozoic Era and migrated from south to north.Besides self-generation and self-reservoir type,petroleum migration is related to multi-stage territorial unconformable surface.According to difference of reformation characteristics,intensity and conservation condition,reservoir units are divided into different types as follow： superimpose-regeneration,reformation-conservation,reformation-regeneration,and reformation-destruction types,and their reservoir condition and potential petroleum exploration become worse sequentially.
【期刊名称】《重庆科技学院学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2011(013)004
【总页数】4页(P22-25)
【关键词】巴彦浩特盆地;改造盆地;保存条件;油气赋存;成藏单元
【作者】高白水;王刚
【作者单位】中国石油大学（北京）,北京102249;菲旺石油工程服务有限公司,西
安710000
【正文语种】中文
【中图分类】TE121
巴彦浩特盆地处于贺兰构造带、阿拉善地块和走廊构造带三大构造单元的结合部位，面积约1.8×104km2，先后经历了早古生代拗拉槽盆地、晚古生代再生裂陷—拗
陷海湾盆地、中生代断陷—拗陷盆地和新生代拗陷盆地等发展演化阶段，成为由
不同时代、不同类型盆地组合而成的复合叠合盆地，现今为典型的改造盆地。

盆地现今构造单元为“三拗一隆”，即西部拗陷、中部隆起带、东部拗陷和南部拗陷，如图1中的A区域所示。

巴彦浩特改造残留盆地主要勘探目的层为石炭系，一般
厚约1 100m，为海相碳酸盐岩和海陆交互相含煤碎屑岩系［1，2］。

本文从盆地演化与改造人手，探讨巴彦浩特改造盆地的油气赋存条件和油气远景。

1中A区域)，明显受基底三分性结构制约。

（2）经历了4期挤压和1期拉张改造，以印支末期和燕山末期最为重要。

巴彦浩特盆地晚古生代以来，主要经历了华力西晚期、印支末期、燕山末期和喜山期等4期挤压改造，以及侏罗纪-早白垩世的拉张改造(如图2所示)。

在4期挤压改造中，印支期和燕山期相对更为强烈和重要。

二叠纪末期的晚华力西运动，使包括南部拗陷在内的走廊石炭—二叠纪裂陷盆地
群封闭，形成了阿拉善和北祁连地区近东西向的华力西褶皱带和向北仰冲的逆断带。

（1）基底“三分性”结构控制了盖层沉积和构造变形。

巴彦浩特盆地基底构造具有三分性：区域性大断裂龙首山—青铜峡断裂(盆内为查汗断裂)以南为走廊过渡带，
以下古生界浅变质岩系为基底；北部大致以中部隆起带东缘的淖尔套—青山断裂
为界，其西属阿拉善地块，以前寒武纪阿拉善群变质岩系为基底；东部基底为贺兰裂堑—断褶带的未变质沉积岩系。

该盆地基底结构的差异从两方面影响着盆地的发育和改造。

控制了盖层的构造格局及演化，如上古生界(石炭系底)构造层具“三拗两隆”格局(图1中B区域)，而中生界构造格局则呈“三拗一隆”特征(图
三叠纪末期的印支运动在盆地内主要表现为，侏罗系与前侏罗纪地层呈角度不整合接触，而石炭系与二叠系连续沉积，二叠系与三叠系呈假整合接触。

早白垩世末期的燕山运动，形成下第三系与下白垩统之间的角度不整合接触，并以产生盆地东缘向东仰冲的贺兰冲断带为标志，在盆地腹地北部形成一系列断面西倾的逆断层 (如中部隆起带东界断层)［3-5］。

喜山期挤压改造相对较弱。

综上所述，巴彦浩特盆地与挤压改造有关的构造圈闭主要形成于印支期，定型于燕山期。

（3）古中生代盆地发育受基底断裂控制，并具有由南向北迁移的特征。

据巴参1井、巴参2井和锡1井揭示，整个北部拗陷区的中生代断陷沉降和接受沉积，受
北东向断裂构造控制，始于中侏罗世；而南部拗陷区断陷则受东西向走廊构造带控制，始于早侏罗世。

虽然南部拗陷巴参3井仅钻遇中上侏罗统(视厚度约1 179m)，但其岩性和岩相特征与潮水等盆地中下侏罗统青土井群相似，二者均以两个下粗上细的沉积旋回为特点。

同样，石炭纪、奥陶纪甚至中晚元古代的裂陷及拗拉槽盆地的发育，均为南早北晚并由南向北扩展。

（4）岩浆活动强烈、影响明显。

巴彦浩特盆地华力西期和燕山期岩浆活动较为强烈。

盆地北侧发育中基性-中酸性火山岩，盆地东南缘二叠系为碎屑岩-火山碎屑岩建造，伴随小规模酸性火山活动。

在盆地南部拗陷巴参3井，下二叠统和上石炭
统顶部地层见碎屑岩-酸性火山碎屑岩建造组合，并夹有数层辉绿岩，其特征与盆地南缘及走廊盆地群相似。

燕山期是盆地最强烈的挤压变形期，也是重要的岩浆活动期。

在北部锡l井石炭系2 560～2 591m井段钻遇辉绿岩，同位素年龄92.6Ma(晚白垩世初期)。

在南部拗陷巴参3井的侏罗系中，井深1 962.5～1 966m，1 975～2 004.5m 两个井段辉绿岩的同位素年龄128.26Ma(早白垩世晚期)。

这些都说明盆地内部燕山期岩浆活动的影响较为强烈。

地面露头油气苗主要分布在盆地南缘，在石炭系下、中、上三统中均能见到，一般在灰岩中油气苗较普遍，砂岩孔隙和裂隙中也有油气显示。

井下油气显示及含油气层特征与地面有所不同。

北部巴参2井和锡1井油气显示集中于中石炭统靖远组和羊虎沟组，显示级别较低，以油迹、萤光级显示为主，含油饱和度仅6.1%，含水饱和度一般＞50%。

含油储层多为粉-细砂岩，平均孔隙度10.27%，平均渗透率2.43×10-3μm2。

南部拗陷巴参3井油气显示集中在上石炭统太原组和下二叠统山西组，显示级别很低，以萤光及萤光条带显示为主。

含油储层为粉-细砂岩，二叠系平均孔隙度3.24%，平均渗透率0.04×10-3μm2。

经烃源岩和油砂样品的对比分析，初步证明源岩主要为中石炭统，仅个别样品运移效应明显，可能来源于上、下石炭统。

石炭系最有利的生油气层为中石炭统靖远组和羊虎沟组，较有利的生油气层是下石炭统臭牛沟组、前黑山组和上石炭统太原组。

石炭系烃源岩厚度、有机质丰度分区成带分布。

在盆地北部腹地及东缘，以巴参2井—锡1井为中心组成一个北东向的、狭长高丰度条带，向周围丰度明显降低。

在盆地南缘以下河沿—大柳树—营盘水—红水堡为中心，组成另一个近东西向的窄长高丰度条带，向北、向南丰度急剧降低。

石炭系烃源岩主要有煤、泥岩和灰岩3种类型。

其中煤和高碳泥岩有机质性质最
好 (图3)，具Ⅲ型性质，Ⅱ2型成烃能力。

其中泥岩以Ⅲ型为主，成烃能力差别较大，灰岩以Ⅲ型为主，产烃能力较低，总体反映高等植物是最主要的生物来源，并有水生生物参与。

东部拗陷巴参2井中下石炭统有机质成熟度最低，平均镜质体反射率Ro为
0.84%，处于轻质油阶段；锡1井平均Ro为1.28%，已达凝析油—湿气阶段。

总体来看，石炭系成熟烃源岩以巴参2井和锡1井为中心，组成一个北东向的生烃
中心，成熟度由北东向南西升高，基本上处于成烃高峰阶段，具有较好的勘探前景。

南部拗陷石炭系有机质成熟度具有由西向东增高的趋势：巴参3井Ro为
0.86%～0.9%，处于轻质油阶段；青羊山、西碱窝子平均Ro为1.31%，达凝析油—湿气阶段，大石头井沟平均Ro为2.48%，已达干气阶段。

南缘石炭系有机
质丰度和性质以下河沿、营盘水和红水堡剖面最好，组成一个近东西向的高丰度条带，向北到西碱窝子、大柳树、前黑山、青羊山及大石头井沟一带则变差。

其有机质成熟度则表现为西高东低，下河沿平均Ro为0.79%，营盘水平均Ro为1.76%，红水堡平均Ro为2.01%。

这可能是南部拗陷的一个近东西向的生烃中心，但南缘较高的热演化，影响对该区勘探前景的评价。

巴彦浩特盆地经历了长期、多次和复杂的构造演化，区域性和局部性不整合面十分发育。

其中，下古生界顶面、三叠系顶面和中生界顶面3个区域性角度不整合面
较为重要，对油气运聚条件应有明显影响和控制。

下古生界顶部碳酸盐岩风化壳在南部拗陷是中奥陶统顶面(巴参3井)，在东部拗陷西侧为中、下奥陶统顶面(巴参2井、锡1井)，局部为寒武系顶面(锡2井，为多
期剥蚀的综合面)。

碳酸盐岩古风化壳溶蚀带一般可达几十米甚至上百米，储集类
型以裂缝、孔隙-裂缝型为主，上覆石炭系泥岩封盖能力较强，为Ⅰ、Ⅱ类盖层。

锡2井上覆下白垩统泥岩，也具有一定的封盖能力。

巴参2井中石炭统羊虎沟组顶部砂岩的物性明显改善，其孔隙度、渗透率好于中
下部低孔低渗砂岩。

上覆侏罗-白垩系，根据其泥岩单层与累计厚度推测有一定的
封盖能力。

在巴参2井石炭系逾90m的砂层中见到不同程度的油气显示，说明这类储盖组合具有良好的含油气远景［6，7］。

改造程度和保存条件，是改造盆地油气成藏单元划分的基础。

根据不同地区的改造特点、强度和保存条件等方面的差异，将盆地划分为以下几个可能的油气成藏单元［8，9］。

在东部拗陷西北部的锡林凹陷中，巴参2井和锡1井均缺失上石炭统太原组，系
华力西晚期和印支期剥蚀所致。

中石炭世在巴参2井和锡l井一带发育一个北东向的次级沉降带。

中生代继承了该沉陷带的特征，且西南部沉陷较深，石炭系最大埋深可达2 600m。

该凹陷东缘锡林高勒逆断层长期活动，使凹陷靠近断裂一侧石炭系的最大埋深达3 000m。

石炭系热演化程度以巴参2井最低(Ro为0.84%)，并具有由北东向南西增高的趋势。

因此，推测该凹陷在中新生界沉积之后，石炭系可能具有二次成烃环境。

显然，这是残留石炭系有利的成藏单元。

东部拗陷西南部的赛力克凹陷和东部的滚呼都格凹陷可能属此类型。

后者在北部锡林高勒和阿左旗之间仍属于中石炭世北东向沉降带的部分，虽经断裂破坏仍有残存，中生代具有继承凹陷特征，石炭系最大埋深达2 600m，但愈靠近贺兰山前，南北向断层愈多，具有斜坡断阶构造特征。

赛力克凹陷临走廊过渡带的断裂发育，中生界底部构造起伏较大，但石炭系埋深大多达2 000m左右，且处于有利生油区内，油气仍有可能部分保存。

以上两凹陷为残留石炭系较有利的油气成藏单元。

巴参3井钻井揭示，南部拗陷侏罗系较发育，厚1 179m，下白垩统厚721 m，
上第三系厚约553m，第四系厚约188m。

该凹陷沉降中心在中部，中生界厚度可能大于2 000m，而中新生界厚度可能大于2 600m。

二道湖凹陷与之相似，凹陷
沉降中心在中部，向四周抬高，凹陷中部中新生界厚度可能也大于2 600m。

巴参3井石炭系发育不好，但向东在西碱窝子—大石头井沟一带为中石炭世东西向沉降带，最大厚度大于2 000m，而该带南侧下河沿—营盘水—红水堡一带为石炭系生烃中心。

虽然两凹陷四周被断层环绕，内部也有逆断层分割，但热演化程度较高的背景下，仍有演化较低的区域，且巴参3井在上石炭统太原组仍见油气显示。

这说明石炭系油气虽遭改造但仍有部分保存，有一定的勘探前景。

南部拗陷西部的马路口凹陷是由断层围限的一个凹陷，中部有一幅度超过100m 的南东东向隆起，凹陷又可分为南、北两个次凹，北部较深，南部较浅。

基底构造起伏较大，石炭系保存状况不明，中生界发育较差，推测石炭系勘探远景较差［10］。

巴彦浩特盆地经过20多年的勘探，虽然在东部拗陷西北部的锡林凹陷和南部拗陷的中部和东部——查汗凹陷和二道湖凹陷有一定发现，但至今仍未获得真正意义上的突破。

这主要是因为后期构造运动对油气的生、储、盖等条件进行了不同程度的改造，使油气赋存条件更加复杂。

因此，巴彦浩特盆地的油气勘探，应在地质—地球物理综合解释的基础上，根据构造改造的特点，运用改造盆地研究思路，进行构造演化史、沉积演化史和烃源岩演化史“三史”的研究，从油气系统的思路出发，研究油气的保存条件和有效成藏组合，力争实现油气勘探的突破。

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