烏倫古坳陷構造地層新認識及勘探潛力分析

王千軍

摘要：烏倫古凹陷構造沉積背景復雜，改造強烈，主要殘留發育石炭系、三疊系、侏羅系、白堊系及新生界地區，凹陷在重力異常圖上存在三個異常帶，中南部地區存在烏北和烏南兩個石炭系凹陷。通過電法和地震解析，認為中南部地區石炭系高阻層下存在低阻層，重力約束反演顯示是套低密度層，推測石炭系下部存在烴源巖層。綜合野外、鉆井及電測曲線分析研究，證實凹陷內石炭系源巖具有較好的生烴能力，優選石油地質條件好的烏南凹陷為下步油氣勘探重點方向。

關鍵詞：烏倫古坳陷；重力異常；烴源巖；低阻層

烏倫古坳陷位于準噶爾盆地北部，東西長約250km，南北寬約93km，面積約1.6×104km2，總體呈北西向菱形展布。坳陷南部為克拉美麗山，東部為青格里底山，由紅巖斷階帶、索索泉凹陷2個構造單元組成[1]，[2]，地層自下而上主要發育石炭系、三疊系、侏羅系、白堊系及新生界。受到海西運動的影響，烏倫古坳陷隆升導致主體缺失準噶爾盆地主力烴源巖層系二疊系——中下三疊統。因此，對于該地區另一重要的源巖層石炭系地層的研究就顯得格外重要，關系到研究區下步的油氣勘探潛力。本文針對石炭系目標層展開電震綜合剖面攻關研究，結合以往重力、電法資料的重新處理以及地震解釋，提出了部分新的地質認識。

1. 重力結構

從烏倫古坳陷布格重力異常圖上可以看出，烏倫古凹陷為一個紡錘形型，重力低，呈現北西——南東走向。由于布格重力異常是地表以下所有密度不均勻體的綜合響應，要研究石炭系構造特征，需要剝掉石炭系以上地層產生的重力響應。經剝層處理，提取的石炭系及以下地層的重力響應，可以發現不同于布格重力異常的異常分布特征，顯現局部異常高低相間分布特征，可劃分為三個異常區帶：Ⅰ北部紅巖斷階帶，整體呈現重力高值，呈NWW走向，為規則狹長條帶，帶內有三個局部低點；Ⅱ中部地區，呈NNW走向，重力高低交互，由烏北和烏南凹陷兩個局部重力低組成，分布于紅巖斷階南側；Ⅲ西南斜坡帶，是一相對獨立的高異常。根據重磁電震聯合反演的石炭系頂面埋深結果，烏倫古坳陷內石炭系頂面埋深在1500m～4500m，石炭系殘留厚度3000m～4000m，說明坳陷自北西向南東發育多個石炭系殘留沉降中心，均位于石炭系埋深較大的區域。從而顯現出新構造面貌，即烏倫古坳陷在NW-SE方向上呈現南北三分格局。

2. 地震、電法分析

鉆井資料揭示，烏倫古坳陷內缺失二疊系地層，三疊系黃山街組直接覆蓋于石炭系褶皺基底之上[2][3]。由于石炭系頂部存在厚層火山巖，地震資料石炭系內部幾乎沒有反射特征[4]，橫向上火山巖的巖性變化較大造成石炭系頂面反射特征也比較模糊。盡管如此，穿過索索泉凹陷中部重力高值區的地震06測線，剖面上石炭系頂面仍顯示了構造起伏特征，高點處的中生界地層也有繼承性小幅度寬緩隆起。

電法Z01ZH-06線與地震06線位置重合、長短一致。二維反演結果顯示，地層電性特征比較穩定，縱向上電性組合特征明顯，存在五套電性層：自上而下分別為相對中高阻層、中低阻層、中高阻層、中低阻層、高阻層，對應電性層為新近系——第四系、白堊系、侏羅統、三疊系、石炭系。橫向上沉積地層起伏不大，基底電性則具有中間高、兩側低的特點，呈現凹凸不平的溝谷狀，與地震、重力異常特征對應較好，顯示基底局部呈隆起特征。

3. 烏倫古凹陷的劃分

烏倫古坳陷形成于三疊紀（缺失二疊系，以石炭系為基底），侏羅——白堊紀是坳陷的主要發育期。燕山構造運動對烏倫古坳陷構造格局的形成及沉積分布起到了至關重要的作用[5]?；诘卣鹋c布格重力異常，早期認為索索泉凹陷北以高角度紅巖斷階帶相接，南以喀拉薩依斷裂為界，形似平底鍋狀，呈北西走向。凹陷在三疊紀——古近紀以沉降為主，燕山-喜山運動早期擠壓造山作用對坳陷的影響較小，因而構造面貌相對簡單，圈閉發育程度較低。

依據最新處理的重力和電法結果以及地震解釋的綜合分析，對烏倫古坳陷的構造單元作細致劃分。紅巖斷階帶、南部斜坡帶與前人劃分一致，原有認識上的索索泉凹陷可以細分為：烏北凹陷，由三個重力低異常組成，面積約2000km2；沉積中心位于凹陷東北部紅巖斷階下盤，地層往北部斷階處加厚。烏中隆起區，面積約3000km2，基底石炭系隆起和上覆中生界低幅度平緩隆起；烏南凹陷帶，由兩個低值重力異常組成，北西向展布，面積約2900km2。重力、電法、地震資料顯示，烏倫古坳陷內部局部構造發育，繼承性較強。

凹陷構造演化大致可分為兩個階段。第一階段從三疊紀晚期開始一直持續到侏羅紀晚期，在由北向南的擠壓力作用下，該區發生南北沉降分異。北部抬升，形成紅巖斷階。南部沉降，但沉降幅度不均衡，向北部逐漸加大，形成北深南淺的索索泉箕狀凹陷。在此期間構造運動強烈，斷層發育，地層撓曲，局部構造幅度增大。第二階段發生在白堊紀以后，在此期間構造活動主要以垂直升降作用為主，這一運動使北部地區整體強烈抬升，南部下降，類似“蹺蹺板”運動。這一時期是坳陷的變革期，它改造了坳陷早期北深南淺的構造格局，使坳陷南深北淺。同時，由于屬于基底整體運動，構造規模、強度都較大，差異沉降特征明顯，在坳陷內部形成隆凹相間的格局。

4. 烴源巖預測

野外勘查證實，在坳陷南部克拉美麗山附近的滴水泉剖面出露為下石炭統滴水泉組，以砂巖、粉砂巖、砂質泥巖為主，夾薄層灰巖。泥巖厚度大，有機碳均值1.6%，烴源巖品質好，在雙井子剖面也發現了下石炭統較好的烴源巖。研究證實，石炭系烴源巖是本區火成巖成藏目標的主要油源[6]。鉆探的滴北1井和倫5井原油地化指標分析也表明其與石炭系烴源巖親緣關系較近，位于烏倫古坳陷西南邊緣的泉1井、滴西9井、滴西8井的油氣源研究結果表明其油氣來自石炭系烴源巖。

通過對07線、586線等重磁電震聯合攻關線的電法資料精細處理，發現石炭系基底內部存在一低阻特征的電性層，結合重磁電震聯合反演，證實了這套低阻層，并圈定了其分布范圍，同時發現其具有低密度特征，推測為烴源巖層。

烏倫古坳陷內低電性層分布特征：①埋深：07線、586線顯示低阻層頂界深度大約在6000m～7000m左右，02線頂界埋深4000m～5000m左右；②厚度：02線在2000m～3000m之間，586線厚度大于3000m，四周向盆地邊緣減薄、消失；③分布范圍：東西長約60km、南北寬約30km，面積約1800km2。結合586重磁電震聯合反演結果，認為較高的低阻、低密度分布在2007年MT02線、2010年MT586線結合部向東南、西南方向的500km2范圍內。根據這些特點，推測索索泉凹陷石炭系基底上部具有火山巖成分的高阻層下面的低電性層可能為烴源巖。2011年在烏倫古坳陷中部鉆探參數井WC1井，在4700m～6200m鉆遇近1500m厚下石炭統姜巴斯套組暗色巖石，進一步驗證了推測的可靠性。結合烏倫古周緣石炭系山系出露滴水泉、恰庫爾特草原北和倫6井北烴源巖樣品地球化學分析，烏倫古坳陷石炭系發育一套潛在的海相以及海陸過渡相烴源巖—下石炭統姜巴斯套組（C1j）烴源巖，巖石組合包括泥巖、凝灰質泥巖、炭質泥巖和粉砂質泥巖[2-3]，平均厚度為200m～1500m，有機質豐度高，展示出良好的生烴基礎。

5. 火成巖有利目標

以往勘探成功的實例表明[7]，有利的火成巖目標應該具備以下幾個條件：①近主力烴源巖，以利于油氣捕獲及保存；②存在基底斷裂?；状髷嗔淹植加跓N源巖富集的凹陷與凸起間，部分還延伸到了烴源區，起到了“油源斷層”的作用。另外基底斷裂對石炭系的儲集性能也有一定的改造作用，形成的孔隙和裂隙對油氣聚集具有重要作用；③火成巖體及火成巖構造發育，埋深適中；④區域蓋層發育。

烏倫古坳陷內已發現的斷層以逆斷層為主，偶見正斷層。斷層形成期主要集中在印支—燕山期，喜山期部分斷層可能繼續活動，對油氣的運聚起到了一定的改造作用。綜合烏倫古坳陷重磁電震資料，認為北部紅巖斷階帶和南部斜坡帶的火成巖目標為有利的目標區帶，其中南部斜坡帶滴北1井西北臨近推測烴源巖范圍區，2007MT02線低阻層分布在其下部；位于磁異常梯度帶附近的喀拉薩依斷層發育，具有良好的油氣運移通道，且附近泉1、泉6、滴北1等多口井具有較好的油氣顯示，火成巖目標最有利，是下步油氣目標。

6. 結論

（1）重力、電性異常體現了構造和巖性雙重變化特征，可以輔助地震獲得更新的地質認識，綜合分析將索索泉凹陷構造帶重新劃分紅巖斷階帶、烏中隆起區和南部斜坡帶。

（2）烴源巖一直是制約烏倫古勘探的首要問題，通過露頭、鉆井、重磁電震聯合攻關精細處理，石炭系反射存在一低阻特征的烴源巖層。

（3）凹陷南部斜坡帶，源巖和油源斷層發育，儲蓋條件好，為下步油氣勘探重點區帶。

參考文獻：

[1] 楊海波.準噶爾盆地構造單元劃分新方案[J].新疆石油地質，2004，12（7）：686-688.

[2] 任新成.準噶爾盆地烏倫古坳陷中生代構造單元劃分[J].內蒙古石油化工，2010，14：129-131.

[3] 陳新發，曲國勝，馬宗晉.準噶爾盆地構造格局與油氣區帶預測[J].新疆石油地質，2008，29（4）：425-430.

[4] 余淳梅，鄭建平，唐勇等.準噶爾盆地五彩灣凹陷基底火山巖儲集性能及影響因素[J].中國地質大學學報，2004，29（3）：303-308.

[5] 楊永恒.準噶爾盆地東部石炭系火山巖油氣成藏有利條件分析[J].內蒙古石油化工，2010，14：142-146.

[6] 靳軍.準噶爾盆地石炭系構造沉積環境與生烴潛力[J].新疆石油地質，2009，30（2）：211-214.