乌尔逊凹陷泥页岩演化特征及潜力区预测

乌尔逊凹陷为海拉尔盆地南部重要的含油区,具有较大勘探潜力。笔者通过油源对比确定乌尔逊凹陷主力烃源岩层,分析不同区域源岩发育特征及有机质丰度、类型等地球化学指标,评价乌尔逊凹陷主力烃源岩生油成熟期和成藏阶段,通过流体包裹体均一化温度的测量,来判断油气充注史,预测优先勘探潜力部位。研究发现,乌尔逊凹陷不同区域油源不完全相同,乌尔逊北部油藏源于南屯组泥页岩母质,乌尔逊南部区域除了南屯组泥页岩,还有铜钵庙组暗色泥岩生成的油流混入。乌尔逊凹陷具有两期成藏:第一期为伊敏组后期—青元岗组早期,原油由烃岩层排出、运移注入圈闭成藏;第二期为青元岗组后期构造活动使早期油藏原油重新调整分配注入新的圈闭成藏。综合分析认为乌北洼陷西侧、乌南洼陷东侧构造带为两个重要的勘探潜力带。     

海拉尔盆地乌尔逊-贝尔凹陷的地质特征及油气成藏规律

海拉尔盆地乌尔逊-贝尔凹陷是叠置于内蒙-大兴安岭古生代碰撞造山带的中新生代盆地。依据层序地层学原理和孢粉组合,确定下白垩统自下而上的地层层序为兴安岭群、铜钵庙组、南屯组、大磨拐河组、伊敏组。研究区主要发育4个方向的构造带,其中北东向、北东东向和南北向断层带形成较早且长期活动,控制了盆地的形成;北西向断层带形成较晚,对上述3个方向构造主要起改造作用。研究区的构造主要是在早白垩世经历了4个变形阶段形成的,不仅控制了油气运移、成藏和分布,而且晚期构造对早期形成的油气藏主要起破坏或改造作用。研究区的不整合面是重要的油气运移通道和良好的储集空间。乌尔逊－贝尔凹陷的4个方向构造带和不整合面是研究区有利的油气聚集带。     

内蒙古海拉尔盆地乌尔逊凹陷现今地温场特征

乌尔逊凹陷作为内蒙古海拉尔盆地油气资源最丰富的凹陷之一,其地温场特征尚未进行系统研究。根据5口井系统测温数据和42口井油层测温数据以及实测热导率资料,分析了海拉尔盆地乌尔逊凹陷现今地温场特征。乌尔逊凹陷的现今地温梯度在2.8~3.7℃/hm之间,平均地温梯度为3.35℃/hm。现今大地热流密度值在42.2~59.4 mW/m2之间,平均大地热流密度值为56.0 mW/m2,表明乌尔逊凹陷是一个中温型地温场。现今地温梯度和大地热流密度值分布具有北高南低的特点,造成南北差异的原因主要为地下水活动、断裂及火山岩体。现今地温场对油气生成具有明显的控制作用;乌尔逊凹陷为持续埋藏性凹陷,现今地温为烃源岩经历的最高温度;西部地区现今温度最高,铜钵庙组、南屯组、大磨拐河组烃源岩仍处于较高的温度环境中,烃源岩现今仍处于生烃过程中,西部地区是乌尔逊凹陷主要的找油气区。     

海拉尔盆地乌尔逊-贝尔凹陷构造演化对油气成藏的控制作用

从成盆、成源、成烃和成藏4个方面对海拉尔盆地乌尔逊-贝尔凹陷各构造演化阶段的石油地质意义进行了分析。海拉尔盆地成盆的动力机制是中蒙边界区中生代推覆构造形成后的晚造山期伸展垮塌作用,为典型的被动裂陷盆地。乌尔逊-贝尔凹陷形成演化经历了5个时期：山间残留阶段、被动裂陷阶段、主动裂陷阶段、断坳转化阶段和坳陷阶段。被动裂陷阶段沉积物震荡式沉积形成南一段中部砂泥互层的优质烃源岩,主动裂陷阶段盆地强烈裂陷,窄而深的断陷结构控制盆地南一段上部有效源岩分布,断坳转化阶段盆地快速沉降促进烃源岩熟化,伊敏组沉积晚期烃源岩大量排烃控制形成早期原生油藏,伊敏组末期盆地反转,部分油藏受活动断裂破坏调整到大磨拐河组形成次生油藏。不同演化阶段形成多种类型的隆起带,构成有利的油气聚集区带,控制了不同含油气系统油气聚集。     

内蒙古海拉尔盆地乌尔逊凹陷热演化史

乌尔逊凹陷是内蒙古海拉尔盆地内勘验程度较高的一个南部凹陷,该凹陷沉积厚度大,地层发育全,生油条件十分优越,是海拉尔盆地主要产油气凹陷。主要烃源岩层是南屯组,其次是铜钵庙组和大磨拐河组。根据磷灰石裂变径迹法恢复的乌尔逊凹陷早白垩世古地温梯度为3.44℃/hm,接近现今地温梯度3.3℃/hm。古地温恢复及热演化史模拟表明,乌尔逊凹陷中生代以来经历了一个升温过程,下白垩统烃源岩热演化程度主要受现今地温场控制。热演化史与油气关系研究结合伊利石测年结果表明,乌尔逊凹陷油气成藏期主要有两期,为早白垩世晚期及古近纪以来,且以早白垩世晚期为主要成藏期;古近纪以来为第二期成藏阶段,烃源岩进入第二次生油高峰期。第二次成藏时期对乌尔逊凹陷油气藏的形成起着重要作用,是制约油气富集的重要因素。     

海拉尔盆地苏德尔特地区油气“中转”运聚成藏：研究方法与有利部位预测

为了研究海拉尔盆地苏德尔特地区下白垩统大磨拐河组油气分布规律,在深层油气“中转站”(所谓油气中转站是源岩内和外已聚集的油气分布区,可为浅层油气成藏提供油气来源)中转油气机理及有利部位研究预测方法的基础上,通过确定下白垩统南屯组油气中转站分布区和南屯组顶部泥岩盖层不封闭区,确定南屯组油气中转站向大磨拐河组中转油气分布区,结合输导断裂输导油气有利部位,利用本文所建立的深层油气中转站向浅层中转油气有利部位预测方法,对苏德尔特地区南屯组油气中转站向大磨拐河组中转油气有利部位进行了预测,结果表明:苏德尔特地区南屯组油气中转站向大磨拐河组中转油气有利部位主要分布在其中部地区,少量分布在其西北和东北部地区,控制着苏德尔特地区大磨拐河组油气成藏与分布,南屯组油气中转站向大磨拐河组中转油气有利部位处或附近尚未钻探部位应是该区大磨拐河组下一步油气勘探的有利部位。     

乌尔逊凹陷南二段油气成藏与分布主控因素及有利区预测

通过对乌尔逊凹陷南二段油气成藏各种条件与油气藏的叠合研究证明,鸟尔逊凹陷南二段油气成藏与分布的主控因素主要有盖源时空匹配关系、储层岩性、断层和圈闭.盖源时空匹配关系控制着油气聚集数量和空间分布;粉砂岩和泥质粉砂岩是油气储集的有利岩性;断裂活动时期与源岩大量排烃期的匹配关系控制着油气聚集数量,较好的断层垂向封闭性有利于油气聚集,断裂活动和封闭控制着不同类型圈闭的形成.反向高断块和断背斜有利于油气运聚成藏.在此基础上得到乌尔逊凹陷南二段油气成藏与分布的有利勘探区主要分布在苏仁诺尔构造带和黄旗庙构造带南部;较有利区主要分布在铜钵庙构造带、乌东斜坡带、乌西断裂带、乌中构造带和巴彦塔拉构造带的部分地区.     

海拉尔盆地苏德尔特地区油气“中转”运聚成藏：研究方法与有利部位预测

为了研究海拉尔盆地苏德尔特地区下白垩统大磨拐河组油气分布规律,在深层油气“中转站”（所谓油气中转站是源岩内和外已聚集的油气分布区,可为浅层油气成藏提供油气来源）中转油气机理及有利部位研究预测方法的基础上,通过确定下白垩统南屯组油气“中转站”分布区和南屯组顶部泥岩盖层不封闭区,确定南屯组油气“中转站”向大磨拐河组中转油气分布区,结合输导断裂输导油气有利部位,利用本文所建立的深层油气“中转站”向浅层中转油气有利部位预测方法,对苏德尔特地区南屯组油气“中转站”向大磨拐河组中转油气有利部位进行了预测,结果表明：苏德尔特地区南屯组油气“中转站”向大磨拐河组中转油气有利部位主要分布在其中部地区,少量分布在其西北和东北部地区,控制着苏德尔特地区大磨拐河组油气成藏与分布,南屯组油气“中转站”向大磨拐河组中转油气有利部位处或附近尚未钻探部位应是该区大磨拐河组下一步油气勘探的有利部位。     

海拉尔盆地贝尔凹陷构造演化

基于地震剖面,运用平衡剖面复原技术,将贝尔凹陷划分4个形成期：断陷期（铜钵庙组、南屯组）、断坳期（大磨拐河组、伊敏组）、坳陷期（青元岗组）和萎缩期（新生代）;4个改造期：南屯组一段及南屯组二段沉积末期张扭变形期、伊敏组沉积末期张扭变形期和青元岗组沉积末期反转变形期.     

海拉尔盆地煤及煤系泥岩生排烃定量评价

海拉尔盆地具有多煤阶煤分布。煤系源岩生、排烃数据反映:最好的煤层是南上段,其次是大上段;最有利的煤系泥岩是铜钵庙组与南屯组。各凹陷煤系源岩生气量大小顺序为:呼和湖凹陷>贝尔凹陷>乌尔逊凹陷>呼伦湖凹陷。各凹陷煤系源岩生油量多少顺序为:乌尔逊凹陷>呼和湖凹陷>贝尔凹陷>呼伦湖凹陷。煤系源岩排油量大小顺序为:乌尔逊凹陷、贝尔凹陷、呼和湖凹陷、呼伦湖凹陷。可见,乌尔逊凹陷、贝尔凹陷、呼和湖凹陷具有良好的煤成油气勘探前景,是海拉尔盆地寻找煤成气、煤成油资源不可忽视的有利地区。