内蒙古中部中侏罗统石拐群地油藏、煤藏情况与评价

李满英 张春华 卢俊玲

摘要：内蒙古中部中侏罗统石拐群包括五当沟组和厂汉沟组，是一套厚度较大的湖相沉积建造，在石拐地区出露较全，厂汉沟组富含油页岩，石拐盆地发育丰厚的烃源岩。石拐盆地油气藏伴随侏罗系褶皱变形及地层抬升而上升运移，在盆地边缘及煤井中，多处见油气显示，特别是原油油苗的发现，标志着石拐盆地具备油气藏的形成与运移条件。

关键词：石拐群 五当沟组 厂汉沟组 湖相沉积建造 油页岩 油气藏

1.石拐群（J1-2sh）岩石地层特征

本区侏罗系发育下中侏罗统石拐群。石拐群在石拐盆地出露最完整、连续，在固阳盆地西南缘营盘湾—大佘太，武川盆地南缘大海流—西柜、三道沟、供济堂、阿玛乌苏等盆缘地带亦有出露；大青山组沿大青山一线，在石拐、武川盆地周边出露较齐全。

1.1石拐群

石拐群包括五当沟组和厂汉沟组。五当沟组为含煤陆源碎屑岩，其上的厂汉沟组为一套不含煤的碎屑岩夹灰岩地层。这套地层在呼和北地区分布广泛，以湖沼相含煤地层和半深湖—深湖相含油页岩沉积为特征。

五当沟组分三个岩性段。三段为滨浅湖—半深湖环境下的一套沉积物，主要岩石组合为灰白色中粗粒长石砂岩、灰色、灰绿色细砂岩、灰黑色粉砂岩夹粉砂质泥岩、泥页岩及煤层，局部为深湖相泥岩组合。

五当沟组二段：岩石组合以厚层状灰黄色含砾粗粒长石砂岩、杂砂岩为主，夹灰白色细砾岩、灰黑色粉砂岩、碳质粉砂质泥岩及煤线，其岩性由粗至细组成多个基本层序旋回。细碎屑的粉砂岩及粉砂质泥岩横向分布稳定，单层厚度在3—5m，厚度变化小，区域上可作标志层。而粗碎屑岩多呈透镜体，横向尖灭再现现象常见，最大厚度20m，一般在5—10m±。

五当沟组一段：累计厚度859.46m。地层层序：下部为灰黑色粉砂岩、粉砂质泥岩及煤线，由数个向上变细的基本层序旋回叠覆，底部为含砾粗粒长石砂岩，具楔状交错层理、平行层理。该岩段以砂砾岩层夹可采煤层为标志；上部为灰绿色含砾粗粒长石杂砂岩夹灰黑色粉砂岩、粉砂质泥岩以及灰黑色粉砂质泥岩、泥质粉砂岩夹灰绿色含砾粗粒长石砂岩、细粒岩屑长石杂砂岩，以巨厚的泥岩、粉砂质泥岩夹巨厚层砂体组合为特征。

1.2厂汉沟组（J2c）

厂汉沟组分两个岩性段，其岩性组合为黄绿色含砾粗粒长石杂砂岩、中粗粒岩屑杂砂岩、中细粒长石砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、灰色页岩、泥晶灰岩，构成多个向上变细的基本层序[1]。

1.3地层对比

下中侏罗统石拐群是一套厚度较大的湖相沉积建造，其中下侏罗统是河流相、沼泽相的正常沉积类型，中侏罗统为陆相含煤沉积类型，其间夹中基性火山碎屑岩—火山熔岩。二连地区侏罗系总体特征以沉积岩为主，火山岩次之，属于过渡类型沉积。鄂尔多斯地区侏罗系岩性、厚度均变化不大，为内陆盆地稳定形沉积的湖沼相煤系地层。

下中侏罗统在呼和北盆地群各盆地中分布广泛，在石拐、海流图、武川、三道沟等地均有直接出露，但受古地理格局制约，各盆地之间下中侏罗统厚度及岩性存在较大差异。

五当沟组在石拐盆地出露齐全，为一套湖相、扇三角洲相建造，以细碎屑湖相泥页岩夹水下扇厚层砂体为特征。未见边缘相粗碎屑沉积，可认为石拐盆地是受后期构造隆升、剥蚀的残留盆地。在固阳一带，五当沟组为一套粗碎屑含煤建造，与石拐地区对比，应处于其底部，代表早侏罗世盆地体系边缘相，以扇三角洲平原相砂砾岩夹河道间沼泽相沉积为特征。武川大海流一带出露的五当沟组，下部为一套灰绿色长石砂岩夹煤层，上部为灰黑色粉砂质泥岩、黑色泥岩夹泥质粉砂岩，为滨浅湖和岸后沼泽沉积，可与石拐地区五当沟组三段对比。在该盆地边部，由于推覆构造的改造及上侏罗统大青山组超覆，未见其顶底层位。但考虑五当沟组地层的连续性，推测武川盆地中应具相对完整的五当沟组沉积。

五当沟组二段为向上变粗的进积序列，地壳抬升，湖水变浅，物源供给充分，为扇三角洲平原相夹分流河道砂砾岩沉积，区域上延伸不稳定。而石拐地区五当沟组三段沉积环境变化较大，表现滨浅湖—半深湖—滨浅湖的递进演变，横向上向东渐变为深湖相，灰黑色泥灰岩层逐渐变厚。

五当沟组一段反映滨浅湖—深湖的沉积环境，在湖盆中受EW向水下隆起分割，形成EW向局部凹陷。此时，湖水相对较深，物源供给较慢，沉积速率极低，沉积了具有重要意义的深湖相泥岩建造，该层段广泛分布于呼和北盆地群的凹陷中。

厂汉沟组为深湖相退积型沉积序列，地表出露仅见于石拐及固阳地区，为深湖—半深湖相碎屑岩—碳酸盐岩建造。在石拐地区出露较全，以稳定的油页岩、泥灰岩为特点。而固阳地区的厂汉沟组碎屑粒度较粗，灰岩及泥灰岩层较薄，夹于碎屑岩之中[2]。

2.石拐盆地油藏、煤藏形势与评价

2.1油藏形势与评价

2.1.1生油条件与评价

由盆地的沉积演化控制，石拐盆地发育丰厚的烃源岩。

五一段处于高成熟生气阶段；五二段在扇三角洲平原煤沼环境下形成的高碳泥岩，具有较高的有机质丰度，以Ⅱ2型干酪根为主，具有一定的生油气潜力；五三段、厂一段处于成熟生油阶段。

2.1.2地面油气显示

石拐盆地油气藏伴随侏罗系褶皱变形及地层抬升而上升运移，在盆地边缘及煤井中，多处见油气显示，特别是原油油苗的发现，标志着石拐盆地具备油气藏的形成与运移条件。

2.1.2.1工人村二矿二队二号井原油油苗为黄褐色液体轻质原油。

油苗点坐标为：19438975，4505825

在煤井井下70m处，产出层位为五当沟组三段砂岩裂缝中，原油沿裂隙渗出，溢流面积大，流量大。

2.1.2.2陈四窑煤矿苏木三号井原油油苗

原油油苗在井下呈黑褐色，较稠，但取之井上呈棕黄色，较轻，为轻质原油。

油苗点坐标为：19440275，4505510。

油苗产于井下40m处和150m处砂岩裂缝中，原油主要沿270°∠60°断面流出。

2.3储集层条件与评价

石拐盆地侏罗系中可作为储集层的砂岩类极其发育，累计厚度1，332.84m。由于盆地受断裂和褶皱作用改造及不同程度的剥蚀，其中五一段、五二段砂岩保存好，分布面积大。岩石类型大多数为长石砂岩、长石岩屑砂岩，分选中至差，磨圆度为次圆—次棱角状，填隙物主要为泥质，局部为钙质。由于所处的沉积相带不同，其岩石学特征有一定差异，但总体显示较低的结构—成分成熟度特征。

各段砂岩孔隙类型主要为粒间缩小孔，局部有一定的粒间溶孔、粒内溶孔、裂隙孔，孔隙喉道不发育，往往被压实及自生绿泥石堵塞。综合评价认为：五二段与五一段砂体厚，其物性比五三段和厂汉沟组好，是盆地最有希望的储集层，但按储层评价体系评价，仍属Ⅲ类以下低孔低渗储层。

2.4盖层条件与评价

根据沉积相综合剖面分析，石拐盆地下中侏罗统纵向分布四套盖层，即五一段深湖相泥岩；五二段高碳泥岩；五三段深湖相泥岩；厂汉沟底部深湖相泥岩。其中，五三段和厂一段为石拐盆地区域盖层。

2.5生储盖组合特征

石拐盆地发育三套烃源岩[3]（五一段、五三段、厂一段），四套储集层（五一段、五二段、五三段、厂一段，但真正意义上储层只有前三套），四套盖层（五一段、五二段上部、五三段下部和厂一段底部，实际上五一段有多层盖层）。它们在纵向上可组成五套生储盖组合。

（1）下生中储上盖组合：五一段生，五二段储，五三段和厂一段盖；

（2）自生自储自盖组合：五一段内自生、自储、自盖组合；

（3）下生自储自盖组合：五一段上部生，五二段中部储，上部盖组合；

（4）自生自储上盖组合；五三段下部生、中部储，厂一段底盖组合；

（5）自生自储上盖组合：厂一段底部生、中部储，厂二段盖

3.煤藏形势与评价

3.1石拐盆地含煤地层为上石炭统拴马桩组、下—中侏罗统石拐群五当沟组。根据该两套含煤层段的空间展布，石拐煤田的煤藏主要分布在盆地南缘同盛茂地区和盆地南部即白狐沟山前推覆带和壕来沟背斜褶皱带内。

3.2现石拐煤田开发的煤炭资源主要是由于断裂与褶皱构造作用，使下部煤层上翻至地表—浅地表（埋深＜500m）部分。地表地质测量、非地震地球物理测量以及石地一井钻探情况表明，埋深在500—1，500m的中深层段仍赋含J1w煤藏，在盆地西南还可能有C3s含煤块段深埋于J1-2sh之下。故石拐煤田仍具较好的勘探潜力与开发前景。

3.3就J1w煤系而言，应属湖盆发育初期形成的下煤层，在湖盆发育的鼎盛阶段，即厂汉沟组沉积期，湖盆边缘相沉积是否存在？保留在哪里？这对于寻找盆缘厚煤层至关重要。诸如此类问题还有许多，有些问题尚需拓宽视野，跳出石拐盆地，至少放眼于呼和北盆地群，其中海流图、固阳、武川、三道沟等盆地尤其值得重视。

3.4J1w煤系仍具下煤层特点，即煤层多、单层厚度小、横向稳定性差。煤种为气煤、肥煤和焦煤[4]。