乌伦古坳陷构造地层新认识及勘探潜力分析

王千军

摘要：乌伦古凹陷构造沉积背景复杂，改造强烈，主要残留发育石炭系、三叠系、侏罗系、白垩系及新生界地区，凹陷在重力异常图上存在三个异常带，中南部地区存在乌北和乌南两个石炭系凹陷。通过电法和地震解析，认为中南部地区石炭系高阻层下存在低阻层，重力约束反演显示是套低密度层，推测石炭系下部存在烃源岩层。综合野外、钻井及电测曲线分析研究，证实凹陷内石炭系源岩具有较好的生烃能力，优选石油地质条件好的乌南凹陷为下步油气勘探重点方向。

关键词：乌伦古坳陷；重力异常；烃源岩；低阻层

乌伦古坳陷位于准噶尔盆地北部，东西长约250km，南北宽约93km，面积约1.6×104km2，总体呈北西向菱形展布。坳陷南部为克拉美丽山，东部为青格里底山，由红岩断阶带、索索泉凹陷2个构造单元组成[1]，[2]，地层自下而上主要发育石炭系、三叠系、侏罗系、白垩系及新生界。受到海西运动的影响，乌伦古坳陷隆升导致主体缺失准噶尔盆地主力烃源岩层系二叠系——中下三叠统。因此，对于该地区另一重要的源岩层石炭系地层的研究就显得格外重要，关系到研究区下步的油气勘探潜力。本文针对石炭系目标层展开电震综合剖面攻关研究，结合以往重力、电法资料的重新处理以及地震解释，提出了部分新的地质认识。

1. 重力结构

从乌伦古坳陷布格重力异常图上可以看出，乌伦古凹陷为一个纺锤形型，重力低，呈现北西——南东走向。由于布格重力异常是地表以下所有密度不均匀体的综合响应，要研究石炭系构造特征，需要剥掉石炭系以上地层产生的重力响应。经剥层处理，提取的石炭系及以下地层的重力响应，可以发现不同于布格重力异常的异常分布特征，显现局部异常高低相间分布特征，可划分为三个异常区带：Ⅰ北部红岩断阶带，整体呈现重力高值，呈NWW走向，为规则狭长条带，带内有三个局部低点；Ⅱ中部地区，呈NNW走向，重力高低交互，由乌北和乌南凹陷两个局部重力低组成，分布于红岩断阶南侧；Ⅲ西南斜坡带，是一相对独立的高异常。根据重磁电震联合反演的石炭系顶面埋深结果，乌伦古坳陷内石炭系顶面埋深在1500m～4500m，石炭系残留厚度3000m～4000m，说明坳陷自北西向南东发育多个石炭系残留沉降中心，均位于石炭系埋深较大的区域。从而显现出新构造面貌，即乌伦古坳陷在NW-SE方向上呈现南北三分格局。

2. 地震、电法分析

钻井资料揭示，乌伦古坳陷内缺失二叠系地层，三叠系黄山街组直接覆盖于石炭系褶皱基底之上[2][3]。由于石炭系顶部存在厚层火山岩，地震资料石炭系内部几乎没有反射特征[4]，横向上火山岩的岩性变化较大造成石炭系顶面反射特征也比较模糊。尽管如此，穿过索索泉凹陷中部重力高值区的地震06测线，剖面上石炭系顶面仍显示了构造起伏特征，高点处的中生界地层也有继承性小幅度宽缓隆起。

电法Z01ZH-06线与地震06线位置重合、长短一致。二维反演结果显示，地层电性特征比较稳定，纵向上电性组合特征明显，存在五套电性层：自上而下分别为相对中高阻层、中低阻层、中高阻层、中低阻层、高阻层，对应电性层为新近系——第四系、白垩系、侏罗统、三叠系、石炭系。横向上沉积地层起伏不大，基底电性则具有中间高、两侧低的特点，呈现凹凸不平的沟谷状，与地震、重力异常特征对应较好，显示基底局部呈隆起特征。

3. 乌伦古凹陷的划分

乌伦古坳陷形成于三叠纪（缺失二叠系，以石炭系为基底），侏罗——白垩纪是坳陷的主要发育期。燕山构造运动对乌伦古坳陷构造格局的形成及沉积分布起到了至关重要的作用[5]。基于地震与布格重力异常，早期认为索索泉凹陷北以高角度红岩断阶带相接，南以喀拉萨依断裂为界，形似平底锅状，呈北西走向。凹陷在三叠纪——古近纪以沉降为主，燕山-喜山运动早期挤压造山作用对坳陷的影响较小，因而构造面貌相对简单，圈闭发育程度较低。

依据最新处理的重力和电法结果以及地震解释的综合分析，对乌伦古坳陷的构造单元作细致划分。红岩断阶带、南部斜坡带与前人划分一致，原有认识上的索索泉凹陷可以细分为：乌北凹陷，由三个重力低异常组成，面积约2000km2；沉积中心位于凹陷东北部红岩断阶下盘，地层往北部断阶处加厚。乌中隆起区，面积约3000km2，基底石炭系隆起和上覆中生界低幅度平缓隆起；乌南凹陷带，由两个低值重力异常组成，北西向展布，面积约2900km2。重力、电法、地震资料显示，乌伦古坳陷内部局部构造发育，继承性较强。

凹陷构造演化大致可分为两个阶段。第一阶段从三叠纪晚期开始一直持续到侏罗纪晚期，在由北向南的挤压力作用下，该区发生南北沉降分异。北部抬升，形成红岩断阶。南部沉降，但沉降幅度不均衡，向北部逐渐加大，形成北深南浅的索索泉箕状凹陷。在此期间构造运动强烈，断层发育，地层挠曲，局部构造幅度增大。第二阶段发生在白垩纪以后，在此期间构造活动主要以垂直升降作用为主，这一运动使北部地区整体强烈抬升，南部下降，类似“跷跷板”运动。这一时期是坳陷的变革期，它改造了坳陷早期北深南浅的构造格局，使坳陷南深北浅。同时，由于属于基底整体运动，构造规模、强度都较大，差异沉降特征明显，在坳陷内部形成隆凹相间的格局。

4. 烃源岩预测

野外勘查证实，在坳陷南部克拉美丽山附近的滴水泉剖面出露为下石炭统滴水泉组，以砂岩、粉砂岩、砂质泥岩为主，夹薄层灰岩。泥岩厚度大，有机碳均值1.6%，烃源岩品质好，在双井子剖面也发现了下石炭统较好的烃源岩。研究证实，石炭系烃源岩是本区火成岩成藏目标的主要油源[6]。钻探的滴北1井和伦5井原油地化指标分析也表明其与石炭系烃源岩亲缘关系较近，位于乌伦古坳陷西南边缘的泉1井、滴西9井、滴西8井的油气源研究结果表明其油气来自石炭系烃源岩。

通过对07线、586线等重磁电震联合攻关线的电法资料精细处理，发现石炭系基底内部存在一低阻特征的电性层，结合重磁电震联合反演，证实了这套低阻层，并圈定了其分布范围，同时发现其具有低密度特征，推测为烃源岩层。

乌伦古坳陷内低电性层分布特征：①埋深：07线、586线显示低阻层顶界深度大约在6000m～7000m左右，02线顶界埋深4000m～5000m左右；②厚度：02线在2000m～3000m之间，586线厚度大于3000m，四周向盆地边缘减薄、消失；③分布范围：东西长约60km、南北宽约30km，面积约1800km2。结合586重磁电震联合反演结果，认为较高的低阻、低密度分布在2007年MT02线、2010年MT586线结合部向东南、西南方向的500km2范围内。根据这些特点，推测索索泉凹陷石炭系基底上部具有火山岩成分的高阻层下面的低电性层可能为烃源岩。2011年在乌伦古坳陷中部钻探参数井WC1井，在4700m～6200m钻遇近1500m厚下石炭统姜巴斯套组暗色岩石，进一步验证了推测的可靠性。结合乌伦古周缘石炭系山系出露滴水泉、恰库尔特草原北和伦6井北烃源岩样品地球化学分析，乌伦古坳陷石炭系发育一套潜在的海相以及海陆过渡相烃源岩—下石炭统姜巴斯套组（C1j）烃源岩，岩石组合包括泥岩、凝灰质泥岩、炭质泥岩和粉砂质泥岩[2-3]，平均厚度为200m～1500m，有机质丰度高，展示出良好的生烃基础。

5. 火成岩有利目标

以往勘探成功的实例表明[7]，有利的火成岩目标应该具备以下几个条件：①近主力烃源岩，以利于油气捕获及保存；②存在基底断裂。基底大断裂往往分布于烃源岩富集的凹陷与凸起间，部分还延伸到了烃源区，起到了“油源断层”的作用。另外基底断裂对石炭系的储集性能也有一定的改造作用，形成的孔隙和裂隙对油气聚集具有重要作用；③火成岩体及火成岩构造发育，埋深适中；④区域盖层发育。

乌伦古坳陷内已发现的断层以逆断层为主，偶见正断层。断层形成期主要集中在印支—燕山期，喜山期部分断层可能继续活动，对油气的运聚起到了一定的改造作用。综合乌伦古坳陷重磁电震资料，认为北部红岩断阶带和南部斜坡带的火成岩目标为有利的目标区带，其中南部斜坡带滴北1井西北临近推测烃源岩范围区，2007MT02线低阻层分布在其下部；位于磁异常梯度带附近的喀拉萨依断层发育，具有良好的油气运移通道，且附近泉1、泉6、滴北1等多口井具有较好的油气显示，火成岩目标最有利，是下步油气目标。

6. 结论

（1）重力、电性异常体现了构造和岩性双重变化特征，可以辅助地震获得更新的地质认识，综合分析将索索泉凹陷构造带重新划分红岩断阶带、乌中隆起区和南部斜坡带。

（2）烃源岩一直是制约乌伦古勘探的首要问题，通过露头、钻井、重磁电震联合攻关精细处理，石炭系反射存在一低阻特征的烃源岩层。

（3）凹陷南部斜坡带，源岩和油源断层发育，储盖条件好，为下步油气勘探重点区带。

参考文献：

[1] 杨海波.准噶尔盆地构造单元划分新方案[J].新疆石油地质，2004，12（7）：686-688.

[2] 任新成.准噶尔盆地乌伦古坳陷中生代构造单元划分[J].内蒙古石油化工，2010，14：129-131.

[3] 陈新发，曲国胜，马宗晋.准噶尔盆地构造格局与油气区带预测[J].新疆石油地质，2008，29（4）：425-430.

[4] 余淳梅，郑建平，唐勇等.准噶尔盆地五彩湾凹陷基底火山岩储集性能及影响因素[J].中国地质大学学报，2004，29（3）：303-308.

[5] 杨永恒.准噶尔盆地东部石炭系火山岩油气成藏有利条件分析[J].内蒙古石油化工，2010，14：142-146.

[6] 靳军.准噶尔盆地石炭系构造沉积环境与生烃潜力[J].新疆石油地质，2009，30（2）：211-214.