二连盆地白云岩和阿三段成藏条件研究

陈彦君

（长江大学地球物理与石油资源学院，湖北 武汉430100）

（中石油华北油田分公司勘探开发研究院，河北 任丘062552）

张超文，孙 臣，曾 婷，尹 峥 （中石油华北油田分公司勘探开发研究院，河北 任丘062552）

二连盆地位于内蒙古自治区中部，东起大兴安岭隆起带西至索伦山隆起，南北分别为温都尔庙隆起和巴音宝力格隆起，面积约10×104km2，是一个在海西褶皱基底上发育起来的中生代断陷盆地，区内共发育马尼特、乌兰察布、川井、腾格尔5个坳陷和苏尼特隆起，包括21个凸起和51个凹陷［1］。

1 白云岩勘探领域

20世纪90年代玉门油田白云岩类油藏获得突破，目前累计探明储量超过1×108t［2］。二连探区的巴音都兰凹陷和白音查干凹陷先后在白云岩类储层中也获得油气发现，通过研究对比发现，白云岩类储层具有较好的成藏条件，可以作为一个新的勘探领域进行研究和探索。

1.1 白云岩形成环境和类型划分

从白云岩的形成条件而言，可将白云岩分为3类［3］。

1）第1类：原生白云岩 即原地沉积的白云岩，是在干燥炎热的气候 （28～35℃）下蒸发作用而成。盐度高，水浅 （0～3m深的潮汐带上），pH值高于8.3的咸化潟湖或海湾中形成，也可在陆上咸湖中形成，并常伴生有膏盐层。

2）第2类：成岩白云岩 是在碳酸钙沉淀过程中，被白云石交代而成，通常分布不连续，在石灰岩层中呈透镜体状或斑块状，有时也成层状分布，延伸一定距离。

3）第3类：次生白云岩 或称后生白云岩，分布局限，常见于断裂构造带。

1.2 白云岩地层分布

二连盆地的白云岩分布范围较广，在多个凹陷的钻井中均见到了厚度不等的白云岩沉积地层，如巴音都兰、额仁淖尔、白音查干、吉尔嘎朗图、阿南－阿北、塔南、洪浩尔舒特、赛汉塔拉等凹陷。从地层横向对比来看，纵向上主要分布于阿尔善组和腾一段地层中。就单个沉积凹陷来说，白云岩的分布主要集中在凹陷腹部较深部位。从凹陷的边缘到沉积中心，岩石类型依次出现砂砾岩－泥－页岩－白云岩，构成了较为典型的同心环状岩相分布，类似于 “牛眼”式的盐湖沉积模式。分布面积一般在数十平方千米。

1.3 二连盆地白云岩类储层的类型及储集性能

1）白云岩类的储层类型 根据钻井证实，二连盆地白云岩类的储层主要有4类：白云岩、泥质白云岩、砂质白云岩和云质粉砂岩类。

2）储集空间 储集空间主要有4类：由原始沉积颗粒点状－线状接触关系形成的原生晶间孔、失水收缩作用形成的水平纹层裂缝、由于有机酸溶蚀作用形成的溶蚀孔和断裂等构造改造作用形成的高角度裂缝。这4类储集空间不是孤立存在于地层中，往往是由2种或多种孔隙相互交织而形成复杂的孔隙组合。

二连探区的巴音都兰凹陷巴I号构造阿四段就是典型的白云质岩类储集体，其储层从钙质粉细砂岩与白云质泥岩互层渐变为粉砂质白云岩、白云岩。以岩性脆、裂缝发育为特征。巴10井、巴24井及巴28井岩芯观察可以发现，裂缝主要以层间缝及构造缝形式出现，缝宽最大可达0.5mm，裂缝常见溶蚀现象。这些裂缝在平面上呈规律性变化，近巴Ⅰ号断层的巴井10及巴24井2种裂缝皆发育，而远离巴Ⅰ号断层2侧的巴28井、巴26井主要以层间缝为主而构造缝则较为少见。究其原因，是由于受巴Ⅰ号断层持续活动的影响，碳酸盐岩含量高的脆性地层发生刚性碎裂，形成构造应力缝。

钻井资料表明，裂缝的含油性较好，油气充填饱满，且岩芯柱面上常见油气外溢，是油气的良好储集空间。裂缝的纵横向连通性较差，但通过储层压裂改造，可获得较高的油气产能。如巴24井阿四段1306.0～1309.2m，常规抽汲仅获日产油0.64m3，而压裂后抽汲获日产油29.18m3。另外巴5井区也同样发育有此类储层。

1.4 勘探方向选择

从现有资料来看，额仁淖尔凹陷吉格森构造白云岩沉积厚度大，油气显示活跃，具有较好的勘探前景。淖尔凹陷钻遇白云质岩类的探井共计36口，层位为阿尔善组，从分布区域来看主要分布在凹陷东部洼槽区，呈同心椭圆状，最大厚度为400m。

从沉积环境来看，阿尔善组沉积时期，在凹陷的南部淖47井以南和北部淖53井以北发育较大扇三角洲沉积扇体，而凹陷中间部位外源碎屑物较为缺乏，这样就在凹陷中间部位水体较深部位形成一个相对较为封闭环境，此处发生化学沉积，形成厚层白云岩类的沉积，具有2个沉积中心，一个位于吉格森构造淖35井区，另一个位于额南构造淖47井区，最大厚度为400m。

从钻井地层对比图来看，位于洼槽较深部位的淖83井和淖23井厚度大，而吉格森断层附近的淖35井地层厚度较薄。纵向上白云岩类的沉积具有明显的三分特征：在阿尔善组沉积早期，由于水体中泥质含量较重而沉积一套厚度在100～200m的白云质泥岩，随后随着水体的加深和外源碎屑物质的极度匮乏，气候环境以炎热蒸发为主发生化学沉淀形成较厚层的白云岩和泥质白云岩，该套化学沉积层形成后，随着环境的变化和外源碎屑物质的增加，水体中泥质含量相对增加，形成一套50～150m的白云质泥岩的机械沉积物。纵向上层序的三分性为油气成藏奠定了良好的基础。生油研究表明，当地层中泥质含量较高时形成良好的生油层，此类生油岩中由于富含有机质而具有很好的生油特性，泥质含量较低时，则可以作为油气的储集层，从而形成自生自储和下生上储式油藏。

1.5 方向选择

额仁淖尔凹陷白云岩钻井揭示情况多口井见到油气显示，纵向层段较为集中，只是由于储层物性较为致密，一直未引起重视，其中3口井试油获得低产油流 （见表1）。近年来随着大角度位移井和水平井的钻探加上酸化压裂技术也取得了突破性进展，因此，在精细构造研究和层段选择的基础上，可以考虑通过钻探水平井，进行酸化压裂改造，可能获得较高油气产量。

2 阿三段砾岩体勘探领域

阿三段砾岩在二连盆地分布范围较广，从钻井揭示的地层来看，二连盆地东北部的巴音都兰、吉尔嘎朗图、洪浩尔舒特、阿南－阿北、阿尔、迪彦庙、霍林河、高力罕、巴彦花等凹陷均有大范围的分布。其中，阿南凹陷的蒙古林油藏就是典型的阿三段砾岩油藏。近两年，巴音都兰凹陷巴48井区油藏评价过程中也发现了该套油藏，初步形成了千万吨级储量规模［4］。因此，加强阿三段砾岩成藏机制的研究，有望取得新的勘探突破。

2.1 砾岩体形成机制

二连盆地由为数众多的小型断陷湖盆组成，阿尔善组沉积早期，湖盆范围较小。由于地形较陡，搬运距离近，此时温暖湿润的气候条件和两岸丰富的物源为凹陷内冲积充填式沉积创造了良好的条件，沉积颗粒以砾石为主，母源特征以火山岩为主，分选度和磨圆度较低，往往呈厚层块状砾岩堆积形式沉积。

表1 额仁淖尔凹陷白云岩综合成果表

2.2 砾岩油藏模式

砾岩油藏模式主要由其构造形态和油源的空间配置关系决定。主要有3种类型：一是地层超覆式油藏，该类油藏砾岩体超覆于下伏地层之上，油源来自凹陷较低部位而形成逐层超覆式油藏，如巴48阿三段油藏；二是地层不整合油藏，主要分布于地层不整合面附近，由于地层抬升剥蚀等作用而形成的岩性油藏，蒙古林油藏就是典型代表；三是上倾尖灭油藏，该类油藏的形成主要是砾岩体在地形较陡部位由构造较低部位向高部位尖灭形成的岩性油藏。

2.3 勘探方向

阿三段砾岩在二连盆地发育范围非常广泛，勘探空间较大。目前，二连盆地的阿南凹陷、巴音都兰凹陷、乌里雅斯太凹陷和阿尔凹陷均找到了不同规模的砾岩油藏。研究发现在巴音都兰南洼槽，该套层系分布范围较大，还有继续寻找砾岩油藏的地质条件。如巴9井区阿三段砾岩从地震反射特征来看，向南形成上倾尖灭特征，该套砾岩本身处于阿四段和阿三段2套成熟生油岩之中，应该具有较好的成藏条件。另外，巴音都兰凹陷斜坡带、吉尔嘎朗图凹陷陡带和额仁淖尔凹陷中南部、乌里雅斯太凹陷南洼槽陡带等地区砾岩较为发育，在细化勘探单元和精细构造解释的基础上，加强砾岩成藏机理的研究，均有可能发现砾岩油藏。

3 结 论

（1）白云岩储层虽然致密，但是由于其脆性大，容易形成裂缝和遭受地下水溶蚀作用形成的洞穴而形成油藏的储集空间，故白云岩储层油藏具备形成规模储量的地质条件。

（2）阿三段砾岩体由于受成岩母质和构造作用的影响，大多也是形成裂缝油藏，另外，颗粒空隙也是油气储集空间。因此，加强二连盆地新领域的地质研究和勘探力度，将会获得新的发现。