趙霞飛 龔昌明 張聞林 劉德容 何逢陽 康仁東

(1.成都理工大學(xué) 成都 610059;2.油氣藏地質(zhì)與開發(fā)工程國家重點實驗室(成都理工大學(xué)) 成都 610059; 3.中國石油西南油氣田分公司川中油氣礦區(qū) 四川遂寧 629001;4.中國石油西南油氣田分公司勘探開發(fā)研究院 成都 610061; 5.中國石油化工股份有限公司西北油田分公司勘探開發(fā)研究院 烏魯木齊 830011)

川中東北部須家河組與珍珠沖段地層劃分

趙霞飛1,2龔昌明3張聞林4劉德容3何逢陽1康仁東5

(1.成都理工大學(xué) 成都 610059;2.油氣藏地質(zhì)與開發(fā)工程國家重點實驗室(成都理工大學(xué)) 成都 610059; 3.中國石油西南油氣田分公司川中油氣礦區(qū) 四川遂寧 629001;4.中國石油西南油氣田分公司勘探開發(fā)研究院 成都 610061; 5.中國石油化工股份有限公司西北油田分公司勘探開發(fā)研究院 烏魯木齊 830011)

通過地震反射終端研究,認(rèn)為上三疊統(tǒng)須家河組(J2x)與下侏羅統(tǒng)(J1z)的分界面為一層序界面(T3x被界面截削,J1z沿界面上超);因此可依據(jù)LUNA法則予以確定.UNA認(rèn)為,層序邊界不整合可依據(jù)可容空間生成速率突變的巖層幾何形態(tài)來識別,表現(xiàn)在古河道規(guī)模和河道砂巖的疊置方式,而拼合砂巖體底面乃是層序界面(SB)之所在,在錄井圖上,表現(xiàn)為Gr、Rt曲線的轉(zhuǎn)折點——由下伏層序的反韻律向上突變?yōu)樯蠌?fù)層序的正韻律。此面與底部礫巖底面是一致的。通過測制華鎣山西緣界線上下短剖面以及取芯井巖芯描述,發(fā)現(xiàn)J1z與T3x在古生物-生態(tài)及沉積方面存在明顯差異——反映地質(zhì)演變的不可逆性。古生物:主要為植物化石,T3x6黑頁巖中植物化石十分豐富且保存完好,粗砂巖中常見莖桿印模;J1z化石罕見,可見炭化植物細(xì)碎屑或他生的煤“礫”。沉積與成巖特征:除菱鐵礦結(jié)核分布于界面上下數(shù)米深度范圍內(nèi),在J1z底、T3x6頂皆可見到外,其他特征都是大不相同的。剖面結(jié)構(gòu)——T3x6中下部為大套灰白色中(粗)-細(xì)砂巖,厚數(shù)米至幾十米,上部為淺灰、灰黃細(xì)砂-粉砂巖與黑頁巖交互;J1z下部為淺灰、灰綠薄層粉砂巖與紅色、雜色泥巖交互,上部泥巖變?yōu)榛疑?砂巖亦變厚。成分——J1z下部粉砂巖石英含量高于T3x6砂巖,而燧石和變質(zhì)巖屑顯著低于后者。結(jié)構(gòu)成熟度——J1z粉砂巖分選程度顯著低于T3x6砂巖,J1z中的薄層濁積是T3x中見不到的。沉積構(gòu)造——T3x中常見雙粘土層、魚骨狀交錯層、突然相變、透鏡狀和脈狀層理、薄互層,是J1z中所沒有的。硅質(zhì)中礫巖——J1z底部礫巖為可靠分界標(biāo)志,與T3x6底部者不難區(qū)分;風(fēng)暴流礫石和牛角炭只見于T3x6;植物根系在J1z中常見,T3x中偶見。這些差異源于沉積環(huán)境的不同,T3x屬淺海河口灣潮汐成因,J1z為陸相湖泊三角洲系統(tǒng)。它們在測井響應(yīng)上也各有特點,不難區(qū)別。本文證明,在鉆進(jìn)過程中,依據(jù)巖屑信息,迅速判斷鉆達(dá)層位是可以做到的。

川中東北部 三疊系-侏羅系分界 LUNA法則 用巖屑確定鉆達(dá)層位

0 前言

四川盆地東北部三疊系、侏羅系的分界長期模糊未決。川中地區(qū)中、南部的上三疊統(tǒng)須家河組(T3x)頂部為黑色頁巖及粉砂巖、細(xì)砂巖,而侏羅系底部珍珠沖段(J1z)為黃綠色、紫紅色泥巖夾砂巖。兩者顯然有別,如是就約定成俗“紅黑分界”。黑的為須家河組、紅的為珍珠沖段。但川中東北部,即渠縣-營山一線以北地區(qū)(圖1),珍珠沖段也變?yōu)榛揖G、深灰色泥巖夾灰色細(xì)砂巖,紅黑分界就不適用了。幾年來,這個問題困擾著勘探開發(fā)工作者:現(xiàn)場鉆井中,能否憑巖屑判斷鉆達(dá)的層位?近來珍珠沖段中發(fā)現(xiàn)了工業(yè)氣藏,儲量計算時如何準(zhǔn)確劃定珍珠沖段的底界?

圖1 四川盆地區(qū)域構(gòu)造及研究區(qū)位置圖Fig.1 Tectonical zonation of Sichuan Basin and location of the studied area

對于這個界限,古生物學(xué)者的意見是明確的:種子蕨Ptilozamites Chinensis(中華羽羊齒)在晚三疊世大量出現(xiàn),到侏羅紀(jì)已經(jīng)消亡,因此是晚三疊世的標(biāo)志;珍珠沖時期,出現(xiàn)新分子,如真蕨類的Coniopteris (錐蕨葉科),蘇鐵類的Ptilophyllum(毛羽葉屬),由此可確定侏羅系底界[1,2]。而且這個古植物分界與珍珠沖段底部礫巖分界是一致的。在盆地東北部大巴山,珍珠沖段底部常穩(wěn)定分布一套石英質(zhì)礫石,厚度變化較大,有時相變?yōu)楹[石英砂巖,礫石磨圓度高而分選不好(D=10～20 cm),與下伏須家河組呈假整合接觸。向南至達(dá)州、宣漢、大竹、梁平一帶,珍珠沖段底部石英砂巖明顯。所以在地表露頭區(qū),將侏羅系底界置于珍珠沖段底部石英質(zhì)礫巖或石英砂巖之下假整合處,是合理可行的[2]。

但是,到了川中東北部平昌縣一帶的井下,礫巖并非到處都有。錄井信息也是間接的,“紅黑分界”又不可靠,須家河組與珍珠沖段難以劃分了。因此,出現(xiàn)了好幾種劃分意見,見表1。

表1 四川盆地東北部J底界劃分沿革Table1 History for determ inating the basal boundary of Jurassic in NE Sichuan Basin

1 )蔣裕強(qiáng),等。川中地區(qū)侏羅系珍珠沖段含油氣性評價研究(內(nèi)部資料)。西南油氣田分公司川中油氣礦,2008.10

2 )趙霞飛,等。川中東北部地區(qū)須家河組與珍珠沖段地層沉積特征與地層劃分對比研究(內(nèi)部資料)。成都理工大學(xué),2009.12

由于勘探開發(fā)的需要,中石油西南油氣田分公司與成都理工大學(xué)合作,于2009年6月～2010年5月間,作了川中東北部地區(qū)須家河組與珍珠沖段地層沉積特征與地層劃分對比的研究。研究過程中我們描述了5口井巖芯,巖芯總長度341 m。為補(bǔ)巖芯之不足,在華鎣山實測了5條短剖面,厚度共305 m。此外,分析巖屑資料、鑒定巖芯薄片、分析地震測線,尤其研究了已有的大部分綜合錄井剖面。

1 研究思路與方法

1.1 研究思路

為解決川中東北部須家河組與珍珠沖段地層劃分問題,我們采用露頭剖面研究與鉆井巖芯研究相結(jié)合途徑以便認(rèn)識界面上下古生物-古生態(tài)和巖性-巖相特征及其差異,同時通過地震反射終端,確定界面的性質(zhì),通過取芯井段的測井曲線(Gr、Rt曲線)尋找對應(yīng)于地層界面的轉(zhuǎn)換面。整個研究工作中的理論依據(jù)是層序界面的劃分法則。

以下著重介紹須家河組沉積環(huán)境研究進(jìn)展、取芯井剖面研究和層序界面劃分。

1.2 須家河組沉積環(huán)境認(rèn)識進(jìn)展

長期以來,石油地質(zhì)家們都認(rèn)為四川盆地須家河組屬陸相成因,有各種各樣的看法:水進(jìn)三角洲[3]、湖成灘壩[4]、辮狀河、辮狀河三角洲[5]等。而我們卻認(rèn)為盆地內(nèi)部廣大地區(qū)須家河組二段至六段皆屬典型淺海(河口灣)潮汐沉積[6],其上假整合覆蓋的珍珠沖段才屬湖泊三角洲產(chǎn)物。這就產(chǎn)生一個問題:當(dāng)時的開闊海洋在何處?據(jù)Wendt等[7]的川西及鄰區(qū)晚三疊世小塘子組(T3t)巖相古地理圖,小塘子期四川盆地北、東、南三面分別為秦嶺古陸和湘黔桂古陸圍繞,西邊為甘孜-阿壩海盆?，F(xiàn)在,地質(zhì)學(xué)界公認(rèn)小塘子組等同于須家河組一段(T3x1),那么須二段～須六段沉積時,區(qū)域古地理格局當(dāng)不至發(fā)生重大改變,當(dāng)時廣海應(yīng)該仍在西部的甘孜-阿壩,屬Tethys (特提斯海、古地中海)的一部分、直至晚三疊世末期-侏羅紀(jì)初印支造山運(yùn)動的出現(xiàn),四川盆地才升至海平面以上,成為陸相盆地。

關(guān)于須家河組有無海相化石的證據(jù),是大家普遍關(guān)心的問題。最近,張聞林等[8]對此做了如下的回顧與介紹:廣元幅和峨眉幅區(qū)域地質(zhì)測量報告中均有須家河組下亞段含半咸水化石的記錄;渠縣三匯須五段也有半咸水的疑源孢粉化石;南京古生物研究所張璐瑾教授對威遠(yuǎn)須家河組露頭剖面做了詳盡的古生物研究之后,認(rèn)為濱海相最重要的特征是存在生長于半咸水的動物群,他在威遠(yuǎn)剖面中發(fā)現(xiàn)半咸水瓣鰓類化石10層,并將相當(dāng)于須五段的一套厚約70 m的粉砂巖、泥巖互層層段劃為濱海相,此外,相當(dāng)于須三段的地層中也發(fā)現(xiàn)了半咸水化石。

還有一個問題,四川盆地須三段、須五段為煤系地層,巖芯中煤層比比皆是,應(yīng)該如何解釋?我們認(rèn)為含煤的須三、須五段與其下的須二、須四段是不可分割的沉積系統(tǒng)。后兩者屬潮汐砂壩(LST-TST),前兩者為潮間-潮上沉積(HST)。薄煤層和碳質(zhì)頁巖屬于潮上帶海岸平原沼澤相,是河口灣廢棄的結(jié)果,相似于加拿大的艾伯達(dá)省Drumheller出露的上白堊統(tǒng)河口灣-臨濱系統(tǒng)的G相[9]

1.3 鉆井巖芯研究

我們以川中南、北地區(qū)各一口巖芯井為例,說明須家河組與珍珠沖段界面上、下的巖性(巖相)變化。研究鉆井巖芯時,首先要有準(zhǔn)確的界面深度,這個深度是用可容納空間成長速率突變(表現(xiàn)在測井曲線形態(tài)轉(zhuǎn)換上)原理確定的。該原理將在后面予以介紹。

1.3.1 S52井取芯段

如圖2所示,珍珠沖段底界在1 697 m處:

(1)須六段

以井深1 718.7 m為界,可分為以下退積(水進(jìn))部分和以上的進(jìn)積(水退)部分:

a)水進(jìn)部分(1 747～1 718.7 m,TST):由深灰頁巖與灰色、灰黃色粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖組成的略等厚互層。下部粉砂巖中見清晰的雙黏土層,因此屬潮下帶的沙壩與潮道,中部見泥頁巖與泥質(zhì)粉砂巖的薄互層、水流突變和生物擾動(勻化)構(gòu)造,屬潮間的混合坪與泥坪。上部屬潮間帶沙壩成因。雙黏土層見圖3a。

b)水退部分(1 718.7～1 697 m,HST):為一向上變粗(變淺)的序列,由海灣泥→潮坪→潮上環(huán)境,可歸屬于潮汐影響的三角洲成因。

(2)珍珠沖段

圖2中,1 697～1 658 m為珍珠沖段,由兩個正旋回組成。

a)J1z底部,為淺灰、灰白塊狀石英質(zhì)粉砂巖,遍布暗紅色菱鐵礦小顆粒,粒徑0.2～1 mm。向上具平行層理,為高流態(tài)上平底產(chǎn)物,再上含泥粉砂巖中含大量植物根系(圖3e)。所以J1z底部屬小水道與古土壤環(huán)境。

由此向上至井深1 674 m,主要為淺灰、棕褐、褐紅色細(xì)粒沉積,頂部5 m為深灰綠色和棕灰色泥巖,代表水道遠(yuǎn)端沼澤至湖泥沉積。

b)1 674～1 658 m:此旋回與a)相似,下部是生物擾動了的小三角洲、水道沉積(灰色粉砂巖),上部為越岸相和古土壤(灰綠泥質(zhì)粉砂,紫色、灰綠色泥巖),證據(jù)是“勻化”構(gòu)造,鐵質(zhì)斑點和植物根系。

這個剖面的特點是須家河組和珍珠沖段大體可用黑紅來分界;珍珠沖段確屬陸相三角洲-湖泊沉積。具大量“氧化色”,不同于須六段。這是川中南部地區(qū)的一種典型情況(“紅黑分界”)。

圖2 S52井取芯段沉積相剖面圖Fig.2 Sedimentary column of the cored interval ofWell S52

圖3 須六段和珍珠沖段沉積特征a.灰白粉砂巖的雙粘土層與菱鐵礦斑點(角33井,須六段);b.粗砂巖中泥礫,風(fēng)暴成因(廣安101井,井深2062.31 ～2062.42m,須六段);c.須六段底部礫巖(K116井,井深3507.20～3507.42m,須六段);d.珍珠沖段底部礫巖(K101井,井深3503.67～3503.83m,珍珠沖段);e.植物根系(S52井,1695.40～1695.51m,珍珠沖段底部);f.薄片中的菊花狀菱鐵礦(K101井,3502.50m,珍珠沖段底部)Fig.3 Sedimentary features of the 6th Member of Xujiahe Formation and Zhenzhuchong Member

1.3.2 K11井取芯段

取芯段深度3 482～3 552.3 m(圖4),揭露出須家河組與珍珠沖段間的清楚的界面在井深3 508.2 m處。

(1)3 552.3～3 544.8m:灰白中細(xì)砂巖,具脈狀層理、雙黏土層構(gòu)造,并含多個沖刷面,表明了是潮下水道-沙壩環(huán)境的產(chǎn)物。

(2)3 544.8～3 536 m:深灰色頁巖、粉砂質(zhì)泥巖及粉砂巖和泥質(zhì)粉砂巖。具毫米級紋層、魚骨狀交錯層、透鏡狀層理等,沙壩斜坡。

(3)3 536～3 519 m、3 519～3 508.2 m,為兩個向上變粗韻律。分別為潮間帶-潮上帶和河口灣泥-小三角洲。

(4)3 508.2～3 502.8 m:灰白中礫巖-淺灰粉砂巖。中礫巖為SiO2質(zhì),d=0.6～7.0m,分選中等而磨圓度高,低位河道沉積。礫巖底界面是一顯著沖刷面,即侏羅系底面。

(5)3 502.8～3 482.0 m:深灰細(xì)粒沉積夾煤線。具薄互層、生物擾動、變形構(gòu)造等。屬陸相三角洲的湖泥與遠(yuǎn)沙壩相。

圖4 L11井取芯段沉積相剖面圖Fig.4 Sedimentary facies column of the cord interval ofWell L11

巖芯中一大特色是在T3xJ1z界面附近,大致3 508～3 499 m深度巖石中含大量菱鐵礦顆粒,直至富集成斑塊。鐵離子是由河流以膠體形態(tài)帶入河口濱海地區(qū),由于海水中富電解質(zhì),膠體遂凝絮而沉淀。沉積物成巖階段的地球化學(xué)過程,導(dǎo)致還原和半還原環(huán)境,使氫氧化鐵轉(zhuǎn)變成FeCO3(圖3f)。

本井取芯段引人注目之點:

○J1z具底部礫巖。

○J1z和T3x的泥、頁巖都呈深灰色,T3x6的中細(xì)砂巖為灰白色的。

○菱鐵礦顆粒分布于界面上、下5 m范圍內(nèi)。

圖3中包括須六段和珍珠沖段的底部礫巖,分別為(c)、(d)。兩者成分相似,由石英(白)和燧石(深灰)組成,但須六段礫巖中燧石含量(30%～40%)大于珍珠沖段礫巖(<10%),而且須六段底部礫巖分選好,呈單眾數(shù)分布,珍珠沖段礫巖分選差,燧石質(zhì)礫石顯著變細(xì),許多在毫米級,雙眾數(shù)分布。因此不難將兩者區(qū)分開來。

以上介紹的兩口井,由于有大量巖芯,并存在底部礫巖,所以不難劃分珍珠沖段底界。對一般的少取芯或者未取芯的井,如何依據(jù)錄井曲線劃分界面呢?這就需要層序地層學(xué)理論的指導(dǎo)。

1.4 層序地層模式與LUNA法則的應(yīng)用

通過研究區(qū)地震測線上反射終端(截削、上超)的分析,可以確定珍珠沖段底界面屬于Ⅲ級以至Ⅱ級層序的層序界面(SB)。所以、我們面對的是用測井資料確定層序界面問題。

層序地層學(xué)最初基于被動大陸邊緣沉積層的研究,認(rèn)為全球相對海平面升降控制層序的發(fā)育,而前者乃是構(gòu)造運(yùn)動、氣候、大地水準(zhǔn)面變化、沉積補(bǔ)給等的合成結(jié)果。

這個理論能否解釋陸相沉積層序呢?20世紀(jì)80年代,國際地質(zhì)科學(xué)聯(lián)合會為此設(shè)立了陸相層序地層學(xué)工作小組(LUNA)。研究成果由Shanley&Mc-Cabe[10]發(fā)表。有關(guān)層序界面(SB)與層序(SQ)劃分的原理簡介如下:

層序是由不整合面及其可對比的整合面為邊界的一個有成因聯(lián)系的沉積體。不整合面是表明重大沉積間斷的陸表侵蝕削截面及其可對比的水底侵蝕面[12]。在實際工作中,尤其從錄井剖面中可以準(zhǔn)確地確定不整合面。

LUNA認(rèn)為,層序邊界不整合可依據(jù)可容空間生成速率突變的巖層幾何形態(tài)來識別,其具體標(biāo)志是古河流規(guī)模和河道砂巖的疊置方式。下切寬度和深度均大于單河道,純砂比率很高的砂巖段,乃是地層基準(zhǔn)面上升速率低,河道反復(fù)遷移沖走了洪泛平原細(xì)粒物質(zhì)的結(jié)果。這種砂體被稱為拼合砂體,其底面就是陸相盆地中可靠的層序界面。這些界面在錄井圖上,表現(xiàn)為Sp、Rt曲線的突變點:Sp、Rt曲線反映出的由向上變粗的反韻律突變?yōu)橄蛏献兗?xì)的正韻律。在地震測線上,則可由反射終端的特征-截削、上超來確定,兩種資料條件下應(yīng)得出一致的結(jié)論。

圖5 河成層序構(gòu)型模式(Olsen T等)[13]Fig.5 Architecturemodel for fluvital sequences (after Olsen T,et al.,1995)

LUNA的上述原理,其實早已是層序地層學(xué)確定的原理,見于Vail等[11]、Van Wagoner[12]、Olsen等人的文章中。我們可以用Olsen等人[13]的河成層序構(gòu)型模式予以說明(圖5)。底侵蝕面(SB1)是基準(zhǔn)面下降時復(fù)雜河谷下切所造成的。拼合的河成砂席(層位2)是基準(zhǔn)面長期下降和開始上升時,河谷下切與擴(kuò)大的結(jié)果,其特點是砂體厚度大(比其上、下的砂層厚得多)且廣延成席狀(多口井相連),內(nèi)部多沖刷面。層位3是單河道砂體,分散于細(xì)粒沉積中,向上變細(xì),其規(guī)模遠(yuǎn)小于拼合砂體。層位3頂部可出現(xiàn)(泥)灰?guī)r。由層位1→層位3,基準(zhǔn)面上升速率是增大的(水進(jìn))。層序上部代表基準(zhǔn)面上升速率減小,以致為零,此時沖積平原向盆地前積,可容納空間減小,沉積物向上變粗(水退)。然后是基準(zhǔn)面重新下降,出現(xiàn)新的河谷下切,形成新的不整合面(SB2),也就是第二個層序的層位1,如此旋回式發(fā)展。結(jié)果,層序界面(SB)正好是下伏反韻律與上覆正韻律的轉(zhuǎn)換面。

現(xiàn)在回過頭來看前述兩口井的地層分界.52井(圖2)珍珠沖段底界在井深1 697 m處,從GR和RLLD曲線都可看出,暴露面(古土壤)正好是可容納空間生成速率的轉(zhuǎn)折點.11井(圖4)情況相似,界面(3 508.2 m)正好是測井曲線趨勢的突變處。

2 結(jié)果

關(guān)于川中東北部須家河組與珍珠沖段地層劃分,我們得出了以下成果。

2.1 得出須家河組與珍珠沖段地層劃分的地質(zhì)、地球物理標(biāo)志

至此,我們可以對川中北部地區(qū)T3xJ1z地層劃分與對比的依據(jù)(標(biāo)志),作出如下小結(jié)。

2.1.1 古生物

主要為植物化石。須六段中下部的灰白砂巖中不含化石,而上部的黑色頁巖中,含豐富的植物化石,保存完好,不難鑒定。此次研究中,我們初步鑒定了巖芯中Cladophlebis、Pterophyllum和Neocalamites等種屬。珍珠沖段的紅色和雜色泥巖中是不含化石的,灰色泥頁巖中可含他生的煤“礫”,而含泥粉砂巖層面上可見少量植物殘體,保存不好,皆已炭化。

2.1.2 巖性特征

整體而言,與T3x比較,J1z巖性以色較淺,粒度偏細(xì)、化石極少為特點。

(1)顏色:砂屑巖——珍珠沖段呈淺灰-灰綠色,須六段砂巖多為灰白色,其次淺灰、灰黃。泥頁巖——珍珠沖段泥巖灰白-淺灰、雜色以及紅色,無植物碎屑。須六段頁巖為黑色、深灰色,含豐富植物碎屑。

(2)成分:J1z底部(粉)砂巖的石英含量高于T3x6砂巖,而燧石和變質(zhì)巖巖屑顯著低于后者。須六段中可見含大量暗色顆粒(燧石、變質(zhì)巖屑)的砂巖,在珍珠沖段中是見不到的。

(3)粒度和單層厚度:T3x6中下部的砂巖為中細(xì)粒砂,連續(xù)厚度在數(shù)米至數(shù)十米,上部則一般為薄的細(xì)砂、粉砂與深色頁巖成互層.1z砂質(zhì)巖粒度一般為粉砂巖和泥質(zhì)粉砂巖,少數(shù)為細(xì)砂,厚度一般在1 m以下,少數(shù)達(dá)7～8 m。

(4)分選性:須六段砂巖分選中-好,磨圓度高,而珍珠沖段粉砂巖分選差,磨圓度亦較低.1z中可見分選很差的含礫砂巖和含泥質(zhì)角礫的泥巖,屬濁流沉積,在T3x中是不存在的。

(5)硅質(zhì)中礫巖:珍珠沖段底部礫巖是可靠標(biāo)志,其底面是可容納空間成長突變面(層序界面).3x6底部也有中礫巖,且特征相似。但是兩者的不同點在于:a。黑色燧石質(zhì)礫含量——T3x6高(30%～ 40%),而J1z底礫巖低(10%±).。粒度分布——T3x6底部礫巖的石英質(zhì)礫和燧石質(zhì)礫大小相近,分選好,為單眾數(shù)分布,J1z底部礫巖的石英質(zhì)礫比燧石質(zhì)礫大得多(分選差),似為為雙眾數(shù)分布。

(6)風(fēng)暴流礫石:只見于T3x6,而不見于J1z。

圖6 須六段、珍珠沖段測井曲線各種形態(tài)Fig.6 Forms of the logging curves for T3 x6 and J1 z

(7)沉積構(gòu)造:T3x中常見的雙黏土層、水流突變構(gòu)造(及魚骨狀交錯層理)、砂泥薄互層、透鏡狀和脈狀層理,在珍珠沖段一般都缺失(可見薄互層)。

(8)植物遺跡:牛角炭——T3x中常見,J1z未見。植物根系——J1z常見,T3x中偶見。植物莖桿印?！猅3x中粗砂巖中較常見,J1z中未見。

(9)成巖礦物:菱鐵礦結(jié)核,分布于界面上下數(shù)米的深度范圍內(nèi)。

2.1.3 沉積相

T3x6晚期:淺海環(huán)境河口灣系統(tǒng):河口壩、潮汐影響的三角洲前緣、河口灣泥、潮間與潮上帶.1z:陸相湖泊三角洲系統(tǒng):三角洲前緣、前三角洲、分流間灣。

2.1.4 地震反射終端特征

2.1.5 測井響應(yīng)形態(tài)特征

T3x6中下部——箱形.3x6上部——漏斗狀、花瓶狀、疊置漏斗狀.1z——鐘形、疊置小漏斗、花瓶狀(圖6)。

將以上所述的沉積和測井響應(yīng)特征以表列出,見表2。

表2 須六、珍珠沖段地質(zhì)地球物理標(biāo)志對照Table2 Contrast of the geological-geophysical attributes between T3 x6 and J1 z

圖7 川中東北部地區(qū)須家河組頂面(珍珠沖段底面)起伏輪廓Fig.7 Contourmap of top surface of the Xujiahe Formation(basal surface of Zhenyhuchong Member)in the northeastern NE part of central Sichuan Basin

2.2 運(yùn)用LUNA法則準(zhǔn)確劃分全區(qū)已鉆井的珍珠沖段底界井深

由于正確劃定了珍珠沖段底界,區(qū)域連井剖面都顯示出地層巖相和厚度的規(guī)律性變化(限于本文篇幅及剖面內(nèi)容過大,剖面從略)。

對重點探區(qū),做出了珍珠沖段底面起伏輪廓圖,如圖7所示。該圖東緣和東南緣古地形較陡,分別向東和向東南升高,顯然與華鎣山褶皺帶的發(fā)育有關(guān)。其他,除K128周圍的平臺,以K16井的鼻類隆起以外,大致是向西北傾斜的斜坡,反映大巴山前凹陷。此圖未考慮斷層,所以不是構(gòu)造圖,但可以預(yù)測界面埋深。對于新鉆井,只要確定其在圖上的位置,就可以查出珍珠沖段底面的近似海拔,換算成應(yīng)該出現(xiàn)的井深位置。此圖可隨資料井的增加予以進(jìn)一步修正完善。

2.3 利用巖屑資料確定侏羅系底界

用LUNA法則確定各井侏羅系底界深度以后,可以反過來檢查巖屑記錄,判斷可否依據(jù)巖屑特征,隨著向下鉆進(jìn)而判斷侏羅系底界的位置。我們根據(jù)14口井的巖屑資料,比較須六段與珍珠沖段巖屑的差異。得出了8種巖屑類型。

(1)底部礫巖型:共3口井,礫巖是侏羅系底界的極好標(biāo)志。

(2)須家河組灰白砂巖、黑色頁巖型:共2口井,對照之下,珍珠沖段為淺灰砂巖,灰色頁巖,見圖8 (a)。

(3)珍珠沖段紫紅泥巖型:共3口井,打到紫紅色泥巖表明接近侏羅系底界,見圖8(b)。

(4)珍珠沖段雜色泥巖型:本次研究資料中只見一口井,雜色泥巖和灰黑砂質(zhì)頁巖是珍珠沖段特有的巖性,見8(c)。

(5)中粒砂巖型:本次研究的資料當(dāng)中也只見一口井,中粒砂巖只見于須六段,見圖8(d)。

(6)暗色顆粒砂巖型:有一口井,暗色顆粒是燧石或(和)變質(zhì)巖屑,是須家河組的特征。唯離界面較遠(yuǎn),不太敏感,見圖8(e)。

(7)濁積型:有一口井,分選很差的含礫砂巖,只見于珍珠沖段,因此有標(biāo)志意義,見圖8(f)。

(8)差別模糊型:有兩口井,由巖屑難以區(qū)分須家河組與珍珠沖段。

上述8中類型中,僅(8)一類難以劃分界面,占總井?dāng)?shù)的14%,其他(1)～(7)類都有相當(dāng)明顯的特征,可以較可靠或有把握地劃定或接近界面,占總數(shù)的86%。因此可以認(rèn)為:在一定條件下,利用巖屑資料在現(xiàn)場迅速估計侏羅系底界是可能的;上述各種巖屑標(biāo)志都是有價值的。

圖8 利用巖屑判斷界面的幾種典型情況Fig.8 Some typical cases for judging the division plane with cuttings

3 結(jié)論

至此我們可以得出如下幾點結(jié)論:

(1)須家河組頂部與侏羅系底部的沉積學(xué)和巖石學(xué)特征有很大差別,但也有相似性(如菱鐵礦結(jié)核)。全面掌握了兩者的特點,即掌握了事物的“個性”,就易于區(qū)別它們。因為地質(zhì)發(fā)展演變是不可逆的,它必然反映在事物的各個方面。在大量野外和井下研究工作的基礎(chǔ)上,我們總結(jié)了兩段地層的地質(zhì)地球物理特征,見表2。

(2)但是人們不能事事都靠經(jīng)驗,地質(zhì)學(xué)已經(jīng)為地層劃分準(zhǔn)備了理論.UNA法則就是確定層序界面,解決地層劃分和對比的可靠理論,利用錄井剖面尤其容易做到這一點。露頭區(qū)也是一樣的道理。例如,川西侏羅系底界上下多礫巖;由老向新研究剖面時,不能遇到礫巖就劃為侏羅系,只有找到具“拼合砂體”性質(zhì)的礫巖,其底面才是侏羅系底界。

(3)珍珠沖段底部的低位礫巖,早就被古生物學(xué)者作為川中東北部地區(qū)的的分界標(biāo)志。在井下,其底面與可容納空間成長速率突變面一致,說明古生物地層與層序地層學(xué)都達(dá)到了正確認(rèn)識。

(4)在掌握表2的基礎(chǔ)上,現(xiàn)場專業(yè)工作者可以分析巖屑資料(訊息),迅速估計侏羅系底界的井深。自然,準(zhǔn)確的J1底界位置,需要在錄井剖面的基礎(chǔ)上,運(yùn)用LUNA法則,對比相鄰鉆井,才能確定。

(5)連井剖面研究表明T3x～J1z時期,地形起伏被沉積補(bǔ)償迅速填平,提示川中地區(qū)構(gòu)造運(yùn)動和緩平穩(wěn),沒有特定的長期隆起或沉降地帶,為東岳廟期區(qū)域性大湖泊的出現(xiàn)創(chuàng)造了條件。

(6)珍珠沖段儲層欠發(fā)育。主要儲集相屬于低位河道砂(礫)體,其分布是可以預(yù)測的。須家河組則極富可能的儲集砂體,唯因深埋壓實等成巖作用,滲透率偏低,要尋找良好的儲集地帶,應(yīng)回溯到原始沉積環(huán)境中去。兩者都離不開系統(tǒng)的、現(xiàn)代水平的沉積學(xué)研究和地震地層學(xué)制圖。

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Stratigraphic Division between Xujiahe Formation and Zhenzhuchong M ember in the NE Part of Central Sichuan Basin

ZHAO Xia-fei1,2GONG Chang-ming3ZHANGWen-lin4LIU De-rong3HE Feng-yang1KANG Ren-dong4
(1.Chengdu University of Technology,Chengdu 610059; 2.State Key Lab of Oil-Gas Reservoir Geology and Exploration,Chengdu University of Technology,Chengdu 610059; 3.Central-Sichuan-Basin Oil-gas M ine,SW Branch of CNPC,Chengdu 629001; 4.Exploration-Development Institute of the SW Branch,CNPC,Suining,Sichuan 610061; 5.Exp loration-Development academ y of the NW Branch,Sinopec,Urumqi 830011)

Studies of the corresponding seismic data revealed the division plane is a sequence boundary(SB)(T3x truncated by the boundary and alongwhich J1z onlaps).o it can be dertermined by LUNA principle.LUNA regards sequence boundary unconformity as can be recognized by strata geometry of abrupt change of accomodation generation rate which ismarked by the paleo-channel scale and the superimposition of channel sandstones,and base of the almagmated sandstone body is just the situ of the sequence boundary.In well-log,SB is presented by break point of Gr and Rt curves-the reverse rhythm of the underlain sequence turns into positive rhythm of the overlying sequence upwards at the point.This plane coincideswellwith the base of basal conglomerate.Measuring the trans-boundary short columns along the west edge of Huayingshan and core-section studies have revealed that apparent differences of paleontology-paleoecology and sedimentology exist in between T3x and J1z successions,which reflect the inreversibility of geological evolution.Paleontology:mostly fossil plants,plants are plentiful and well-preserved in T3x6black shale, and plant stems are considerably common in coarse sandstone of the samemember.Fossils are rare in J1z,however, allochthonous small carbonized plant debris or occasionally coal“pebbles”are seen.Sedimentary and diagenetic feafures:most aspects are quite different beween T3x6and J1z,except that siderite concretions occur in the interval from below to above the boundary by severalmeters.Lithology-the lower-middle part of T3x6is represented by thick graywhitemedian(coarse)-fine sandstonewith single bed thickness of several to decadesmeters,the upper part by interbeds of light gray,yellowish gray fine sandstone to siltstone and black shales;however J1z is characterized by intercalations of light gray,grayish-green thin siltstone and red,stained mudstome at its lower part,themudstone are grading into gray colour and sandstone are getting thicker at its upper part.Composition——the guartz content in lower J1z is higher than the sandstones of T3x6,but its chert and metamorphic rock debris are apparently lower than the later; Texturematurity——J1z siltstone ismuch worse-sorted than the T3xv6sandstone,the thin turbidites in J1z are not seen in T3x successions.Sedimentary sturctures-bi-clay-layers,herringbone structure,abrupt facies change,lenticular and flaser bedding and thin interbeddsare common in T3x but not seen in J1z.Siliceous cobble-the J1z basal cobble isa reliable boundarymarker which is easily differentiated from the basal ones of T3x6;the storm-induced conglomerate and“ ox-horn coal”occur only in T3x;rootletsare common seen in J1zv and occassionaly presented in T3x.Sedimenfary facies:the above-mention differences between T3x and J1z are thought to be derived from original sedimentary environments,the authors attribute T3x to shallow sea and estuarine origin and J1z to lacustrine delta system.The two successions are also different from each other in well-logging responses and can be easily discerned.This paper proved that to judge the reached stratigraphic level duringwell-drilling swiftly on the basis of cutting information can be achieved.

NE partof central Sichuan Basin;stratigraphic division between Triassic and Jurassic;LUNA principle; to judge the reached stratigraphic levelwith cuttings

趙霞飛 男 1933年出生 教授 博士生導(dǎo)師 沉積學(xué) E-mail:zhaoxf@cdut.edu.cn

TE121.3+4

A

1000-0550(2011)04-0631-13

2010-11-05;收修改稿日期:2011-01-15