趙勇 李國蓉 彭博 何金海

(成都理工大學(xué)油氣藏地質(zhì)及開發(fā)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 610059)

隨著油氣勘探開發(fā)的不斷深入，在四川盆地東北部宣漢地區(qū)，已發(fā)現(xiàn)鐵山坡、渡口河、羅家寨等大中型氣田，探明天然氣儲(chǔ)量近2000億m3。這些天然氣主要集中在飛仙關(guān)組地層中，對(duì)于其下部長(zhǎng)興組礁灘相儲(chǔ)層的發(fā)育狀況和天然氣聚集狀況尚不清楚，研究也未細(xì)致深入。本文在其他研究的基礎(chǔ)上，對(duì)宣漢地區(qū)長(zhǎng)興組礁灘體的發(fā)育分布規(guī)律進(jìn)行研究，對(duì)于指導(dǎo)區(qū)內(nèi)礁灘體勘探具有重要的意義。

1 地質(zhì)概況

宣漢地區(qū)地處上揚(yáng)子地臺(tái)東北部川東高陡構(gòu)造帶東北部，北為大巴山弧形褶皺帶，西側(cè)以華鎣山斷裂為界與川中平緩褶皺帶相接，為川東斷褶構(gòu)造帶與大巴山?jīng)_斷褶皺帶的雙重疊加構(gòu)造區(qū)(圖1)。

目前已有大量關(guān)于川東北長(zhǎng)興組層序地層的研究。傅恒等人將長(zhǎng)興組劃分為1個(gè)三級(jí)層序;王成善等人將長(zhǎng)興組劃分為2個(gè)三級(jí)層序，認(rèn)為在特提斯構(gòu)造域控制下，層序多表現(xiàn)為TST≥HST的體系域結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，即“持續(xù)緩慢上升 —相對(duì)快速下降”的體系域結(jié)構(gòu)樣式特征［1］;馬永生等人對(duì)川東北部宣漢盤龍洞長(zhǎng)興組剖面進(jìn)行研究，將其劃分為2個(gè)三級(jí)層序，下部三級(jí)層序高位發(fā)育生物礁，頂部形成淺灘暴露面，可作為層序界面，上部三級(jí)層序則主要發(fā)育灘體，頂部灘體白云化及蒸發(fā)潮坪發(fā)育，作為上部三級(jí)層序的頂界面［2］。李鳳杰等人對(duì)川東北地區(qū)宣漢縣渡口鎮(zhèn)羊鼓洞上二疊統(tǒng)剖面的層序地層進(jìn)行研究，將長(zhǎng)興組劃分為2個(gè)三級(jí)層序［3］。李國蓉等人通過對(duì)該地區(qū)露頭、錄井、測(cè)井等資料的綜合研究分析，研究認(rèn)為長(zhǎng)興組可劃分為2個(gè)三級(jí)層序，由下至上分別為下部三級(jí)層序(SQ1)和上部三級(jí)層序(SQ2)。

圖1 研究區(qū)構(gòu)造位置圖

關(guān)于長(zhǎng)興組時(shí)期的沉積格局已有大量研究。有研究認(rèn)為從長(zhǎng)興組時(shí)期開始，川東北地區(qū)發(fā)育開江—梁平海槽，海槽兩側(cè)發(fā)育臺(tái)地，二疊紀(jì)—三疊紀(jì)的礁灘體環(huán)海槽邊緣發(fā)育，這一海槽北部與深水盆地相連，向南逐漸變淺，至梁平一帶消失［4－7］。馬永生等人［8－9］認(rèn)為不存在開江 —梁平海槽，在開縣—梁平海槽區(qū)域內(nèi)，長(zhǎng)興組只是水體相對(duì)臺(tái)地較深的“臺(tái)棚”環(huán)境產(chǎn)物，該臺(tái)棚與臺(tái)緣存在寬緩的碳酸鹽巖緩坡，該臺(tái)棚向北水體加深，與北部的深水盆地相同，向南變淺，在梁平以北消失。李國蓉等人認(rèn)為，開江—梁平區(qū)域內(nèi)長(zhǎng)興組—飛仙關(guān)組的沉積物反映出水體明顯較鄂西海槽(海盆)區(qū)域淺，使用“盆地”來描述更為合適，并認(rèn)為旺蒼—巴中—宣漢—開江—梁平這一相對(duì)深水區(qū)域向東南方向可與鄂西海槽(海盆)貫通，四川地區(qū)發(fā)育兩個(gè)相互獨(dú)立的碳酸鹽巖臺(tái)地。

2 礁灘體的識(shí)別

生物礁是由固著生物所形成的原地沉積的碳酸鹽巖建造［10］。灘是指由海水搬運(yùn)聚集的碳酸鹽巖生物或非生物顆粒堆積，如生物成因的生物灘，機(jī)械、化學(xué)成因的鮞粒灘。由于長(zhǎng)興組礁和灘的接觸關(guān)系復(fù)雜多變，不易劃分，因此統(tǒng)稱為礁灘復(fù)合體。

2.1 地震相識(shí)別

生物礁作為一個(gè)特殊的碳酸鹽巖塊體，發(fā)育正向地貌，其巖性、結(jié)構(gòu)、厚度均與周圍的沉積物不同，因此，地震波在生物礁中的傳播特征也與周圍其他地層有所不同［8］。研究區(qū)地震剖面上礁灘體的識(shí)別標(biāo)志為:同沉積地層厚度的明顯隆起，在地震剖面上相對(duì)于非礁相帶，其具有更多的同向軸數(shù)目，丘狀建隆，內(nèi)部雜亂，不顯沉積層理，礁前礁后沉積物對(duì)礁相呈不明顯的上超接觸關(guān)系。地震剖面上礁灘體反射特征見圖2。

2.2 巖芯識(shí)別

巖芯觀察尤為重要，識(shí)別礁灘體最直觀可靠的依據(jù)便是巖芯觀察識(shí)別。此次研究對(duì)所涉及到的10口井的巖芯(薄片)進(jìn)行了礁灘體的觀察識(shí)別。研究發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)礁灘體儲(chǔ)集巖石類型主要為生物礁云巖、黏結(jié)云巖、障積云巖，主要儲(chǔ)集空間為溶蝕孔洞、造礁骨架孔洞，偶見骨架間生屑鑄?？?。礁體白云巖化較徹底，儲(chǔ)集性好。PG5井長(zhǎng)興組礁灘復(fù)合體測(cè)井特征及巖芯照片見圖3。

圖2 地震剖面上礁灘體反射特征

2.3 測(cè)井識(shí)別

根據(jù)鉆井取芯段礁灘體的測(cè)井資料綜合分析，研究區(qū)礁灘體有如下測(cè)井響應(yīng)特征:自然伽馬值為11～30API，平均15API左右;電阻率值主要為693～7417 Ω·m，平均約為 2259 Ω·m;聲波時(shí)差值為148 ～207 μs/m，平均值約為164 μs/m;中子孔隙度值為1.23～8.6%，平均值約為4.5%;密度值為2.59～2.76 g/cm3，平均值2.69 g/cm3左右 。

圖3 PG5井長(zhǎng)興組礁灘復(fù)合體測(cè)井特征及巖芯照片

3 礁灘體發(fā)育分布規(guī)律

3.1 層序劃分方案

本文沿用李國蓉等人的層序劃分方案。SQ1底界面為Ⅱ型層序不整合面，SQ2底界面為Ⅰ型層序不整合面，由臺(tái)地邊緣區(qū)域暴露溶蝕面及其地震剖面下超和上超特征來指示，斜坡 —陸棚相區(qū)在深水或較深水沉積物之上發(fā)育水體突然大幅度變淺的沉積物，則指示了低水位體系域的存在。因此，長(zhǎng)興組下部三級(jí)層序?yàn)棰蛐蛯有?，長(zhǎng)興組上部三級(jí)層序?yàn)棰裥蛯有颉?/p>

3.2 宣漢地區(qū)長(zhǎng)興組礁灘體發(fā)育規(guī)律

在單井層序、沉積相及連井分析的基礎(chǔ)上，綜合地震解釋，繪制了區(qū)內(nèi)長(zhǎng)興組在各個(gè)體系域時(shí)期礁灘體的立體展布圖。在長(zhǎng)興組下部三級(jí)層序海侵體系域時(shí)期，由于相對(duì)海平面上升，沉積水體相對(duì)變深，碳酸鹽巖的生產(chǎn)對(duì)海平面的上升有一個(gè)滯后的響應(yīng)期，導(dǎo)致該層主要以低能環(huán)境沉積為主，而礁灘體基本不發(fā)育(見圖4)。在長(zhǎng)興組下部三級(jí)層序高水位體系域時(shí)期，由于相對(duì)海平面下降，水體變淺，礁灘體生長(zhǎng)速率大于可容空間增長(zhǎng)速率，礁灘體向海進(jìn)積并且沿臺(tái)地邊緣大規(guī)模生長(zhǎng)(見圖5)。在長(zhǎng)興組上部三級(jí)層序海侵體系域時(shí)期，相對(duì)海平面再次上升，其上升速度大大超過礁體向上生長(zhǎng)速度，前期的礁灘體絕大多數(shù)被淹死，僅在前期古地貌高點(diǎn)出現(xiàn)規(guī)模很小的礁灘體，且以灘為主(見圖6)。在長(zhǎng)興組上部三級(jí)層序高水位體系域時(shí)期，相對(duì)海平面再次由上升轉(zhuǎn)為下降，礁灘體的發(fā)育規(guī)模明顯增大，但其發(fā)育規(guī)模受限于陡坡邊緣，且較下部三級(jí)層序高水位體系域時(shí)期的礁灘體規(guī)模小(見圖7)?？偟膩碚f，研究區(qū)長(zhǎng)興組礁灘體主要發(fā)育在SQ1、SQ2的高水位體系域時(shí)期，海侵期也能發(fā)育少量礁灘體(受古地貌高點(diǎn)控制);同時(shí)，臺(tái)地邊緣區(qū)是礁灘體發(fā)育的有利區(qū)域。

圖4 SQ1TST時(shí)期沉積相及礁灘體展布圖

圖5 SQ1HST時(shí)期沉積相及礁灘體展布圖

圖6 SQ2TST時(shí)期沉積相及礁灘體展布圖

圖7 SQ1HST時(shí)期沉積相及礁灘體展布圖

4 結(jié)語

沉積古地理位置控制了礁灘體在橫向上的差異性發(fā)育。在古地理位置相對(duì)較低、沉積能量也較低的盆地斜坡中基本不發(fā)育礁灘;而在古地理位置相對(duì)較高，沉積能量較高的臺(tái)地邊緣區(qū)則廣泛發(fā)育分布礁灘體。在臺(tái)地內(nèi)部，雖然古地理位置較高，但是臺(tái)地邊緣區(qū)對(duì)沉積能量的阻隔導(dǎo)致礁灘體發(fā)育較少。

相對(duì)海平面的變化控制著礁灘體的發(fā)育規(guī)模。當(dāng)海平面上升的時(shí)期，由于水體較深，礁灘體被淹沒，基本不發(fā)育，僅在古地貌高點(diǎn)發(fā)育較少的礁灘體;而在相對(duì)海平面下降的高水位時(shí)期，水體變淺，陽光充足，礁灘體大規(guī)模發(fā)育。

碳酸鹽巖臺(tái)地邊緣類型控制臺(tái)緣礁灘的生長(zhǎng)形式。研究區(qū)長(zhǎng)興期的臺(tái)地西邊緣為陡坡邊緣，礁灘體主要以加積的形式向上生長(zhǎng)，這限制了礁灘體在橫向上的發(fā)育范圍。

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