段金寶，彭勁

（中國石化勘探南方分公司研究院）

1 概 況

近些年，在四川盆地相繼勘探發(fā)現(xiàn)了普光、元壩、龍崗等礁灘氣田。2003年以來，對盆地東北部元壩地區(qū)的綜合研究，發(fā)現(xiàn)了上二疊統(tǒng)長興組—下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組礁灘地震異常體，并在長興組礁灘主體、礁后淺灘相儲層以及飛仙關(guān)組鮞灘相儲層相繼試獲工業(yè)天然氣流。目前已在元壩地區(qū)鉆了數(shù)十口井，完鉆井均在飛仙關(guān)組鉆遇不同級別的鮞粒(白云質(zhì))灰?guī)r儲層，但儲層的非均質(zhì)性較強，儲層預測評價的難度較大，制約了勘探部署。因此，加強飛仙關(guān)組層序地層和沉積相的研究，對進一步油氣勘探有著重要的現(xiàn)實意義。

近十年來，眾多學者針對四川盆地東北部飛仙關(guān)組層序地層和沉積相開展了研究工作，其中對飛仙關(guān)組的層序劃分認識已逐漸趨于一致 （將飛仙關(guān)組劃分為2個三級層序）［1－4］，近年又對元壩地區(qū)開展了飛仙關(guān)組鮞粒灘的疊置遷移沉積特征研究［4－6］，但這些均未系統(tǒng)地開展元壩地區(qū)鮞粒灘縱向、橫向遷移規(guī)律的研究。

本次研究工區(qū)選元壩地區(qū)（圖1），因在該區(qū)已獲得豐富的鉆井、錄井資料和巖心資料。本次研究工作是將沉積相研究與層序地層學研究緊密結(jié)合，利用元壩地區(qū)層序界面和其他關(guān)鍵界面，以層序地層和體系域為研究單元，研究沉積相展布，編制元壩地區(qū)等時或瞬時沉積相圖。這種研究方法，從上世紀末期提出編圖思路，到最近幾年在川東北、川東－渝北等地區(qū)相繼應用［7-11］，已取得了一定效果，但這些地區(qū)的前期研究因受研究區(qū)域資料的限制，沉積相的橫向展布情況主要依據(jù)鉆井和露頭資料向外推測，而元壩地區(qū)具有高品質(zhì)三維地震資料，飛仙關(guān)組構(gòu)造平緩，斷裂不發(fā)育，橫向追蹤性較好，這為開展精細層序—沉積相編圖提供了可能。本次研究在單井層序的劃分對比以及等時層序地層格架建立基礎(chǔ)上，以四級層序界面與高水位體系域壓縮法相補充作為沉積相圖編圖單元，通過單井層序的精細標定，運用沿層屬性提取以及斜坡反射手工追蹤等技術(shù)方法，完成了元壩地區(qū)飛仙關(guān)組層序—沉積相圖的編制。

圖1 元壩地區(qū)地理位置及盆地構(gòu)造位置圖（據(jù)文獻［5］修改）

2 層序與沉積相劃分

2.1 層序劃分

在前期研究的基礎(chǔ)上，利用元壩地區(qū)42口鉆井的常規(guī)錄井、成像測井資料以及累計近200m的巖心資料，結(jié)合高品質(zhì)三維地震資料，運用碳酸鹽巖層序地層學、地震層序地層學及測井層序地層學的研究方法，對元壩地區(qū)下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組層序界面類型、層序劃分標志等進行了識別，將飛仙關(guān)組劃分為 2個三級層序(SQ1和 SQ2)及8個四級層序（C1—C8）（圖 2）。

三級層序SQ1由飛仙關(guān)組一、二段組成，包括4個短期旋回（為四級層序C1、C2、C3和C4）。層序底部界面為長興組與飛仙關(guān)組分界面，屬二類層序界面(SB2)，海侵體系域沉積不明顯。下部兩個短期旋回（C1和C2）對應于一段沉積，巖性主要為大套的石灰?guī)r和含泥灰?guī)r；上部兩個短期旋回（C3和C4）對應于二段沉積，巖性主要為鮞?；?guī)r和灰?guī)r，為臺地邊緣相、開闊臺地相沉積，旋回中上部發(fā)育鮞粒灘沉積。

三級層序SQ2由飛仙關(guān)組三、四段組成，包括4 個短期旋回（為四級層序 C5、C6、C7和 C8），底部層序界面為飛仙關(guān)組三段與二段的分界面，屬巖性巖相轉(zhuǎn)換二類層序界面(SB2)。海侵體系域由飛仙關(guān)組三段下部組成，巖性為含泥較重的泥質(zhì)灰?guī)r，高水位體系域巖性主要以含泥灰?guī)r、膏巖沉積為主，為局限臺地、臺地蒸發(fā)巖相沉積。

2.2 沉積相劃分

在鉆井巖屑和巖心觀察、測井相分析、地震資料解釋的基礎(chǔ)上，根據(jù)巖石組合、沉積組構(gòu)、剖面序列、沉積機理、電性、地震相等資料，將元壩地區(qū)飛仙關(guān)組劃分為以下六類沉積相［12－13］。

臺地蒸發(fā)巖相 位于局限臺地向陸一側(cè)的潮上帶，又可稱之為薩布哈，以干旱炎熱的氣候為形成條件。主要由蒸發(fā)成因的石膏、白云巖、以及潮上帶的古表生期巖溶角礫巖組成，常見各種潮汐層理、暴露溶蝕構(gòu)造。

從元壩地區(qū)鉆井揭示的地層情況來看，臺地蒸發(fā)巖相主要發(fā)育于飛仙關(guān)組四段下部，巖性以膏巖、含膏白云巖薄互層為標志，全區(qū)分布較為穩(wěn)定。

局限臺地相 局限臺地是灘壩后向陸一側(cè)十分平緩的海岸地帶和極淺水區(qū)域，以沉積泥質(zhì)灰?guī)r為主，夾少量砂、礫屑和藻團粒等顆?；?guī)r。

在元壩地區(qū)，局限臺地相主要發(fā)育于飛仙關(guān)組三段與四段晚期。三段局限臺地相發(fā)育受到一、二段斜坡、陸棚區(qū)填平補齊后的地貌差異性控制，在相對高部位的 YB1、YB2、YB12、YB102井, 在三段沉積時演化為局限臺地相沉積，而相對低部位的YB3、YB4、YB5井，則在經(jīng)歷三段早期的開闊臺地相沉積后進入局限臺地相沉積，以紫紅色含泥灰?guī)r沉積為主。

開闊臺地相 開闊臺地系指發(fā)育在臺地邊緣礁灘與局限臺地之間的廣闊淺海，水循環(huán)條件較好。

在元壩地區(qū)，飛仙關(guān)組一段為邊緣不發(fā)育礁、灘的無鑲邊臺地，巖性主要為泥晶灰?guī)r；飛仙關(guān)組二、三段開闊臺地相發(fā)育鮞粒灘與灘間亞相，主要由灰?guī)r、砂屑灰?guī)r和鮞?；?guī)r組成。

臺地邊緣相 臺地邊緣相位于臺地與斜坡之間的轉(zhuǎn)折帶位置。該區(qū)域沉積環(huán)境與臺地、斜坡有別，水動力能量較高，發(fā)育鮞粒灘與灘間亞相，巖性主要為亮晶鮞粒灰?guī)r和泥晶灰?guī)r。

在元壩地區(qū)，該相主要發(fā)育于飛仙關(guān)組二段。

臺地前緣斜坡相 臺地前緣斜坡相指臺地與陸棚之間斜坡沉積區(qū)，是陸棚至臺地邊緣高能帶之間的部分，其基底呈一角度向盆地傾斜，斜坡相帶主要有面流和遠洋沉積作用、重力流沉積作用，以及各種底流的沉積作用。

圖2 元壩地區(qū)下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組沉積相與層序地層綜合柱狀圖

元壩地區(qū)YB3、YB5井在飛仙關(guān)組早期為臺地前緣斜坡相沉積，巖性主要為灰?guī)r、含泥灰?guī)r。

陸棚相 可進一步劃分為淺水陸棚亞相和深水陸棚亞相。

從元壩地區(qū)鉆井揭示來看，深水陸棚亞相在鉆井中尚未揭示。YB4井在飛仙關(guān)組早期為淺水陸棚亞相沉積，因其沉積時海水較深、能量較低，主要沉積了深色含泥灰?guī)r、灰?guī)r和灰質(zhì)泥巖。

3 層序—沉積相展布特征

在單井層序劃分與連井對比分析基礎(chǔ)上，開展了單井層序三維地震精細標定，在剖面上識別出了不同層序內(nèi)臺地邊緣的遷移特征（圖3）。與地震屬性提取相結(jié)合，識別出鮞粒灘、灘間、臺地前緣斜坡及陸棚相，精細刻畫了層序內(nèi)沉積相帶展布，編制了元壩地區(qū)層序—沉積相展布模式圖（圖4、圖5）。

圖3 元壩地區(qū)下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組臺地邊緣遷移特征

3.1 SQ1展布特征

四級層序C1沉積期（圖4a） 沉積繼承了晚二疊世長興期末沉積格局。西南部為臺地邊緣相沉積，但該時期表現(xiàn)為快速海侵，水體相對較深，鮞粒灘不發(fā)育；向東北方向依次發(fā)育臺地前緣斜坡相、陸棚相沉積。

四級層序C2沉積期（圖4b） 受長興組沉積末期的古地貌控制，西北部快速充填。結(jié)合元壩地區(qū)三維地震數(shù)據(jù)對長興組沉積末期古地貌的分析認為，該時期本區(qū)臺地前緣斜坡相具有東陡西緩特征，西部斜坡相向陸棚方向延伸較遠，且具有二級臺階，因此這一時期的水深較適合于碳酸鹽巖沉積，造成了西北部的相對快速充填，臺地邊緣相沉積向西北方向增生，西北部早期的臺地前緣斜坡相、陸棚相逐漸演化為臺地邊緣相。至層序C2沉積晚期，西南部為臺地邊緣相，中部為臺地前緣斜坡相，東部為淺水陸棚相沉積。

四級層序C3沉積期（圖4c） 延續(xù)了層序C2時期的沉積格局。在C3沉積早期，臺地邊緣相帶發(fā)育鮞粒灘。這一時期海侵體系域占了主導地位，水體相對較深，鮞粒灘較薄，前積現(xiàn)象不明顯，臺地沉積平面上沒有進一步擴大。由西向東，依次發(fā)育了臺地邊緣相、臺地前緣斜坡相和淺水陸棚沉積相沉積。

四級層序C4沉積期 （圖4d） 為鮞粒灘大面積分布時期。元壩地區(qū)飛仙關(guān)組鮞粒灘分為兩類，一類為開闊臺地相鮞粒灘，與泥晶灰?guī)r沉積互層；一類為臺地邊緣相鮞粒灘,厚度大、能量相對較高。這一時期，高水位體系域占主導地位，前積現(xiàn)象明顯，臺地邊緣前移，臺地沉積范圍進一步擴大。層序C4沉積末期，僅東部小范圍為臺地前緣斜坡相沉積。

圖4 元壩地區(qū)下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組SQ1（C1—C4）層序沉積相展布模式

3.2 SQ2展布特征

元壩地區(qū)經(jīng)歷了層序SQ1沉積期由陸棚相、斜坡相到臺地相的演化之后，層序SQ2沉積時期發(fā)育開闊臺地相、局限臺地相、臺地蒸發(fā)巖相，四級層序C5沉積時期在相對低部位為開闊臺地相沉積，發(fā)育鮞粒灘、灘間亞相?？傮w上，層序C5時期的沉積格局在西南部為局限臺地相、東北部為開闊臺地相沉積（圖 5）。

C5層序沉積之后，全區(qū)演變?yōu)榫窒夼_地相與臺地蒸發(fā)巖相沉積。

4 層序—沉積相與鮞粒灘的關(guān)系

鉆井資料顯示，飛仙關(guān)組鮞粒灘相平面分布廣，單井累計厚度較大（31～73.5m），為多期鮞粒灘的累加；鮞?；?guī)r和泥晶灰?guī)r不等厚互層，縱向旋回性變化頻繁，單層鮞粒灘厚度相對較薄。

以YB2井第4回次取心（巖心長7.8 m）為例。該段巖心發(fā)育鮞粒灰?guī)r和泥-微晶灰?guī)r互層，共劃分為27小層；根據(jù)顆粒的發(fā)育程度和顆粒大小、以及泥晶和亮晶膠結(jié)物，可明顯劃分出12個高頻旋回。每個旋回的底部為泥-微晶灰?guī)r，為水體較深、水動力條件較弱時的沉積物；向上沉積細粒鮞（顆粒直徑大多在0.5mm以下），且多為泥晶膠結(jié)；再往上鮞粒逐漸變大（0.5～1mm），并多為亮晶膠結(jié)；到鮞粒大小變?yōu)?～2mm時，基本全為亮晶膠結(jié)；部分旋回頂部發(fā)育豆粒灰?guī)r，顆粒大小大多在2～4 mm，部分可達 7～8mm，為亮晶膠結(jié)（圖 6）。

在每個旋回內(nèi)部，各個小層之間多以縫合面為界，顯示水動力條件在周期性變化的過程中有短暫的間隔。這些特征說明，在鮞粒灘沉積時期，研究區(qū)海平面升降較為頻繁，造成了鮞粒灘的多期疊加，鮞粒灘儲層在縱橫向非均質(zhì)性較強。

研究認為：飛仙關(guān)組鮞粒灘的分布受控于層序-沉積相，但鮞粒灘儲層的發(fā)育受控于高頻旋回內(nèi)水動力的強弱與微地貌的耦合關(guān)系，臺地—斜坡轉(zhuǎn)折帶與微地貌高部位為高能鮞粒灘發(fā)育的有利部位。

圖5 元壩地區(qū)下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組SQ2（C5）層序沉積相展布模式

圖6 元壩地區(qū)YB2井飛仙關(guān)組二段第4回次取心段高頻旋回中顆粒大小變化

5 結(jié) 論

（1）元壩地區(qū)早三疊世飛仙關(guān)期發(fā)生了兩次規(guī)模較大的海平面升降，飛仙關(guān)組由此可劃分為2個三級沉積層序，分別為SQ1（飛仙關(guān)組一、二段）和SQ2（飛仙關(guān)組三、四段）。

（2）三級層序 SQ1沉積早期（四級層序 C1—C2），受晚二疊統(tǒng)世長興末期沉積古地貌差異性的影響，元壩地區(qū)西北部發(fā)生快速充填，早期的陸棚相和臺地前緣斜坡相演變成為開闊臺地相；晚期（四級層序C3—C4）臺地邊緣發(fā)育兩期鮞粒灘亞相（第一期發(fā)育于早期開闊臺地相帶，第二期鮞粒灘大面積分布），僅東部小范圍為臺地前緣斜坡相沉積。

（3）三級層序SQ2沉積時期，元壩地區(qū)相帶變得相對單一，僅在層序C5沉積期有一定差異，在相對低部位為開闊臺地相沉積，發(fā)育鮞粒灘和灘間亞相，晚期全區(qū)演變?yōu)榫窒夼_地相、臺地蒸發(fā)巖相沉積。

（4）飛仙關(guān)組鮞粒灘的分布受控于層序-沉積相，但鮞粒灘儲層的發(fā)育受控于高頻層序與微地貌的耦合關(guān)系。

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