川西坳陷須家河組三段沉積特征及勘探潛力

摘 要

摘要：川西坳陷上三疊統(tǒng)須家河組三段的油氣勘探一直未能取得突破，前人研究認為該層段主要為湖沼相沉積，缺乏良好的儲集條件。為進一步搞清楚該層段的儲層特征及勘探潛力，借助層序
摘要：川西坳陷上三疊統(tǒng)須家河組三段的油氣勘探一直未能取得突破，前人研究認為該層段主要為湖沼相沉積，缺乏良好的儲集條件。為進一步搞清楚該層段的儲層特征及勘探潛力，借助層序地層學分析方法，通過地震相和沉積相劃分，將須三段分為上、下2個旋回，預測出其有利的沉積相帶。從儲層發(fā)育情況、油氣運移通道以及油氣藏保存條件等幾個方面著手，對該層段的油氣勘探潛力進行了綜合分析。結(jié)論指出：須三段下部旋回在川西坳陷東部斜坡帶具有較好的勘探潛力，而上部旋回在西部斜坡帶也具有一定的勘探潛力。
關(guān)鍵詞：川西坳陷；晚三疊世；層序地層學；地震相；沉積巖相；沉積旋回；勘探潛力；四川盆地
川西坳陷上三疊統(tǒng)須家河組三段(以下簡稱須三段)為湖沼相沉積，儲層不發(fā)育[1～5]，雖然在大邑、平落壩等地區(qū)見有比較厚大的砂體，鉆井也有一定的油氣顯示，但該層段尚未取得油氣勘探突破。前期的研究一直未將該層段作為主要勘探目的層，然而該層段是否就不具備勘探潛力了呢？筆者結(jié)合區(qū)域沉積環(huán)境、鉆井、地震等資料，開展了有利沉積相帶的預測工作，并通過對成藏條件的分析，對該層段的勘探潛力進行了探討，指出了下一步的勘探方向。
1 須三段地震相、沉積相特征及劃分
1.1 單井沉積相的劃分
單井沉積相劃分結(jié)果表明，須三段主要發(fā)育有三角洲前緣亞相和濱淺湖(海)亞相(圖1)。
 
1.1.1三角洲前緣亞相
    三角洲前緣亞相又可分為水下分流河道、水下分流河道間、河口壩等沉積微相。
    ① 水下分流河道微相：砂體成熟度相對于水上分流河道要高，分選更好，測井曲線上鐘形特征不如水上河道明顯，波痕特征受河流和湖(海)的雙重影響；②水下分流河道間微相：夾于水下分流河道砂體之間，以泥質(zhì)巖為主，測井曲線常呈尖峰狀或指狀；③河口壩微相：巖性組合特征為下細上粗，顯示底部以三角洲前緣泥質(zhì)巖為主，上部為河道砂體沖刷而成的粗粒度組合，測井曲線上顯示為漏斗形。
1.1.2濱淺湖(海)亞相
    主要由濱淺湖泥巖夾湖沼相煤線組成，局部夾分選磨圓度較好的湖灘相砂巖，測井GR曲線上整體表現(xiàn)為高值，砂巖部分表現(xiàn)為箱狀相對低值特征。
1.2 地震相識別及沉積相轉(zhuǎn)換
    須三段沉積旋回的劃分以地震上可識別的最大洪泛面為界，分上、下2個旋回，圖2上可以看出，地層厚度向東南方向減薄，下部同相軸向東南方向逐層上超尖滅，在上超尖滅同相軸之上有一穩(wěn)定而較強的反射同相軸延伸很遠，表明一次較大的水進過程，可將其定為最大洪泛面。
1.2.1須三段下旋回地震相的識別及沉積相轉(zhuǎn)換
    南東北西向的測線顯示須三段地層厚度由南西向北東變厚，且明顯能看到斜交前積反射特征，下部可見有北西向南東的上超點，顯示物源來自南東部。
    研究區(qū)東南資陽-簡陽一帶地震剖面上顯示地層厚度小，一般為1～2個相位，波組特征表現(xiàn)為中低連續(xù)變振幅亞平行反射，反映了坡度較緩、水深不大的三角洲前緣濱湖的沉積特征，由于地勢平緩，水體淺，難以形成厚度較大、巖性穩(wěn)定的地層。該區(qū)域洛深1井單井沉積相的劃分結(jié)果表明該地震相對應的沉積環(huán)境為濱湖相。北部安縣地震剖面也表現(xiàn)出類似的特征，龍門山北部在整個須家河組沉積期間都是物源供應區(qū)，在須三段沉積早期，該段主要以水體深度不大的濱湖相沉積為主。
    川西坳陷西南部大邑 平落壩一帶地震剖面上表現(xiàn)為中低連續(xù)變振幅特征，局部見丘狀反射，反映沉積時有一定的坡度，沉積物穩(wěn)定性差，大邑地區(qū)鉆井資料顯示須三段沉積了較厚的砂體，分析認為在西南一帶存在著一個物源供應區(qū)，大邑一帶為三角洲前緣相。
    從研究區(qū)東南部的簡陽一帶往西北，地震剖面顯示厚度變大，波組連續(xù)性變好，表明由東南向西北水體變深，沉積環(huán)境由三角洲前緣向湖海相變化的特征。
    從洛帶到馬井一帶地層厚度逐漸增大，并伴有斜交反射帶發(fā)育。整體表現(xiàn)為水體有所加深的濱淺湖環(huán)境。中連續(xù)變振幅微斜交反射地震相表明有一定的坡度，沉積了較多的砂泥巖，由于該區(qū)是沉積物卸載的沉積中心，其外形為楔狀，從水淺到水深處由于分異作用，沉積物粒度、磨圓度都有一定的差異，反映在振幅屬性上為變振幅，多見斜交前積或上超反射，考慮到位于三角洲前緣，推測其對應的沉積相為斜坡扇。
    到鴨子河一帶地層厚度較大，地震剖面表現(xiàn)為中連續(xù)中振幅平行反射地震相，表明水體能量有所降低，沉積環(huán)境穩(wěn)定，砂泥巖連續(xù)性較好，地震反射波連續(xù)性相對較好，川鴨95、92井位于該相帶區(qū)，從鉆井情況看，多發(fā)育淺湖泥砂以及前三角洲泥砂等水深較大的沉積物，初步將該地震相對應的沉積相定為淺海相。局部地段見低連續(xù)變振幅短軸疊置扇狀反射地震相，反映地勢突然變陡，沉積物卸載而使得沉積的地層厚度突然增加，由于坡度陡，沉積物分選相對差，難以形成穩(wěn)定連續(xù)的反射，可將其對應的沉積相定為低位扇或湖底扇。
    通過以上分析，最終得到了該區(qū)須三段下旋回地震相與的沉積相的平面分布圖(圖3)，須三段下旋回沉積期間，主物源區(qū)位于工區(qū)東南部，由東南部向西北部可劃分為三角洲前緣、濱湖、濱淺湖和廣海相幾個沉積相帶，在工區(qū)東北和西南部也發(fā)育有三角洲前緣和濱湖相，這兩個地段為次要物源區(qū)。在以湖(海)相為主的沉積背景下，發(fā)育了一些河口壩、砂壩、遠砂壩、斜坡扇、湖底扇沉積，這些砂壩、扇體可能成為有利的儲層發(fā)育地段，尤其是河口壩、砂壩相沉積物，相對而言其巖石粒度更粗、分選更好，可作為油氣勘探的首選目標，須三段相對于須二段油氣成藏條件優(yōu)越的一面是與生油巖毗鄰，更有利于捕獲油氣，只要有好的儲層發(fā)育，就可能有好的油氣突破。

1.2.2須三段上旋回地震相的識別及沉積相轉(zhuǎn)換
    須三段上旋回龍門山成為主物源區(qū)，南東 北西向的測線顯示出地層厚度向南東變厚，明顯能看到斜交前積反射特征。地震相由北西向南東可分為中連續(xù)中弱振幅平行反射地震相、弱連續(xù)變振幅低緩丘狀反射地震相和中低連續(xù)變振幅亞平行反射地震相。
    中連續(xù)中弱振幅平行反射地震相反映了沉積環(huán)境相對穩(wěn)定、砂泥巖互層頻繁的特征，由于離物源區(qū)較遠，可將其定為濱淺湖相帶，洛深1井鉆井資料也證實了其巖石多為濱湖、淺湖沉積物。弱連續(xù)變振幅低緩丘狀反射地震相是沿岸砂壩或河口壩的反映。中低連續(xù)變振幅亞平行反射地震相頂部能見到一些頂積反射現(xiàn)象，只是水流向東南，下部隱約能見到斜交反射，是三角洲前緣相帶的反映，上面發(fā)育一些河口壩相沉積物。
    南西北東向的測線顯示地震相由南西、北東兩個方向向安縣一帶大致可劃分為中低連續(xù)變振幅亞平行反射地震相和中連續(xù)中弱振幅平行反射地震相兩種類型。反映了由兩側(cè)的三角洲前緣相向中間濱淺湖相過渡的特征，在三角洲前緣相帶發(fā)育了一些河口壩相沉積，狹小的濱淺湖與外海相通，反映在沉積物化石上就有海相貝殼類化石的存在。
    綜合分析表明，須三段上旋回沉積期間，沉積相格局發(fā)生了明顯的改變，物源來自于西北，由西北向東南表現(xiàn)為傾斜的斜坡，只有狹窄的通道與外海相連，由此推測安縣運動可能在須三段末期就已開始，到須三段沉積完后表現(xiàn)得最為突出，在安縣及其以北對下伏的須三段造成了明顯的剝蝕。川西地區(qū)須三段上旋回整體表現(xiàn)為由西北向東南沉積環(huán)境由三角洲平原、三角洲前緣水下分流河道發(fā)育區(qū)向濱淺湖相區(qū)過渡，在三角洲前緣聚源、孝泉、綿竹一帶發(fā)育了一些河口壩相沉積，在濱淺湖相區(qū)的洛帶、石泉場一帶發(fā)育了一些沿岸砂壩的沉積。這些河口壩、砂壩發(fā)育地區(qū)為有利的儲層發(fā)育地段(圖4)。
 

2 須三段勘探潛力分析
2.1 烴源條件
    川西坳陷生烴條件優(yōu)越，對須家河組三段而言，不僅有來自下部海相烴源巖供烴，其本身的生烴潛力也巨大，具備良好的烴源巖條件[6～7]。研究表明，該區(qū)須三段泥質(zhì)巖厚度可達到600m，烴源巖品質(zhì)好、厚度大[8]，有機碳含量為1.4%～3.1%，Ro為1.8%～3.0%，排烴強度介于30×108～90×108m3/km2，生烴強度高達250×108m3/km2，天然氣資源量達2000×108m3。同時海相雷口坡組也具有良好的生氣能力，生烴強度為35×108m3/km2。
2.2 儲集條件
    由上可知，該區(qū)須三段下部旋回從東南向西北沉積相由三角洲前緣向淺湖(海)相過渡，在三角洲前緣斜坡部位發(fā)育了斜坡扇沉積體，另外在西南平落壩-大邑和西北安縣一帶2個次物源方向也發(fā)育了一些砂壩相沉積體，這些砂體發(fā)育部位為該區(qū)的有利儲層發(fā)育區(qū)。據(jù)大邑、平落壩等地的鉆井資料[9]，須三段砂體孔隙度樣品分布在0.98%～11.53%，乎均為3.17%，多數(shù)集中在4%～5%，基質(zhì)滲透率分布在0.000385～485mD。表明該區(qū)須三段具備一定的孔滲性，如伴有裂縫發(fā)育，則能成為好的儲集體。
    須三段上部旋回受安縣運動的影響，沉積格局已發(fā)生了重大改變，主物源區(qū)來自于北部。由西北向東南沉積環(huán)境由三角洲平原、三角洲前緣水下分流河道發(fā)育區(qū)向濱淺湖相區(qū)過渡，在三角洲前緣聚源、孝泉、綿竹一帶發(fā)育了一些河口壩相沉積，這些砂壩發(fā)育地區(qū)為有利的儲層發(fā)育地段。
2.3 油氣運移條件
    前期的相關(guān)研究表明須家河組成藏年代主要有3個時期[10～11]：即早期在須家河組五段沉積末期；第二個主要成藏年代在中侏羅世末期到早白堊世；最后一個成藏年代在喜山期，該期已經(jīng)沒有生排烴高峰期，只是對早期氣藏進行調(diào)整定型。
    生烴史分析結(jié)果表明：川西坳陷中心在三疊紀末期進入油、氣生成高峰期[12]。須家河組沉積末期，由彭縣鴨子河高勢區(qū)開始，向南、東南和東北3個方向運移[13]；中侏羅統(tǒng)沙溪廟組沉積末，隨熱演化進行，馬鞍塘組-小塘子組源巖達到生氣高峰，同樣向南、東南和東北3個方向運移。處于油氣運移通道上的東南部斜坡扇可能成為最為有利的油氣富集帶。
2.4 保存條件
    蓋層是位于儲集層之上能夠封隔儲集層、使儲集層中油氣免于向上逸散的保護層，是形成油氣藏的重要條件。蓋層的好壞取決于非滲透性巖層的厚度及分布范圍，非滲透性巖層厚度大，分布范圍廣，封隔能力強。
    川西坳陷須家河組泥巖、砂質(zhì)泥巖及粉砂巖厚度超過400m，不僅能取到垂向封堵作用，側(cè)向上也完全具備油氣的封閉能力，是良好的蓋層[14]。
3 結(jié)論
    1) 川西坳陷須三段以最大洪泛面為界可分為上、下2個半旋回，下部半旋回物源主要來自于東南部，有利儲層發(fā)育帶主要位于東南斜坡帶，上部半旋回物源來自于西北部，有利儲層發(fā)育帶則位于西北部。
    2) 成藏條件分析結(jié)果表明，下部半旋回東南斜坡帶發(fā)育的儲層更有利于油氣聚集，上部半旋回也具備一定的勘探潛力。
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(本文作者：陳漢軍1，2 胡佑華2 劉殊2 1.成都理工大學能源學院“油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程”國家重點實驗室；2.中國石化西南油氣分公司勘探開發(fā)研究院德陽分院)