四川盆地長興-飛仙關(guān)組的有利儲集相帶

摘 要

摘要：為預測和優(yōu)選有利的勘探區(qū)帶，應(yīng)用層序地層學的理論和方法，將四川盆地上二疊統(tǒng)長興組-下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組劃分為8個層序17個體系域，并建立了相關(guān)層序地層格架；通過對層序地層格
摘要：為預測和優(yōu)選有利的勘探區(qū)帶，應(yīng)用層序地層學的理論和方法，將四川盆地上二疊統(tǒng)長興組-下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組劃分為8個層序17個體系域，并建立了相關(guān)層序地層格架；通過對層序地層格架內(nèi)沉積相展布的研究，發(fā)現(xiàn)該盆地長興-飛仙關(guān)組發(fā)育臺緣礁灘有利儲集相帶，并受開江-梁平海槽、鄂西-城口海槽及川西海槽的控制，沿海槽兩側(cè)呈條帶狀分布；通過臺緣礁灘分布預測成果，結(jié)合多種地質(zhì)信息進行綜合分析，劃分出3大類8小類有利勘探區(qū)帶：Ⅰ.臺緣礁灘區(qū)，包括鄂西一城口海槽西側(cè)、開江-梁平海槽東側(cè)、開江 梁平海槽西側(cè)、川西海槽兩側(cè)；Ⅱ.臺內(nèi)礁灘區(qū)，包括川西區(qū)塊、川中區(qū)塊；Ⅲ.臺內(nèi)白云巖區(qū)，包括川南區(qū)塊、川東區(qū)塊。其中Ⅰ類是最為有利的勘探區(qū)帶，是當前勘探的重點；Ⅱ類是Ⅰ類的有益補充，雖然取得了一定的突破，仍需要進一步加強勘探；Ⅲ類面積大，整體勘探和研究程度低，應(yīng)加強綜合地質(zhì)研究，力爭早日取得勘探突破。
關(guān)鍵詞：四川盆地；晚二疊世；早三疊世；巖相古地理；有利儲集相帶；臺緣礁灘；臺內(nèi)礁灘；臺內(nèi)白云巖
    四川盆地上二疊統(tǒng)長興組-下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組為典型的盆地(海槽)-臺地沉積-海陸過渡-陸相沉積體系[1～2]，東北部較符合威爾遜相模式[3]。從鄂西-城口海槽和開江-梁平海槽向盆地西南方向，沉積相的展布依次為盆地相-斜坡相-臺緣礁灘相開闊臺地相-局限臺地相-蒸發(fā)臺地相-海陸過渡相-陸相，天然氣儲層主要為臺緣礁灘相沉積的礁白云巖和鮞粒白云巖。通過長興-飛仙關(guān)組層序地層學研究，建立層序地層格架，分析層序地層格架內(nèi)沉積相的展布特征，可以預測臺緣礁灘的分布，從而預測和優(yōu)選有利的勘探區(qū)帶，對于推動該領(lǐng)域的進一步勘探具有重要意義。
1 層序地層格架及格架內(nèi)巖相古地理
1.1 格架的建立
    根據(jù)層序地層學的理論和方法，通過大量野外露頭、鉆井、測井與地震資料的詳細分析，認為上二疊統(tǒng)龍?zhí)?吳家坪)-長興組、下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組地層可作為一個二級層序，時間間隔為14Ma[4～6]。二級層序由海侵體系域和高位體系域組成，缺失低位體系域，其中長興組為二級層序的海侵體系域，而飛仙關(guān)組為二級層序的高位體系域，長興組與飛仙關(guān)組的分界為最大海泛面(圖1)。上二疊統(tǒng)-下三疊統(tǒng)從下至上可進一步劃分為4個三級層序和8個四級層序(即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ層序)，其中第Ⅰ層序的底界面為I型層序界面，其余7個四級層序的底界面均為Ⅱ型層序界面。故除第1層序包括一個低位體系域、一個海侵體系域和一個高水位體系域外，其他四級層序的臺地邊緣體系域不發(fā)育，每一個層序包括一個海侵體系域和一個高水位體系域，共計17個體系域。
1.2 層序地層格架內(nèi)巖相古地理
1.2.1層序Ⅰ
    底界是中二疊統(tǒng)和上二疊統(tǒng)分界面，界面上下巖性特征存在很大的不同，界面之上區(qū)域性標志層鋁土質(zhì)泥巖，與界面之下的中二疊統(tǒng)茅口組石灰?guī)r呈不整合接觸。
層序Ⅰ發(fā)育時期，開江-梁平海槽和城口-鄂西海槽及可能存在的川西海槽開始發(fā)育(圖2a)。海水開始從東部、北部和西北部緩慢入侵，達縣-宣漢以西北，紫陽 巫溪一恩施以東開始發(fā)育海槽，城口-鄂西海槽和開江梁平海槽粗具雛形；并環(huán)東西兩海槽20～40km形成斜坡環(huán)境，局部地區(qū)如城口-鄂西海槽南段達到60km斜坡帶，沉積燧石團塊石灰?guī)r和泥頁巖。在涪陵-鄰水-廣安一線以西，西充-鹽亭-金堂-成都一線以南，仁壽-榮縣-宜賓一線以東，形成海陸過渡相的黑色碳質(zhì)、灰質(zhì)頁巖，薄煤層、凝灰質(zhì)砂巖及鋁土質(zhì)泥巖等沉積。
 
1.2.2層序Ⅱ
    這一時期，海侵面積進一步擴大，此時受城口-鄂西海槽、開江-梁平海槽和可能存在的川西海槽控制的臺緣礁進入發(fā)育時期，城口-鄂西海槽西側(cè)臺緣生物礁分布在建42井-茨竹1井-咸宜-廟壩-鎮(zhèn)巴一帶，環(huán)開江-梁平海槽分布于川岳83井-云安8井-梁5井-七里3井-鐵山8井-LG8井-魚洞梁一帶，它們形成一個20～40km寬的環(huán)帶狀沉積。而開闊臺地大面積向盆地西南方向擴展至巴13井-大足-安岳-資陽一帶，并在此線以西南，長寧-自貢-威遠-井研一線以東形成局限臺地相沉積。
1.2.3層序Ⅲ
    海平面相對上升至最大，城口-鄂西海槽進一步西擴，受其控制的臺緣礁往西范圍達到最大，臺緣礁沿建南 茨竹-馬槽2-紅花-八臺一線呈條帶狀向西遷移5～10km(圖2-b)。同時，開江-梁平海槽東側(cè)南側(cè)的臺緣礁則繼續(xù)向東向南方向遷移至黃龍場-云安14井-梁8井一線，西南方向也遷移10km左右。層序Ⅲ早期，盆地內(nèi)臺緣生物礁生長達到繁盛，晚期盆地內(nèi)海侵達到最大，城口-鄂西海槽和開江-梁平海槽分布面積也隨之達到最大，臺緣生物礁已不再生長，開闊臺地相沉積最為發(fā)育。磨溪-潼南、女基井-淶灘、廣安-茍西及關(guān)基井地區(qū)為臺內(nèi)高地，形成臺內(nèi)礁灘沉積。
1.2.4層序Ⅳ
　　層序Ⅳ發(fā)育時期，相對海平面開始下降，開江-梁平海槽和城口-鄂西海槽分布面積由最大開始減小。開江-梁平海槽盆地相的東界位于川岳83井-云安1井一線，西界在七里12井至云安9井一線。城口-鄂西海槽的西界位于八臺-咸宜-馬槽1井東側(cè)，南部由馬槽1井向南部延伸。該時期沉積相帶主要有盆地相、斜坡相、開闊臺地相、局限臺地相、蒸發(fā)臺地相、海陸過渡相和陸相。城口-鄂西海槽也相應(yīng)的開始退縮。具體表現(xiàn)特征為：北段盆地相退至廟壩-咸宜的東北，南段向東移動。此時碳酸鹽臺地發(fā)育趨于成熟，在朱家1-羅家2-壩南1等井一線出現(xiàn)了受開江-梁平海槽控制的北西-南東向臺緣鮞粒灘。盆地西南部局限臺地內(nèi)部資中-自貢-瀘州一帶、開闊臺地臺內(nèi)高地磨溪東南-重慶西北一帶、廣安-鄰北-茍西-草15井一帶及通13附近均形成臺內(nèi)顆粒灘及生屑灘沉積。此時，開江-梁平海槽與城口-鄂西海槽間的古地貌高地仍然存在，分布范圍有所擴大。
1.2.5層序Ⅴ
   這一時期，相對海平面繼續(xù)下降，此時受開江梁平海槽控制的臺緣鮞粒灘的發(fā)育進入繁盛時期，早期海槽東側(cè)鮞灘發(fā)育在坡1井-朱家1井、渡口河、正壩地區(qū)，西側(cè)分布于七里4井-梁8井一線(圖2-c)。晚期臺緣鮞粒灘主要發(fā)育于開江-梁平海槽東側(cè)。而城口-鄂西海槽繼續(xù)向東遷移，但與其相關(guān)的臺緣鮞粒灘還未形成。盆地內(nèi)開闊臺地主要以東深1井為界向東北退縮約40km。局限臺地隨之向東北方向遷移。海陸過渡相和陸相沉積由于海退也向西遷移15～30km。在局限臺地內(nèi)高部位資中以南、自貢以東、瀘州以北及荷包場以西地帶發(fā)育臺內(nèi)鮞粒灘及生屑灘沉積，在開闊臺地內(nèi)高部位廣3-天東31-梁7-池17等井一帶也發(fā)育臺內(nèi)鮞粒灘及生屑灘沉積。
1.2.6層序Ⅵ
    層序Ⅵ發(fā)育時期，城口-鄂西海槽進一步東撤，受其控制的臺緣鮞粒灘開始大規(guī)模形成，早期沿八臺、樊噲、渡口、滿月、雙河直至沙沱，鮞粒灘呈北西向大面積分布，厚度為30～50m。此時開江-梁平海槽東側(cè)的鮞粒灘則繼續(xù)向西北方向遷移，西側(cè)的鮞粒灘向東北方向遷移。層序Ⅵ晚期，臺緣鮞粒灘主要呈北東-南西向分布于沙沱、梁平一線，其發(fā)育分布范圍完全受控于城口-鄂西海槽的中段和南段。臺內(nèi)鱺粒灘及生屑灘的分布僅在LG11-鐵山8-云安8-云安14-池24井一帶較為發(fā)育。
1.2.7層序Ⅶ
    這一時期的盆地東部臺緣鮞粒灘的發(fā)育完全受控于城口-鄂西海槽的演化，早期海槽北段的鮞粒灘分布于蜂桶地區(qū)，南段鮞粒灘位于門南1井-建始一帶(圖2-d)。晚期北段沒有鮞粒灘發(fā)育，而南段則在茨竹亞、寨溝灣、石寶寨和洋渡溪一帶發(fā)育大面積的臺緣鮞粒灘。臺內(nèi)鮞粒灘、生屑灘主要發(fā)育于南充-華鎣山東西兩側(cè)局限臺地及開闊臺地相帶轉(zhuǎn)折處的廣安-板東-臥龍河地帶及磨深1女基井-座3-銅1井地帶、LG11-鐵山8井地帶、天東31-池24-云安8-南門1井地帶、坡1-渡1井地帶。
1.2.8層序Ⅷ
    該時期，城口-鄂西海槽已經(jīng)全部退出盆地，開江-梁平海槽完全消亡，川西海槽依然存在。東部臺地邊緣灘分布在兩河口-城口-高樓-寧廠-孔家溝-利川一帶，北部臺緣灘分布于橋亭-龍4井長江溝一帶。臺內(nèi)灘主要分布于鐵山-天東一帶及茨竹1-池24井-洋渡溪一帶，渡口地區(qū)亦有臺內(nèi)灘發(fā)育。
2 有利勘探區(qū)帶劃分
通過臺緣礁灘分布預測成果，結(jié)合多種地質(zhì)信息，進行綜合研究，劃分出3大類8小類有利勘探區(qū)帶(圖3)。其劃分的主要原則是：①有利儲集體類型；②臺緣礁發(fā)育或者臺緣灘鮞粒巖總體厚度大(大于50m)；③可能為礁灘白云巖儲層發(fā)育區(qū)；④目前鉆井或地面揭示礁灘的存在。
 
    Ⅰ.臺緣礁灘區(qū)：主要發(fā)育于環(huán)開江-梁平海槽、城口 鄂西海槽及川西海槽的臺緣礁灘疊合區(qū)(圖3)，縱向上發(fā)育于第Ⅱ?qū)有蚋呶惑w系域、第Ⅲ層序海侵體系域的臺緣礁白云巖和第Ⅵ層序的臺緣鮞灘中，礁灘自云石化作用和溶蝕作用都較發(fā)育；主要儲集空間為溶蝕孔，白云石晶間孔，孔隙系統(tǒng)發(fā)育，儲集性能好。其中：①鄂西-城口海槽西側(cè)，礁灘儲層發(fā)育，勘探潛力巨大，目前中國石油天然氣集團公司已經(jīng)部署了專層井正待上鉆，成功與否，都有非常大的意義；②開江-梁平海槽東側(cè)和開江-梁平海槽西側(cè)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)10余個礁灘氣藏，是目前四川盆地勘探的熱點更是重點地區(qū)；③川西海槽兩側(cè)：如若“川西海槽”找到更為充分的證據(jù)并得到證實，將為四川盆地長興-飛仙關(guān)組的勘探帶來一片新的天地。
    Ⅱ.臺內(nèi)礁灘區(qū)：主要發(fā)育于白云石化作用和溶蝕作用都發(fā)育的臺內(nèi)礁灘相帶內(nèi)(圖3)，主要儲集空間為溶蝕孔、白云石晶間孔，孔隙系統(tǒng)發(fā)育，儲集性能較好，是臺緣礁灘的有益補充。川西區(qū)塊和川中區(qū)塊已在MX地區(qū)取得了一定的突破，仍需要進一步加強勘探，力爭取得更大的勘探場面。
    Ⅲ. 臺內(nèi)白云巖區(qū)：主要發(fā)育于白云石化作用或溶蝕作用都發(fā)育的臺內(nèi)白云巖中(圖3)，主要儲集空間為白云石晶間孔、溶蝕孔，孔隙系統(tǒng)發(fā)育，儲集性能較好。川南區(qū)塊和川東區(qū)塊面積達2×104km2，整體勘探和研究程度低，應(yīng)加強綜合地質(zhì)研究，力爭早日取得勘探突破。
3 結(jié)論和建議
    1) 四川盆地長興-飛仙關(guān)組可劃分為8個層序、17個體系域，并建立了四川盆地長興-飛仙關(guān)組層序地層格架。
    2) 通過層序地層格架內(nèi)沉積相展布研究，發(fā)現(xiàn)四川盆地長興-飛仙關(guān)組臺緣礁灘主要受開江-梁平海槽、鄂西-城口海槽及川西海槽所控制，沿海槽兩側(cè)呈條帶狀分布。
    3) 通過綜合分析，劃分出3大類8小類有利勘探區(qū)帶：Ⅰ.臺緣礁灘區(qū)，包括鄂西-城口海槽西側(cè)、開江-梁平海槽東側(cè)、開江-梁平海槽西側(cè)、川西海槽兩側(cè)；Ⅱ.臺內(nèi)礁灘區(qū)，包括川西區(qū)塊、川中區(qū)塊；Ⅲ.臺內(nèi)白云巖區(qū)，包括川南區(qū)塊、川東區(qū)塊。其中臺緣礁灘區(qū)是最為有利的勘探區(qū)帶，是當前勘探的重點；臺內(nèi)礁灘區(qū)是臺緣礁灘的有益補充，雖然取得了一定的突破，仍需要進一步加強勘探；臺內(nèi)白云巖區(qū)面積大，整體勘探和研究程度低，應(yīng)加強綜合地質(zhì)研究，力爭早日取得勘探突破。
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(本文作者：魏國齊 謝增業(yè) 劉滿倉 楊威 金惠 朱秋影 中國石油勘探開發(fā)研究院廊坊分院)