四川盆地长兴-飞仙关组的有利储集相带

摘 要

摘要:为预测和优选有利的勘探区带,应用层序地层学的理论和方法,将四川盆地上二叠统长兴组-下三叠统飞仙关组划分为8个层序17个体系域,并建立了相关层序地层格架;通过对层序地层格

摘要:为预测和优选有利的勘探区带,应用层序地层学的理论和方法,将四川盆地上二叠统长兴组-下三叠统飞仙关组划分为8个层序17个体系域,并建立了相关层序地层格架;通过对层序地层格架内沉积相展布的研究,发现该盆地长兴-飞仙关组发育台缘礁滩有利储集相带,并受开江-梁平海槽、鄂西-城口海槽及川西海槽的控制,沿海槽两侧呈条带状分布;通过台缘礁滩分布预测成果,结合多种地质信息进行综合分析,划分出3大类8小类有利勘探区带:Ⅰ.台缘礁滩区,包括鄂西一城口海槽西侧、开江-梁平海槽东侧、开江 梁平海槽西侧、川西海槽两侧;Ⅱ.台内礁滩区,包括川西区块、川中区块;Ⅲ.台内白云岩区,包括川南区块、川东区块。其中Ⅰ类是最为有利的勘探区带,是当前勘探的重点;Ⅱ类是Ⅰ类的有益补充,虽然取得了一定的突破,仍需要进一步加强勘探;Ⅲ类面积大,整体勘探和研究程度低,应加强综合地质研究,力争早日取得勘探突破。
关键词:四川盆地;晚二叠世;早三叠世;岩相古地理;有利储集相带;台缘礁滩;台内礁滩;台内白云岩
    四川盆地上二叠统长兴组-下三叠统飞仙关组为典型的盆地(海槽)-台地沉积-海陆过渡-陆相沉积体系[1~2],东北部较符合威尔逊相模式[3]。从鄂西-城口海槽和开江-梁平海槽向盆地西南方向,沉积相的展布依次为盆地相-斜坡相-台缘礁滩相开阔台地相-局限台地相-蒸发台地相-海陆过渡相-陆相,天然气储层主要为台缘礁滩相沉积的礁白云岩和鲕粒白云岩。通过长兴-飞仙关组层序地层学研究,建立层序地层格架,分析层序地层格架内沉积相的展布特征,可以预测台缘礁滩的分布,从而预测和优选有利的勘探区带,对于推动该领域的进一步勘探具有重要意义。
1 层序地层格架及格架内岩相古地理
1.1 格架的建立
    根据层序地层学的理论和方法,通过大量野外露头、钻井、测井与地震资料的详细分析,认为上二叠统龙潭(吴家坪)-长兴组、下三叠统飞仙关组地层可作为一个二级层序,时间间隔为14Ma[4~6]。二级层序由海侵体系域和高位体系域组成,缺失低位体系域,其中长兴组为二级层序的海侵体系域,而飞仙关组为二级层序的高位体系域,长兴组与飞仙关组的分界为最大海泛面(图1)。上二叠统-下三叠统从下至上可进一步划分为4个三级层序和8个四级层序(即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ层序),其中第Ⅰ层序的底界面为I型层序界面,其余7个四级层序的底界面均为Ⅱ型层序界面。故除第1层序包括一个低位体系域、一个海侵体系域和一个高水位体系域外,其他四级层序的台地边缘体系域不发育,每一个层序包括一个海侵体系域和一个高水位体系域,共计17个体系域。
1.2 层序地层格架内岩相古地理
1.2.1层序Ⅰ
    底界是中二叠统和上二叠统分界面,界面上下岩性特征存在很大的不同,界面之上区域性标志层铝土质泥岩,与界面之下的中二叠统茅口组石灰岩呈不整合接触。
层序Ⅰ发育时期,开江-梁平海槽和城口-鄂西海槽及可能存在的川西海槽开始发育(图2a)。海水开始从东部、北部和西北部缓慢入侵,达县-宣汉以西北,紫阳 巫溪一恩施以东开始发育海槽,城口-鄂西海槽和开江梁平海槽粗具雏形;并环东西两海槽20~40km形成斜坡环境,局部地区如城口-鄂西海槽南段达到60km斜坡带,沉积燧石团块石灰岩和泥页岩。在涪陵-邻水-广安一线以西,西充-盐亭-金堂-成都一线以南,仁寿-荣县-宜宾一线以东,形成海陆过渡相的黑色碳质、灰质页岩,薄煤层、凝灰质砂岩及铝土质泥岩等沉积。
 
1.2.2层序Ⅱ
    这一时期,海侵面积进一步扩大,此时受城口-鄂西海槽、开江-梁平海槽和可能存在的川西海槽控制的台缘礁进入发育时期,城口-鄂西海槽西侧台缘生物礁分布在建42井-茨竹1井-咸宜-庙坝-镇巴一带,环开江-梁平海槽分布于川岳83井-云安8井-梁5井-七里3井-铁山8井-LG8井-鱼洞梁一带,它们形成一个20~40km宽的环带状沉积。而开阔台地大面积向盆地西南方向扩展至巴13井-大足-安岳-资阳一带,并在此线以西南,长宁-自贡-威远-井研一线以东形成局限台地相沉积。
1.2.3层序Ⅲ
    海平面相对上升至最大,城口-鄂西海槽进一步西扩,受其控制的台缘礁往西范围达到最大,台缘礁沿建南 茨竹-马槽2-红花-八台一线呈条带状向西迁移5~10km(图2-b)。同时,开江-梁平海槽东侧南侧的台缘礁则继续向东向南方向迁移至黄龙场-云安14井-梁8井一线,西南方向也迁移10km左右。层序Ⅲ早期,盆地内台缘生物礁生长达到繁盛,晚期盆地内海侵达到最大,城口-鄂西海槽和开江-梁平海槽分布面积也随之达到最大,台缘生物礁已不再生长,开阔台地相沉积最为发育。磨溪-潼南、女基井-涞滩、广安-苟西及关基井地区为台内高地,形成台内礁滩沉积。
1.2.4层序Ⅳ
  层序Ⅳ发育时期,相对海平面开始下降,开江-梁平海槽和城口-鄂西海槽分布面积由最大开始减小。开江-梁平海槽盆地相的东界位于川岳83井-云安1井一线,西界在七里12井至云安9井一线。城口-鄂西海槽的西界位于八台-咸宜-马槽1井东侧,南部由马槽1井向南部延伸。该时期沉积相带主要有盆地相、斜坡相、开阔台地相、局限台地相、蒸发台地相、海陆过渡相和陆相。城口-鄂西海槽也相应的开始退缩。具体表现特征为:北段盆地相退至庙坝-咸宜的东北,南段向东移动。此时碳酸盐台地发育趋于成熟,在朱家1-罗家2-坝南1等井一线出现了受开江-梁平海槽控制的北西-南东向台缘鲕粒滩。盆地西南部局限台地内部资中-自贡-泸州一带、开阔台地台内高地磨溪东南-重庆西北一带、广安-邻北-苟西-草15井一带及通13附近均形成台内颗粒滩及生屑滩沉积。此时,开江-梁平海槽与城口-鄂西海槽间的古地貌高地仍然存在,分布范围有所扩大。
1.2.5层序Ⅴ
   这一时期,相对海平面继续下降,此时受开江梁平海槽控制的台缘鲕粒滩的发育进入繁盛时期,早期海槽东侧鲕滩发育在坡1井-朱家1井、渡口河、正坝地区,西侧分布于七里4井-梁8井一线(图2-c)。晚期台缘鲕粒滩主要发育于开江-梁平海槽东侧。而城口-鄂西海槽继续向东迁移,但与其相关的台缘鲕粒滩还未形成。盆地内开阔台地主要以东深1井为界向东北退缩约40km。局限台地随之向东北方向迁移。海陆过渡相和陆相沉积由于海退也向西迁移15~30km。在局限台地内高部位资中以南、自贡以东、泸州以北及荷包场以西地带发育台内鲕粒滩及生屑滩沉积,在开阔台地内高部位广3-天东31-梁7-池17等井一带也发育台内鲕粒滩及生屑滩沉积。
1.2.6层序Ⅵ
    层序Ⅵ发育时期,城口-鄂西海槽进一步东撤,受其控制的台缘鲕粒滩开始大规模形成,早期沿八台、樊哙、渡口、满月、双河直至沙沱,鲕粒滩呈北西向大面积分布,厚度为30~50m。此时开江-梁平海槽东侧的鲕粒滩则继续向西北方向迁移,西侧的鲕粒滩向东北方向迁移。层序Ⅵ晚期,台缘鲕粒滩主要呈北东-南西向分布于沙沱、梁平一线,其发育分布范围完全受控于城口-鄂西海槽的中段和南段。台内鲡粒滩及生屑滩的分布仅在LG11-铁山8-云安8-云安14-池24井一带较为发育。
1.2.7层序Ⅶ
    这一时期的盆地东部台缘鲕粒滩的发育完全受控于城口-鄂西海槽的演化,早期海槽北段的鲕粒滩分布于蜂桶地区,南段鲕粒滩位于门南1井-建始一带(图2-d)。晚期北段没有鲕粒滩发育,而南段则在茨竹亚、寨沟湾、石宝寨和洋渡溪一带发育大面积的台缘鲕粒滩。台内鲕粒滩、生屑滩主要发育于南充-华蓥山东西两侧局限台地及开阔台地相带转折处的广安-板东-卧龙河地带及磨深1女基井-座3-铜1井地带、LG11-铁山8井地带、天东31-池24-云安8-南门1井地带、坡1-渡1井地带。
1.2.8层序Ⅷ
    该时期,城口-鄂西海槽已经全部退出盆地,开江-梁平海槽完全消亡,川西海槽依然存在。东部台地边缘滩分布在两河口-城口-高楼-宁厂-孔家沟-利川一带,北部台缘滩分布于桥亭-龙4井长江沟一带。台内滩主要分布于铁山-天东一带及茨竹1-池24井-洋渡溪一带,渡口地区亦有台内滩发育。
2 有利勘探区带划分
通过台缘礁滩分布预测成果,结合多种地质信息,进行综合研究,划分出3大类8小类有利勘探区带(图3)。其划分的主要原则是:①有利储集体类型;②台缘礁发育或者台缘滩鲕粒岩总体厚度大(大于50m);③可能为礁滩白云岩储层发育区;④目前钻井或地面揭示礁滩的存在。
 
    Ⅰ.台缘礁滩区:主要发育于环开江-梁平海槽、城口 鄂西海槽及川西海槽的台缘礁滩叠合区(图3),纵向上发育于第Ⅱ层序高位体系域、第Ⅲ层序海侵体系域的台缘礁白云岩和第Ⅵ层序的台缘鲕滩中,礁滩自云石化作用和溶蚀作用都较发育;主要储集空间为溶蚀孔,白云石晶间孔,孔隙系统发育,储集性能好。其中:①鄂西-城口海槽西侧,礁滩储层发育,勘探潜力巨大,目前中国石油天然气集团公司已经部署了专层井正待上钻,成功与否,都有非常大的意义;②开江-梁平海槽东侧和开江-梁平海槽西侧已经发现10余个礁滩气藏,是目前四川盆地勘探的热点更是重点地区;③川西海槽两侧:如若“川西海槽”找到更为充分的证据并得到证实,将为四川盆地长兴-飞仙关组的勘探带来一片新的天地。
    Ⅱ.台内礁滩区:主要发育于白云石化作用和溶蚀作用都发育的台内礁滩相带内(图3),主要储集空间为溶蚀孔、白云石晶间孔,孔隙系统发育,储集性能较好,是台缘礁滩的有益补充。川西区块和川中区块已在MX地区取得了一定的突破,仍需要进一步加强勘探,力争取得更大的勘探场面。
    Ⅲ. 台内白云岩区:主要发育于白云石化作用或溶蚀作用都发育的台内白云岩中(图3),主要储集空间为白云石晶间孔、溶蚀孔,孔隙系统发育,储集性能较好。川南区块和川东区块面积达2×104km2,整体勘探和研究程度低,应加强综合地质研究,力争早日取得勘探突破。
3 结论和建议
    1) 四川盆地长兴-飞仙关组可划分为8个层序、17个体系域,并建立了四川盆地长兴-飞仙关组层序地层格架。
    2) 通过层序地层格架内沉积相展布研究,发现四川盆地长兴-飞仙关组台缘礁滩主要受开江-梁平海槽、鄂西-城口海槽及川西海槽所控制,沿海槽两侧呈条带状分布。
    3) 通过综合分析,划分出3大类8小类有利勘探区带:Ⅰ.台缘礁滩区,包括鄂西-城口海槽西侧、开江-梁平海槽东侧、开江-梁平海槽西侧、川西海槽两侧;Ⅱ.台内礁滩区,包括川西区块、川中区块;Ⅲ.台内白云岩区,包括川南区块、川东区块。其中台缘礁滩区是最为有利的勘探区带,是当前勘探的重点;台内礁滩区是台缘礁滩的有益补充,虽然取得了一定的突破,仍需要进一步加强勘探;台内白云岩区面积大,整体勘探和研究程度低,应加强综合地质研究,力争早日取得勘探突破。
参考文献
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(本文作者:魏国齐 谢增业 刘满仓 杨威 金惠 朱秋影 中国石油勘探开发研究院廊坊分院)