川東南燈影組沉積相劃分與研究

黃 華，陳曉東，胡賀偉

（成都理工大學“油氣藏地質及開發工程”國家重點實驗室，四川成都 610059）

川東南燈影組沉積相劃分與研究

黃 華，陳曉東，胡賀偉

（成都理工大學“油氣藏地質及開發工程”國家重點實驗室，四川成都 610059）

自1964年四川盆地在威遠構造上震旦統燈影組地層中鉆獲威遠氣田以來，后經近半個世紀的勘探，至今尚無明顯突破。本文以川東南地區上震旦統燈影組實測剖面和鉆井巖芯觀察為基礎，結合巖石學、沉積學和構造地質等方法，對該地區沉積相、沉積微相和其碳酸鹽臺地沉積體系特征進行了綜合分析，并進一步分析了沉積相平面展布及演化過程。研究區燈影組的亞相以局限臺地相潮坪一瀉湖相為主，夾臺內灘相，微相則發育潮上帶、潮間帶、潮下帶、瀉湖、鮞粒灘和砂屑灘的沉積類型。通過單井相劃分和聯井剖面查明沉積微相在縱向上的變化,利用沉積微相平面分布圖分析了研究區各沉積微相的平面分布特征。微相是控制儲層發育的主要因素之一，各微相物性分析結果表明臺內灘相儲集物性最好，潮坪相次之，為今后尋找油氣藏的優選部位。

燈影組；白云巖；沉積相；有利儲層

當前，海相碳酸鹽巖已成為中國能源戰略的重要接替區，是中國目前繼陸相碎屑巖之后的重要油氣勘探領域[1]。四川盆地東南部也成為中國南方海相油氣勘探的重要勘探區之一，燈影組為四川盆地震旦系的主要產氣層。本文將主要分析四川盆地晚震旦統燈影組沉積相類型及其演化特征，為該層位油氣勘探提供參考。

1 沉積背景及地層特征

1.1 沉積背景

四川盆地上震旦統燈影組僅出露在盆地邊緣，在盆地內一般埋藏較深，研究去位于盆地東南部。四川盆地自晉寧運動、澄江運動回返基底固結后開始了穩定地臺發展階段。四川盆地大部分地區缺失下震旦統沉積，上震旦統陡山沱組直接覆蓋在前震旦基底上。盆地內陡山沱組僅在龍門山地區為河流相沉積，往東逐漸過渡為濱岸相沉積。晚震旦世（燈影時期）海侵迅速加劇，海水淹沒整個盆地，沉積了一套高水位局限臺地相為主沉積物。沉積厚度在613～1208 m之間（見表1），沉降中心位于川南長寧地區和丁山1井一帶，僅燈影組沉積厚度就達1200 m以上。沉積構造形態在川中以西為北北東走向，川中以東為近南北走向（見圖1）。

表1 四川盆地震旦系地層厚度對比表

圖1 四川盆地震旦系燈影組地層等厚圖

1.2 地層特征

四川地區燈影組厚300～1200 m,工區內地層厚度在700～1200 m,整體構造形態為近東西向和北東向。

沉積物主要為準同生泥晶—亮晶白云巖、亮晶砂屑白云巖、藻白云巖、疊層藻白云巖和藻屑白云巖。其上與上寒武統牛蹄塘組不整合接觸，牛蹄塘主要沉積的是一套黑色炭質頁巖，其下與陡山沱組整合接觸。根據巖性特征的成分、結構、構造變化,燈影組由下向上劃分為燈一、燈二、燈三和燈四段，由于震旦末期桐晚運動使得燈影組廣泛剝蝕，在寶興、周公、資陽等地區燈四全部缺失。

燈一段：以灰色、深灰色厚層泥晶—粉白云巖、藻疊層石白云巖、藻屑白云巖為主夾硅質白云巖，砂屑白云巖。

燈二段：普遍發育灰色藻疊層石白云巖為特征，灰色砂屑白云巖及藻紋層白云巖，泥—粉晶白云巖、亮晶砂屑白云巖。是一套具有“葡萄結構”或者稱“花邊結構”的白云巖，蘭綠藻及古植物化石豐富，也稱之為富藻層。

燈三段：主要為深灰色—灰白色厚層微—細晶白云巖為特征，夾藻疊層白云巖、藻白云巖、硅質白云巖、砂屑白云巖，微裂縫和溶蝕孔洞比較發育，多數被白云石充填。

燈四段：底有一層4～6 m的蘭灰色白云質泥巖的底為界[4]，其上為一套粒屑、礫屑細一中晶白云巖。

2 沉積相、沉積亞相和沉積微相

2.1 沉積相、沉積亞相和沉積微相的劃分

對于“相”或“沉積相”的概念有個長期的爭議，隨著沉積學飛速發展，人們對沉積相的認識逐漸趨向統一。本文認可的觀點是把沉積相定義為沉積環境及在該環境中形成的沉積巖的綜合特征[5]。在油氣勘探中沉積環境不僅影響巖石的組分和結構，儲層的物性和含油性。根據研究區內的鉆井和野外剖面資料，對燈影組的巖性、巖相、沉積構造、，并結合前人對四川盆地的研究認識成果，參考威爾遜碳酸鹽沉積相模式。將研究區內燈影組劃分為潮坪—瀉湖和臺內灘2個亞相[6]，具體特征見（見表 2）。

2.2 沉積相、亞相和沉積微相特征

2.2.1 潮坪—瀉湖亞相 本研究區潮坪—瀉湖亞相環境能量比較低，根據水動力條件可劃為潮上、潮間、潮下和瀉湖四個微相[7]。

表2 震旦系燈影組沉積相類相劃分表

（1）潮上帶微相：潮上帶位于平均高潮線以上的向海岸延伸的廣闊平原。該環境長期暴露接受生物改造和物理風化，水動力作用較弱，只有在風暴浪擊時候才會被海水淹沒。該相帶化石稀少主要為藻席，沉積物顆粒大小多為泥質為主的細粒。主要巖性為泥晶白云巖、微晶白云巖、粉晶白云巖。白云石多為它形—半自形，在白云石自形程度高處發育晶間孔。沉積構造有干裂、鳥眼，有時可在白云巖中看到針狀石膏假晶，其內充填白云石。石柱石流剖面及習水大巖剖面燈三段較為典型。

（2）潮間帶微相：潮間帶位于平均高潮線和平均低潮線，周期性的出露和淹沒，潮汐往復作用明顯，是潮坪的主要組成部分。該相帶的化石藍藻較為豐富，主要巖性為藻疊層石白云巖、粉晶白云巖、細晶白云巖、角礫白云巖。沉積構造發育鳥眼構造、脈狀層理，透鏡狀層理波狀層理，藻紋層等，研究區燈一段至燈四段均廣泛發育。

（3）潮下帶微相：潮下帶位于平均低潮線以下至潮道所不能作用的地帶，幾乎很少露出水面，是水體較深的安靜環境。該相帶以靜水沉積為主，能量相對較小，沉積物顆粒較細。主要發育的巖石為泥-粉晶白云巖、細晶白云巖、粉晶白云巖、藻紋層白云巖。沉積構造為水平層理和沖刷層面等。

（4）瀉湖微相：瀉湖是主要處于平均低潮面以下的較低洼地區，水體循環受到障壁灘壩的限制，環境能量低，鹽度高，以靜水沉積為主。膏質白云巖、粉晶白云巖、粉砂巖、粉沙質泥巖，研究區遵義松林剖面燈一段也較為發育。

2.2.2 臺內灘亞相 臺內淺灘微相是位于局限臺地和開闊臺地過渡帶由于面臨開闊海，水體流通較順暢，受波浪作用控制形成的高能沉積區。該沉積環境顆粒成分含量較高，顆粒類型主要為鮞粒和砂屑，主要為鮞粒白云巖和砂屑白云巖，在松林剖面可見到交錯層理發育，砂屑磨圓度高。

（1）鮞粒灘微相：鮞粒灘為局限臺地—開闊臺地環境中的淺水高能地帶，沉積時能量較高，主要巖性為鮞狀灰巖。根據物性分析該相帶發育的灰巖孔隙度和滲透率都高于其他微相，生產實踐也證明相帶為震旦產氣主力儲層。

（2）砂屑灘微相：砂屑灘也發育在能量比較高的淺水高能地帶，砂屑磨圓度高，分選好。主要沉積砂屑云巖，該相帶的粒間空隙也很發育。

3 沉積相的縱橫向對比

目前研究區有丁山1井和林1井，結合3個野外露頭，對地層沉積特征進行綜合研究。

3.1 相縱向發育特征

以丁山1井沉積剖面說明沉積相類型在縱向上的變化特征。

燈一段：該段厚約為593 m，該井段4363.4～4610 m為潮間帶沉積，巖性為下部主要發育藻白云巖，中間夾薄層疊層藻，上部為藻疊層石白云巖。4326.65～4363.4 m發育潮間～潮下交替發育，主要巖性為灰色藻疊層石白云巖夾微到粉晶白云巖。4263.9～426.65為潮下沉積相帶，主要發育粉晶百云巖。4239.75～4263.9 m為臺內灘沉積，主要巖性溶洞狀白云巖。3970.75～4239.75 m潮間潮下帶交替發育，潮下帶主要沉積灰色深灰色泥—粉晶白云巖夾少量硅質巖，潮間帶主要巖性為灰色疊層藻白云巖。

燈二段：該段厚約207 m，沉積環境為潮上、潮間、潮下和臺內灘交替發育。個相帶主要巖性潮上帶主要為泥到粉晶白云巖，潮間帶主要是疊層藻白云石和藻紋層白云石，潮下帶是微到粉晶白云巖，臺內灘主要沉積是溶孔狀白云巖，該段灘相是整個燈影期最發育的。

燈三段：該段厚約245 m，也是為潮上、潮間、潮下和臺內灘環境，個相帶巖性與燈二段相似，該段潮下帶地層較大，灘相發育相對于燈二段減少。

燈四段：該段地層很薄大量被剝蝕，據帶殘留下地層判斷該段是潮間潮下交替發育地帶，主要是厚層泥到細晶白云巖。

3.2 相橫向發育特征

以松林剖面—習水大巖—林1井—丁山1井—石流剖面沉積相對比為例。分析川東南地區震旦系沉積相橫向展部特征。燈一段主要為潮坪瀉湖相沉積，臺內灘主要在丁山1井附近，呈透鏡狀分布。燈二段主要為潮坪相沉積且臺內灘發育，為有最有利儲層相帶發育區。燈三段也是潮坪瀉湖相為主，臺內灘發育程度介于燈二和燈一之間。燈四段：厚度薄主要發育潮坪相。

4 沉積相演化

晚震旦世燈影期由于地殼的震動和古氣候的旋回變化，依據層序界面特征、巖性剖面和地層疊置結構變化、測井曲線旋回性特征及海進—海退旋回特征等將研究區燈影組白云巖劃分為5個三級層序（見圖2）。

燈影初期，就研究區進入相對穩定的海侵時期，水體由東南方向推進，燈一下段為海侵處于整個燈影期海侵的早期階段。燈一段上部為海退時期，沉積水體逐漸變淺，燈一段上部的水體相對較深的潮坪—瀉湖在燈一下段的基礎上向盆地的東部轉移。

燈一段沉積后,經過短暫沉積間斷后，又發生了一次三級海侵-海退作用。燈一頂部沉積時期為海侵階段,海水由東南向西北侵入。在燈二段高位時期盆地東南面發育臺內灘相沉積，而且該時期海水退到最低。

燈三段沉積時期為海侵時期,海平面再次上升，海水推進方向依然是由東南向西北侵入，此時研究區內廣泛發育潮坪相沉積，東南邊臺內灘面積擴大，在潮坪中間也發育了灘相。

燈四段沉積早期時期為海進時期，此時達到燈影期海平面最高，晚期迅速海退。該時期也以潮坪相為主，但是臺內灘面積縮小，在東南面的臺內灘萎縮直到消失。燈影晚期末發生桐灣運動,上揚子地區構造活動劇烈,碳酸鹽臺地部分裸露于海面以上,燈影組第四段在區域上廣泛受到剝蝕[8-9]。

5 結論與建議

（1）研究區內燈影組劃分為四個層段由西南—東北地層厚度增大，燈一段均未鉆穿，燈二段和燈三段厚度變化不大，燈四段普遍被剝蝕。燈影組主要巖性為泥—粉晶白云巖、藻疊層石白云巖、藻白云巖、溶洞狀白云巖、硅質白云巖和藻紋層白云巖，偶夾泥質白云巖和核型石白云巖。

（2）該區內劃分為四個沉積旋回，主要發育局限臺地中的潮坪瀉湖相和臺內灘相，微相發育潮上、潮間、潮下、瀉湖、砂屑灘和鮞粒灘。進行了沉積相的縱橫展部和演化研究。

（3）已有研究成果表明,研究區內燈影組二、三段有高產性天然氣的發現，沉積微相組合是對儲層的最基本的控制因素,它控制著有利儲集體在區域上的走向及總體展布。由此推斷臺內灘為最有利儲集帶，潮坪相次之。

圖2 沉積相平面分布圖

[1] 馮增昭，王英華，劉煥杰，等.中國沉積學[M] .北京:石油工業出版社，1992：1-968.

[2] 梅冥相，周鵬，張海，等.上揚子區震旦系層序地層格架及其形成的古地理背景[J] .古地理學報，2006，18（12）：219-231.

[3] 王濤.中國深盆氣田[C] .北京：石油工業出版社，2002.

[4] 四川石油管理局.中國石油地質志[M] .北京:石油工業出版社，1989，（10）：34－39.

[5] 何幼斌，王文廣.沉積巖與沉積相[M] .北京：石油工業出版社，2007：1.

[6] 汪嘯風，李華芹，陳孝紅.關于中國上震旦統巖石層序和年代地層的劃分問題[J] .現代地質，1999，13（2）：196－198.

[7] Erik Flugel主編，馬永生主譯.碳酸鹽巖微相—分析、解釋和應用[M] .北京:地質出版社，2006.

[8] 向芳，陳洪德，張錦泉.資陽地區震旦系燈影組白云巖中葡萄花邊的成因研究[J] .礦物巖石，1998，18（增刊）：136－138.

[9] 張林，李建明，萬琳.宜昌蓮沱上震旦統燈影組沉積相與儲層特征分析[J] .油氣地球物理，2009，7（14）：34-37.

The division and analysis of the favorable reservoir depositional facies of the dengying formation Upper-sinian in southeastern Sichuan Basin

HUANG Hua，CHEN Xiaodong，HU Hewei
（Chengdu University of Technology，College of Energy Resources，Chengdu Sichuan 610059，China）

Since weiyuan gas field was found in Upper Sinian dengying formation which is in weiyuan structure of Sichuan basin in 1964,it hasn't been apparent breakthrough after exploration in semicentury.The article is based on measured sections and drilling cores observation of Upper Sinian dengying formation,combined with methods of petrology,sedimentary and structure geology,to analyse facies,microfacies and other carbonate platform sedimentary system comprehensively,and analyses facies distribution pattern with evolution process further.The primary subfacies of dengying formation in study area is restricted platform facies and tidal-lagoon facies,with intra-platform shoal.Sedimentary type like Supratidal zone,intertidal zone,subtidal zone,lagoon,oolitic beach and sandy beach is developed in microfacies.Longitudinal changes in microfacies can be observed in single well and united well sections.The distribution characteristic of every microfacies is analysed by using microfacies distribution pattern.The analysis in property of microfacies show that the reservoir property of intra-platform shoal is the best,and the tidal zone takes the second place.These will be the prior position in reservoir.

the sinian；dengying formation；sedimentary facies；favorable reservoir area

10.3969/j.issn.1673-5285.2012.11.013

P618.13

A

1673－5285（2012）11－0049－05

2012-09-24

受國家自然科學基金委員會與中國石油化工股份有限公司聯合基金項目（40739903）資助

黃華，女（1986－），在讀碩士，層序地層與沉積相方向，郵箱：huanghua128@126.com。