川西地區壽保1井下三疊統沉積相與層序地層研究

牛 政，段長江

川西地區壽保1井下三疊統沉積相與層序地層研究

牛 政，段長江

以沉積學、層序地層學和古地理學為指導，通過川西地區巖石類型組合和古生物化石等沉積相標志的詳細研究，對壽保1井鉆井剖面單因素定量及定性資料的分析，通過單剖面(井)層序地層劃分，對主要基干剖面層序界面進行識別、追蹤，確定出層序界面、最大海泛面的識別標志及其位置；在典型單剖面層序地層學研究基礎上，通過連井剖面的層序地層劃分、對比，建立研究區層序地層格架。以現代碳酸鹽巖沉積學為理論指導，以露頭基干地層剖面和典型單井的沉積微相、亞相、相的精細研究，并結合輔助剖面和測井、地震資料研究，對研究區不同時代的沉積體系類型進行劃分，建立研究區沉積模式，揭示該區不同相帶時空分布演化規律，為該區儲層研究提供基礎。

壽保1井；下三疊統；沉積相；層序地層

1 巖石特征研究

研究區域下三疊統發育且出露良好，巖石類型多樣，主要有碳酸鹽巖、灰巖、泥巖、砂巖等，碳酸鹽巖包括石灰巖和白云巖，主要為石灰巖。按照巖石的成分、結構、構造及成因可將研究區的巖石劃分出若干個次一級的巖石類型。

1.1 飛仙關組

飛仙關組可分為4個非正式自然巖性段，由灰色泥巖和紫紅色泥灰巖組成。

1)飛仙關組一段 巖性一般以泥質灰巖為主，灰巖中夾淺紫紅色薄層泥灰巖和鈣質頁巖，巖石中含有黃鐵礦、粘土巖和竹葉狀灰巖，研究區內常發育水平層理、沙紋交錯層理及蟲孔構造。

2)飛仙關組二段 巖性一般為灰色泥巖與泥灰巖互層，主要有泥灰巖、頁巖、夾青灰色薄板狀泥質巖。

3)飛仙關組三段 巖性一般為淺灰色鮞粒灰巖、微晶灰巖、鈣質泥巖。

4)飛仙關組四段 巖性一般以紫紅色鈣質頁巖、泥灰巖為主，含有少量的白云質灰巖，可見干裂構造。研究區內常發育水平層理、交錯層理。

1.2 嘉陵江組

嘉陵江組可分為4個比較明顯的巖性段，但也有劃分為5段。主要巖性以灰色白云巖為主，夾微晶灰巖、鹽溶角礫巖。

1)嘉陵江組一段 巖性一般為泥質灰巖夾少量白云質灰巖與礫屑灰巖，含有少量的角礫巖，偶爾可以看到石膏細脈。

2)嘉陵江組二段 以白云巖為主，主要巖性為含有灰白色厚塊狀角礫巖。巖石中見水平層理、條帶狀構造及大量生物鉆孔。

3)嘉陵江組三段 以灰巖為主，主要巖性為深灰色白云質灰巖夾白云巖，可見鈣質頁巖和次生石膏細脈。

4)嘉陵江組四段-五段 巖性一般為泥晶白云巖。見沙紋交錯層理、波痕、水平層理、生物鉆孔，局部見有藻紋層。含有角礫巖、灰色灰巖、細晶灰巖等。

2 沉積相研究

2.1 沉積體系特征

1)有障壁濱岸相 研究區以發育潮坪沉積為主，分布較廣，主要發育于下三疊統飛仙關組。潮坪相可進一步分為潮上泥坪、潮間混合坪2種微相。

2)潮上坪亞相 潮上坪主要發育于飛仙關組一段底部，巖性為中厚狀淺灰-淺灰綠色泥巖、黑色泥巖，淺灰色略帶綠色泥灰巖，局部含生物重結晶呈砂屑結構，偶見鮞粒。發育沙紋層理、水平層理、透鏡狀層理及波痕。

2.2 鑲邊碳酸鹽巖沉積體系

鑲邊碳酸鹽巖沉積體系在研究區分布廣泛，主要分布于研究區下三疊統飛仙關組。該沉積體系位于陸架邊緣高能帶環境，屬陸緣海型。該沉積體系可進一步分為開闊臺地、臺地邊緣礁灘、 臺地前緣斜坡3種相類型。

1)開闊臺地相 主要由淺灰色、灰色中-厚層狀泥晶灰巖、鮞粒灰巖、泥質泥晶灰巖、砂屑生屑灰巖組成,可分為淺灘和灘間海2個亞相。淺灘亞相是臺地相帶中受波浪作用控制形成的高能沉積[1],主要由淺灰色中厚層狀亮晶鮞粒灰巖、亮晶生屑鮞粒灰巖或礫屑鮞粒灰巖、生屑灰巖、砂屑灰巖等組成，鮞粒圈層發育，以真鮞為主。灘間海亞相為臺地淺灘之間的水體相對較深的沉積區，也可以稱為灘間洼地[2]。灘間海沉積時海水深，能量小，沉積物粒度細，以泥-微晶灰巖為主夾少量砂屑灰巖及泥巖、頁巖等。

2)臺地邊緣礁灘相 在淺水碳酸鹽臺地與臺地前緣斜坡-陸棚相帶之間多發育臺地邊緣礁灘相，主要由波浪沖刷，常見鮞粒灰巖，鮞粒白云巖和生物礁灰巖等。臺地邊緣礁灘沉積厚度明顯高于同期正常沉積厚度，分布較穩定。該沉積體系可進一步分為臺地邊緣灘、暴露淺灘及臺地邊緣生物礁。

3)臺地前緣斜坡 臺地前緣斜坡的水體能量大多處于風暴浪基面之下，非常低，位于臺地邊緣向海一側區域[3]。沉積物主要以深水原地沉積為主，為重力流沉積，可分為斜坡上下部2個亞相，研究區內主要為斜坡下部亞相。

3 層序地層格架建立

3.1SQ01(Ⅲ級)

層序SQ01為飛仙關組與長興組之間的界面，長興組為深灰色厚層灰巖，飛仙關組為暗紫色、綠色頁巖及砂巖，厚230～500m，該層序底界面為下三疊統飛仙關組與上二疊統長興組之間界面，兩者之間為巖性和巖相轉換界面，屬Ⅱ型層序界面。巖石表面易風化。在斜坡-盆地相區，該層序海進體系域TST下部主要為一套斜坡-陸棚相黃灰色、深灰色薄層狀泥巖夾鈣質泥頁巖沉積，中部為一套斜坡-陸棚相淺灰色薄-中層狀泥質泥晶灰巖沉積，上部主要由一套斜坡-陸棚相黃灰色泥頁巖夾中層泥晶灰巖沉積組成，該部分沉積物由下到上普遍含泥質較重，水體相對較深，頂部為泥頁巖沉積，表明水體進一步加深[4]。巖性剖面上為一套由中-薄層狀泥質泥晶灰巖、泥頁巖組成的向上變深的退積準層序組。高位體系域HST主要為一套陸棚-斜坡相淺灰色、灰色中-薄層狀泥晶灰巖、泥質條帶泥晶灰巖沉積，中部和下部泥質條帶大量分布，泥質含量較重，向上泥質含量減少，頂部變為開闊臺地相中-厚層狀泥晶灰巖，該體系域單層厚度有向上增加的趨勢，可劃分為3個向上變粗變淺的進積準層序組。

3.2 SQ02(Ⅲ級)

層序SQ02主要以淺灰色泥晶灰巖為主。在斜坡-盆地相區，海進體系域TST由斜坡到陸棚相薄層狀泥晶灰巖沉積組成，單層厚度向上逐漸變薄，為一個向上逐漸變深的退積準層序組。高位體系域HST中下部為一套臺地邊緣灘相厚層亮晶鮞粒灰巖、砂屑鮞粒灰巖和開闊臺地相中層狀粉-細晶灰巖沉積，鮞粒灰巖全部為亮晶膠結，見典型的楔狀和槽狀交錯層理，粉-細晶灰巖晶粒較粗，自下而上為2套由開闊臺地相中層狀粉-細晶灰巖和臺地邊緣相厚層狀亮晶鮞粒灰巖、砂屑鮞粒灰巖組成的向上變淺變粗的進積準層序組，為一整合的接觸面。

3.3 SQ03(Ⅲ級)

層序SQ03由嘉陵江組一段與二段構成。層序的界面為暴露不整合面，屬Ⅱ類層序界面。嘉陵江組一段為海侵體系域，代表開闊臺地沉積環境，巖性特征為泥晶灰巖和白云巖，泥頁巖以及礫屑灰巖透鏡體。嘉陵江組二段為高位體系域，代表蒸發臺地的沉積環境，巖性為白云巖夾和泥灰巖、泥巖以及塊狀角礫巖。常發育透鏡狀層理，波狀層理和潮汐層理，可見比較多的遺跡化石。嘉陵江組二段的高位體系域具備有較好的儲集能力。

3.4 SQ04(Ⅲ級)

層序SQ04由嘉陵江組三段以及四段下-中部組成，層序底界面為較暴露的不整合面，界面的凹凸不平，屬于Ⅱ類層序界面。海侵體系域由嘉三段組成，代表開闊臺地-局限臺地相沉積環境，巖性為灰色中至中厚層狀泥晶灰巖、砂屑泥晶灰巖夾白云巖；嘉四段為高位體系域，為蒸發坪-蒸發湖泊沉積，巖性淺灰、灰白色中厚層狀白云巖和厚塊狀角礫巖不等厚互層。白云巖中發育水平紋層、沙紋層理等。

3.5 SQ05(Ⅲ級)

層序SQ05由嘉陵江組四段上部以及五段構成，層序底界面為暴露不整合面。海侵體系域由嘉四段頂部及嘉五段下部組成，代表局限臺地相沉積環境，巖性為灰色中至厚層狀白云巖；高位體系域對應于嘉陵江組五段，為局限臺地-蒸發臺地相沉積，巖性為淺灰、灰白色中厚層狀白云巖、厚塊狀角礫巖及云質膏巖[5]。白云巖中發育水平紋層、沙紋層理等。

4 沉積相與油氣的關系

4.1 烴源巖

根據單井相與巖性組合特征分析，研究區主要分為局限臺地與蒸發臺地相帶，亞相主要為半封閉瀉湖、潮坪、混合潮坪，微相為膏云坪、灰質瀉湖、砂泥坪，巖性以灰巖、白云巖為主，泥質巖較少。川西地區臺內淺灘形成近源供烴,主要是局限臺地相中灰巖和灰質云巖形成有利條件可作為烴源巖，是油氣成藏的主要環境[6]。

4.2 儲集條件

根據露頭、鉆井、測井資料及沉積相研究成果，該區是海相油氣藏，川西坳陷海相碳酸鹽巖發育陵江組白云巖儲層、飛仙關組砂屑和鮞粒灰巖儲層。嘉陵江組經歷粒屑灘儲層發育于二、三段，以砂屑白云巖、粉晶白云巖、鮞粒白云巖、鮞粒灰巖為主，儲層厚10～50m，平均孔隙度介于3.95%～7.87%之間，屬裂縫-孔隙型儲層，飛仙關組與嘉陵江組為砂屑和鮞粒灰巖儲層，均為良好的油氣儲層。鑲邊碳酸鹽巖臺地通過控制臺地邊緣相的發育而控制了礁灘型儲層的分布，而白云巖化作用和溶蝕作用控制著生物礁灘相儲層的質量與品質。平面上主要分布于局限臺地坪地及斜坡帶, 縱向上分布于海退、海進的沉積旋回過渡帶。研究區主要發育灘相帶，形成良好儲層性能的關鍵是溶蝕作用，在古地理條件和巖石類型決定了巖溶作用發生的場所及發育規律, 造成巖溶作用在沉積地層中的溶蝕程度和影響深度的差異[7]。經過地表淡水的溶蝕及分化作用使下三疊統成巖后進一步改造, 次生孔隙得到擴展, 有效地改善了碳酸鹽巖的儲集性能。裂隙的發育對增大儲層的滲透性, 提高產能都具有十分重要的意義。研究證明, 印支期或燕山期的構造, 有利于油氣的早期聚集, 經過后期的構造運動和自然變化,逐漸在部分地區富集成藏; 要有足夠的儲集空間才能容納油氣， 巖石發育在灘相帶, 是儲集良好的條件。因此兩者的復合部位是氣藏富集的有利部位。

5 結論及認識

通過對川西地區壽保1井下三疊統沉積相與層序地層綜合研究，對研究區內的沉積特征及沉積相取得以下結論及認識：

1)利用層序地層理論對川西地區壽保1井下三疊統進行層序地層劃分，建立了該區層序地層格架，實現了全區層序地層對比。

2)根據巖心觀察描述、各種沉積相相標志收集及單井相分析，在川西地區壽保1井下三疊統地層中識別出3種相類型：開闊臺地相臺、地邊緣礁灘相和臺地前緣斜坡，將每種相劃分出多種亞相、微相，總結了各種微相應有典型的識別特征和各種微相典型的沉積特征。

[1]趙澄林.沉積學原理[M].北京:石油工業出版社，2006.

[2]羅平,張靜，劉偉等.中國海相碳酸鹽巖油氣儲層基本特征[J].地學前緣，2008，15(1)：36-50.

[3]盛金章.中國的二疊系[M].北京：科學出版社，1992:1-93.

[4]王鴻禎.中國古地理圖集[M].北京：地圖出版社，1985:75-83.

[5]王立亭，陸邦彥，趙時久，等．中國南方二疊系巖相古地理與成礦作用[M].北京：地質出版社，1994:1-12.

[6]Moore C H. Carbonate Reservoirs: PoRosity Evolution and Diagenesis in a Sequence Stratigraphic Framework[M]. Amsterdam: Elsevier, 2001.

[7]Moore C H. Carbonate Diagenesis and PoRosity[M].New York：Elsevier, 1989.

[編輯] 洪云飛

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.09.012

P618.13

A

1673-1409(2012)09-N037-04