











關鍵詞 川東北地區;開江—梁平海槽東側;長興組;沉積特征;有利區預測
第一作者簡介 姚鑫陽,男,1998年出生,碩士研究生,碳酸鹽巖沉積學及儲層地質學,E-mail: 741502664@qq.com
通信作者 胡忠貴,男,教授,E-mail: hzg1978@yangtzeu.edu.cn
中圖分類號 P512.2 文獻標志碼 A
0引言
目前,石油和天然氣仍是全球能源體系中重要的組成部分[1],海相碳酸鹽巖儲層貢獻了世界油氣總產量的60%[2?4]。我國海相碳酸鹽巖總面積已超過455 ×1012 km2,原油資源量約為340 ×108 t,天然氣資源量約為24.3 ×1012 m3,具備較高的開發潛力[5]。四川盆地作為我國中西部地區海相碳酸鹽巖層系最發育的含油氣盆地,近些年來在礁灘成藏理論的指導下[6?8],相繼在龍崗、五百梯、元壩等長興組發現一系列臺緣礁灘復合型氣田[9],充分展示了長興組生物礁氣藏的勘探價值[10]。
在層序地層方面,董霞等[11]通過傳統地質定性方法在川東地區長興組地層中共識別出兩個不整合面,因此將長興組劃分為一個Ⅱ型三級層序,其中臺地邊緣礁灘主要發育在海侵體系域,且沿著海槽邊緣延伸展布;而王東等[12]通過INPEFA技術等定量方法在川中地區長興組內部識別出一個局部暴露不整合面,進而將長興組劃分為兩個完整的三級層序。在沉積特征方面,秦鵬等[13]和胡忠貴等[14]依據長興組巖石學特征及大地構造背景,認為川東地區長興早期主要發育緩坡相,中晚期發育開闊臺地相及臺地邊緣相,生物礁灘體主要沿臺內高地、臺洼邊緣以及臺地邊緣呈連片或斷續分布。在儲層主控因素方面,蘇成鵬等[15]提出成巖早期表生巖溶作用可以優化改造礁灘儲層,對形成優質的生物礁儲層有著至關重要的作用;胡忠貴等[16]認為古構造、沉積環境演化和海平面周期波動等因素綜合控制了長興組生物礁灘儲層的發育,其中古構造和沉積相共同控制生物礁灘的發育位置,而海平面升降控制了其發育期次;王蓓等[17]認為川東北龍會場區塊長興組發育兩期生物礁灘儲層,其發育受沉積相、成巖作用和構造作用的三重影響。沉積相控制生物礁灘儲層的空間位置,成巖作用控制礁灘儲層發育的品質,構造作用在前者的基礎上進一步優化輸導體系,有利于后期酸性流體對先期孔隙層進行改造。
前人在四川盆地上二疊統長興組層序地層劃分及沉積體系研究方面取得了顯著成效,然而海槽東側的普光—七里北—黃龍場地區長興組取心及地震資料有限。因此,在層序地層劃分精度、儲層有利微相的發育特征及時空分布規律等方面研究比較欠缺。本文擬在三級層序界面識別的基礎上融入INPEFA測井旋回技術,以定性、定量相結合的手段對長興組地層實現精細劃分,從而建立高頻層序地層格架;結合剖面、露頭、薄片、測井及三維地震等資料,明確長興組沉積相類型及特征,進而闡明高頻層序地層格架內長興組礁灘體演化規律;在明確儲層物性特征和儲集層受控因素的基礎上,落實長興組礁灘分布范圍,旨在為深化開江—梁平海槽東側氣藏勘探提供理論依據。
1區域地質背景
四川盆地位于青藏高原東緣、揚子地臺西北側,是一個經多期構造演化而成的疊合盆地[18],研究區位于四川盆地東北部、開江—梁平海槽東側,地理位置位于四川省宣漢縣、萬源市境內,構造上位于大巴山弧前褶皺帶與川東斷褶帶交匯處,隸屬于川東南中隆高陡構造區北部(圖1a)[19?20]。自北向南依次為普光、七里北、黃龍場區塊。川東北地區長興組地層厚度主要介于200~300 m,總體表現為向東北方向逐漸變厚的趨勢。綜合考慮巖性、巖相組合、生物類型和沉積旋回等因素,將長興組自下而上劃分為長一段、長二段和長三段[21?22](圖1b)。長一段沉積深灰色泥晶灰巖,其底部夾薄層燧石結核灰巖,電性特征以低—中伽馬及中—高電阻率為主。長二段是長興組生物礁灘的重點發育層段,自然伽馬曲線表現為低值—極低值,其頂部白云巖化現象較明顯,由淺灰色礁云巖、顆粒灰(白云)巖等組成。縱向上巖性變化較大,由多期生物礁沉積旋回組成[24]。橫向上地層沉積厚度變化明顯,生物礁發育的部位地層沉積厚度較大。長三段主要發育泥晶灰巖、泥質灰巖等,局部井段發育礁灰巖、礁云巖[25],縱向上變化趨勢不明顯,自然伽馬曲線表現為低—中值。
2 高頻層序地層劃分
2.1三級層序劃分
層序界面的識別是明確層序類型的關鍵,同樣也是建立層序格架的前提[26]。在前人研究基礎上,結合區內露頭、測井及地震資料分析(圖2),在區內長興組共識別出三個層序界面(自下而上為SB1、SB2、SB3),進而將長興組劃分為SQ1、SQ2兩個II型三級層序,兩個三級層序均發育海侵體系域(TST)和高位體系域(HST)[27]。
SB1是長興組與龍潭組分界面,為巖性轉換面。龍潭早期發生間歇性海侵,在龍潭組頂部沉積了一套深灰色塊狀硅質巖、燧石結核灰巖及泥質灰巖。龍潭晚期至長興期,海侵速度加快,在長興組底部發育一套泥晶灰巖為主的碳酸鹽緩坡沉積,在測井曲線上表現為高自然伽馬(GR)突變點,指示水體變深;同時地震反射波組表現為相對穩定的中—強振幅、相對低頻、連續性較好的特征(圖2b,e,f)。
SB2是長興組內部分界面,受幕式構造運動控制,在區內主要為局部暴露不整合面。局部暴露不整合界面之下發育高能環境下的顆粒灘沉積,在受到溶蝕作用及白云巖化作用改造后,形成了殘余顆粒白云巖。而該界面之上,由于海平面的再次短暫上升,發育了長三段泥晶灰巖等低能沉積物。在測井曲線上GR曲線形態由鐘形轉變為漏斗形(圖2d)。在地震剖面上表現為波谷特征(圖2f)。
SB3是長興組與飛仙關組分界面,為巖性轉換面,飛仙關早期,區內再次大規模海侵,在飛仙關組底部沉積一套薄層泥質灰巖,而長興組頂部發育泥晶灰巖。在測井曲線上GR表現為低值鋸齒型轉變為高值箱型,出現高值點;同時地震剖面上表現為中—弱振幅、中連續的同相軸(圖2a,c,f)。
2.2四級層序劃分
INPEFA技術最早由Nio et al.[28]提出,是通過數字信號的手段將隱藏在測井曲線中沉積旋回信息以INPEFA曲線的形式呈現。INPEFA曲線的不同趨勢及其轉折點地質意義截然不同,其中從左向右曲線值增加(正向趨勢)為富泥化的過程,對應基準面上升半旋回,反之為負向趨勢;轉折點指示可能的層序界面或洪泛面,其中負向拐點(自然伽馬高異常點)一般代表可能的(最大)洪泛面;而正向拐點(自然伽馬高異常點)代表可能的層序界面。
受復雜地質作用、不同級別的旋回性外力的影響以及測井響應特征的多解性,采用常規測井曲線在尋找分層標志時并不準確。為了彌補顯著標志層的不足,在本次層序地層劃分中以七里北2井為標準井,對區內12口單井在三級界面識別的基礎上統一引入INPEFA技術來輔助分析沉積旋回。
對川東地區七里北2井GR曲線采用INPEFA技術處理發現,INPEFA曲線整體由正趨勢轉為負趨勢,表明研究區經歷了海平面快速上升隨即緩慢下降的過程。此外,在INPEFA曲線中識別出11個關鍵轉折點,在對應的層序界面(SB1、SB2、SB3)或海泛面處(mfs1、mfs2)出現尖峰值。因此,將區內長興組劃為5個四級層序,包括ssq1、ssq2、ssq3、ssq4和ssq5(圖3)。其中ssq1對應長一段及長二段底部,ssq2、ssq3對應長二段中上部,ssq4和ssq5則對應長三段。
三級層序SQ1發育ssq1~ssq3等3個四級層序,INPEFA曲線整體呈負趨勢,其內部可以識別出三個次級負趨勢,對應ssq1、ssq2和ssq3。SQ1及ssq1底界面是龍潭組深灰色泥質灰巖和長興組灰色泥晶灰巖之間的巖性轉換面,在INPEFA曲線中表現為正拐點,自然伽馬曲線呈低異常值,指示層序底界面SB1。SQ1層序內部存在的轉折點為負拐點,對應處自然伽馬曲線呈高異常值,同時巖性由泥晶灰巖轉變為生屑灰巖,指示對應的最大海泛面mfs1。SQ1-TST時期,長興早期海水快速侵入,INPEFA曲線值從左至右呈增大的趨勢(正趨勢),發育碳酸鹽緩坡低能沉積。SQ1-HST時期,海水緩慢退卻,INPEFA曲線值從左至右呈減小的趨勢(負趨勢),發育高能臺地邊緣礁灘沉積。ssq2底界面為巖相轉換面,自下而上由生屑砂屑灰巖突變為白云質礁灰巖,同時INPEFA曲線顯示為正拐點,自然伽馬曲線呈低異常值。該時期主要發育礁頂灘和礁核微相。ssq3 底界面和ssq2之間無明顯巖性變化,然而通過對GR曲線突變點的識別可以發現,在5 506.4 m處,INPEFA曲線表現為正拐點,表示為層序界面,該時期發育生屑灘及灘間微相。
三級層序SQ2發育ssq4、ssq5等兩個四級層序,INPEFA曲線整體呈負趨勢,其內部可以識別出兩個次級負趨勢,對應ssq4及ssq5。SQ2及ssq4底界面是長興組內部局部暴露不整合面,界面上、下兩套巖性差異較大,在INPEFA曲線中表現為正拐點,自然伽馬曲線呈低異常值,指示層序底界面SB2。SQ2層序內部存在的轉折點同樣為負拐點,對應處自然伽馬曲線呈高異常值,巖性無明顯變化,指示對應的最大海泛面mfs2。SQ2-TST時期,INPEFA曲線值呈正趨勢,長興晚期海平面上升,主要發育低能臺地邊緣灘間潟湖沉積。SQ2-HST時期,INPEFA曲線值呈負趨勢,海平面緩慢下降,主要發育生屑灘及灘間沉積。四級層序ssq4短期旋回為正趨勢,代表快速海侵過程;其底界面SB2為ssq3和ssq4分界面,同時也是局部暴露不整合面,界面之下為灰質白云巖,界面之上為生屑砂屑灰巖,SB2 界面處INPEFA 曲線為正拐點。該時期主要發育礁頂灘、礁基灘和礁核微相。ssq5底界面處為巖相轉換面,自下而上由礁云巖轉變為晶粒白云巖,界面處INPEFA曲線顯示為正拐點,自然伽馬曲線呈低異常值。SQ2及ssq5頂界面是長興組白云巖與飛仙關組泥晶灰巖之間的巖性轉換面,在INPEFA曲線中表現為正拐點,自然伽馬曲線由低值鋸齒狀轉換為高值鋸齒狀,指示層序頂界面SB3,該時期以灘間沉積為主。
3沉積相特征
3.1巖相特征
泥—粉晶灰巖相:廣泛發育,多分布于長一段和長三段,主要為泥晶灰巖。巖石主要成分為泥晶方解石,局部見少量燧石結核、生屑及砂屑(圖4a)。部分灰巖局部出現白云巖化現象,形成白云質或含云灰巖(圖4b,c)。泥晶灰巖代表低能沉積環境,多在碳酸鹽緩坡或臺地內部沉積[29]。
顆粒灰巖相:指顆粒含量大于50%的灰巖類,多呈深灰色、灰褐色,主要發育于長二段和長三段。其中具有亮晶顆粒結構的代表高能沉積環境,發育在臺地邊緣及臺地內部地貌高處(圖4d),而具有灰泥結構的則在灘間等低能環境發育(圖4e)。
礁灰巖相:主要發育在長二段,局部在長三段發育,以灰色塊狀礁灰巖為主,具有障積礁和黏結礁結構,主要發育于礁/灘間相對低能帶(圖4f,g)。
顆粒白云巖相:包括淺灰色殘余生屑白云巖、淺灰色溶孔粉—細晶白云巖(圖4h,i)。此類巖石類型主要是在顆粒灰巖的基礎上,疊加了白云巖化作用,導致顆粒被部分或完全交代,顆粒邊緣多可識別,部分顆粒邊緣改造嚴重,難以識別出顆粒外形,通常與顆粒灰巖及細—中晶白云巖呈互層狀產出。由于這類巖石類型主要是顆粒灘經過白云巖化作用改造的結果,通常代表相對高能的沉積環境。
3.2地震相標志
過七里北2井—七里北102井的地震剖面表明(圖5):生物礁在地震剖面中表現為丘狀的地震反射形態,其內部因具有極強的非均質性而出現雜亂或空白的地震反射特征;其頂部與上覆圍巖之間因巖性變化較大,表現為一個強波阻抗界面,在三維地震剖面中顯示為礁體的頂部及底部為一明顯的強反射界面。由于生物礁與圍巖的沉積速率存在較大的差異,所以在同時期形成的地層厚度變化較大;生物礁的頂部可見披覆反射特征,在礁體翼部可見上超的反射特征,在地震剖面中常可通過上超點來刻畫礁體的大致輪廓。
生屑灘在地震剖面中多表現為中—強振幅的亮點反射、地震反射連續性較高,外形多為平行的、席狀反射特征,內部可能存在相位的微錯。斜坡相表現為中—強振幅的連續反射特征,可見高角度下超到底部同相軸的反射現象。盆地相地震反射特征表現為強振幅、高連續、低頻。
3.3測井相特征
自然伽馬等常規測井曲線對巖石中泥質含量響應敏感,在一定程度上能夠較好地反映沉積環境的變化[30]。綜合區內多口井的伽馬曲線從幅度、形態、光滑度等,并結合鏡下薄片分析,建立伽馬曲線與沉積微相的對應關系。(1)指形:該類自然伽馬曲線形態變化幅度最大且相對數值最高,表現為圓滑的指形或尖峰形,代表相對較弱的波動水動力條件。巖性以大套厚層深灰色泥晶灰巖為主,通常指示臺地邊緣灘間潟湖等低能微相(圖6a~c)。(2)箱形:該類自然伽馬曲線呈微齒狀形態,無明顯幅度變化且相對數值最低,頂、底均呈突變接觸,代表穩定的強水動力條件,巖性多為中—厚層生屑灰巖、礁灰巖、白云質灰巖及針孔白云巖,顆粒內部見亮晶方解石膠結,通常指示臺地邊緣礁基灘、礁核及礁蓋等高能微相,該類曲線形態是有利儲層發育的象征(圖6d~f)。(3)漏斗形:該類曲線其自然伽馬數值自下而上呈減小趨勢且變化幅度較大,表現為微鋸齒狀,代表水動力條件由早到晚逐漸增強,巖性由深灰色泥晶灰巖或燧石結核灰巖漸變為亮晶生屑灰巖,通常指示開闊臺地靜水泥微相過渡為生屑灘微相(圖6g~i)。(4)鐘形:該類曲線特征則與漏斗形相反,自然伽馬數值自下而上逐漸變大,表明水動力條件自下而上逐漸減弱,巖性由亮晶生屑灰巖突變為泥晶灰巖,通常指示臺地邊緣生屑灘微相過渡為灘間微相(圖6j~l)。
3.4沉積相類型
通過對露頭、巖心、薄片、測井及地震解釋資料進行分析,明確了研究區長興組沉積體系。長興組沉積早期,海平面快速上升,此時繼承了龍潭組的沉積格局,發育碳酸鹽緩坡沉積[31];長興組沉積中—晚期,在海西運動的拉張作用及基底斷裂活動的影響下,區內出現隆—坳相間的沉積格局[32?33],最終轉變為碳酸鹽臺地沉積,發育開闊臺地、臺地邊緣、前緣斜坡及盆地等相類型。
開闊臺地相:巖性主要為泥晶灰巖、泥質灰巖和燧石結核灰巖,局部地貌高點處可發育生屑灰巖等高能沉積物,一般不發育白云巖,可細分為臺內灘和潮下亞相。其中臺內灘亞相僅在黃龍3井長二段底部發育,巖性主要為顆粒灰巖,充填類型為亮晶、泥晶方解石,前者多為高能灘相沉積,后者能量有所減弱,為低能灘相沉積(圖6,8);潮下亞相發育在臺緣生物礁和臺緣灘之前的過渡地帶,沉積時間短,厚度小,泥晶灰巖為主,顏色較深,發育水平層理。
臺地邊緣相:根據沉積特征差異進一步劃分為臺緣灘、臺緣礁及礁/灘間亞相。臺緣礁與生屑灘密切共生,主要發育在ssq2和ssq3時期,在部分井段的ssq4、ssq5也可見(圖7,8)。主要為生屑灰巖、礁灰巖等。臺緣灘常分布于礁基、礁頂或礁后位置,常見于長興中—晚期,巖性以生屑白云(灰)巖和砂屑灰巖為主。礁/灘間處于生物礁與生屑灘之間的深水部位。受礁灘體遮擋作用的影響,沉積水體較為閉塞,發育泥晶灰巖、燧石結核灰巖等,泥質含量較多。
斜坡—盆地相:斜坡相是碳酸鹽臺地與盆地(海槽)之間的過渡相帶,巖性以薄層的泥晶灰巖、泥質灰巖等為主,可見來自臺緣帶的滑塌沉積物等重力流沉積。盆地相指的是位于氧化還原界面之下的深水沉積環境,沉積水體能量極低,巖石類型以泥質灰巖、硅質巖、泥頁巖等為主,可見硅質放射蟲、海綿骨針等生物化石[34]。
4 沉積相分布規律及模式
4.1沉積相橫向分布
在高頻層序格架內對北西—南東向的老君1井—黃龍1井和北東—南西向的黃龍3井—黃龍2井的兩條剖面進行分析(圖7,8)。
1)北西—南東向剖面
橫向上,地層厚度介于200~300 m。縱向上,由下向上發育碳酸鹽緩坡和臺地邊緣相,臺地邊緣相主要表現為臺地邊緣生物礁、臺地邊緣淺灘亞相,表明沉積水體具有逐漸變淺的趨勢。該剖面在長興組自北西—南東向具有變薄(普光地區—七里北地區)—變厚(七里北地區—黃龍場地區)的趨勢。
ssq1時期:早期,海平面快速上升,沉積大套厚層泥晶灰巖,表明水動力條件不強,區內沉積分異作用較弱,主要發育碳酸鹽緩坡沉積;晚期,隨著海水逐漸退去,在七里北和黃龍場地區發育生物礁、生屑灘。
ssq2 時期:海平面進一步降低,沉積物以礁灰巖、生屑砂屑灰巖為主,礁灘復合體較為發育,其中七里北地區的生物礁規模最大,呈現出垂向加積—進積的沉積趨勢。
ssq3時期:海平面持續下降,普光地區開始發育大規模礁灘復合體,而七里北地區不發育生物礁,僅發育生屑灘沉積,該時期是最主要的生物礁灘發育時期。
ssq4沉積時期:早期,海水再次侵入,沉積地層較薄,僅在七里北地區發育薄層灘體;晚期,隨著海平面緩慢下降,七里北2井區、七里北101井區及黃龍5井區發生不同程度暴露和白云巖化作用,發育厚層生屑白云巖、針孔狀白云巖及白云質灰巖。
ssq5 時期:海平面降至最低,沉積水體能量較低,主要發育灘間亞相,七里北2井和老君1井頂部仍有部分臺緣灘沉積,巖性主要為生屑白云巖。
2)北東—南西向剖面
地層橫向分布變化較大,沉積分異較明顯,自西向東依次發育盆地、前緣斜坡、臺地邊緣、開闊臺地相等,臺地邊緣帶生物礁發育的地層厚度較大,向盆地和開闊臺地方向地層呈減薄的趨勢。
ssq1時期:早期,研究區發育了一套淺—深水緩坡沉積,其中黃龍3井、黃龍9井及黃龍8井發育淺水緩坡沉積,而黃龍2井發育深水緩坡沉積;晚期,隨著海平面的下降,碳酸鹽緩坡不再發育,逐漸轉變為碳酸鹽臺地沉積,研究區主要發育開闊臺地相,局部地區如黃龍3井發育少量臺內灘。
ssq2~ssq3時期:海平面下降,在黃龍8井區臺地邊緣帶發育大量礁灘復合體,其他井區未見礁灘發育。
ssq4時期:研究區再次經歷短暫的海侵過程,以低能灘間潟湖沉積為主,不發育高能相帶;HST時期,海平面開始下降,黃龍場地區發育少量臺緣灘沉積。
ssq5 時期:研究區主要發育潮下靜水泥沉積,未見礁灘發育。
4.2沉積相平面分布
吳家坪期,川東地區發生熱隆升作用,進入長興期后熱異常明顯減弱,由隆升轉為冷卻沉降,形成多排構造分異[35?37]。裂隆耦合,為七里北地區第二排礁灘發育提供了構造背景。對長興組典型單井相、連井沉積相分析并結合地震資料編制沉積相平面展布圖(圖3,5,7,8)。
ssq1早期(圖9a),研究區總體繼承了龍潭組(吳家坪組)沉積格局,發育淺水緩坡—深水緩坡相。相帶邊界大致平行于海槽走向,呈北西—南東向展布,該時期水體相對較深,生物礁不發育,以灰泥沉積為主,且燧石結核較發育。
ssq1晚期(圖9b),海平面逐漸下降,研究區開始進入碳酸鹽臺地模式,此時長興組沉積分異格局較為明顯,相帶邊界繼承了ssq1時期的展布。同時兩排臺緣灘礁開始發育,前排礁灘體主要分布于七里北2井—七北101井—黃龍5井一帶,后排灘礁體主要分布于七里北102井—七里北1井一帶,臺內灘僅在黃龍3井一帶零星分布。
ssq2時期(圖9c),海退過程繼續進行,開闊臺地的范圍相對減小,臺地邊緣帶呈現自西向東弱遷移的趨勢。七里北地區的兩排臺緣灘礁持續發育呈帶狀展布,黃龍場地區開始發育點狀礁灘,該時期礁灘體發育規模、分布范圍和沉積厚度有所增加。
ssq3時期(圖9d),海平面進一步降低,整體繼承了ssq2時期的沉積格局,臺地邊緣帶進一步向東遷移。在此沉積期,普光—七里北—黃龍場地區均發育礁灘體,發育規模相較于ssq2時期更大,沿北西—南東向呈帶狀展布,該時期也是礁灘體發育最為快速的階段。
ssq4早期(圖9e),海平面迅速上升,生物礁因生長速度慢于海平面上升速度而被淹沒于海平面之下,導致該時期礁體不發育,僅在局部構造高點孤立發育規模較小的生屑灘。
ssq4晚期(圖9f),海平面緩慢下降,普光地區和七里北地區再次發育新一期礁體,相較于ssq3-HST時期,該時期礁灘發育規模有所減小。
ssq5時期(圖9g),海平面降至最低,全區以開闊臺地相為主,生物礁停止發育,普光地區和七里北地區發育少量生屑灘。
4.3沉積相演化規律及相模式
基于對開江—梁平海槽東側長興組典型單井、連井沉積相和平面相分析,結合川東北地區構造背景及現有成果,建立了長興組沉積模式(圖10)。
川東北地區在龍潭組沉積末期經歷了一次大規模海侵運動,此時區內海平面迅速上升,主要發育低能泥質或硅質沉積。長一期(SQ1-TST)海侵活動仍在持續進行,研究區地形平緩,無明顯構造坡折帶,整體繼承了龍潭期緩坡沉積,海槽東側臺地區域以淺水緩坡為主,海槽區域以深水緩坡沉積為主,發育深灰色含燧石結核灰巖。長二期(SQ1-HST)整體處于海退環境,在峨眉地裂活動的作用下出現了“三隆三凹”的沉積格局。此時,研究區開始演化為碳酸鹽臺地沉積,逐漸出現了沉積分異現象,自西向東依次發育盆地—臺地前緣斜坡—臺地邊緣—開闊臺地相,該時期隨著水體深度變淺,水動力條件增強,生物礁、生屑灘開始在臺緣帶沉積,而臺內高地發育了少量點灘。隨著水體深度持續降低,臺緣帶礁灘發育規模進一步擴大,同時礁頂出露水面發生大規模白云巖化作用,有利于儲層的發育。長三早期(SQ2-TST),研究區再次發生了規模性的海侵活動,生物礁不再發育,以低能灘間潟湖沉積為主。至長三末期(SQ2-TST),海平面再次發生下降,僅在原有地貌高點處發育新一期的生屑灘沉積,相較于長二期,規模有所減弱。
5有利儲層分布預測
5.1儲集空間類型及特征
普光—七里北—黃龍場地區優質儲層為臺緣礁灘儲層,主要發育在SQ1和SQ2高位體系域(長二段、長三段)。長興組優質儲層巖性主要為(殘余)顆粒白云巖(圖11a)、晶粒白云巖(圖11b)、灰質白云巖及生屑灰巖(圖11c)等。鏡下薄片觀察顯示,區內儲集空間以次生孔隙為主,主要包括晶間(溶)孔(圖11d)、粒間(內)溶孔、鑄模孔(圖11e),也可見少量溶洞和構造縫(圖11f)。
5.2儲層物性分析
物性參數能夠直觀地反映儲集性能的優劣[38],對普光304-1井、七里北2井、七里北101井、黃龍1井、黃龍4井、黃龍004-2井等6口井的長興組316件巖樣進行孔隙度及滲透率統計分析(圖12)。結果表明:研究區長興組孔隙度介于0.22%~19.48%,平均孔隙度為3.89%,其峰值集中于2%~4%,占46.8%,而大于8% 的巖樣僅占3.9%;儲層滲透率介于(0.000 1~168.64)×10-3 μm2,平均滲透率為0.89×10-3 μm2,其峰值集中于(0.001~1)×10-3 μm2,占90.2%,小于0.001×10-3 μm2的巖樣僅占1.2%。
為了落實有利儲層發育位置,在物性分析的基礎上進一步對區內不同相帶的儲層物性特征進行對比分析(圖12),結果顯示低能灘間、潮下環境物性極差。相較之下,高能臺緣帶受暴露溶蝕及白云巖化作用影響,次生孔隙發育(圖11),儲集性能較好,是長興組最有利的儲層發育相帶,可形成優質儲集層。
5.3有利儲層分布預測
受構造—分異作用影響,七里北地區長興組發育兩排生物礁儲層,主要見于高位體系。有利儲層主要受沉積相、海平面升降及白云巖化作用控制。沉積相控制儲集巖的原生儲集空間,在臺地邊緣生物礁相帶頂部,常發育一定規模的臺緣灘(粒屑灘或生屑灘),對應生屑白云巖、顆粒白云巖或生屑灰巖等。當溫度較高時,臺緣灘暴露水面,促使白云巖化和大氣淡水溶蝕作用的發生,有利于優質儲層的形成。
在區內長興組臺緣帶預測基礎上,利用生物礁地震響應模式,結合最新鉆井資料,綜合預測長興組生物礁有利發育區帶。經全區精細地震—測井解釋,進行了研究區生物礁平面分布預測(圖13)。整體來看,長興組發育兩排礁儲層,前排生物礁沿臺緣帶呈近北西—南東向條帶狀展布,普光—黃龍場地區均有發育,厚度介于10~50 m,七里北2井區生物礁儲層厚度可在50 m以上。前排礁體分布規模較大,礁帶長38 km,寬1.4~3.7 km,面積為48.2 km2,是生物礁儲層發育的有利區域;后排礁帶主要分布在七里北區塊,呈近北西方向展布,條帶長15.8 km,寬0.8~1.1 km,面積為3.85 km2,為生物礁儲層發育的次有利區。
6結論
(1) 在傳統地質定性方法的基礎上融入INPEFA定量技術將長興組自下而上劃分為2 個三級層序(SQ1~SQ2)和5個四級層序(ssq1~ssq5),四級層序中ssq1對應長一段及長二段底部,ssq2、ssq3對應長二段中上部,ssq4和ssq5則對應長三段,提高了層序劃分精度。
(2) 川東北地區開江—梁平海槽東側長興早期主要發育碳酸鹽緩坡沉積體系,中—晚期發育碳酸鹽臺地沉積體系,進一步可細分為開闊臺地相、臺地邊緣相及斜坡—盆地相等,臺緣礁灘沉積為長興組儲層發育有利相帶,其中普光地區、黃龍場地區臺緣礁灘主要發育在ssq3 時期,而七里北地區礁灘在ssq1~ssq5時期均有發育。
(3) 臺緣礁灘儲層以礁云巖、(殘余)顆粒白云巖和晶粒白云巖為主,儲層非均質性較強,整體表現為低孔—中、低滲特征。結合區內三維連片地震反射資料,研究區長興組呈“Y”形展布發育兩排生物礁,前排生物礁主要發育在普光—黃龍場沿線,厚度介于10~50 m,七里北2井區生物礁儲層厚度可在50 m以上,而后排生物礁主要發育在七里北區塊,儲層厚度10~30 m。
致謝 感謝胡忠貴教授在論文撰寫過程中的支持與指導。同時,各位審稿專家和編輯在論文修改過程中提供的寶貴建議和意見,使本文得以完善,在此一并表示感謝。