牛 政，段長江

川西地區(qū)壽保1井下三疊統(tǒng)沉積相與層序地層研究

牛 政，段長江

以沉積學(xué)、層序地層學(xué)和古地理學(xué)為指導(dǎo)，通過川西地區(qū)巖石類型組合和古生物化石等沉積相標(biāo)志的詳細(xì)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(biāo)志及其位置；在典型單剖面層序地層學(xué)研究基礎(chǔ)上，通過連井剖面的層序地層劃分、對比，建立研究區(qū)層序地層格架。以現(xiàn)代碳酸鹽巖沉積學(xué)為理論指導(dǎo)，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(xì)研究，并結(jié)合輔助剖面和測井、地震資料研究，對研究區(qū)不同時代的沉積體系類型進行劃分，建立研究區(qū)沉積模式，揭示該區(qū)不同相帶時空分布演化規(guī)律，為該區(qū)儲層研究提供基礎(chǔ)。

壽保1井；下三疊統(tǒng)；沉積相；層序地層

1 巖石特征研究

研究區(qū)域下三疊統(tǒng)發(fā)育且出露良好，巖石類型多樣，主要有碳酸鹽巖、灰?guī)r、泥巖、砂巖等，碳酸鹽巖包括石灰?guī)r和白云巖，主要為石灰?guī)r。按照巖石的成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及成因可將研究區(qū)的巖石劃分出若干個次一級的巖石類型。

1.1 飛仙關(guān)組

飛仙關(guān)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?guī)r組成。

1)飛仙關(guān)組一段 巖性一般以泥質(zhì)灰?guī)r為主，灰?guī)r中夾淺紫紅色薄層泥灰?guī)r和鈣質(zhì)頁巖，巖石中含有黃鐵礦、粘土巖和竹葉狀灰?guī)r，研究區(qū)內(nèi)常發(fā)育水平層理、沙紋交錯層理及蟲孔構(gòu)造。

2)飛仙關(guān)組二段 巖性一般為灰色泥巖與泥灰?guī)r互層，主要有泥灰?guī)r、頁巖、夾青灰色薄板狀泥質(zhì)巖。

3)飛仙關(guān)組三段 巖性一般為淺灰色鮞粒灰?guī)r、微晶灰?guī)r、鈣質(zhì)泥巖。

4)飛仙關(guān)組四段 巖性一般以紫紅色鈣質(zhì)頁巖、泥灰?guī)r為主，含有少量的白云質(zhì)灰?guī)r，可見干裂構(gòu)造。研究區(qū)內(nèi)常發(fā)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?guī)r、鹽溶角礫巖。

1)嘉陵江組一段 巖性一般為泥質(zhì)灰?guī)r夾少量白云質(zhì)灰?guī)r與礫屑灰?guī)r，含有少量的角礫巖，偶爾可以看到石膏細(xì)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(gòu)造及大量生物鉆孔。

3)嘉陵江組三段 以灰?guī)r為主，主要巖性為深灰色白云質(zhì)灰?guī)r夾白云巖，可見鈣質(zhì)頁巖和次生石膏細(xì)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?guī)r、細(xì)晶灰?guī)r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(qū)以發(fā)育潮坪沉積為主，分布較廣，主要發(fā)育于下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)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(fā)育于飛仙關(guān)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?guī)r，局部含生物重結(jié)晶呈砂屑結(jié)構(gòu)，偶見鮞粒。發(fā)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(qū)分布廣泛，主要分布于研究區(qū)下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組。該沉積體系位于陸架邊緣高能帶環(huán)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?guī)r、鮞?；?guī)r、泥質(zhì)泥晶灰?guī)r、砂屑生屑灰?guī)r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?；?guī)r、亮晶生屑鮞?；?guī)r或礫屑鮞粒灰?guī)r、生屑灰?guī)r、砂屑灰?guī)r等組成，鮞粒圈層發(fā)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(qū)，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(xì)，以泥-微晶灰?guī)r為主夾少量砂屑灰?guī)r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(fā)育臺地邊緣礁灘相，主要由波浪沖刷，常見鮞?；?guī)r，鮞粒白云巖和生物礁灰?guī)r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(wěn)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(fēng)暴浪基面之下，非常低，位于臺地邊緣向海一側(cè)區(qū)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(qū)內(nèi)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(guān)組與長興組之間的界面，長興組為深灰色厚層灰?guī)r，飛仙關(guān)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(tǒng)飛仙關(guān)組與上二疊統(tǒng)長興組之間界面，兩者之間為巖性和巖相轉(zhuǎn)換界面，屬Ⅱ型層序界面。巖石表面易風(fēng)化。在斜坡-盆地相區(qū)，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(zhì)泥頁巖沉積，中部為一套斜坡-陸棚相淺灰色薄-中層狀泥質(zhì)泥晶灰?guī)r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?guī)r沉積組成，該部分沉積物由下到上普遍含泥質(zhì)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(zhì)泥晶灰?guī)r、泥頁巖組成的向上變深的退積準(zhǔn)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?guī)r、泥質(zhì)條帶泥晶灰?guī)r沉積，中部和下部泥質(zhì)條帶大量分布，泥質(zhì)含量較重，向上泥質(zhì)含量減少，頂部變?yōu)殚_闊臺地相中-厚層狀泥晶灰?guī)r，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(zhǔn)層序組。

3.2 SQ02(Ⅲ級)

層序SQ02主要以淺灰色泥晶灰?guī)r為主。在斜坡-盆地相區(qū)，海進體系域TST由斜坡到陸棚相薄層狀泥晶灰?guī)r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(zhǔn)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?guī)r、砂屑鮞粒灰?guī)r和開闊臺地相中層狀粉-細(xì)晶灰?guī)r沉積，鮞粒灰?guī)r全部為亮晶膠結(jié)，見典型的楔狀和槽狀交錯層理，粉-細(xì)晶灰?guī)r晶粒較粗，自下而上為2套由開闊臺地相中層狀粉-細(xì)晶灰?guī)r和臺地邊緣相厚層狀亮晶鮞?；?guī)r、砂屑鮞?；?guī)r組成的向上變淺變粗的進積準(zhǔn)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(gòu)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(huán)境，巖性特征為泥晶灰?guī)r和白云巖，泥頁巖以及礫屑灰?guī)r透鏡體。嘉陵江組二段為高位體系域，代表蒸發(fā)臺地的沉積環(huán)境，巖性為白云巖夾和泥灰?guī)r、泥巖以及塊狀角礫巖。常發(fā)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(huán)境，巖性為灰色中至中厚層狀泥晶灰?guī)r、砂屑泥晶灰?guī)r夾白云巖；嘉四段為高位體系域，為蒸發(fā)坪-蒸發(fā)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(fā)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(gòu)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(huán)境，巖性為灰色中至厚層狀白云巖；高位體系域?qū)?yīng)于嘉陵江組五段，為局限臺地-蒸發(fā)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(zhì)膏巖[5]。白云巖中發(fā)育水平紋層、沙紋層理等。

4 沉積相與油氣的關(guān)系

4.1 烴源巖

根據(jù)單井相與巖性組合特征分析，研究區(qū)主要分為局限臺地與蒸發(fā)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(zhì)瀉湖、砂泥坪，巖性以灰?guī)r、白云巖為主，泥質(zhì)巖較少。川西地區(qū)臺內(nèi)淺灘形成近源供烴,主要是局限臺地相中灰?guī)r和灰質(zhì)云巖形成有利條件可作為烴源巖，是油氣成藏的主要環(huán)境[6]。

4.2 儲集條件

根據(jù)露頭、鉆井、測井資料及沉積相研究成果，該區(qū)是海相油氣藏，川西坳陷海相碳酸鹽巖發(fā)育陵江組白云巖儲層、飛仙關(guān)組砂屑和鮞?；?guī)r儲層。嘉陵江組經(jīng)歷粒屑灘儲層發(fā)育于二、三段，以砂屑白云巖、粉晶白云巖、鮞粒白云巖、鮞?；?guī)r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(guān)組與嘉陵江組為砂屑和鮞?；?guī)r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(fā)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(zhì)量與品質(zhì)。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(qū)主要發(fā)育灘相帶，形成良好儲層性能的關(guān)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(fā)生的場所及發(fā)育規(guī)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(jīng)過地表淡水的溶蝕及分化作用使下三疊統(tǒng)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(fā)育對增大儲層的滲透性, 提高產(chǎn)能都具有十分重要的意義。研究證明, 印支期或燕山期的構(gòu)造, 有利于油氣的早期聚集, 經(jīng)過后期的構(gòu)造運動和自然變化,逐漸在部分地區(qū)富集成藏; 要有足夠的儲集空間才能容納油氣， 巖石發(fā)育在灘相帶, 是儲集良好的條件。因此兩者的復(fù)合部位是氣藏富集的有利部位。

5 結(jié)論及認(rèn)識

通過對川西地區(qū)壽保1井下三疊統(tǒng)沉積相與層序地層綜合研究，對研究區(qū)內(nèi)的沉積特征及沉積相取得以下結(jié)論及認(rèn)識：

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

2)根據(jù)巖心觀察描述、各種沉積相相標(biāo)志收集及單井相分析，在川西地區(qū)壽保1井下三疊統(tǒng)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(jié)了各種微相應(yīng)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(xué)原理[M].北京:石油工業(yè)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(xué)前緣，2008，15(1)：36-50.

[3]盛金章.中國的二疊系[M].北京：科學(xué)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(zhì)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