吳娜珠

(中國石化 江漢油田分公司 物探研究院，武漢 433100)

近年來，四川盆地下三疊統(tǒng)飛仙關組生物礁灘相氣藏受到了國內外石油地質學者的廣泛關注，并相繼發(fā)現了普光、元壩等大型氣田[1]，在一定程度上提高了我國的能源保障水平。前人的研究大多集中在成巖作用過程、巖石學分析、地球化學特征、儲層發(fā)育主控因素和天然氣富集等方面[2-10]，而對于飛仙關組層序地層和沉積體系等方面的研究相對較少。本文綜合區(qū)內最新鉆井資料和測試結果，在高精度層序地層分析的基礎上，深入開展建南地區(qū)飛仙關組三段生物礁灘相沉積體系發(fā)育特征研究，精細刻畫各體系域及準層序組的沉積特征和演化規(guī)律，以期為鄂西—渝東地區(qū)飛仙關組礁灘體有利區(qū)帶劃分和儲層優(yōu)選提供地質支撐。

1 區(qū)域地質背景

鄂西—渝東地區(qū)位于重慶市東北部和湖北省西部地區(qū)，區(qū)域構造位置位于四川盆地川東褶皺帶東部，其東、西分別與齊岳山背斜帶和方斗山背斜帶相接[3-5](圖1)。區(qū)域構造面貌受基底、古構造演化及介質條件和邊界條件等多方面制約，構造演化經歷了澄江—加里東期的斜坡形成階段、海西—印支期的斜坡繼承發(fā)展階段和燕山—喜馬拉雅期的構造變形階段。在SE—NW向強烈擠壓應力作用下，形成一系列以NE—SW向為主的褶皺和斷裂[6-8]。鄂西—渝東地區(qū)沉積蓋層自燕山期寧鎮(zhèn)運動至喜馬拉雅期發(fā)生了全面褶皺變形，構造變形形成“侏羅山式”褶皺。

區(qū)內地層發(fā)育比較齊全，在沉積過程中發(fā)生多次海進和海退，縱向上具有多旋回的特點[11-13]。飛仙關組沉積前，中上揚子區(qū)古地理面貌基本繼承了長興期地勢西高東低的格局。早三疊世早期，海水自四川盆地由北向南侵入，通過飛一、二段沉積期填平補齊作用，中上揚子區(qū)沉積整體變淺，演變?yōu)橐蕴妓猁}巖臺地為主的沉積格局，四川盆地仍然維持西高東低地勢，自西向東依次發(fā)育沖積平原、局限臺地、開闊臺地、臺緣淺灘、臺緣斜坡和陸棚等沉積相單元。鄂西—渝東區(qū)飛仙關組厚度340～450 m，縱向上可分為4個巖性段(圖2)：飛一段底部以深灰色頁巖夾薄層狀灰?guī)r為主；飛二段為泥質條帶灰?guī)r、巖性全區(qū)相似；飛三段為灰色泥晶灰?guī)r與砂屑、鮞?；?guī)r，全區(qū)厚度較穩(wěn)定，以發(fā)育亮晶鮞粒灰?guī)r為特征，儲層發(fā)育；飛四段厚度較小，以發(fā)育紫紅色泥頁巖及白云巖為特征，全區(qū)穩(wěn)定，構成區(qū)域性封蓋層。

2 層序地層劃分及沉積特征

2.1 層序界面識別

按CROSS的高分辨率成因層序地層模式為指導，結合單井及野外露頭資料，對飛仙關組進行層序地層劃分和體系域識別。層序界面SB1為長興組與飛仙關組之間的巖性巖相轉換面，為Ⅱ類層序界面，構成Ⅱ類層序(圖2)。飛仙關組劃分為2個Ⅲ級層序，其中SQ1由飛一段和飛二段組成，SQ2由飛三段和飛四段構成。

鄂西—渝東碳酸鹽巖沉積區(qū)中的長興組礁相沉積區(qū)，SB1之下為細粉晶白云巖，界面之上為含泥灰?guī)r；而在長興組非礁相沉積區(qū)，界面之下為含生屑灰?guī)r，界面之上為泥頁巖。層序界面SB2為飛仙關組二段與飛仙關組三段之間的巖性突變面，為泥晶灰?guī)r接觸，一般可以按顏色或結構進行劃分，界面之下顏色相對較淺，以塊狀或者厚層狀為主；界面之上顏色相對較深，以中薄層狀為主，反映了飛仙關組二段晚期海平面下降、飛仙關組三段早期海平面相對上升的沉積旋回。鄂西—渝東區(qū)馬良—太運—魚池壩一帶，SB2層序界面之下為飛仙關組二段顆?；?guī)r，界面之上為飛仙關組三段泥晶灰?guī)r。層序界面SB3為飛仙關組與嘉陵江組之間接觸界面，界面上下的巖性特征存在明顯的差異。在鄂西—渝東區(qū)(豐都回龍場)，該層序界面之下為飛仙關組四段紫紅色泥巖，界面之上為灰色中薄層狀泥晶灰?guī)r，這類界面在石柱復向斜鉆井剖面及野外剖面均可以見到；在鄂西—渝東區(qū)靠東側(利川核桃園)，該層序界面之下飛仙關組四段巖性變?yōu)榛疑自茙r或灰質云巖，界面之上為嘉陵江組石灰?guī)r。

2.2 飛仙關組層序地層格架

飛三段下部為開闊臺地相灘間亞相的灰色泥晶灰?guī)r沉積，構成了海侵體系域；飛三段上部與飛四段為開闊臺地相、局限臺地和蒸發(fā)臺地相沉積，構成層序的高位體系域。開闊臺地相之鮞粒灘亞相為灰色中層狀亮晶鮞?；?guī)r，局限臺地相之潮坪亞相為灰紫色泥晶泥質灰?guī)r，蒸發(fā)臺地相的蒸發(fā)坪亞相為淺灰色泥晶云巖。本次研究的層序飛三段鮞粒灘亞相儲層發(fā)育，是鄂西—渝東區(qū)主要的目的層。

以鉆井資料為基礎，結合地震剖面，以井—震結合方式建立了研究區(qū)內飛仙關組礁灘相地震層序格架剖面(圖3)。從格架剖面可見，Ⅲ級層序格架SQ1由飛一、二段組成，底部層序界面為飛仙關組與長興組之間分界面，為巖性巖相轉換Ⅱ類層序界面；飛一段組成海侵體系域，飛二段組成高位體系域。底部為局限臺地潟湖—潮坪沉積，剖面上具強振幅、連續(xù)、平行的反射特征；巖性為灰色、灰黃色泥頁巖。中上部為陸棚相沉積，具有弱振幅、空白反射特征；巖性為灰色薄層泥晶灰?guī)r及泥晶泥質灰?guī)r。Ⅲ級層序格架SQ2，底部層序界面為飛二段與飛三段之間的分界面，屬巖性突變轉換Ⅱ類層序界面，由飛三、四段組成；海侵體系域由飛三段下部組成，高位體系域由飛三段上部及飛四段組成。海侵體系域在大范圍內為開闊臺地相沉積，具弱振幅及空白反射特征，以泥晶灰?guī)r為主。

2.3 飛三段層序地層與沉積相

鄂西—渝東區(qū)新店1井飛仙關組三段主體劃分為3個Ⅳ級層序(圖4)。Ⅳ級層序sq1對應飛三段下部，巖性以灰色灰?guī)r為主，致密，不具備儲集能力。Ⅳ級層序sq2對應飛三段中部，其中，外緩坡相的上斜坡亞相沉積，巖性為淺灰、灰色泥晶灰?guī)r，中緩坡相的暴露鮞粒灘，巖性為淺灰、灰色亮晶鮞粒、鮞粒灰質白云巖、鮞粒白云巖夾泥晶灰?guī)r等。該層序形成一個向上變淺的沉積序列。Ⅳ級層序sq3對應飛三段上部，其中，外緩坡相的上斜坡亞相沉積，巖性為淺灰色泥晶灰?guī)r；內緩坡相的鮞粒灘及灘間亞相沉積，巖性為淺灰、灰色(泥)亮晶鮞粒、砂屑鮞?；?guī)r、鮞粒白云巖等。

圖3 鄂西—渝東地區(qū)過建南SW-NE向長興組—飛仙關組地震層序地層格架Fig.3 SW-NE oriented seismic sequence stratigraphic framework of Changxing-Feixianguan formations in Jiannan, western Hubei-eastern Chongqing area

圖4 鄂西—渝東建南地區(qū)新店1井飛仙關組三段沉積相劃分Fig.4 Sedimentary facies division of third member of Feixianguan Formation in well Xindian 1, Jiannan, western Hubei-eastern Chongqing

3 飛仙關組三段沉積相特征

通過對建南及周緣地區(qū)飛仙關組三段典型剖面沉積相解剖及沉積特征分析，建立沉積模式，分析沉積演化特征，揭示沉積相平面展布規(guī)律，進而通過相控儲層來預測有利儲層發(fā)育區(qū)。飛三段沉積時，研究區(qū)西高東低格局不變，通過持續(xù)的填平補齊作用，全區(qū)演變?yōu)橐蚤_闊臺地為主體的沉積環(huán)境，沉積相主要由鮞粒灘、暴露鮞粒灘及灘間亞相組成；鮞粒灘以亮晶鮞?；?guī)r為主，暴露鮞粒灘以亮晶鮞粒白云巖為主。鄂西—渝東區(qū)的建南北高點及龍駒壩構造發(fā)育鮞粒灘(圖5長方形區(qū)域)，形成了優(yōu)質的儲層。

飛仙關組三段沉積時，鄂西—渝東區(qū)主要發(fā)育的沉積相有內緩坡、中緩坡和外緩坡相。內緩坡相分布于飛三段頂部，巖性以泥晶灰?guī)r、(含)泥灰?guī)r、泥質灰?guī)r、(含)白云質灰?guī)r、泥質白云巖等為主；潮汐層理廣泛發(fā)育，發(fā)育藻紋層和潮汐層理等沉積構造(圖6a,b)，底部發(fā)育沖刷面。中緩坡相由鮞粒灘、暴露鮞粒灘、豆粒灘、生屑灘、砂屑灘和灘間亞相組成，巖性以亮晶鮞?；?guī)r等為主，發(fā)育亮晶鮞?；?guī)r(圖6c)、鮞粒云巖、砂屑灰?guī)r、生屑灰?guī)r、非紋層純灰泥巖及砂屑灰泥巖等微相。

研究區(qū)內飛三段中緩坡相較為發(fā)育，亮晶鮞?；?guī)r組成以鮞粒為主，含量60%～70%；粒間為顆粒支撐，亮晶膠結，含量30%～40%；亮晶鮞?；?guī)r微相中溶蝕作用較強，粒內溶孔及鮞模孔較發(fā)育，具備一定的儲集性。外緩坡相廣泛發(fā)育于飛仙關組三段，主要以灰色泥晶灰?guī)r、泥質灰?guī)r、含泥灰?guī)r及少量瘤狀灰?guī)r為主，主要發(fā)育有下斜坡、上斜坡及臺洼亞相沉積。泥質灰?guī)r或含泥灰?guī)r有的呈非平直紋層狀，有的呈平直薄板狀。

圖5 鄂西—渝東地區(qū)早三疊世飛仙關組三段沉積期沉積相展布Fig.5 Sedimentary facies distribution in western Hubei-eastern Chongqing when third member of Feixianguan Formation deposited

圖6 鄂西—渝東區(qū)下三疊統(tǒng)飛仙關組巖石宏觀和微觀特征Fig.6 Macroscopic and microscopic rock characteristics of Feixianguan Formation in western Hubei-eastern Chongqing area

鄂西—渝東飛仙關組整體表現為向東傾斜的碳酸鹽巖緩坡，自西向東發(fā)育開闊臺地、臺地邊緣淺灘、臺地邊緣斜坡及陸棚等沉積相單元。飛一段至飛二段建南地區(qū)為陸棚環(huán)境，以沉積灰色薄板狀泥晶灰?guī)r及泥晶泥質灰?guī)r為主。飛三段沉積期，地勢西高東低，淺灘分布于中部地區(qū)，為中緩坡相沉積，發(fā)育灘間、鮞粒灘、暴露鮞粒灘等亞相(圖5)。其中灘間亞相屬開闊臺地內地勢相對低洼的地區(qū)，分布于研究區(qū)西部和東部的廣大區(qū)域內，巖性以灰色中厚層狀泥晶泥質灰?guī)r為主，發(fā)育水平層理及水平蟲跡，產瓣鰓化石。有利的沉積相控制有利巖石類型及儲層分布，鮞粒灘主要分布于研究區(qū)北部和南部，巖性以淺灰色厚層塊狀亮晶鮞?；?guī)r、亮晶鮞粒砂屑灰?guī)r為主。暴露鮞粒灘分布范圍較窄，南部以亮晶鮞粒砂屑白云巖為主。

4 結論

(1)鄂西—渝東區(qū)下三疊統(tǒng)飛仙關組劃分為2個Ⅲ級層序，層序底界面為Ⅱ類層序界面，構成Ⅱ類層序。飛一段與飛二段構成SQ1，飛三段和飛四段構成SQ2；飛三段又可劃分為3個Ⅳ級層序，sq1、sq2和sq3。

(2)鄂西—渝東區(qū)飛仙關組三段沉積相可劃分為內緩坡、中緩坡及外緩坡相帶。內緩坡相分為鮞粒灘及灘間亞相；中緩坡相可細分為鮞粒灘、暴露鮞粒灘、豆粒灘、生屑灘、砂屑灘和灘間等6個亞相，暴露鮞粒灘孔隙發(fā)育；外緩坡相可分為下斜坡、上斜坡及臺洼亞相。暴露鮞粒灘主要分布于建南地區(qū)的北部和南部，為儲層主要發(fā)育區(qū)。