嚴(yán) 威 鐘 原 周 剛 陳友蓮 和 源 王文之 李亞丁 陳 曦 郗 誠

中國石油西南油氣田公司勘探開發(fā)研究院

0 引言

四川盆地海相碳酸鹽巖層系所含資源量占常規(guī)油氣資源量的比值達85%左右[1-4]，其中震旦系－下古生界碳酸鹽巖是盆地尋找規(guī)模儲量的重要領(lǐng)域，僅安岳地區(qū)震旦系—寒武系探明儲量就占盆地海相碳酸鹽巖的一半以上。但同時，目前的勘探發(fā)現(xiàn)主要集中在高石梯、磨溪地區(qū)的上震旦統(tǒng)燈影組及下寒武統(tǒng)龍王廟組[5-8]，相對于盆地整個震旦系－下古生界而言，存在“勘探程度低、勘探區(qū)塊集中、勘探層系不均衡”等問題，因此對新區(qū)帶的尋找、對新層系的發(fā)掘是當(dāng)下迫切需要攻堅的難題之一。

立足于川中古隆起北斜坡燈影組臺緣帶而實施的風(fēng)險探井JT1井，在燈影組鉆遇氣層100 m，同時在兼探下寒武統(tǒng)滄浪鋪組過程中鉆遇了塊狀孔隙型氣層14.5 m，并在近期測試獲得日產(chǎn)天然氣51.62 104m3的高產(chǎn)工業(yè)氣流，標(biāo)志著四川盆地滄浪鋪組油氣勘探首次戰(zhàn)略突破，也揭示出北斜坡滄浪鋪組具有巨大的勘探潛力，很可能成為盆地內(nèi)下古生界新的勘探領(lǐng)域。但目前對于滄浪鋪組的地質(zhì)認(rèn)識還十分薄弱，尚未開展過系統(tǒng)研究工作。鑒于此，本次研究將充分利用現(xiàn)有鉆井、露頭、測井、地震等資料，重建四川盆地下寒武統(tǒng)滄浪鋪組巖相古地理及沉積演化過程，并預(yù)測川中北部地區(qū)儲層平面展布規(guī)律，初步分析儲層發(fā)育的主控因素。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

震旦紀(jì)—早寒武世，在盆地西部發(fā)育德陽－安岳克拉通內(nèi)裂陷[9-12]，使得四川盆地表現(xiàn)為近南北向展布的?。陿?gòu)造格局（圖1）。早寒武世筇竹寺期，在海平面快速上升及物源注入充足的情況下，中上揚子地區(qū)普遍發(fā)育較深水沉積物[13-14]，以硅磷質(zhì)頁巖、碳質(zhì)頁巖等巖類為特征，在此背景下克拉通內(nèi)裂陷逐漸被填平補齊[15-18]。早寒武世滄浪鋪期，上揚子克拉通垂直差異運動幅度進一步減小，構(gòu)造格局的轉(zhuǎn)變導(dǎo)致隆－坳格局逐漸消亡[19]。

四川盆地下寒武統(tǒng)滄浪鋪組在區(qū)域上巖石類型多樣且較為復(fù)雜，俗稱“下紅層”[20-22]。根據(jù)巖石類型的不同組合特征，可將滄浪鋪組劃分成滄一、滄二兩段。滄一段巖石類型以石灰?guī)r、白云巖及部分碎屑巖沉積為主，碳酸鹽巖相對較為發(fā)育，其與下伏筇竹寺組呈整合接觸；滄二段覆蓋在滄一段之上，以碎屑巖沉積為主要特征，包括泥巖、砂巖、砂質(zhì)泥巖等，頂部與上覆龍王廟組呈整合接觸。

圖1 四川盆地震旦紀(jì)—早寒武世隆—坳格局展布特征圖（麥地坪組+筇竹寺組厚度印模）

2 地層填充及展布特征

從橫跨盆地北東 南西向的剖面來看（圖2），在早寒武世隆－坳格局的控制下，滄一段厚度出現(xiàn)明顯差異，在克拉通內(nèi)裂陷（ZY1）處厚度遠大于兩側(cè)地貌高帶，表明滄一段沉積期是對克拉通內(nèi)裂陷的進一步填平補齊過程。從橫向巖性分布來看，位于裂陷西側(cè)的滄一段以泥巖、砂巖、砂質(zhì)泥巖沉積為主，東側(cè)以石灰?guī)r、白云巖、砂質(zhì)云巖等沉積為主，可明顯看出該時期裂陷仍然控制了其東西兩側(cè)的沉積分異，尚未被完全填平。滄二段橫向厚度變化相對較小，上覆龍王廟組底部碳酸鹽巖沉積較為穩(wěn)定，表明滄二段沉積后德陽－安岳裂陷基本被填平補齊，區(qū)域上整體地貌趨于均一。

平面上滄浪鋪組除眉山以西地區(qū)遭受后期剝蝕導(dǎo)致地層缺失外，其余地區(qū)發(fā)育穩(wěn)定，總體具有西薄東厚的特征。厚度較大的地區(qū)位于盆地周緣，整體上滄浪鋪組殘余地層厚度介于0～400 m之間，盆地內(nèi)西北部、盆地外緣南部及東部部分地區(qū)可超過400 m（圖3a）。

滄一段殘余地層厚度總體介于0～200 m之間（圖3b），德陽－安岳裂陷內(nèi)地層厚度較大，向綿陽—劍閣一帶厚度超過150 m，向盆地內(nèi)裂陷兩側(cè)地貌高帶厚度明顯減薄，普遍小于100 m。盆地東北緣、東南緣以及南緣地區(qū)厚度最大，彭水萬足、秀山溶溪等地厚度均大于200 m。

滄二段殘余地層厚度總體介于0～200 m之間（圖3c），呈現(xiàn)出自盆地內(nèi)向周緣逐漸增厚的特征。德陽—安岳裂陷內(nèi)地層厚度仍然大于兩側(cè)地貌高帶，裂陷以西地區(qū)受古隆起剝蝕影響，地層較薄，介于0～100 m之間；以東地區(qū)地層厚度變化范圍不大，均小于150 m。在盆地東北緣以外、東南緣以及南緣地區(qū)厚度最大，普遍大于200 m。

3 巖相古地理演化特征

3.1 沉積相類型

圖2 樂山范店剖面 湖北三峽剖面下寒武統(tǒng)滄浪鋪組地層對比圖（位置見圖1中A B）

圖3 四川盆地下寒武統(tǒng)滄浪鋪組平面展布特征圖

本次研究針對滄浪鋪組巖石類型及其組合關(guān)系，可在盆地內(nèi)及盆地周緣劃分出濱岸、三角洲、陸棚、海底扇等相帶類型。盆地內(nèi)主要發(fā)育淺水陸棚相，滄一段主要包括碎屑淺水陸棚、混積淺水陸棚、清水淺水陸棚、棚內(nèi)洼地等亞相，滄二段整體為混積淺水陸棚亞相，在各亞相類型中可進一步劃分出多種微相類型（表1）。

表1 四川盆地滄浪鋪組主要沉積相類型劃分表

3.2 巖相古地理特征及沉積演化模式

在對沉積相縱橫向特征對比分析的基礎(chǔ)上，對盆地內(nèi)外近68個井點及剖面點進行單因素數(shù)據(jù)統(tǒng)計，結(jié)合大地構(gòu)造背景，采用單因素分析多因素綜合編圖法對四川盆地下寒武統(tǒng)滄浪鋪組一段、二段巖相古地理進行了重建（圖4）。

滄浪鋪組的沉積總體上來看是對下寒武統(tǒng)筇竹寺組沉積后地貌的進一步填平補齊過程（圖5）。筇竹寺組已在很大程度上將盆地內(nèi)德陽—安岳裂陷槽進行充填，槽內(nèi)筇竹寺組厚度遠大于兩側(cè)臺地，但此時地貌并未完全補齊。滄一段沉積期，德陽—安岳裂陷槽在消亡過程中已演變?yōu)榕飪?nèi)洼地，水體相對周緣較深。洼地西側(cè)靠近康滇古陸等陸源區(qū)，以碎屑巖沉積為主，發(fā)育濱岸—碎屑淺水陸棚—混積淺水陸棚沉積；東部受陸源影響較小，為清水淺水陸棚沉積，碳酸鹽巖顆粒灘較為發(fā)育。盆地外緣向東北、東南方向由清水淺水陸棚逐漸過渡為深水陸棚環(huán)境（圖4，圖5）。

圖4 四川盆地下寒武統(tǒng)滄浪鋪組巖相古地理特征圖

圖5 四川盆地及周緣下寒武統(tǒng)沉積模式圖

滄二段沉積期，隨著盆地周緣古陸的進一步抬升，陸源物質(zhì)自西部和北部向盆地內(nèi)大量輸入。德陽—安岳棚內(nèi)洼地大部分區(qū)域已被填平，僅在北部及南部有部分殘留。盆地內(nèi)原清水淺水陸棚區(qū)均演變?yōu)榛旆e淺水陸棚，以砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖為主，夾少量碳酸鹽巖沉積。清水陸棚區(qū)向盆地東側(cè)進一步遷移，范圍較滄一段大大縮?。▓D4，圖5）。

4 儲層特征及分布預(yù)測

4.1 儲層基本特征

現(xiàn)有的測錄井資料、鉆井顯示情況明確了滄浪鋪組儲集層主要發(fā)育在滄一段內(nèi)，儲集巖主要為白云巖類，包括殘余鮞粒云巖、砂屑云巖、粉晶云巖、灰質(zhì)云巖等。儲集空間主要有粒內(nèi)溶孔、粒間溶孔、晶間溶孔、晶間孔等類型（圖6）。通過對典型井測井解釋的統(tǒng)計，儲層厚度介于2～26 m，孔隙度介于2%～5%（圖7）。

4.2 儲層分布預(yù)測

通過對典型井儲層地震反射特征的分析，認(rèn)為滄一段頂界巖性強軸之下出現(xiàn)復(fù)波或亮點是優(yōu)質(zhì)儲層發(fā)育的重要地震響應(yīng)模式。JT1井解釋儲層22.1 m，儲層表現(xiàn)為亮點（圖8a）；CS1井解釋儲層29.5 m，儲層呈復(fù)波特征（圖8b）。而當(dāng)儲層極薄或不發(fā)育時，該巖性強軸下方無明顯反射，為一強波谷特征，如GS103井無儲層，巖性強軸下方無反射（圖8c）。

圖6 四川盆地滄浪鋪組儲層主要巖石類型及儲集空間類型圖

圖7 四川盆地滄浪鋪組典型井測井解釋儲層厚度及孔隙度分布圖

圖8 四川盆地滄浪鋪組儲層地震反射模式圖

由于滄一段頂界巖性強軸之下出現(xiàn)復(fù)波或亮點將導(dǎo)致滄一段內(nèi)部最大波峰振幅屬性增大，因此根據(jù)地震反射模式，利用射洪、西充、公山廟三維和大川中二維地震資料，選擇滄一段內(nèi)部最大波峰振幅屬性對川中北部滄浪鋪組灘相儲層發(fā)育區(qū)進行預(yù)測，結(jié)果顯示在川中北部滄一段棚內(nèi)洼地東緣高帶的射洪—公山廟地區(qū)發(fā)育9個大型灘相儲層發(fā)育區(qū)（圖9），合計面積達5 600 km2。

5 儲層發(fā)育主控因素分析

5.1 巖相古地理條件

滄浪鋪組儲層巖石類型主要為顆粒云巖、晶粒云巖、云質(zhì)顆?；?guī)r等，原巖主要為滄一段清水淺水陸棚中的顆粒灘，表明顆粒灘的發(fā)育及白云石化是儲層形成的物質(zhì)基礎(chǔ)。滄一段沉積期，顆粒灘在德陽—安岳棚內(nèi)洼地以東區(qū)域廣泛發(fā)育，但白云石化的顆粒灘主要集中在川中及川東地區(qū)，往盆地邊緣及以外地區(qū)變?yōu)槭規(guī)r顆粒灘，這很可能是由于川中、川東地區(qū)遠離西部物源區(qū)淡水影響，盆緣以東受淺水陸棚邊緣灘相圍限，因此形成相對局限環(huán)境，利于灘相白云石化的發(fā)生；而淺水陸棚邊緣灘與深水陸棚相鄰，水體交換較為通暢，導(dǎo)致白云石化作用較弱。即是在這樣的巖相古地理背景下，白云石化顆粒灘決定了儲層縱橫向及平面發(fā)育規(guī)模（圖10a）。

圖9 川中北部滄一段內(nèi)部最大波峰振幅屬性及儲層發(fā)育區(qū)預(yù)測圖

5.2 加里東末期古巖溶

加里東運動末期，盆地西部至中部受古隆起的抬升作用影響，導(dǎo)致上覆地層遭到不同程度的剝蝕。對于滄一段顆粒灘發(fā)育區(qū)而言，川中北部地區(qū)更加靠近天窗區(qū)，即該區(qū)域的早期白云石化顆粒灘此時更容易受到巖溶作用的改造而進一步形成優(yōu)質(zhì)的、具有規(guī)模的儲層（圖10b）。

6 結(jié)論

1）根據(jù)巖性組合特征可將滄浪鋪組劃分為滄一段、滄二段。滄一段沉積期德陽—安岳裂陷已演變?yōu)榕飪?nèi)洼地，但尚未被完全填平，對其東西兩側(cè)沉積仍具有分隔控制作用。其西側(cè)靠近康滇古陸等陸源區(qū)，發(fā)育濱岸—碎屑淺水陸棚—混積淺水陸棚沉積；東部受陸源影響較小，發(fā)育清水淺水陸棚。滄二段沉積期，盆地周緣古陸進一步抬升導(dǎo)致陸源物質(zhì)自西部和北部向盆地內(nèi)大量輸入，德陽—安岳棚內(nèi)洼地大部分區(qū)域已被填平，盆地內(nèi)原清水淺水陸棚區(qū)均演變?yōu)榛旆e淺水陸棚，清水陸棚區(qū)向盆地東側(cè)進一步遷移，范圍較滄一段大大縮小。

2）滄一段儲層較為發(fā)育，主要為白云巖類，包括殘余鮞粒云巖、砂屑云巖、粉晶云巖、灰質(zhì)云巖等。儲集空間主要有粒內(nèi)溶孔、粒間溶孔、晶間溶孔、晶間孔等類型。

3）滄一段頂界巖性強軸之下出現(xiàn)復(fù)波或亮點是優(yōu)質(zhì)儲層發(fā)育的重要地震響應(yīng)模式。選擇滄一段內(nèi)部最大波峰振幅屬性，在川中北部射洪—公山廟地區(qū)預(yù)測出9個合計面積達5 600 km2的滄浪鋪組大型灘相儲層發(fā)育區(qū)。

4）巖相古地理條件及加里東末期古巖溶改造是滄浪鋪組儲層形成的兩個最主要控制因素。巖相古地理中白云石化的顆粒灘不僅為儲層的形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，并且對儲層的宏觀分布起到了決定性的作用；加里東末期古隆起的抬升作用導(dǎo)致川中北部地區(qū)滄浪鋪組更加靠近剝蝕天窗區(qū)，該區(qū)域早期白云石化顆粒灘受到巖溶作用的影響，使得儲集能力進一步得到改善。

圖10 巖相古地理環(huán)境及古巖溶對滄浪鋪組儲層發(fā)育的控制作用圖