四川盆地長(zhǎng)興-飛仙關(guān)組的有利儲(chǔ)集相帶

摘 要

摘要：為預(yù)測(cè)和優(yōu)選有利的勘探區(qū)帶，應(yīng)用層序地層學(xué)的理論和方法，將四川盆地上二疊統(tǒng)長(zhǎng)興組-下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組劃分為8個(gè)層序17個(gè)體系域，并建立了相關(guān)層序地層格架；通過對(duì)層序地層格
摘要：為預(yù)測(cè)和優(yōu)選有利的勘探區(qū)帶，應(yīng)用層序地層學(xué)的理論和方法，將四川盆地上二疊統(tǒng)長(zhǎng)興組-下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組劃分為8個(gè)層序17個(gè)體系域，并建立了相關(guān)層序地層格架；通過對(duì)層序地層格架內(nèi)沉積相展布的研究，發(fā)現(xiàn)該盆地長(zhǎng)興-飛仙關(guān)組發(fā)育臺(tái)緣礁灘有利儲(chǔ)集相帶，并受開江-梁平海槽、鄂西-城口海槽及川西海槽的控制，沿海槽兩側(cè)呈條帶狀分布；通過臺(tái)緣礁灘分布預(yù)測(cè)成果，結(jié)合多種地質(zhì)信息進(jìn)行綜合分析，劃分出3大類8小類有利勘探區(qū)帶：Ⅰ.臺(tái)緣礁灘區(qū)，包括鄂西一城口海槽西側(cè)、開江-梁平海槽東側(cè)、開江 梁平海槽西側(cè)、川西海槽兩側(cè)；Ⅱ.臺(tái)內(nèi)礁灘區(qū)，包括川西區(qū)塊、川中區(qū)塊；Ⅲ.臺(tái)內(nèi)白云巖區(qū)，包括川南區(qū)塊、川東區(qū)塊。其中Ⅰ類是最為有利的勘探區(qū)帶，是當(dāng)前勘探的重點(diǎn)；Ⅱ類是Ⅰ類的有益補(bǔ)充，雖然取得了一定的突破，仍需要進(jìn)一步加強(qiáng)勘探；Ⅲ類面積大，整體勘探和研究程度低，應(yīng)加強(qiáng)綜合地質(zhì)研究，力爭(zhēng)早日取得勘探突破。
關(guān)鍵詞：四川盆地；晚二疊世；早三疊世；巖相古地理；有利儲(chǔ)集相帶；臺(tái)緣礁灘；臺(tái)內(nèi)礁灘；臺(tái)內(nèi)白云巖
    四川盆地上二疊統(tǒng)長(zhǎng)興組-下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組為典型的盆地(海槽)-臺(tái)地沉積-海陸過渡-陸相沉積體系[1～2]，東北部較符合威爾遜相模式[3]。從鄂西-城口海槽和開江-梁平海槽向盆地西南方向，沉積相的展布依次為盆地相-斜坡相-臺(tái)緣礁灘相開闊臺(tái)地相-局限臺(tái)地相-蒸發(fā)臺(tái)地相-海陸過渡相-陸相，天然氣儲(chǔ)層主要為臺(tái)緣礁灘相沉積的礁白云巖和鮞粒白云巖。通過長(zhǎng)興-飛仙關(guān)組層序地層學(xué)研究，建立層序地層格架，分析層序地層格架內(nèi)沉積相的展布特征，可以預(yù)測(cè)臺(tái)緣礁灘的分布，從而預(yù)測(cè)和優(yōu)選有利的勘探區(qū)帶，對(duì)于推動(dòng)該領(lǐng)域的進(jìn)一步勘探具有重要意義。
1 層序地層格架及格架內(nèi)巖相古地理
1.1 格架的建立
    根據(jù)層序地層學(xué)的理論和方法，通過大量野外露頭、鉆井、測(cè)井與地震資料的詳細(xì)分析，認(rèn)為上二疊統(tǒng)龍?zhí)?吳家坪)-長(zhǎng)興組、下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組地層可作為一個(gè)二級(jí)層序，時(shí)間間隔為14Ma[4～6]。二級(jí)層序由海侵體系域和高位體系域組成，缺失低位體系域，其中長(zhǎng)興組為二級(jí)層序的海侵體系域，而飛仙關(guān)組為二級(jí)層序的高位體系域，長(zhǎng)興組與飛仙關(guān)組的分界為最大海泛面(圖1)。上二疊統(tǒng)-下三疊統(tǒng)從下至上可進(jìn)一步劃分為4個(gè)三級(jí)層序和8個(gè)四級(jí)層序(即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ層序)，其中第Ⅰ層序的底界面為I型層序界面，其余7個(gè)四級(jí)層序的底界面均為Ⅱ型層序界面。故除第1層序包括一個(gè)低位體系域、一個(gè)海侵體系域和一個(gè)高水位體系域外，其他四級(jí)層序的臺(tái)地邊緣體系域不發(fā)育，每一個(gè)層序包括一個(gè)海侵體系域和一個(gè)高水位體系域，共計(jì)17個(gè)體系域。
1.2 層序地層格架內(nèi)巖相古地理
1.2.1層序Ⅰ
    底界是中二疊統(tǒng)和上二疊統(tǒng)分界面，界面上下巖性特征存在很大的不同，界面之上區(qū)域性標(biāo)志層鋁土質(zhì)泥巖，與界面之下的中二疊統(tǒng)茅口組石灰?guī)r呈不整合接觸。
層序Ⅰ發(fā)育時(shí)期，開江-梁平海槽和城口-鄂西海槽及可能存在的川西海槽開始發(fā)育(圖2a)。海水開始從東部、北部和西北部緩慢入侵，達(dá)縣-宣漢以西北，紫陽(yáng) 巫溪一恩施以東開始發(fā)育海槽，城口-鄂西海槽和開江梁平海槽粗具雛形；并環(huán)東西兩海槽20～40km形成斜坡環(huán)境，局部地區(qū)如城口-鄂西海槽南段達(dá)到60km斜坡帶，沉積燧石團(tuán)塊石灰?guī)r和泥頁(yè)巖。在涪陵-鄰水-廣安一線以西，西充-鹽亭-金堂-成都一線以南，仁壽-榮縣-宜賓一線以東，形成海陸過渡相的黑色碳質(zhì)、灰質(zhì)頁(yè)巖，薄煤層、凝灰質(zhì)砂巖及鋁土質(zhì)泥巖等沉積。
 
1.2.2層序Ⅱ
    這一時(shí)期，海侵面積進(jìn)一步擴(kuò)大，此時(shí)受城口-鄂西海槽、開江-梁平海槽和可能存在的川西海槽控制的臺(tái)緣礁進(jìn)入發(fā)育時(shí)期，城口-鄂西海槽西側(cè)臺(tái)緣生物礁分布在建42井-茨竹1井-咸宜-廟壩-鎮(zhèn)巴一帶，環(huán)開江-梁平海槽分布于川岳83井-云安8井-梁5井-七里3井-鐵山8井-LG8井-魚洞梁一帶，它們形成一個(gè)20～40km寬的環(huán)帶狀沉積。而開闊臺(tái)地大面積向盆地西南方向擴(kuò)展至巴13井-大足-安岳-資陽(yáng)一帶，并在此線以西南，長(zhǎng)寧-自貢-威遠(yuǎn)-井研一線以東形成局限臺(tái)地相沉積。
1.2.3層序Ⅲ
    海平面相對(duì)上升至最大，城口-鄂西海槽進(jìn)一步西擴(kuò)，受其控制的臺(tái)緣礁往西范圍達(dá)到最大，臺(tái)緣礁沿建南 茨竹-馬槽2-紅花-八臺(tái)一線呈條帶狀向西遷移5～10km(圖2-b)。同時(shí)，開江-梁平海槽東側(cè)南側(cè)的臺(tái)緣礁則繼續(xù)向東向南方向遷移至黃龍場(chǎng)-云安14井-梁8井一線，西南方向也遷移10km左右。層序Ⅲ早期，盆地內(nèi)臺(tái)緣生物礁生長(zhǎng)達(dá)到繁盛，晚期盆地內(nèi)海侵達(dá)到最大，城口-鄂西海槽和開江-梁平海槽分布面積也隨之達(dá)到最大，臺(tái)緣生物礁已不再生長(zhǎng)，開闊臺(tái)地相沉積最為發(fā)育。磨溪-潼南、女基井-淶灘、廣安-茍西及關(guān)基井地區(qū)為臺(tái)內(nèi)高地，形成臺(tái)內(nèi)礁灘沉積。
1.2.4層序Ⅳ
　　層序Ⅳ發(fā)育時(shí)期，相對(duì)海平面開始下降，開江-梁平海槽和城口-鄂西海槽分布面積由最大開始減小。開江-梁平海槽盆地相的東界位于川岳83井-云安1井一線，西界在七里12井至云安9井一線。城口-鄂西海槽的西界位于八臺(tái)-咸宜-馬槽1井東側(cè)，南部由馬槽1井向南部延伸。該時(shí)期沉積相帶主要有盆地相、斜坡相、開闊臺(tái)地相、局限臺(tái)地相、蒸發(fā)臺(tái)地相、海陸過渡相和陸相。城口-鄂西海槽也相應(yīng)的開始退縮。具體表現(xiàn)特征為：北段盆地相退至廟壩-咸宜的東北，南段向東移動(dòng)。此時(shí)碳酸鹽臺(tái)地發(fā)育趨于成熟，在朱家1-羅家2-壩南1等井一線出現(xiàn)了受開江-梁平海槽控制的北西-南東向臺(tái)緣鮞粒灘。盆地西南部局限臺(tái)地內(nèi)部資中-自貢-瀘州一帶、開闊臺(tái)地臺(tái)內(nèi)高地磨溪東南-重慶西北一帶、廣安-鄰北-茍西-草15井一帶及通13附近均形成臺(tái)內(nèi)顆粒灘及生屑灘沉積。此時(shí)，開江-梁平海槽與城口-鄂西海槽間的古地貌高地仍然存在，分布范圍有所擴(kuò)大。
1.2.5層序Ⅴ
   這一時(shí)期，相對(duì)海平面繼續(xù)下降，此時(shí)受開江梁平海槽控制的臺(tái)緣鮞粒灘的發(fā)育進(jìn)入繁盛時(shí)期，早期海槽東側(cè)鮞灘發(fā)育在坡1井-朱家1井、渡口河、正壩地區(qū)，西側(cè)分布于七里4井-梁8井一線(圖2-c)。晚期臺(tái)緣鮞粒灘主要發(fā)育于開江-梁平海槽東側(cè)。而城口-鄂西海槽繼續(xù)向東遷移，但與其相關(guān)的臺(tái)緣鮞粒灘還未形成。盆地內(nèi)開闊臺(tái)地主要以東深1井為界向東北退縮約40km。局限臺(tái)地隨之向東北方向遷移。海陸過渡相和陸相沉積由于海退也向西遷移15～30km。在局限臺(tái)地內(nèi)高部位資中以南、自貢以東、瀘州以北及荷包場(chǎng)以西地帶發(fā)育臺(tái)內(nèi)鮞粒灘及生屑灘沉積，在開闊臺(tái)地內(nèi)高部位廣3-天東31-梁7-池17等井一帶也發(fā)育臺(tái)內(nèi)鮞粒灘及生屑灘沉積。
1.2.6層序Ⅵ
    層序Ⅵ發(fā)育時(shí)期，城口-鄂西海槽進(jìn)一步東撤，受其控制的臺(tái)緣鮞粒灘開始大規(guī)模形成，早期沿八臺(tái)、樊噲、渡口、滿月、雙河直至沙沱，鮞粒灘呈北西向大面積分布，厚度為30～50m。此時(shí)開江-梁平海槽東側(cè)的鮞粒灘則繼續(xù)向西北方向遷移，西側(cè)的鮞粒灘向東北方向遷移。層序Ⅵ晚期，臺(tái)緣鮞粒灘主要呈北東-南西向分布于沙沱、梁平一線，其發(fā)育分布范圍完全受控于城口-鄂西海槽的中段和南段。臺(tái)內(nèi)鱺粒灘及生屑灘的分布僅在LG11-鐵山8-云安8-云安14-池24井一帶較為發(fā)育。
1.2.7層序Ⅶ
    這一時(shí)期的盆地東部臺(tái)緣鮞粒灘的發(fā)育完全受控于城口-鄂西海槽的演化，早期海槽北段的鮞粒灘分布于蜂桶地區(qū)，南段鮞粒灘位于門南1井-建始一帶(圖2-d)。晚期北段沒有鮞粒灘發(fā)育，而南段則在茨竹亞、寨溝灣、石寶寨和洋渡溪一帶發(fā)育大面積的臺(tái)緣鮞粒灘。臺(tái)內(nèi)鮞粒灘、生屑灘主要發(fā)育于南充-華鎣山東西兩側(cè)局限臺(tái)地及開闊臺(tái)地相帶轉(zhuǎn)折處的廣安-板東-臥龍河地帶及磨深1女基井-座3-銅1井地帶、LG11-鐵山8井地帶、天東31-池24-云安8-南門1井地帶、坡1-渡1井地帶。
1.2.8層序Ⅷ
    該時(shí)期，城口-鄂西海槽已經(jīng)全部退出盆地，開江-梁平海槽完全消亡，川西海槽依然存在。東部臺(tái)地邊緣灘分布在兩河口-城口-高樓-寧廠-孔家溝-利川一帶，北部臺(tái)緣灘分布于橋亭-龍4井長(zhǎng)江溝一帶。臺(tái)內(nèi)灘主要分布于鐵山-天東一帶及茨竹1-池24井-洋渡溪一帶，渡口地區(qū)亦有臺(tái)內(nèi)灘發(fā)育。
2 有利勘探區(qū)帶劃分
通過臺(tái)緣礁灘分布預(yù)測(cè)成果，結(jié)合多種地質(zhì)信息，進(jìn)行綜合研究，劃分出3大類8小類有利勘探區(qū)帶(圖3)。其劃分的主要原則是：①有利儲(chǔ)集體類型；②臺(tái)緣礁發(fā)育或者臺(tái)緣灘鮞粒巖總體厚度大(大于50m)；③可能為礁灘白云巖儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)；④目前鉆井或地面揭示礁灘的存在。
 
    Ⅰ.臺(tái)緣礁灘區(qū)：主要發(fā)育于環(huán)開江-梁平海槽、城口 鄂西海槽及川西海槽的臺(tái)緣礁灘疊合區(qū)(圖3)，縱向上發(fā)育于第Ⅱ?qū)有蚋呶惑w系域、第Ⅲ層序海侵體系域的臺(tái)緣礁白云巖和第Ⅵ層序的臺(tái)緣鮞灘中，礁灘自云石化作用和溶蝕作用都較發(fā)育；主要儲(chǔ)集空間為溶蝕孔，白云石晶間孔，孔隙系統(tǒng)發(fā)育，儲(chǔ)集性能好。其中：①鄂西-城口海槽西側(cè)，礁灘儲(chǔ)層發(fā)育，勘探潛力巨大，目前中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司已經(jīng)部署了專層井正待上鉆，成功與否，都有非常大的意義；②開江-梁平海槽東側(cè)和開江-梁平海槽西側(cè)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)10余個(gè)礁灘氣藏，是目前四川盆地勘探的熱點(diǎn)更是重點(diǎn)地區(qū)；③川西海槽兩側(cè)：如若“川西海槽”找到更為充分的證據(jù)并得到證實(shí)，將為四川盆地長(zhǎng)興-飛仙關(guān)組的勘探帶來一片新的天地。
    Ⅱ.臺(tái)內(nèi)礁灘區(qū)：主要發(fā)育于白云石化作用和溶蝕作用都發(fā)育的臺(tái)內(nèi)礁灘相帶內(nèi)(圖3)，主要儲(chǔ)集空間為溶蝕孔、白云石晶間孔，孔隙系統(tǒng)發(fā)育，儲(chǔ)集性能較好，是臺(tái)緣礁灘的有益補(bǔ)充。川西區(qū)塊和川中區(qū)塊已在MX地區(qū)取得了一定的突破，仍需要進(jìn)一步加強(qiáng)勘探，力爭(zhēng)取得更大的勘探場(chǎng)面。
    Ⅲ. 臺(tái)內(nèi)白云巖區(qū)：主要發(fā)育于白云石化作用或溶蝕作用都發(fā)育的臺(tái)內(nèi)白云巖中(圖3)，主要儲(chǔ)集空間為白云石晶間孔、溶蝕孔，孔隙系統(tǒng)發(fā)育，儲(chǔ)集性能較好。川南區(qū)塊和川東區(qū)塊面積達(dá)2×104km2，整體勘探和研究程度低，應(yīng)加強(qiáng)綜合地質(zhì)研究，力爭(zhēng)早日取得勘探突破。
3 結(jié)論和建議
    1) 四川盆地長(zhǎng)興-飛仙關(guān)組可劃分為8個(gè)層序、17個(gè)體系域，并建立了四川盆地長(zhǎng)興-飛仙關(guān)組層序地層格架。
    2) 通過層序地層格架內(nèi)沉積相展布研究，發(fā)現(xiàn)四川盆地長(zhǎng)興-飛仙關(guān)組臺(tái)緣礁灘主要受開江-梁平海槽、鄂西-城口海槽及川西海槽所控制，沿海槽兩側(cè)呈條帶狀分布。
    3) 通過綜合分析，劃分出3大類8小類有利勘探區(qū)帶：Ⅰ.臺(tái)緣礁灘區(qū)，包括鄂西-城口海槽西側(cè)、開江-梁平海槽東側(cè)、開江-梁平海槽西側(cè)、川西海槽兩側(cè)；Ⅱ.臺(tái)內(nèi)礁灘區(qū)，包括川西區(qū)塊、川中區(qū)塊；Ⅲ.臺(tái)內(nèi)白云巖區(qū)，包括川南區(qū)塊、川東區(qū)塊。其中臺(tái)緣礁灘區(qū)是最為有利的勘探區(qū)帶，是當(dāng)前勘探的重點(diǎn)；臺(tái)內(nèi)礁灘區(qū)是臺(tái)緣礁灘的有益補(bǔ)充，雖然取得了一定的突破，仍需要進(jìn)一步加強(qiáng)勘探；臺(tái)內(nèi)白云巖區(qū)面積大，整體勘探和研究程度低，應(yīng)加強(qiáng)綜合地質(zhì)研究，力爭(zhēng)早日取得勘探突破。
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(本文作者：魏國(guó)齊 謝增業(yè) 劉滿倉(cāng) 楊威 金惠 朱秋影 中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院廊坊分院)