普光气田飞仙关组层序特征及有利储层分析

肖梦华,姜建伟,王化鸽,王 琪,王 芳

（中国石油化工股份有限公司河南油田分公司石油勘探开发研究院,河南南阳 473132）

普光气田飞仙关组层序特征及有利储层分析

肖梦华,姜建伟,王化鸽,王 琪,王 芳

（中国石油化工股份有限公司河南油田分公司石油勘探开发研究院,河南南阳 473132）

为了对普光气田主体碳酸岩沉积体系和各种微相特征深入研究,建立区域地层格架,对普光气田主体井层序界面进行识别与划分。研究表明:主要发育有升隆侵蚀层序不整合面、海侵上超层序不整合面、水下沉积间断层序不整合面、局部暴露层序不整合界面和岩性岩相转换界面等五种三级层序界面,同时发育岩性的突变面、沉积相转换面、GR值正向漂移和成岩作用变化等四种四级层序界面。普光102-1井下三叠统飞仙关组可划分为一个二级层序、两个三级层序和九个四级层序,并对其中可作为有利储层的层序进行分析。

层序地层;飞仙关组;普光气田

Abstract:In order to take in-depth research of the characteristics of the main carbonate sedimentary system and a variety of micro-phase in Puguang Gasfield,and establish the regional stratigraphic framework of the Puguang gas field,we identify and classify the sequence boundary of main wells in Puguang Gasfield.Five kinds of gradeⅢsequence boundaries developed,such as a unconformity sequence surface of the upwarped erosion,transgressive sequence on the super-unconformity surface,subaquatic unconformity sequence surface of the interruption in deposition,unconformity sequence surface of the local exposure,and conversion interface of the lithology and the lithofacies.Four kinds of the gradeⅣsequence boundaries developed such as the surface of discontinuity of the lithology,conversion surface of the sedimentary facies,the surface of the positive drift of the GR value,and the surface of the alternation of the diagenic metamorphism.Lower Triassic Feixianguan Formation of Puguang 102-1 well can be divided into one gradeⅡsequence,two gradeⅢsequences and nine gradeⅣsequences,and some analysis was done to sequences can be used as favorable reservoir.

Key words:sequence stratigraphy;Feixianguan Formation;Puguang Gasfield;

普光气田位于四川盆地东北部宣汉—达县地区黄金口构造双石庙—普光构造带的北倾伏端,地处川东断褶带的东北段,北邻北西西向的大巴山前缘推覆构造带,是两组构造线的交汇处,为一构造—岩性复合型大型气藏（图1）。气藏圈闭面积为45.6 km2,主要含气层段为下三叠统飞仙关组及上二叠统长兴组,均为白云岩储层。气藏埋藏深度大,飞仙关组气藏中部埋深大于4 980m[1]。已有学者对普光气田飞仙关组层序地层划分方案进行过探讨[2],综合分析这些界面（图2）,参考沉积相研究成果,完成了飞仙关组层序地层划分。

图1 普光气田地质构造图Fig.1 The geological map of Puguang Gasfield

图2 川东北地区上二叠统长兴组—下三叠统飞仙关组层序地层划分Fig.2 The sequence stratigraphic division of upper Permian Changxing Formation—lower Triassic Feixianguan Formation in northeast Sichuan district

1 三级层序界面识别标志

1.1 升隆侵蚀层序不整合面

升隆侵蚀不整合在层序界面附近主要表现为长期遭受暴露侵蚀的古岩溶喀斯特和古土壤层的界面,界面之上一般为低水位体系域,其低水位体系域的构成可以是古风化壳、古土壤层或是基底残积物改造后的陆源硅质碎屑岩等初始海侵沉积等。

1.2 海侵上超层序不整合界面

海侵上超层序不整合界面主要形成于全球海平面主体上升期,层序界面表现为海侵上超面,界面之上为向上变细、变深的沉积组合体。研究区海侵上超层序不整合界面主要形成在晚二叠世时期。在晚二叠世时期,由于海平面的快速上升,使得盆地相页岩、硅质页岩不断向深缓坡相灰岩海侵上超,形成了海侵上超层序不整合界面。

1.3 局部暴露层序不整合界面

局部暴露层序不整合界面形成于全球海平面主体下降时期,因而在岩石地层具有明显反映海平面下降的记录。局部暴露层序不整合界面之上的沉积物性质主要取决于沉积间断的时间长短及相关的其他作用。研究区局部暴露层序不整合界面在不同时代的地层中均有发育,如上二叠统长兴组生物礁顶部、下三叠统飞仙关组四段等均存在局部暴露侵蚀不整合,上述局部暴露侵蚀不整合多表现为弱冲刷充填、淡水溶蚀和弱暴露等标志（图 3）。

图3 普光102-1井长兴组顶部侵蚀不整合,左为侵蚀后充填,右为淡水溶蚀的溶孔Fig.3 The unconformity of exposure and erosion at the top of Changxing Formation in Puguang102-1 well

1.4 水下沉积间断层序不整合界面

水下沉积间断层序不整合界面在研究区主要形成在二叠系中,代表海平面主体上升阶段的早期。短周期的海平面下降被长周期的海平面上升掩盖,所以海平面下降时没有造成陆上暴露。研究区水下沉积间断层序不整合面的岩石学特征为成岩间断,沉积物表面与海水之间有早期成岩作用形成的硬地和叠加的沉积间断[3]。

2 四级层序界面识别标志

海平面的变化是控制层序发育的主要因素之一,一个完整的层序反映一次完整的海进—海退旋回。研究区四级层序界面特征如下:

2.1 岩性突变面

层序界面往往是岩性突变面。在沉积水体相对较深、沉积特征对海平面升降变化响应明显的斜坡和台地内部,这种岩性突变表现明显。如界面上是粉晶白云岩,界面下是鲕粒云岩,如普光102-1井4 906 m,界面上是深灰色白云岩,界面下是深灰色灰岩。

2.2 沉积相转换面

沉积相向陆、向盆地方向的迁移在单井层序上会表现为层序界面是沉积相的转换面。这种相转换面在研究区可表现为两种不同类型相的转换。

2.3 GR值正向漂移

上升旋回和下降旋回的转换面是海侵转换面,上升旋回在自然伽马曲线上表现为 GR值逐渐增大的退积变化趋势,而下降旋回在自然伽马曲线上表现为 GR值逐渐减小的进积变化趋势。在沉积相分析的基础上通过自然伽马曲线的叠置样式变化是进行层序划分的重要方法和手段。

2.4 成岩作用的变化

海侵体系域主要发生海底成岩作用,以海底胶结作用和泥晶化作用为主;高位体系域形成时由于海平面下降,可能导致大气淡水进入,发生与大气淡水有关的成岩作用,如混合水白云岩化、淡水胶结作用及溶蚀渗滤作用等。如层序顶部鲕粒白云岩容易发生早期暴露,形成鲕粒内溶孔[4-5]。

3 普光102-1井层序地层划分

普光102-1井是部署在普光构造高点的一口开发井（定向井）。该井飞仙关组与上下地层均呈整合接触,长兴组未穿。根据该井地层岩性和沉积发育特征,将该井下三叠统飞仙关组划分为两个三级层序（其中飞一、飞二段为一个三级层序,飞三、飞四段为一个三级层序,自下而上分别命名为 T1f-Sq1、T1f-Sq2）和九个四级层序（图4）。

图4 普光102-1井层序地层与沉积相划分综合柱状图Fig.4 The synthesis column map of sequence and sedimentary facies of Puguang 102-1 well

3.1 三级层序划分

（1）T1f-Sq1层序:该层序底界面与上二叠统长兴组顶界面为一个岩性—岩相转换面,界面下为上二叠统长兴组的深灰色灰质白云岩,界面上为飞一段深灰色中厚层状灰岩。该层序内部分为两个体系域:海侵体系域（TST）和高水位体系域（HST）。

（2）T1f-Sq2层序:该层序底界面与下三叠统飞仙关组飞二段顶界面一致,为一个岩性—岩相转换面。该层序界面上为灰质白云岩,下伏飞二段为质纯的巨厚层状白云岩,分界明显。该层序内部分为两个体系域:海侵体系域（TST）和高水位体系域（HST）。其中,TST为一套局限台地相沉积,上部为灰色灰岩、白云质灰岩夹灰质白云岩,下部为厚层灰色白云岩和灰质白云岩。HST为局限台地—蒸发台地—局限台地沉积,主要岩性为灰色膏质灰岩与棕红色泥质白云岩、深灰色白云岩呈不等厚互层,该部分有电性特征可见向上变浅变粗的进积—加积准层序组。

3.2 四级层序划分

普光102-1井飞仙关组以碳酸盐台地沉积为主,在飞二段发育有碳酸盐台地边缘沉积,处于T1f-Sq1的HST中。飞仙关组在研究区共发育两个三级层序T1f-Sq1和T1f-Sq2。T1f-Sq1相当于飞一段和飞二段地层,自下而上包括 T1f-Ms1、T1f-Ms2、T1f-Ms3、T1f-Ms4 、T1f-Ms5、T1f-Ms6等六个四级层序;T1f-Sq2相当于飞三段和飞四段地层,包括 T1f-Ms7、T1f-Ms8、T1f-Ms9等三个四级层序。

（1）T1f-Ms1:分布于飞一段底部,层序底界位于井深5 856m,顶界位于井深5 792 m,视厚64 m,岩性下部为一套厚层深灰色灰岩,上部为深灰色云岩。

（2）T1f-Ms2:分布于飞二段下部,层序底界位于井深5 792 m,顶界位于井深5 740 m,视厚52 m,为一套厚层白云岩,色均,质纯,性硬、脆,岩屑呈片状,成份为白云石与 HCl-,荧光试验无显示。

（3）T1f-Ms3:分布于飞二段中下部,层序底界井深5 740 m,顶界井深5 690 m,视厚50 m,岩性为厚层状白云岩。

（4）T1f-Ms4:分布于飞二段中上部,层序底界井深5 690 m,顶界井深5 555 m,视厚135 m,由大套残余鲕粒白云岩、溶孔粉晶鲕粒白云岩、溶孔残余砂屑粉晶白云岩、溶孔粉—亮晶残余鲕粒白云岩、溶孔粉—细晶残余鲕粒白云岩、砂屑粉晶白云岩、灰色粉晶白云岩不等厚互层,溶孔发育,被方解石和炭质沥青充填,广泛发育缝合线构造,斜交裂缝和垂直裂缝较发育,见少量瓣腮类生物痕迹。

（5）T1f-Ms5:分布于飞二段上部,层序底界井深5 555 m,顶界面井深5 518 m,视厚37 m,由厚层灰色、深灰色白云岩、粉晶白云岩、灰质云岩构成,为局限台地相。

（6）T1f-Ms6:分布于飞二段顶部,层序底界井深5 518 m,顶界面井深5 480 m,视厚28 m,岩性为厚层灰色、深灰色白云岩,为局限台地相。

（7）T1f-Ms7:分布于飞三段下部,层序底界井深5 480 m,顶界面井深5 424 m,视厚56 m,主要岩性厚层灰色白云岩、云质灰岩和灰质白云岩,为局限台地灰云坪相。

（8）T1f-Ms8:分布于飞三段上部,层序底界井深5 424 m,顶界面井深5 360 m,视厚64 m,主要岩性为灰质云岩和云质灰岩,为局限台地沉积,处于三级层序海平面上升晚期—下降早期,颗粒岩不发育。

（9）T1f-Ms9:分布于飞三段顶部—飞四段,层序底界井深5 360 m,顶界井深5247 m,视厚113 m。在区域性水体变浅的格局下形成了一套灰质云岩、灰色膏质灰岩与棕红色泥质白云岩、深灰色白云岩不等厚互层的岩石组合。

4 有利储层分析

三级层序内部分为两个体系域:海侵体系域（TST）和高水位体系域（HST）。

TST为一套开阔台地相沉积,主要由深灰色中厚层状灰岩组成,可见由中厚层灰岩夹少量泥质条带组成的向上变深的退积准层序组,不能作为有利储层。HST为局限台地—台地边缘—局限台地沉积,颗粒含量较高,主要由深灰色白云岩、粉晶白云岩、亮晶鲕粒白云岩、粉晶砂屑白云岩、细晶白云岩、残余鲕粒白云岩组成,可见由厚层亮晶含鲕粒砂屑云岩组成的向上变浅变粗的进积—加积准层序组。岩石类型与沉积相带判断,可以作为有利储层。

四级层序总共分为九个。

（1）T1f-Ms1:本层序上升旋回处于三级层序T1f-Sq1的上升时期（TST）,沉积水体较深,颗粒岩不发育,储集性较差;下降半旋回时,水体变浅,岩性发生变化,沉积环境由开阔台地向局限台地演变。

（2）T1f-Ms2:本层序处于 T1f-Sq1高位域海平面的下降初期,沉积水体开始变浅,为局限台地云坪微相,储集性能较差。

（3）T1f-Ms3:本层序处于 T1f-Sq1高位域海平面的下降期,沉积水体持续变浅,仍为局限台地云坪微相,储集性能较差。

（4）T1f-Ms4:本层序内颗粒岩发育,沉积水体持续变浅,沉积水体能量强,为台地边缘鲕滩相,可以作为良好储层段。

（5）T1f-Ms5:本层序下部岩性为深灰色白云岩—粉晶白云岩沉积,粒度变细,说明水体有所上升;上部岩性为灰质云岩—白云岩沉积,说明水体有所下降,储集性能较差。

（6）T1f-Ms6:本层序处于 T1f-Sq1海平面下降末期,沉积水体持续变浅,沉积水体能量较强,颗粒岩发育,储集性能较好。

（7）T1f-Ms7:本层序处于三级层序 T1f-Sq2的海侵体系域内,水体加深,颗粒岩分布规模减小,储集性能逐渐偏差。

（8）T1f-Ms8:主要岩性为灰质云岩和云质灰岩,为局限台地沉积,处于三级层序海平面上升晚期—下降早期,颗粒岩不发育,储集性能最差。

（9）T1f-Ms9:在区域性水体变浅的格局下形成了一套灰质云岩、灰色膏质灰岩与棕红色泥质白云岩、深灰色白云岩不等厚互层的岩石组合,储集性能较好,可以作为良好的储层段。

5 结论

通过对普光102-1井三级层序、四级层序的分析表明:

（1）普光气田飞仙关组属碳酸盐台地相,可细分为开阔台地、局限台地、蒸发台地和台盆等四个亚相。岩石以砂屑灰岩、鲕粒灰岩、生物碎屑灰岩、颗粒白云岩、硅质岩和泥灰岩为主,其中鲕粒灰岩和生物碎屑灰岩为主要的储集层。

（2）该井飞仙关组地层划分为两个三级层序。高位体系域多形成高能鲕滩、介壳滩及生物礁环境,从而发育鲕粒灰岩、生物碎屑灰岩等储集岩层。而海侵体系域则可形成于蒸发环境的白云岩,发育云坪和孔隙型白云岩。在 T1f-Ms4中发育台地边缘鲕滩相,为该井良好储层段,位于层序的高位体系域中;在 T1f-Ms2、T1f-Ms3层序中发育局限台地潮坪相,白云岩大量发育,有相当的储集能力。

[1]马永生.四川盆地普光超大型气田的形成机制[J].石油学报,2007,28（2）:9-14.

[2]马永生,牟传龙,郭彤楼,等.四川盆地东北部飞仙关组层序地层与储层分布[J].矿物岩石,2005,25（4）:73-79.

[3]朱永进,刘玲利 ,赵睿,等.普光气田飞仙关组层序地层划分[J].断块油气田,2009,16（2）:1-4.

[4]刘德智,张春生,任利剑,等.普光气田飞仙关组沉积相与层序地层[J].地质调查与研究,2008,31（1）:58-62.

[5]Vail P R.Sequence stratigraphy workbook,fundamental of sequence stratigraphy[C]//Vail P R,Sangree J B.AAPGAnnual Convention Short Course:Sequence Stratigraphy Interpretation of Seismic Well and Outcrop Data,Houston,Texas,1988.

The sequence characteristics and favorable reservoir of Feixianguan Formation in Puguang G asfield

Xiao Menghua,Jiang Jianwei,Wang Huage,Wang Qi,Wang Fang

（Research Institute of Petroleum Exploration&Development of SINOPEC Henan Oilf ield Company,Nanyang473132）

TE121.3

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2010.04.050

1008-2336（2010）04-0050-06

2010-05-12;改回日期:2010-07-28

肖梦华,男,1984年生,长江大学矿物学岩石学矿床学专业,现从事沉积学与层序地层学方向研究。E-mail:xmh110@126.com。