四川盆地龙王庙期岩相古地理及有利相带特征

2015-12-09朱祥李毕松梁子锐刘旭张宏光

天然气技术与经济 2015年6期

关键词：龙王庙浅滩台地

朱祥　李毕松　梁子锐　刘旭　张宏光

（中国石化勘探分公司研究院，四川成都　610041）

四川盆地龙王庙期岩相古地理及有利相带特征

朱祥李毕松梁子锐刘旭张宏光

（中国石化勘探分公司研究院，四川成都610041）

查明地质时期有利储集相带展布是四川盆地碳酸盐岩区油气勘探的重点。依据露头剖面和钻井沉积相分析，结合地震资料的综合应用，采用等时面优势相成图方法编制了四川盆地龙王庙期岩相古地理图。认为龙王庙期由缓坡台地向镶边台地演化，纵向为两期向上变浅的沉积旋回，古地理格局北西高南东低，横向依次为滨岸相、局限台地相、开阔台地相、台地边缘相和斜坡—盆地相。发育磨溪—通南巴潮间浅滩、綦江—利川障壁浅滩、花垣—恩施和城口—镇巴台缘浅滩3类有利相带，浅滩叠加早期大气淡水溶蚀、表生期暴露溶蚀和后期埋藏溶蚀形成优质储层。

四川盆地龙王庙组岩相古地理浅滩镶边台地地震相

0　引言

四川盆地寒武系油气勘探已经历了近50年的历史，近期川中安岳磨溪地区龙王庙组获得重大突破，显示了较好的勘探前景［1］，前期地质认识不足和试油工艺在一定程度上限制了勘探突破［2］。龙王庙组储层主要受沉积相和成岩作用控制，开展岩相古地理展布研究对油气勘探具有重要意义。前人已经作了大量工作［3-7］，沉积模式存在镶边台地、缓坡不同的认识。通过对露头、岩心、单井和连井沉积相分析，结合地震资料的综合应用，明确了龙王庙期沉积模式和岩相古地理展布，根据有利储集相带特征，结合古构造背景分析，预测了有利勘探目标区，希望对龙王庙组油气勘探进一步发现提供一些帮助。

1　地层特征

龙王庙期发育多套同期异相地层：龙王庙组主要分布于川中和川北地区，厚25～158 m，为颗粒、晶粒白云岩夹少量砂泥岩；孔明洞组分布在米仓山地区，厚83～146 m，下部为鲕粒灰岩、粉砂岩，上部为砂质白云岩夹砂泥岩；石龙洞组分布于川东、湘鄂西一带，厚80～280 m，下段为灰岩，上段为颗粒白云岩、泥质白云岩；清虚洞组广泛分布于川南、黔北及渝西一带，底部普遍发育一套厚约几米的鲕粒（豆粒）灰岩，下段为灰岩，上段以白云岩、膏云岩为主，厚164～800 m。横向上岩性具有由北向南、由西向东陆源碎屑减少，碳酸盐岩增多，地层厚度横向上呈波状起伏，底界以下伏碎屑岩地层顶为界，顶界以上覆碎屑岩地层或大套泥灰岩出现作为识别标志。

2　沉积相

古地理格局展布受构造及海平面升降综合控制，上扬子地台北缘为城口—房县深大断裂，断裂带在宏观上控制了地台区、斜坡—盆地区古地理位置［8］，东为铜仁—大庸（铜庸断裂）北东向基底断裂活动，铜庸断裂西北侧上升为浅水碳酸盐岩台地沉积区，而东南侧下降为较深水沉积区。斜坡带发育重力流沉积，坡折带与陆架边缘高能带重合，具有镶边台地沉积模式的沉积特征。盆内被古隆起围限（图1），自北向南依次为汉南古陆、川中古隆起和康滇古陆，整体西高东低，汉南古陆经过沧浪铺期大幅剥蚀后演变为低矮丘陵地貌，滨岸以细粒沉积物为主，川中古隆起为水下隆起，已初具雏形。由北西向南东依次发育有滨岸、局限台地、开阔台地、台地边缘和斜坡—盆地。

图1　四川盆地早寒武世龙王庙期岩相古地理（上：据文献［5］6，［7］8修编）和沉积模式图（下）

2.1滨岸相

包括混积潮坪和澙湖亚相。澙湖是海岸障壁岛后面的浅水盆地，位于潮下，以石英砂岩、页岩为主。混积潮坪位于潮间—潮上带，以含陆源碎屑石英砂、泥质岩的碳酸盐岩（图2a）为特征，具波痕、脉状及透镜状层理和泥裂等暴露标志，局部见交错层理。

2.2局限台地相

台地向陆一侧十分平缓的海岸地带和极浅水沉积区，包括潮坪、澙湖及浅滩3种亚相。潮坪地形平坦、随潮汐涨落而周期性淹没，水上与水下频繁交替。主要为泥—粉晶白云岩等，夹薄层风暴成因的颗粒岩，间夹纹层。水平层理发育，常见干裂（图2b）、石膏假晶等暴露构造。澙湖是台地内相对低洼的地区，由于障壁作用，水体循环受到限制，盐度高，环境能量低，发育厚层块状白云岩及膏盐岩，如座3井（图3）。浅滩可划分为潮间浅滩和障壁浅滩，潮间浅滩受水下隆起控制，发育于向陆一侧潮间带，障壁浅滩发育于台内向广海一侧海底高地，位于澙湖边缘。浅滩受潮汐和波浪作用的影响，沉积水体能量较高，颗粒岩为主，发育交错层理、粒序层理等沉积构造。潮间浅滩如磨溪8井以晶粒云岩为主［3］62，障壁浅滩如丁山1井、林1井，主要为砂屑白云岩夹薄层膏盐岩，局部发育高孔渗段（图2c）。利1井上部为晶粒云岩夹鲕粒云岩，溶蚀孔洞发育，碳、氧同位素呈现较大负值，Z值小于120［9］，早期暴露，淡水溶蚀特征明显。

图2　龙王庙期主要岩性和沉积构造特征图

2.3开阔台地相

指台地上的广阔浅海，包括浅滩及滩间海亚相。浅滩形成局部高地，受潮汐和波浪作用的控制，单个滩体的厚度多为1～7 m，局部滩体暴露溶蚀。滩间海沉积物粒度细，以泥晶灰岩为主，如长生1井以白云质灰岩为主。滩间沉积经后期改造也能形成储层，如湄潭白石坝上部以粉晶白云岩为主，局部溶蚀孔洞发育，中下部为粉晶白云质灰岩、颗粒灰岩。

2.4台地边缘相

指台地坡折带，水动力强，位于正常浪底与平均海平面之间，包括台地边缘礁和浅滩，主要以点礁、叠层藻礁为主，如湘西渔塘［10-11］为块状礁灰岩，礁前塌积角砾岩发育。当台地边缘的沉积条件不利于形成障壁礁时，只形成浅滩，主要由颗粒白云岩和粒屑灰岩等组成，生长快纵向加积常呈凸起状，厚度大。江口—花垣—恩施一带为台地边缘浅滩相带，如龙山茨岩塘上部溶孔残余鲕粒白云岩发育。万源—城口一带处于同沉积断裂地台区坡折带，镇巴巴山底部为瘤状灰岩，上部为溶孔残余鲕粒白云岩（图2d）和针孔状白云岩为主，粒内和粒间溶孔发育（图2e），δ13CPDB＝-1.94～-1.27，δ18OPDB＝-8.24～-7.98，Z值小于120，明显受大气淡水影响，坡折带沿城口断裂展布，推测城口南部一带为台地边缘浅滩发育区。

2.5斜坡—盆地相

位于台地向海倾斜的深水沉积相区，其基底呈一角度向盆地倾斜，斜坡的沉积物来源于浅海，主要有面流和远洋沉积、重力流沉积作用，以及各种底流的沉积。如镇巴小洋星子山，为大套瘤状灰岩（图2f）、泥质斑纹灰岩构成。盆地相主要为碳质页岩，偶夹有泥灰岩，局部为硅质页岩，主要分布于北大巴山、湖北张家界、贵州铜仁一线以东。

2.6沉积相横向对比

以天星1井至果2井（图3）对比分析为例：龙王庙期可划分为一个三级层序两个四级层序，具有快速海侵和缓慢海退的特点。下旋回（SSQ1）层序顶底界面为岩性岩相转换面，海侵体系域以泥质含量增加为特征。高位体系域水体逐渐变浅，天星1井以砂质白云岩为主，磨溪地区开始大面积成滩，且处于滩体核部，厚度大，川南地区因构造沉降，坳陷区为澙湖中心，膏盐岩发育，澙湖边缘丁山1井一带以颗粒灰岩为主，向上澙湖范围扩大，以膏岩和藻灰岩互层为主，长生1井以云质灰岩和颗粒灰岩为主。

图3　天星1井—果2井龙王庙组沉积相与储层对比图（井位置见图1）

上旋回（SSQ2）水体较下旋回变浅，海侵体系域泥质含量相对增加，海侵规模较小，但盐度降低，膏盐澙湖范围缩小（座3井）；高位体系域水体继续变浅，海水向东南方向退去，沉积相带向东南方向扩展，由于障壁作用川南地区澙湖范围扩大，高能带颗粒滩含量增加，利1井垂向建隆，地层增厚，花垣—恩施台缘带颗粒滩叠置加积。高位体系域晚期，区域构造活动活跃，隆坳加剧，古地貌高地暴露地表：磨溪地区见大量花斑状白云岩，利1井经暴露溶蚀，溶蚀溶洞发育。

3　岩相古地理

龙王庙期整体地貌呈现西高东低（图1），混积潮坪分布在西乡—广元—汉源一带呈北东南西向展布［12］。在磨溪—通南巴一带发育潮间浅滩，围绕川中古隆、汉南古陆起呈环带透镜状分布。盆地内部北东向的华蓥山断裂、齐岳山断裂和北西向的乐山—长宁断裂、平昌—开县断裂控制了地台内隆坳格局［5］6，宣汉—泸州一带为坳陷区，发育厚层膏盐岩。澙湖东侧綦江—利川一带发育障壁浅滩，为颗粒白云岩夹薄层膏盐岩。巫山—湄潭白石坝一带为开阔台地相，主要为灰岩、泥晶白云岩。花垣—恩施、城口—镇巴地区受同沉积断裂控制，坡折带为台地边缘相，花垣地区生物礁发育，镇巴一带边缘浅滩发育。镇巴至安康一带和东部湘、渝边界以东地区，为斜坡—盆地相，沉积瘤状灰岩、泥页岩等。

4　盆内有利储集相带

4.1潮间浅滩

磨溪—高石梯地区发育大规模的颗粒滩，云化作用强，经历准同生期的大气水溶蚀、龙王庙末期隆升暴露溶蚀和中加里东—中海西期的顺层岩溶三期溶蚀作用［13］，形成了优质储层。川北通南巴地区位于汉南古陆南斜坡，处于潮间浅滩发育带，龙王庙末期区域隆升，露头区剖面见暴露溶蚀特征。川北地区受“南郑上升”影响大面积缺失中上寒武统至中、下奥陶统地层［14］，区域隆升有利顺层溶蚀作用发育。通过建立井旁地震响应模式，以地震相为预测手段，过川中磨溪—川东南丁山1井二维地震剖面（图4），磨溪地区为潮间浅滩、云坪，地震响应为连续—较连续、低频、中强振幅，储层具“亮点”特征［3］63；临7井为膏云质澙湖，地震响应为多相位弱—中强变振幅断续反射、杂乱反射，揉皱、呈上拱下拉现象明显；丁山1井为障壁浅滩—开阔台地，为中—强振幅较连续反射特征。对过川北南江—川东北普光二维地震剖面，通过上覆稳定标志层拉平，去除断层复杂带影响，天星1井实钻为混积潮坪（图5），普光地区强振幅、杂乱发射为膏云质澙湖，川北通南巴地区连续—较连续、中强振幅反射，“亮点”特征明显，推测川北通南巴地区浅滩相储层发育。

图4　过川中磨溪—川东南丁山1井二维地震剖面图（测线位置见图1）

图5　过川北南江—川东北普光二维地震剖面图（测线位置见图1）

4.2障壁浅滩

障壁浅滩位于膏盐澙湖东侧，通过相面法追踪识别，呈北东南西向展布。石柱—利川北部一带，地震资料上垂向加积地层明显增厚，“亮点”响应特性明显，推测障壁浅滩发育，且该地区古岩溶改造明显，川东隔挡式滑脱褶皱带石柱复向斜，东、西两侧分别由齐岳山断裂、方斗山断裂夹持，发育多个圈闭，紧邻湘鄂西烃源中心，具备较好的油气聚集条件，为勘探突破有利目标区。