磨溪地区灯影组顶部石灰岩归属探讨及其地质意义

罗文军 刘曦翔 徐 伟 罗 冰 王丽英 舒 婷 张 淼

上震旦统灯影组地层纵向上可分为4段，四川盆地20世纪60年代在威远地区发现了灯二段气藏，到90年代发现了资阳灯二段气藏，之后灯影组的勘探进入沉寂期。自2011年以来四川盆地高石梯—磨溪地区灯四段天然气勘探持续获得重大突破，目前提交天然气探明储量4 083.96×108m3，是四川盆地增储上产的关键区域。震旦系灯影组是四川盆地第1套海相碳酸盐岩沉积，以富含藻类的白云岩为主，经历了复杂的成岩作用，灯四段储层非均质性强，开发难度大。

大量的钻探发现在磨溪地区上震旦统灯影组顶部局部残留一套厚度不一的泥晶石灰岩，南北方向上从磨溪121井至安平1井均有分布；东西方向上则分布在磨溪12至磨溪022-X2一线，其中在磨溪022-X2井区此石灰岩厚度超过30 m，并以此为中心向四周减薄，在高石3井区及磨溪18井区此石灰岩则呈零星分布状（图1）。由于此套石灰岩分布范围有限，且之前钻井资料不够丰富，因此其归属并未引起前人足够的重视。在之前的研究过程中既有学者将其划入震旦系灯影组[1-2]，亦有学者将其划入寒武系麦地坪组[3-4,5]。但随着磨溪—高石梯地区灯影组气藏勘探开发的不断深入，逐步意识到这套石灰岩的归属影响着寒武—震旦系地震界限的划分，从而影响着气藏开发过程中对优质储层发育深度的判断。因此笔者主要从此套石灰岩的岩石学特征、古生物特征以及其与相邻地层的接触关系入手，结合该地区的区域地质背景，对这套石灰岩的归属进行讨论，并分析其对生产的影响，以期为磨溪地区的开发建产提供一定的理论依据。

1 石灰岩归属时代分析

大量的钻探资料与前人的研究显示，这套泥晶石灰岩分布厚度较大的区域为台缘带，是有利的丘滩发育区[6-7]。该区域中的磨溪116、磨溪9 等井的岩心显示，该石灰岩下覆的白云岩中可见大量的藻类碎屑发育（图2），相应区域的丘地比均在65%以上。但在顶部的石灰岩之中则不见任何藻类碎屑的存在，而是在相应的岩屑之中见到大量的壳类生物碎屑（图3），这种古生物群落上的差异反映出二者沉积时的水体环境产生了巨大变化，因此其形成时期也应当具有一定的间隔性。

图1 磨溪地区灯影组上覆石灰岩厚度分布图（注：1 in=25.4 mm，下同）

图2 灯影组内部藻白云岩，磨溪117井，5 370.00 m

进一步对石灰岩中生物碎屑的形态特征进行分析。从薄片（图4）上可以看出，这些生物碎屑一般呈圆—半圆形，其中呈椭圆状生物化石的长短轴之比介于1.1～1.3。壳壁内部主要由垂直于壁发育的柱状或马牙状方解石组成，这些结晶状的方解石外还可见一圈黑色的壳壁，使得生物碎屑与周围的泥晶云岩界限清楚，而壳内充填物质中的一部分与围岩一致。这些生物碎屑的形态与前人在峨眉山麦地坪剖面中所观察到的软舌螺和似软舌螺类（Circotheca bella Chen）等“小壳类化石动物群”的特征相一致（图5）[8-10]，而“小壳类动物化石群”正是寒武系底界的标志[11-12]。

图4 小壳类生物化石，磨溪103井，5 194.56 m

图5 小壳类化石示意图（据朱茂炎等，1996）[8]

此外，部分井对石灰岩到白云岩地层进行了连续取心，可以在岩心上看到石灰岩与白云岩的界面，发育了一些与表生岩溶作用相关的渗滤黏土带（图6），说明这套泥晶灰岩与下伏云岩间存在着沉积间断，为清晰的风化剥蚀面，进一步明确了二者在形成年代上的不同。综合以上分析，认为研究区的这套局部小规模残存石灰岩应归属于寒武系麦地坪组。

2 重新划分后的地质意义

在明确了此套石灰岩的归属之后，至少要更新对该地区2个方面的地质认识。

2.1 石灰岩归属对地层对比与储层预测的影响

麦地坪组多见于川东及峨眉等野外剖面上，在川中地区不发育或局部发育薄层[13-14]。因此在以往的地层对比工作之中多将此套石灰岩划归灯影组。与之相应，在地震剖面上灯影组顶部的反射界面则被默认为由筇竹寺底部的泥岩与灯影组顶部的碳酸盐岩间的波阻抗界面产生。但在确定这套石灰岩属于麦地坪组后，对于那些石灰岩残留厚度较大的区域（如磨溪116井区附近），地震所反映的界面就不能代表震旦系顶界了，需要重新修编寒武系底界构造图。

图6 磨溪103井灯影组顶部石灰岩与白云岩界面附近风化壳展示图

就储层预测而言，磨溪地区的有利岩溶缝洞储层主要是沿着2条潜流带顺层分布。通过井震结合，明确了该岩溶发育带在地震剖面上的响应特征为反射波同相轴呈弱振幅弱连续杂乱地震反射结构。将潜流带标定在地震偏移剖面上，可见台缘带第1潜流带底部在磨溪区块表现为波峰反射（图7）。基于此，预测岩溶发育带主要分布在古地貌高部位且第1期潜流带分布稳定在距离震顶100 m左右的地方。

在这样的认识之下，进行了有利岩溶带储层发育带预测。在麦地坪组石灰岩不发育或厚度较小的区域，预测结果无影响；但在厚度较大的区域，预测结果会有一定误差。因此在此石灰岩厚度较大的区域进行顺层岩溶带储层预测的过程中须对震旦系顶部深度进行校正。

图7 磨溪22—105—12—13井地震偏移剖面图

2.2 石灰岩归属对构造运动期次的启示

在构造上磨溪地区属于乐山—龙女寺古隆起。在对该地区桐湾期构造抬升的研究中，有学者通过对盆地周边野外露头的观察，在该地区发现了3个岩溶风化壳面，并以此判断桐湾运动应当有灯影组二段与灯影组三段之间的Ⅰ幕、灯四段与麦地坪组间的Ⅱ幕以及麦地坪与筇竹寺组间的Ⅲ幕共3次构造抬升[15-16]。

但由于前人在进行地层划分时，将灯影组顶部的这套泥晶石灰岩划入了灯影组，因此在该地区的钻井过程中均误以为未钻遇麦地坪组。故亦有学者认为磨溪地区桐湾期运动可能只存在2幕[17-19]。

而石灰岩与灯影组白云岩间风化壳的发现及对石灰岩年代的重新划定，支持该地区在桐湾运动中经历了3次构造抬升的观点。现今这套石灰岩仅在磨溪121—安平1井及磨溪17—磨溪18井等井区残留反映了这些区域在桐湾运动Ⅲ幕抬升后受到的表生岩溶作用的影响较小，而其他无石灰岩残留区可能在桐湾运动Ⅱ、Ⅲ幕中都受到了较强表生岩溶影响。

3 结论

1）磨溪地区灯影组顶部在局部区域残留的含小壳类泥晶石灰岩应属于寒武系麦地坪组沉积。

2）在磨溪地区这套灰岩残留厚度较大的区域，地震上原本认为是筇竹寺组与灯影组界线的波阻抗界面，实际上是筇竹寺组与残留的麦地坪组所形成的反射界面，在该地区利用此界面对下部岩溶发育带进行预测时应结合邻井石灰岩进行深度校正。

3）磨溪地区灯四段，尤其是无麦地坪石灰岩残留的区域可能受到了桐湾运动Ⅱ幕与Ⅲ幕2次抬升剥蚀。

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