四川盆地下寒武统龙王庙组沉积模式新认识

2018-08-17魏国齐谢武仁刘满仓曾富英楠孙沈珏红马石玉

天然气工业 2018年7期

杨威魏国齐谢武仁刘满仓金惠曾富英苏楠孙爱沈珏红马石玉

中国石油勘探开发研究院

近年来，四川盆地下寒武统龙王庙组天然气勘探取得重要进展，获得天然气地质储量超过5 000× 108m3[1-5]。已发现的龙王庙组气藏主要富集于川中地区颗粒滩中。因此，做好岩相古地理研究和颗粒滩分布预测是提高该领域勘探成功率的关键。前人对四川盆地龙王庙组沉积体系、岩相古地理、勘探潜力和方向做过大量的研究工作，取得了一系列研究成果[6-13]。在区域上，刘宝珺等[14]研究了寒武纪岩相古地理，初步弄清了沉积相类型及其分布。沉积体系模式和颗粒滩分布研究是近年学术界的热点[10,13]，由于资料的限制和重点研究工区的不同，不少学者在不同时期提出了不同的观点：①提出龙王庙组为碳酸盐岩缓坡双颗粒滩沉积，建立了有别于传统的镶边台地和缓坡沉积的碳酸盐岩缓坡双颗粒滩型沉积模式[13]；②提出龙王庙期为碳酸盐岩台地—斜坡—盆地沉积体系，主要沉积相类型有混积潮坪、局限蒸发台地、半局限—局限台地和台地边缘[10]。本文基于前人的认识和研究成果，应用30多条野外露头剖面、盆地范围内60多口钻井资料和大量地震资料，对四川盆地及邻区龙王庙组沉积相、沉积体系模式、滩体分布、滩体发育的主控因素等进行了系统分析，编制岩相古地理图，建立龙王庙组“三滩”沉积模式，预测3条滩带的分布范围，分析3条滩带的发育特征与主控因素等，提出台地边缘颗粒滩带勘探程度低，可作为下一步重要的天然气勘探领域。针对龙王庙组“三滩”沉积模式和颗粒滩带分布的认识，对于古老地层的沉积体系研究具有重要的理论意义；同时颗粒滩分布预测，有助于拓展龙王庙组颗粒滩的勘探领域，具有较强的实践意义。

1 沉积相类型和特征

早寒武世龙王庙期，四川盆地及周缘主要受川西边缘海盆、松潘—泸定—康滇古陆与南秦岭被动陆缘、湘桂被动陆缘联合控制[15]。四川盆地整体表现为西高东低的古地貌格局，西部发育古陆、川中发育高石梯—磨溪古隆起[16]，川东地区发育台内洼地[17]。作者通过野外露头、钻井、地震和测井等资料的综合研究，认为四川盆地龙王庙期呈现碳酸盐岩镶边台地的古地理格局，由西向东发育混积潮坪、局限台地、开阔台地、台地边缘和斜坡等沉积相。

1.1 混积潮坪相

研究区混积潮坪相岩石类型主要为砂质云岩，并夹白云质砂岩、白云质泥质粉砂岩薄层。目前仅残存于川西北地区、川西南地区，如川西北地区天星1井、龙探1井和川西南地区荥经县白井沟、轿顶山剖面，在龙探1井中表现为白云质砂岩（图1-a）。由于加里东运动的影响，川西地区龙王庙组剥蚀严重，残余厚度很薄，如荥经县白井沟、轿顶山剖面的灰色砂泥质云岩厚度分别为13 m和23 m。从现有的资料来看，其陆源碎屑分布表现为近岸区含量较高，远岸区含量变低，并主要为含砂、含泥的碳酸盐岩。陆源碎屑的来源可能与龙王庙期海侵上超过程中侵蚀下伏下寒武统沧浪铺组碎屑岩，并经风暴回流、沿岸流搬运而进入海域有关。在部分地区有海侵上超不整合的证据[4]。

图1 典型沉积相岩性照片图

1.2 局限台地相

研究区局限台地相岩石类型主要为颗粒、残余颗粒、粪球粒云岩和中—细晶、细—粉晶以及泥粒、粒泥云岩。露头剖面和钻井岩心的宏观面貌均遭受强烈生物扰动，并普遍发育蜂窝状溶蚀孔洞。局部见斜层理与交错层理，推测沉积水体介于平均高潮面与正常天气浪基面之间，沉积物遭受强烈的潮汐、波浪频繁作用形成相对高能带和相对低能带，根据其古地貌水体能量、沉积岩性特征，发现有台内滩、潟湖和云坪3类亚相。

1.2.1 台内滩亚相

岩石类型主要为灰色—深灰色薄—中层中—细晶、细—粉晶残余颗粒—粪球粒云岩。其发育于局限台地内古地貌相对高地，沉积水体能量较高，受潮汐和波浪作用的影响，沉积多种颗粒，如砂屑、砾屑和鲕粒等，形成鲕粒滩、砂屑滩、砂砾屑滩和生屑滩等微相。台内滩生物组合为棘皮类、瓣鳃类、介形虫等，发育交错层理、冲刷面、粒序层理等沉积构造。如磨溪53井龙王庙组厚110 m，其中台内滩厚约45 m，岩性主要为中晶砂屑云岩（图1-b）；高石6井龙王庙组厚100 m，其上部颗粒滩亚相厚约40 m，主要为颗粒云岩（图2）。

图2 四川盆地龙王庙组沉积相柱状图

1.2.2 云坪亚相

云坪亚相岩石类型主要为紫红色、红褐色、褐灰色、灰色泥岩、泥云岩、泥晶云岩、含泥质条带的泥晶—粉晶云岩、砂屑云岩及藻云岩。其位于局限台地内古地貌相对较低，沉积环境相对闭塞、水体能量低、海水盐度较高，沉积动力以潮汐作用为主。如磨溪12井龙王庙组为深灰色瘤状云岩、泥晶或粉屑云岩夹泥质条带（图1-c）；高石6井龙王庙组下部云坪亚相厚约45 m，主要为泥粉晶云岩夹泥质条带（图2）。

云坪亚相与台内滩亚相常相邻伴生，在磨溪地区常见。在地震剖面上特征明显，台内滩表现为典型的“亮点”特征，云坪表现为空白—弱反射地震相特征，其发育为相间排列（图3），说明颗粒滩体之间为云坪亚相。

1.2.3 潟湖亚相

潟湖亚相岩石类型主要为膏盐岩、白云质膏岩、膏质云岩。如座3井，龙王庙组厚约140 m，其上、下部为灰色含泥云岩、白云岩，中部为硬石膏岩。中部硬石膏岩单层厚度介于12～30 m，累厚56 m，定为膏质潟湖微相；上、下部的含泥云岩、白云岩定为云质潟湖微相（图2）。该亚相主要分布在川东地区和蜀南地区，膏盐岩一般分布于龙王庙组中部，不同区域厚度不同。

1.3 开阔台地相

开阔台地相岩石类型主要为浅灰色、灰色中—厚层状泥晶灰岩、鲕粒灰岩、泥质灰岩、砂屑生屑灰岩。开阔台地相主要发育在盆地东部，沉积时期水体较浅，水体循环良好，盐度正常，生物繁盛，可进一步划分为台内滩亚相和滩间海亚相。台内滩亚相发育于古地貌相对较高区域，水体能量较高，沉积砂屑滩、砂砾屑滩、鲕粒滩、生屑滩等微相类型。滩间海亚相是台内滩亚相之间的低能区域，沉积物以灰色、深灰色薄层—中层状泥晶灰岩、泥灰岩等，见水平层理；生物化石主要为有孔虫、双壳类、腹足类。如石流乡剖面龙王庙组厚约82 m，主要由滩间海亚相和台内滩亚相组成，其中滩间海亚相主要由中层状燧石结核灰岩和泥灰岩组成，夹少量白云质灰岩和膏质云岩；该剖面发育两套台内滩亚相与滩间海亚相旋迥，颗粒滩单层厚度相对较小，主要为泥粉晶颗粒灰岩，上部颗粒滩亚相中部发育一套细粉晶颗粒云岩（图2）。

图3 龙王庙组局限台地相台内滩亚相和云坪亚相地震响应特征图

1.4 台地边缘相

关于四川盆地及周边龙王庙组是否发育台地边缘相带，一直存在争议[10,13]。碳酸盐岩镶边台地沉积模式和缓坡台地沉积模式的不同主要表现为3点：①沉积古地貌是否有明显坡折；②沿斜坡带向台地方向是否出现规模连片的礁滩相；③地层是否有明显加厚的现象。本文作者认为四川盆地及周边龙王庙组发育台地边缘相带，有3方面的证据：①由台地向盆地方向有明显的坡折（图4）；②地层厚度变化明显，在台地内龙王庙组厚度介于100～120 m，在台缘带最厚超过190 m，如利1井厚198 m（图4）、宜地1井厚190 m、芝麻坪剖面厚度为140 m，向盆地方向斜坡相厚度为70～90 m，盆地相厚度为20～30 m；③岩石类型以浅灰色厚层状砂屑云岩为主（图1-d、1-e、图2），下部发育深灰色含泥质条带泥晶灰岩，中部夹薄层粉晶灰岩和颗粒粉晶灰岩，上部厚层状砂屑云岩在露头剖面和井下连续分布，形成连片分布的台地边缘滩相沉积。由此可见，台地边缘相带在研究区整体较发育，为镶边碳酸盐岩台地沉积体系。

最早的粉彩没骨花鸟画出现在康熙晚期，到之后雍正时期逐渐达到清朝粉彩没骨花鸟画的巅峰水平。雍正粉彩花鸟画一般由宫廷造办处作样，画风承袭宫廷国画的风格。当时由于受皇帝的审美影响，流行的画风为恽南田的没骨花鸟画法。由此，那个时期的粉彩没骨花鸟画法无论是从构图、笔法还是设色上都深受恽南田没骨花鸟画的影响。而又由于粉彩的独特绘制工艺的局限，当时并未完全学习恽南田不勾勒线条的方式，而是改为用纤细柔软的细线进行勾勒，之后再在线条之内进行设色渲染。所以说，这个时间的粉彩没骨花鸟画虽有恽南田没骨花鸟画得神韵，却在表现技法上进行了改变。

1.5 斜坡相

斜坡相岩石类型以深灰色泥晶灰岩、含泥质灰岩为主，夹薄层泥质条带、灰质云岩、白云岩。主要发育在盆地东缘。如巫溪县徐家坝剖面厚68 m，底部发育一套碎屑流沉积（图1-f），为典型斜坡相沉积，顶部发育一套角砾白云岩，中部为厚层泥灰岩、泥晶灰岩（图2）。

图4 四川盆地龙王庙组沉积相对比图（东西向）

2 沉积相模式及岩相古地理

2.1 沉积相模式

关于龙王庙组沉积相模式的认识，存在镶边台地模式[10,18]和碳酸盐岩缓坡模式[13]两种认识。本文作者认为其为碳酸盐岩镶边台地沉积模式，发育3条颗粒滩带（简称“三滩”沉积模式），其中一条为台地边缘颗粒滩带，另外两条颗粒滩带发育于局限台地相潟湖亚相两侧。从四川盆地西部到东部依次发育混积潮坪相、局限台地相、开阔台地相、台地边缘相和斜坡—盆地相（图5）。在局限台地相中，发育台内滩亚相、云坪亚相和潟湖亚相。

图5 四川盆地寒武系龙王庙组沉积相模式图

2.2 岩相古地理特征

根据对碳酸盐岩镶边台地“三滩”沉积模式的认识，应用60多口井、30多个露头剖面及全盆地的地震资料，编制了四川盆地及邻区龙王庙组岩相古地理图（图6）。混积潮坪相主要发育砂质云岩和白云质砂岩，分布于盆地的西部广元至雅安一线，呈条带状展布，其在川西南部基本被剥蚀。局限台地相主要发育颗粒云岩、泥粉晶云岩和含盐含膏质云岩，主要分布于川中地区至川东地区，其中以颗粒云岩、泥粉晶云岩为主的云坪—台内滩亚相主要分布于川中地区；川东地区则分布以含盐含膏质云岩为主的潟湖亚相；在成都—资阳一带，由于受绵竹—长宁克拉通内裂陷的影响[19]，沉积水体相对较深，沉积物泥质含量相对较高，台内滩不发育。开阔台地相主要发育颗粒灰岩、颗粒云岩、泥粉晶云岩和泥晶灰岩，主要分布于盆地北缘、东缘。台地边缘相主要发育颗粒云岩，分布于镇巴—天1井—利1井一线，呈条带状展布。斜坡—盆地相主要发育泥晶灰岩、泥灰岩及泥页岩，分布于台地边缘相东侧（图6）。

3 颗粒滩发育特征

3.1 台地边缘滩发育特征

台地边缘滩主要发育浅灰色厚层状中—细晶砂屑云岩、粉晶砂屑云岩、鲕粒云岩、生屑云岩，颗粒云岩之间夹有以泥粉晶云岩、泥晶灰岩和泥质云岩等，单层滩体厚度一般介于5～20 m，累计厚度介于40～90 m。滩体侧向延伸较远、单滩体连续性较好。滩体一般发育于龙王庙组上部，其下部以泥晶灰岩、泥灰岩、角砾云岩等为主（图2、4）。

台地边缘颗粒滩的发育主要受古地貌坡折控制。龙王庙组沉积前，台地边缘带东侧水体较深，为斜坡—盆地沉积；台地边缘带西侧水体较浅，为台地沉积；在台地和斜坡—盆地之间水体深度差别较大，形成了一个高能带，堆积了大量的颗粒沉积物，形成了台地边缘带的厚层颗粒滩沉积带。

台地边缘滩储层较发育，储集空间主要为溶洞、粒间溶孔和晶间溶孔。45个露头样品分析显示，孔隙度介于1.07%～14.57%，平均值为4.48%；渗透率介于0.008～8.680 mD，平均值为0.810 mD。如利1井龙王庙组测井解释储层厚57.2 m，平均孔隙度为8.80%。由此可见，台地边缘滩是高品质储层。

3.2 局限台地相台内滩发育特征

局限台地相台内滩主要发育浅灰色厚层状砂屑云岩、细粉晶云岩和含砾砂屑云岩，颗粒云岩之间夹有泥粉晶云岩、泥质云岩，单层滩体厚度一般介于5～15 m，累计厚度介于20～75 m。滩体分层明显、单滩体有一定的连续性。滩体在整个龙王庙组均有发育，以中部滩体最为连续。

图6 四川盆地及邻区龙王庙组岩相古地理图

图7 龙王庙组台内滩向古隆起上超的地震剖面图

局限台地相台内滩储层发育，储集空间以粒间溶孔、晶间溶孔、溶蚀洞及裂缝为主，孔缝匹配关系良好，属于裂缝—孔洞型储层。磨溪地区700多个样品统计显示，孔隙度介于2.02%～12.11%，平均值为4.04%；渗透率介于0.001～0.100 mD的样品占53.8%，渗透率大于0.100 mD的样品占33.7%，渗透率平均值为1.390 mD。由此可见，局限台地相台内滩是品质较高的储层。

3.3 开阔台地相台内滩发育特征

开阔台地相台内滩主要发育深灰色厚层状砂屑灰岩、砂屑云岩、鲕粒灰岩和泥晶灰岩等，颗粒云岩所占比例较小，单层滩体厚度一般介于2～10 m，累计厚度介于10～50 m。单滩体连续性较差，滩体主要发育于龙王庙组上部（图2、4）。该类滩体目前主要在露头剖面上有发现，其泥质含量较高、溶蚀作用不发育，储层品质较差，很难作为储层。该台内滩的发育受开阔台地相和潟湖控制，在开阔台地相与潟湖之间存在较小的古地貌坡折，水体能量相对较大，堆积了一定量的颗粒沉积物，由于开阔台地相水体相对较深，水体能量不足，所以颗粒滩规模有限。同时，颗粒滩在海平面升降过程中难以暴露接受溶蚀作用和白云石化作用，所以储层品质较差。