百色探区中三叠统兰木组沉积相研究

2021-03-08刘喜欢闫一帆林小兵杨芝文

复杂油气藏 2021年4期

刘喜欢，闫一帆，林小兵，杨芝文

（1.中国石化江苏油田分公司勘探开发研究院，江苏扬州 225009；2.成都理工大学，四川成都 610002）

百色探区位于百色盆地东部坳陷田东-田阳地区，中三叠统兰木组碳酸盐岩在岩溶作用改造下，可形成缝洞孔隙型和裂缝孔隙型储层，具备形成优质潜山储层的良好条件。

相较于整个华南板块及南盘江盆地而言，前人针对百色盆地的研究成果相对较少，已有成果主要集中在新生界古近系的那读组湖相碳酸盐岩储层［1］、那读组砂岩碎屑物源分析研究［2-4］及百岗组物源关系分析［5-6］等方面。对兰木组的研究，重点集中在岩溶储层特征及发育机制方面，如黄开创等［7］认为兰木组发育生物礁，沉积相对该地区储层发育起明显的控制作用；叶茂林等［8］则重点对兰木组灰岩的古岩溶作用发育时期进行了分析。对兰木组灰岩的沉积环境的研究较为缺乏。将百色探区置于南盘江坳陷大背景下，以往的研究成果认为，中三叠统发育孤立台地沉积［9］。

经长期剥蚀和岩溶改造后，兰木组残余灰岩在研究区呈孤立块状不均匀分布，上法地区灰岩分布范围较大，约43 km2，灰岩最大厚度600 m；朔元地区28 km2，最大厚度约200 m；花茶地区7.5 km2，灰岩最大厚度大于350 m。

百色探区兰木组潜山油藏有较好的发现，为了进一步推动灰岩潜山勘探开发，亟待深入开展沉积相等基础性研究工作。通过最新资料梳理研究发现，百色探区兰木组碳酸盐岩中发育不受陆源碎屑影响的较纯的颗粒灰岩、泥晶灰岩，也发育受陆源碎屑影响的砂质颗粒灰岩，整体呈现碳酸盐岩-碎屑岩混积的岩性组合特征。因此，对兰木组开展沉积相研究，明确灰岩沉积环境，可为揭示兰木组储层发育特征及分布规律，进而为百色探区灰岩潜山油气勘探提供基础资料。

1 区域地质背景

百色探区构造上位于南盘江坳陷东南部（图1），是在中三叠统褶皱基底上形成的北断南超的箕状断陷盆地。

图1 百色探区位置及灰岩残厚等值线

中三叠世后，桂西地区上升为陆地，百色探区结束了海洋沉积环境，并长期遭受剥蚀，灰岩残留分布整体受老断层及差异剥蚀控制，仅在局部残留，周边同期地层被剥蚀殆尽。其后的古近系，在右江断裂控制下，沉陷成箕状断陷盆地，发育了一套陆相湖泊—三角洲沉积，并形成多套生油层-储集层组合［10-12］。

结合岩电性特征，兰木组纵向上可分为六个层段，从老至新依次为H6～H1。

H6 主要为大套暗色泥岩夹薄层泥灰岩或钙质粉砂岩，为区域标志层；H4 泥夹灰岩段可作为局部标志层。H1、H2、H3和H5以灰岩为主，局部夹薄层泥岩（图2）。

图2 百色探区中三叠统兰木组小层划分（H6—H1）

2 中三叠统兰木组岩性特征及沉积环境识别

由于沉积环境的差异，百色盆地中三叠统兰木组发育多种岩石类型。其中主要的岩石类型包括灰岩、泥岩和砂岩。

2.1 灰岩岩性特征及沉积环境

兰木组灰岩类型多样，主要包括藻黏结灰岩、生物礁灰岩、颗粒（藻砂屑、砂屑、生屑）灰岩、泥晶灰岩、云质灰岩、岩溶角砾岩等。

从H6～H1 层的灰岩中，普遍发育与蓝细菌和藻类相关的沉积构造，具有重要的指示环境的意义。藻纹层以波状或似球粒状发育（图3a），纹层间发育窗格孔，被晶粒方解石充填。藻凝块、核形石发育，核心为生物碎屑，藻纹层包壳较为完整，藻丝体特征清晰，指示了典型的潮坪—局限台地沉积环境（图3b）。

藻屑灰岩在各个小层均有发育（图3c、3d），藻砂屑大小不一，砂屑内藻丝体隐约可见，粒间通常充填亮晶方解石胶结。藻砂屑阴极发光特征为红褐色，早期方解石胶结不发光（图3e、3f），指示了相对高能的沉积环境（如潮道、台内滩）。

在F8 井、憧舍剖面等兰木组灰岩中，发育藻黏结灰岩（图3g），苔藓虫障积礁灰岩（图3h），为台内丘礁沉积。

部分藻灰岩中，见陆源碎屑石英（图3i）；在岩心或岩性剖面中，见薄层砂泥岩夹层，呈现混积潮坪特征（图3j）。

另外见泥晶灰岩（图3k）与风暴成因生屑灰岩（图4l）发育。其中生屑灰岩中双壳类幼体壳体破碎、略定向排列，为风暴成因，揭示了相对水深、低能的开阔海环境。

灰岩云化程度弱，在亮晶藻砂屑灰岩中见少量白云石沿缝合线分布（图3m），为埋藏云化的结果。另发育岩溶角砾岩（图3n），基岩多为微晶藻砂屑灰岩，砾间充填陆源碎屑泥及粉砂。

图3 百色探区兰木组灰岩沉积特征

2.2 泥岩-碎屑岩岩性特征

灰岩段之下，以H6 小层为主发育一套泥岩沉积，局部夹薄层粉砂岩和泥晶灰岩。发育波痕、脉状层理、羽状交错层理等，主要为潮坪—浅水陆棚沉积环境（图4）。

图4 百色探区兰木组泥岩-碎屑岩沉积特征

3 中三叠统兰木组沉积相纵横向演化

上述岩性特征揭示了兰木组H6～H1 小层灰岩-碎屑岩发育规模及组合存在明显差异。纵向上的变化规律表现为:下部以泥岩为主，向上碳酸盐岩逐渐增厚，揭示了水体变清、陆源碎屑含量减少、灰岩变纯的过程，且在碳酸盐岩上部，颗粒滩与藻丘沉积逐渐增多（图5）。

图5 F25井与F25C井纵向岩性组合变化及沉积环境演化

比如底部H6 小层岩性组合以泥岩夹泥晶灰岩为主，整体呈现为浅水陆棚沉积格局。H5小层为藻砂屑灰岩、泥晶灰岩为主，夹泥灰岩，为开阔台地台内滩—滩间海沉积。H4 小层岩性组合又变为泥晶灰岩夹泥岩，为开阔海—浅水陆棚沉积。H3～H1主要为藻砂屑灰岩、藻纹层灰岩与藻黏结（礁）灰岩，为潮坪和台内礁滩沉积环境。各小层沉积环境依次为浅水陆棚—开阔台地—局限台地—潮坪，经历了两个水体变浅的旋回演变过程。

并且，从不同地区残余的灰岩特征对比来看，朔元地区保留的主要为底部灰岩部分，发育开阔台地—局限台地沉积；上法地区灰岩保存相对完整，形成一个完整的浅水陆棚—开阔台地—局限台地—潮坪旋回（图6）。

图6 百色探区不同灰岩残留地区沉积相对比

4 中三叠统兰木组沉积相平面展布规律及沉积模式

根据兰木组沉积相纵横向特征分析，可以编制百色探区兰木组沉积相平面展布图。本文以小层为沉积相平面图编制单元，根据岩性组合特征进行沉积相平面图的编制。结果表明，中三叠统兰木组H6 小层沉积期，百色探区主要发育浅水陆棚沉积，局部发育灰泥丘；H4～H5 小层沉积期，百色探区整体为开阔台地沉积，在上法和朔元的局部地区发育台内滩；H1～H3 小层沉积期，百色探区整体为潮坪—局限台地沉积格局，在局限台地内普遍发育台内礁（丘）、滩。

基于此，建立了百色探区兰木组沉积模式。从模式中可以看出，研究区在兰木组沉积期，整体经历了从浅水陆棚—开阔台地—潮坪/局限台地的沉积格局，局部发育礁（丘）、滩，随着海平面升降发生迁移，礁滩体纵向上叠置、横向局部连片，岩性较纯，且原生孔发育，叠加后期岩溶改造，利于形成优质储层（图7）。