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川东南地区长兴组层序充填特征及沉积模式

2012-09-12罗宇翔陈桂阳

天然气技术与经济 2012年6期
关键词:层序微晶长兴

罗宇翔 曹 哲 陈桂阳 周 彬

(1.湖南省地质矿产勘查开发局402队,湖南 长沙 410000;2.东方地球物理公司研究院地质研究中心,河北 涿州 072750;3.中国石油长庆油田公司第二采气厂,陕西 榆林 719000;4.中国石油长庆油田公司第二采油技术服务处,陕西 西安 745600)

0 引言

四川盆地作为一个重要的含油气单元,许多学者对该地区不同区块的不同层位作了大量的研究[1-5]。继普光气田发现之后,川东北元坝地区油气勘探亦获得了较大的突破。川东南地区是否发育类似有利的油气聚集带,值得进一步研究,该地区也应作为勘探重点之一。川东南地区在构造位置上属于川东南陡褶带和川南低陡褶带[6],施泽进等通过对川东南地区灯影组储层特征及控制因素的研究,揭示了该地区灯影组储层为低孔低渗的裂缝—孔洞型储层,沉积环境控制了储层形成的物质基础,而成岩作用可对储层进行改造,决定了储层的储集物性[7];徐胜林等对川东南地区早三叠世飞仙关组古地理特征及演化进行了研究[8];施泽进等运用地震相分析对川东南地区茅口组沉积相进行了研究[9]。尽管前人对川东南地区油气勘探进行了一定的研究,但是对上二叠统长兴组来说,并未见层序充填结构及成藏效应方面的研究。笔者主要以钻井资料为基础,结合前人研究成果,对川东南地区长兴组层序充填结构进行探讨,并进一步讨论成藏效应。这对该地区的油气进一步勘探具有一定的理论和实际意义。

目前,对于川东南地区长兴组的沉积格局在认识上存在较大分歧,主要的争议焦点集中在开江—梁平海槽是否与东部的鄂西海槽相通。通过对该地区构造、长兴组(大隆组)与飞仙关组沉积物厚度的互补关系、钻井与地震等资料的综合分析,并结合雍自权等(内部交流)关于该地区长兴组时期构造活动的研究成果,即认为该时期区内发育的两条同生古断裂控制着该地区的沉积格局,故笔者认为长兴组时期开江—梁平海槽向东南方向进一步延伸,并贯通至东部的鄂西海槽。

1 层序划分及界面性质

前人对四川盆地长兴组的层序划分做了大量的研究,其中马永生等(2005)[10]将川东北地区长兴组划分为2个三级层序。本次研究通过对川东南地区长兴组岩性剖面结构、相序和岩相转换面及最大海泛面等的分析,将该地区长兴组划分为2个三级层序,分别称为下层序(SQ1)和上层序(SQ2),其中2个三级层序的顶界面均为Ⅰ型层序界面,下层序的底界面为长兴组与龙潭组的分界面,为一个岩相转换面。

2 层序充填特征

研究区内长兴组于不同的沉积时期,其层序充填特征及沉积模式存在差异。下面以长兴组三级层序为单元讨论长兴组的层序充填特征及沉积模式。

2.1 下层序层序充填特征及沉积模式

长兴组下层序沉积时期研究区以发育缓坡型沉积为主,且下层序海侵体系域(TST)沉积时期发育的层序充填特征与高水位体系域(HST)沉积时期有所不同(图1)。

长兴组下层序TST沉积时期,相对海平面处于上升状态,沉积水体因海平面的升高而变深,同时区内碳酸盐生长速率小于相对海平面的上升速率,使得该时期研究区浅缓坡区带内以沉积微晶灰岩为主,如Xl1井;深缓坡区带内则以沉积泥灰岩、含泥灰岩、燧石结核灰岩为主,如Ya18井。这些沉积物均为较深水沉积环境的产物。总的来说,该时期区内因相对海平面的上升,礁滩体不发育,沉积物以较深水沉积产物为主,其堆积方式以退积为主。

图1 长兴组下层序层序充填特征及沉积模式图

长兴组下层序HST沉积时期,与下层序TST沉积时期相比,研究区仍为缓坡型沉积模式,但亦存在差异。HST沉积时期,区内相对海平面由快速上升转变为缓慢上升,并进一步转为缓慢下降,此时区内碳酸盐生长速率加快,从而使得区内沉积物发生变化。区内深缓坡区带内以发育微晶灰岩、泥灰岩为主,如Ya18井;浅缓坡区带内部分地势相对较低的区域仍以发育沉积微晶灰岩为主,如X19井、Bx1井,但受沉积和风暴作用的共同影响,该区带内局部地区则堆积具地貌隆起优势的风暴成因的生屑滩,这些地貌隆起与其周围地势相比,具有水体相对较浅、能量相对较强及透光性好的特征,从而有利于海绵、珊瑚等各种造礁生物的生长繁殖,可发育储集物性好的生物礁体,如W119井、Xl1井、B1井。生物礁的快速生长及相对海平面的下降,使得礁体发育的地势高区域水体能量由强变弱,从而发育潮坪相泥晶灰岩沉积物,受五级层序控制的相对海平面振荡性下降上升,潮坪相沉积物间歇性地出露水面并发生准同生白云石化作用和回流渗透白云石化作用,形成储集物性较好的白云岩。总的来说,由于相对海平面的变化,该时期区内沉积物的堆积方式以加积和退积为主,沉积物类型也有所变化,其中深缓坡区带内以发育微晶灰岩、含泥灰岩等深水沉积物为主;浅缓坡相带内地势较低区域以发育微晶灰岩为主,局部高地势区域则发育礁滩体,通常于礁体或滩体顶部发育一套潮坪相沉积,且普遍发生白云石化作用,形成储集物性较好的白云岩。

2.2 上层序层序充填特征及沉积模式

长兴组上层序沉积时期研究区的沉积模式与下层序沉积时期相比已发生了变化,主要发育碳酸盐岩台地沉积模式,且上层序TST沉积时期与HST沉积时期相比,亦存在差异(图2)。

下层序HST沉积晚期,区内沉积模式由缓坡演变为碳酸盐岩台地的雏形,初步具有碳酸盐岩台地的特征。上层序TST沉积时期,相对海平面再一次上升,沉积水体随之变深,区内各区带沉积物存在差异,其中开阔台地相带内以沉积微晶灰岩为主,局部地势低的洼地则以沉积含泥灰岩或燧石结核灰岩为主;台地边缘相带处于相对高地势区域,受高频海平面振荡变化的控制,该相带内沉积物表现为微晶灰岩与生物碎屑灰岩的间互发育;斜坡相带内因其水体较深,以沉积微晶灰岩、燧石结核灰岩为主。总之,上层序TST沉积时期,开阔台地相带内以沉积微晶灰岩为主,台地边缘相带以微晶灰岩与生物碎屑灰岩的间互发育为主,斜坡相带内以沉积微晶灰岩、燧石结核灰岩为主,该时期因处于相对海平面的上升期,沉积物的堆积方式以退积为主。

图2 长兴组上层序层序充填特征及沉积模式图

上层序HST沉积时期与上层序TST沉积时期相比,研究区仍为碳酸盐岩台地沉积模式,但有所不同。HST沉积时期区内相对海平面由快速上升转变为缓慢上升,并进一步转为缓慢下降,但研究区内沉积物表现出差异性。其中开阔台地相带内低洼区域仍以微晶灰岩、含泥灰岩或燧石结核灰岩间互发育为主,但微晶灰岩在厚度上占优势,如X19井、W119井、Bx1井等。此外,野外露头资料显示,开阔台地相带内局部地势高区域可发育礁滩体;台地边缘相带因处于水体能量最强的部位,通常更易于发育礁滩体,这些礁滩体常阻碍水体对相邻的台地相带的作用,使得该相带内沉积物发育厚度明显大于开阔台地相带的沉积物发育厚度,台地边缘相带内沉积物以微晶灰岩、生物碎屑灰岩、礁灰岩为主。受高频层序的控制,生屑滩或生物礁顶部常发育一套潮坪相沉积物,并发生白云石化作用,形成储集物性较好的白云岩,若白云石化作用强烈,礁滩体亦可发生部分或全部白云石化,形成有利的滩相、礁相或礁滩复合体储层;斜坡相带内上层序HST下部以发育微晶灰岩为主,上部则表现为微晶灰岩与含泥灰岩、燧石结核灰岩间互发育。总的来说,研究区开阔台地相带内以沉积微晶灰岩为主,台地边缘相带内以沉积微晶灰岩、生物碎屑灰岩、礁灰岩为主,斜坡相带内以微晶灰岩为主,上部则为微晶灰岩与含泥灰岩、燧石结核灰岩间互发育。该时期因处于相对海平面的缓慢上升期至缓慢下降期,沉积物的堆积方式以加积和进积为主。

3 结论

1) 研究区长兴组可划分为2个三级层序,分别为上层序和下层序,均由TST和HST构成。

2)长兴组下层序沉积时期,研究区以缓坡型沉积为主,其中TST沉积时期浅缓坡相带内以沉积微晶灰岩为主,深缓坡相带内以沉积泥灰岩、含泥灰岩、燧石结核灰岩为主,且该时期沉积物堆积方式以退积为主;HST沉积时期,浅缓坡相带内以发育微晶灰岩为主,部分地势高区域则发育部分生物碎屑灰岩、礁灰岩等,深缓坡相带内以发育含泥灰岩等深水沉积物为主,该时期沉积物堆积方式以加积和进积为主。

3)长兴组上层序沉积时期,研究区发育碳酸盐岩台地沉积,该时期开阔台地相带内以发育微晶灰岩为主,但HST沉积时期局部高地势区域发育一定规模的礁滩体;上层序TST沉积时期台地边缘相带沉积物以微晶灰岩为主,同时发育一定规模的生物碎屑灰岩,而HST沉积时期以发育生物碎屑灰岩、礁灰岩为主;斜坡相带内以含泥灰岩、燧石结核灰岩等深水沉积物为主。上层序TST沉积时期区内沉积物堆积方式以退积为主,而HST沉积时期其堆积方式则转变为以加积和进积为主。

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