普光氣田飛仙關(guān)組層序特征及有利儲(chǔ)層分析

肖夢(mèng)華,姜建偉,王化鴿,王 琪,王 芳

（中國(guó)石油化工股份有限公司河南油田分公司石油勘探開(kāi)發(fā)研究院,河南南陽(yáng) 473132）

普光氣田飛仙關(guān)組層序特征及有利儲(chǔ)層分析

肖夢(mèng)華,姜建偉,王化鴿,王 琪,王 芳

（中國(guó)石油化工股份有限公司河南油田分公司石油勘探開(kāi)發(fā)研究院,河南南陽(yáng) 473132）

為了對(duì)普光氣田主體碳酸巖沉積體系和各種微相特征深入研究,建立區(qū)域地層格架,對(duì)普光氣田主體井層序界面進(jìn)行識(shí)別與劃分。研究表明:主要發(fā)育有升隆侵蝕層序不整合面、海侵上超層序不整合面、水下沉積間斷層序不整合面、局部暴露層序不整合界面和巖性巖相轉(zhuǎn)換界面等五種三級(jí)層序界面,同時(shí)發(fā)育巖性的突變面、沉積相轉(zhuǎn)換面、GR值正向漂移和成巖作用變化等四種四級(jí)層序界面。普光102-1井下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組可劃分為一個(gè)二級(jí)層序、兩個(gè)三級(jí)層序和九個(gè)四級(jí)層序,并對(duì)其中可作為有利儲(chǔ)層的層序進(jìn)行分析。

層序地層;飛仙關(guān)組;普光氣田

Abstract:In order to take in-depth research of the characteristics of the main carbonate sedimentary system and a variety of micro-phase in Puguang Gasfield,and establish the regional stratigraphic framework of the Puguang gas field,we identify and classify the sequence boundary of main wells in Puguang Gasfield.Five kinds of gradeⅢsequence boundaries developed,such as a unconformity sequence surface of the upwarped erosion,transgressive sequence on the super-unconformity surface,subaquatic unconformity sequence surface of the interruption in deposition,unconformity sequence surface of the local exposure,and conversion interface of the lithology and the lithofacies.Four kinds of the gradeⅣsequence boundaries developed such as the surface of discontinuity of the lithology,conversion surface of the sedimentary facies,the surface of the positive drift of the GR value,and the surface of the alternation of the diagenic metamorphism.Lower Triassic Feixianguan Formation of Puguang 102-1 well can be divided into one gradeⅡsequence,two gradeⅢsequences and nine gradeⅣsequences,and some analysis was done to sequences can be used as favorable reservoir.

Key words:sequence stratigraphy;Feixianguan Formation;Puguang Gasfield;

普光氣田位于四川盆地東北部宣漢—達(dá)縣地區(qū)黃金口構(gòu)造雙石廟—普光構(gòu)造帶的北傾伏端,地處川東斷褶帶的東北段,北鄰北西西向的大巴山前緣推覆構(gòu)造帶,是兩組構(gòu)造線的交匯處,為一構(gòu)造—巖性復(fù)合型大型氣藏（圖1）。氣藏圈閉面積為45.6 km2,主要含氣層段為下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組及上二疊統(tǒng)長(zhǎng)興組,均為白云巖儲(chǔ)層。氣藏埋藏深度大,飛仙關(guān)組氣藏中部埋深大于4 980m[1]。已有學(xué)者對(duì)普光氣田飛仙關(guān)組層序地層劃分方案進(jìn)行過(guò)探討[2],綜合分析這些界面（圖2）,參考沉積相研究成果,完成了飛仙關(guān)組層序地層劃分。

圖1 普光氣田地質(zhì)構(gòu)造圖Fig.1 The geological map of Puguang Gasfield

圖2 川東北地區(qū)上二疊統(tǒng)長(zhǎng)興組—下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組層序地層劃分Fig.2 The sequence stratigraphic division of upper Permian Changxing Formation—lower Triassic Feixianguan Formation in northeast Sichuan district

1 三級(jí)層序界面識(shí)別標(biāo)志

1.1 升隆侵蝕層序不整合面

升隆侵蝕不整合在層序界面附近主要表現(xiàn)為長(zhǎng)期遭受暴露侵蝕的古巖溶喀斯特和古土壤層的界面,界面之上一般為低水位體系域,其低水位體系域的構(gòu)成可以是古風(fēng)化殼、古土壤層或是基底殘積物改造后的陸源硅質(zhì)碎屑巖等初始海侵沉積等。

1.2 海侵上超層序不整合界面

海侵上超層序不整合界面主要形成于全球海平面主體上升期,層序界面表現(xiàn)為海侵上超面,界面之上為向上變細(xì)、變深的沉積組合體。研究區(qū)海侵上超層序不整合界面主要形成在晚二疊世時(shí)期。在晚二疊世時(shí)期,由于海平面的快速上升,使得盆地相頁(yè)巖、硅質(zhì)頁(yè)巖不斷向深緩坡相灰?guī)r海侵上超,形成了海侵上超層序不整合界面。

1.3 局部暴露層序不整合界面

局部暴露層序不整合界面形成于全球海平面主體下降時(shí)期,因而在巖石地層具有明顯反映海平面下降的記錄。局部暴露層序不整合界面之上的沉積物性質(zhì)主要取決于沉積間斷的時(shí)間長(zhǎng)短及相關(guān)的其他作用。研究區(qū)局部暴露層序不整合界面在不同時(shí)代的地層中均有發(fā)育,如上二疊統(tǒng)長(zhǎng)興組生物礁頂部、下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組四段等均存在局部暴露侵蝕不整合,上述局部暴露侵蝕不整合多表現(xiàn)為弱沖刷充填、淡水溶蝕和弱暴露等標(biāo)志（圖 3）。

圖3 普光102-1井長(zhǎng)興組頂部侵蝕不整合,左為侵蝕后充填,右為淡水溶蝕的溶孔Fig.3 The unconformity of exposure and erosion at the top of Changxing Formation in Puguang102-1 well

1.4 水下沉積間斷層序不整合界面

水下沉積間斷層序不整合界面在研究區(qū)主要形成在二疊系中,代表海平面主體上升階段的早期。短周期的海平面下降被長(zhǎng)周期的海平面上升掩蓋,所以海平面下降時(shí)沒(méi)有造成陸上暴露。研究區(qū)水下沉積間斷層序不整合面的巖石學(xué)特征為成巖間斷,沉積物表面與海水之間有早期成巖作用形成的硬地和疊加的沉積間斷[3]。

2 四級(jí)層序界面識(shí)別標(biāo)志

海平面的變化是控制層序發(fā)育的主要因素之一,一個(gè)完整的層序反映一次完整的海進(jìn)—海退旋回。研究區(qū)四級(jí)層序界面特征如下:

2.1 巖性突變面

層序界面往往是巖性突變面。在沉積水體相對(duì)較深、沉積特征對(duì)海平面升降變化響應(yīng)明顯的斜坡和臺(tái)地內(nèi)部,這種巖性突變表現(xiàn)明顯。如界面上是粉晶白云巖,界面下是鮞粒云巖,如普光102-1井4 906 m,界面上是深灰色白云巖,界面下是深灰色灰?guī)r。

2.2 沉積相轉(zhuǎn)換面

沉積相向陸、向盆地方向的遷移在單井層序上會(huì)表現(xiàn)為層序界面是沉積相的轉(zhuǎn)換面。這種相轉(zhuǎn)換面在研究區(qū)可表現(xiàn)為兩種不同類型相的轉(zhuǎn)換。

2.3 GR值正向漂移

上升旋回和下降旋回的轉(zhuǎn)換面是海侵轉(zhuǎn)換面,上升旋回在自然伽馬曲線上表現(xiàn)為 GR值逐漸增大的退積變化趨勢(shì),而下降旋回在自然伽馬曲線上表現(xiàn)為 GR值逐漸減小的進(jìn)積變化趨勢(shì)。在沉積相分析的基礎(chǔ)上通過(guò)自然伽馬曲線的疊置樣式變化是進(jìn)行層序劃分的重要方法和手段。

2.4 成巖作用的變化

海侵體系域主要發(fā)生海底成巖作用,以海底膠結(jié)作用和泥晶化作用為主;高位體系域形成時(shí)由于海平面下降,可能導(dǎo)致大氣淡水進(jìn)入,發(fā)生與大氣淡水有關(guān)的成巖作用,如混合水白云巖化、淡水膠結(jié)作用及溶蝕滲濾作用等。如層序頂部鮞粒白云巖容易發(fā)生早期暴露,形成鮞粒內(nèi)溶孔[4-5]。

3 普光102-1井層序地層劃分

普光102-1井是部署在普光構(gòu)造高點(diǎn)的一口開(kāi)發(fā)井（定向井）。該井飛仙關(guān)組與上下地層均呈整合接觸,長(zhǎng)興組未穿。根據(jù)該井地層巖性和沉積發(fā)育特征,將該井下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組劃分為兩個(gè)三級(jí)層序（其中飛一、飛二段為一個(gè)三級(jí)層序,飛三、飛四段為一個(gè)三級(jí)層序,自下而上分別命名為 T1f-Sq1、T1f-Sq2）和九個(gè)四級(jí)層序（圖4）。

圖4 普光102-1井層序地層與沉積相劃分綜合柱狀圖Fig.4 The synthesis column map of sequence and sedimentary facies of Puguang 102-1 well

3.1 三級(jí)層序劃分

（1）T1f-Sq1層序:該層序底界面與上二疊統(tǒng)長(zhǎng)興組頂界面為一個(gè)巖性—巖相轉(zhuǎn)換面,界面下為上二疊統(tǒng)長(zhǎng)興組的深灰色灰質(zhì)白云巖,界面上為飛一段深灰色中厚層狀灰?guī)r。該層序內(nèi)部分為兩個(gè)體系域:海侵體系域（TST）和高水位體系域（HST）。

（2）T1f-Sq2層序:該層序底界面與下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組飛二段頂界面一致,為一個(gè)巖性—巖相轉(zhuǎn)換面。該層序界面上為灰質(zhì)白云巖,下伏飛二段為質(zhì)純的巨厚層狀白云巖,分界明顯。該層序內(nèi)部分為兩個(gè)體系域:海侵體系域（TST）和高水位體系域（HST）。其中,TST為一套局限臺(tái)地相沉積,上部為灰色灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r夾灰質(zhì)白云巖,下部為厚層灰色白云巖和灰質(zhì)白云巖。HST為局限臺(tái)地—蒸發(fā)臺(tái)地—局限臺(tái)地沉積,主要巖性為灰色膏質(zhì)灰?guī)r與棕紅色泥質(zhì)白云巖、深灰色白云巖呈不等厚互層,該部分有電性特征可見(jiàn)向上變淺變粗的進(jìn)積—加積準(zhǔn)層序組。

3.2 四級(jí)層序劃分

普光102-1井飛仙關(guān)組以碳酸鹽臺(tái)地沉積為主,在飛二段發(fā)育有碳酸鹽臺(tái)地邊緣沉積,處于T1f-Sq1的HST中。飛仙關(guān)組在研究區(qū)共發(fā)育兩個(gè)三級(jí)層序T1f-Sq1和T1f-Sq2。T1f-Sq1相當(dāng)于飛一段和飛二段地層,自下而上包括 T1f-Ms1、T1f-Ms2、T1f-Ms3、T1f-Ms4 、T1f-Ms5、T1f-Ms6等六個(gè)四級(jí)層序;T1f-Sq2相當(dāng)于飛三段和飛四段地層,包括 T1f-Ms7、T1f-Ms8、T1f-Ms9等三個(gè)四級(jí)層序。

（1）T1f-Ms1:分布于飛一段底部,層序底界位于井深5 856m,頂界位于井深5 792 m,視厚64 m,巖性下部為一套厚層深灰色灰?guī)r,上部為深灰色云巖。

（2）T1f-Ms2:分布于飛二段下部,層序底界位于井深5 792 m,頂界位于井深5 740 m,視厚52 m,為一套厚層白云巖,色均,質(zhì)純,性硬、脆,巖屑呈片狀,成份為白云石與 HCl-,熒光試驗(yàn)無(wú)顯示。

（3）T1f-Ms3:分布于飛二段中下部,層序底界井深5 740 m,頂界井深5 690 m,視厚50 m,巖性為厚層狀白云巖。

（4）T1f-Ms4:分布于飛二段中上部,層序底界井深5 690 m,頂界井深5 555 m,視厚135 m,由大套殘余鮞粒白云巖、溶孔粉晶鮞粒白云巖、溶孔殘余砂屑粉晶白云巖、溶孔粉—亮晶殘余鮞粒白云巖、溶孔粉—細(xì)晶殘余鮞粒白云巖、砂屑粉晶白云巖、灰色粉晶白云巖不等厚互層,溶孔發(fā)育,被方解石和炭質(zhì)瀝青充填,廣泛發(fā)育縫合線構(gòu)造,斜交裂縫和垂直裂縫較發(fā)育,見(jiàn)少量瓣腮類生物痕跡。

（5）T1f-Ms5:分布于飛二段上部,層序底界井深5 555 m,頂界面井深5 518 m,視厚37 m,由厚層灰色、深灰色白云巖、粉晶白云巖、灰質(zhì)云巖構(gòu)成,為局限臺(tái)地相。

（6）T1f-Ms6:分布于飛二段頂部,層序底界井深5 518 m,頂界面井深5 480 m,視厚28 m,巖性為厚層灰色、深灰色白云巖,為局限臺(tái)地相。

（7）T1f-Ms7:分布于飛三段下部,層序底界井深5 480 m,頂界面井深5 424 m,視厚56 m,主要巖性厚層灰色白云巖、云質(zhì)灰?guī)r和灰質(zhì)白云巖,為局限臺(tái)地灰云坪相。

（8）T1f-Ms8:分布于飛三段上部,層序底界井深5 424 m,頂界面井深5 360 m,視厚64 m,主要巖性為灰質(zhì)云巖和云質(zhì)灰?guī)r,為局限臺(tái)地沉積,處于三級(jí)層序海平面上升晚期—下降早期,顆粒巖不發(fā)育。

（9）T1f-Ms9:分布于飛三段頂部—飛四段,層序底界井深5 360 m,頂界井深5247 m,視厚113 m。在區(qū)域性水體變淺的格局下形成了一套灰質(zhì)云巖、灰色膏質(zhì)灰?guī)r與棕紅色泥質(zhì)白云巖、深灰色白云巖不等厚互層的巖石組合。

4 有利儲(chǔ)層分析

三級(jí)層序內(nèi)部分為兩個(gè)體系域:海侵體系域（TST）和高水位體系域（HST）。

TST為一套開(kāi)闊臺(tái)地相沉積,主要由深灰色中厚層狀灰?guī)r組成,可見(jiàn)由中厚層灰?guī)r夾少量泥質(zhì)條帶組成的向上變深的退積準(zhǔn)層序組,不能作為有利儲(chǔ)層。HST為局限臺(tái)地—臺(tái)地邊緣—局限臺(tái)地沉積,顆粒含量較高,主要由深灰色白云巖、粉晶白云巖、亮晶鮞粒白云巖、粉晶砂屑白云巖、細(xì)晶白云巖、殘余鮞粒白云巖組成,可見(jiàn)由厚層亮晶含鮞粒砂屑云巖組成的向上變淺變粗的進(jìn)積—加積準(zhǔn)層序組。巖石類型與沉積相帶判斷,可以作為有利儲(chǔ)層。

四級(jí)層序總共分為九個(gè)。

（1）T1f-Ms1:本層序上升旋回處于三級(jí)層序T1f-Sq1的上升時(shí)期（TST）,沉積水體較深,顆粒巖不發(fā)育,儲(chǔ)集性較差;下降半旋回時(shí),水體變淺,巖性發(fā)生變化,沉積環(huán)境由開(kāi)闊臺(tái)地向局限臺(tái)地演變。

（2）T1f-Ms2:本層序處于 T1f-Sq1高位域海平面的下降初期,沉積水體開(kāi)始變淺,為局限臺(tái)地云坪微相,儲(chǔ)集性能較差。

（3）T1f-Ms3:本層序處于 T1f-Sq1高位域海平面的下降期,沉積水體持續(xù)變淺,仍為局限臺(tái)地云坪微相,儲(chǔ)集性能較差。

（4）T1f-Ms4:本層序內(nèi)顆粒巖發(fā)育,沉積水體持續(xù)變淺,沉積水體能量強(qiáng),為臺(tái)地邊緣鮞灘相,可以作為良好儲(chǔ)層段。

（5）T1f-Ms5:本層序下部巖性為深灰色白云巖—粉晶白云巖沉積,粒度變細(xì),說(shuō)明水體有所上升;上部巖性為灰質(zhì)云巖—白云巖沉積,說(shuō)明水體有所下降,儲(chǔ)集性能較差。

（6）T1f-Ms6:本層序處于 T1f-Sq1海平面下降末期,沉積水體持續(xù)變淺,沉積水體能量較強(qiáng),顆粒巖發(fā)育,儲(chǔ)集性能較好。

（7）T1f-Ms7:本層序處于三級(jí)層序 T1f-Sq2的海侵體系域內(nèi),水體加深,顆粒巖分布規(guī)模減小,儲(chǔ)集性能逐漸偏差。

（8）T1f-Ms8:主要巖性為灰質(zhì)云巖和云質(zhì)灰?guī)r,為局限臺(tái)地沉積,處于三級(jí)層序海平面上升晚期—下降早期,顆粒巖不發(fā)育,儲(chǔ)集性能最差。

（9）T1f-Ms9:在區(qū)域性水體變淺的格局下形成了一套灰質(zhì)云巖、灰色膏質(zhì)灰?guī)r與棕紅色泥質(zhì)白云巖、深灰色白云巖不等厚互層的巖石組合,儲(chǔ)集性能較好,可以作為良好的儲(chǔ)層段。

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)普光102-1井三級(jí)層序、四級(jí)層序的分析表明:

（1）普光氣田飛仙關(guān)組屬碳酸鹽臺(tái)地相,可細(xì)分為開(kāi)闊臺(tái)地、局限臺(tái)地、蒸發(fā)臺(tái)地和臺(tái)盆等四個(gè)亞相。巖石以砂屑灰?guī)r、鮞?；?guī)r、生物碎屑灰?guī)r、顆粒白云巖、硅質(zhì)巖和泥灰?guī)r為主,其中鮞粒灰?guī)r和生物碎屑灰?guī)r為主要的儲(chǔ)集層。

（2）該井飛仙關(guān)組地層劃分為兩個(gè)三級(jí)層序。高位體系域多形成高能鮞灘、介殼灘及生物礁環(huán)境,從而發(fā)育鮞?；?guī)r、生物碎屑灰?guī)r等儲(chǔ)集巖層。而海侵體系域則可形成于蒸發(fā)環(huán)境的白云巖,發(fā)育云坪和孔隙型白云巖。在 T1f-Ms4中發(fā)育臺(tái)地邊緣鮞灘相,為該井良好儲(chǔ)層段,位于層序的高位體系域中;在 T1f-Ms2、T1f-Ms3層序中發(fā)育局限臺(tái)地潮坪相,白云巖大量發(fā)育,有相當(dāng)?shù)膬?chǔ)集能力。

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The sequence characteristics and favorable reservoir of Feixianguan Formation in Puguang G asfield

Xiao Menghua,Jiang Jianwei,Wang Huage,Wang Qi,Wang Fang

（Research Institute of Petroleum Exploration&Development of SINOPEC Henan Oilf ield Company,Nanyang473132）

TE121.3

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2010.04.050

1008-2336（2010）04-0050-06

2010-05-12;改回日期:2010-07-28

肖夢(mèng)華,男,1984年生,長(zhǎng)江大學(xué)礦物學(xué)巖石學(xué)礦床學(xué)專業(yè),現(xiàn)從事沉積學(xué)與層序地層學(xué)方向研究。E-mail:xmh110@126.com。