涪陵地區(qū)下三疊統(tǒng)飛仙關組層序地層分析

楊瑩瑩，李國蓉，郭 川，李文茂

（1.成都理工大學；2.成都理工大學“油氣藏地質及開發(fā)工程”國家重點實驗室；3.中國石化西南油氣田分公司勘探開發(fā)研究院）

涪陵地區(qū)下三疊統(tǒng)飛仙關組層序地層分析

楊瑩瑩1，李國蓉2，郭 川1，李文茂3

（1.成都理工大學；2.成都理工大學“油氣藏地質及開發(fā)工程”國家重點實驗室；3.中國石化西南油氣田分公司勘探開發(fā)研究院）

依據層序地層學的基本原理，結合研究區(qū)巖石類型和測井曲線所反映的沉積旋回以及疊置結構等的綜合分析識別，將涪陵地區(qū)下三疊統(tǒng)飛仙關組劃分為2個三級層序、11個四級層序及20個五級層序。通過關鍵界面的控制作用，以及低頻層序對高頻層序的控制作用，建立了區(qū)內飛仙關組三級層序及高頻層序地層格架。

飛仙關組；三級層序；高頻層序；涪陵地區(qū)

涪陵地區(qū)位于川東南探區(qū)的東北部，構造上屬于川東褶皺帶萬縣復向斜礁石壩—茍家場—黃泥塘的斜列背斜帶（圖1）。早在20世紀30年代初，前人曾作過地面地質調查[1］，之后針對二疊系—三疊系也作過一定的勘探工作。隨著普光、元壩、毛壩等大型、特大型氣田的發(fā)現(xiàn)，環(huán)開江—梁平“陸棚”再次成為勘探工作的重點[2-4］。涪陵地區(qū)正好位于開江—梁平“陸棚”西側的臺緣生物礁發(fā)育有利相帶的東南端，因此，需要進一步精細刻畫涪陵地區(qū)的層序格架，為下一步的工作提供理論依據。

圖1 涪陵地區(qū)構造位置示意圖Fig.1 Structural location of Fuling area

1 下三疊統(tǒng)飛仙關組三級層序及高頻層序劃分的依據

層序地層的定義及發(fā)育特征，是層序劃分方法的主要依據，層序為由不整合面或者與其可對比的整合面限定的一套成因上有聯(lián)系的、相對整合的地層[5］。 因此，層序界面（不整合面）、疊置結構（成因上有聯(lián)系）、測井曲線反映的沉積旋回等標志就成為層序地層劃分的主要依據。

1.1 下三疊統(tǒng)飛仙關組三級層序劃分的依據

1.1.1 巖性及巖石組合類型轉換的界面

層序界面上下存在2種突變情況：一是臺地相區(qū)，表現(xiàn)為由淺突然變深；二是深水陸棚相區(qū)，表現(xiàn)為由深突然變淺。因此，沉積環(huán)境的突變，必然導致層序界面上下物質差異明顯。

飛仙關組第1個三級層序（SQ1）底界面在臺地邊緣和斜坡相區(qū)界面上下，表現(xiàn)為水體由深變淺的轉換，如興隆1井井深4 587 m處為差異明顯的層序界面，在4 587 m之上為水體相對較深的灰色灰?guī)r以及灰色含泥灰?guī)r，之下為水體較淺的灰色含灰質白云巖以及灰白色白云巖（圖2）。

層序關鍵界面往往表現(xiàn)為巖性轉換的界面。如金雞1井在3 576 m之下為厚層的紫紅色泥巖與薄層的膏質灰?guī)r互層，代表混積潮坪相；3 576 m之上為泥灰?guī)r與厚層灰?guī)r，代表開闊臺地相沉積。因此在3 576 m處亦可指示為一層序界面。

圖2 涪陵地區(qū)飛仙關組綜合柱狀圖（興隆1井）Fig.2 General columnar section of Feixianguan Formation in Fuling area

1.1.2 地層疊置結構標志

地層疊置模式有進積式、退積式、加積式之分，它們與海平面變化有著密切的關系，并且地層疊置結構轉換面的位置往往是三級層序的關鍵界面[6］。以興隆1井為例（圖2），飛仙關組底部為灰色白云質灰?guī)r，向上發(fā)育深灰色含泥灰?guī)r、灰色灰?guī)r，代表海水逐漸變深的退積式地層疊置結構，之后，向上發(fā)育一系列中—厚層灰色或深灰色灰?guī)r與薄層灰色白云質灰?guī)r互層，代表海水逐漸變淺的進積式地層疊置結構，至此，形成退積式→進積式地層疊置旋回。在此次旋回之后，發(fā)育薄—中層灰色灰?guī)r，反映海平面再次上升，表現(xiàn)為退積式地層疊置結構，向上巖性為鮞狀灰?guī)r→灰色白云質灰?guī)r→深灰色白云巖→泥質白云巖→紫紅色泥巖，反映海水逐漸變淺的進積式地層疊置旋回。由此可見飛仙關組發(fā)育2套三級層序。

1.2 下三疊統(tǒng)飛仙關組高頻層序劃分依據

對于碳酸鹽巖來說，高頻層序均表現(xiàn)為向上變淺的旋回[7-8］，這種向上變淺旋回由一個面分開，該面以較淺水沉積相突然變?yōu)檩^深水沉積相為特征，故高頻層序具有2個特征，即一個水體向上突然變深的界面，和一個水體向上變淺的旋回，它們是高頻層序劃分的基本出發(fā)點[9-10］。以此思路對涪陵地區(qū)飛仙關組進行了高頻層序的劃分。研究表明，該區(qū)可通過巖石類型和測井曲線反映的沉積旋回來實現(xiàn)高頻層序的劃分[11］。

1.2.1 巖石類型反映的沉積旋回

高頻層序形成過程中，伴隨著海平面和海水深淺的變化，巖石類型也將發(fā)生變化，它們在縱向上有規(guī)律地排列、變化和重復，組成多個沉積旋回[12］。由此，巖石類型反映的沉積旋回是高頻層序劃分的基本依據。

飛仙關組巖石類型多樣，且不同巖石類型反映的沉積環(huán)境有所差異[13］。微晶（泥）灰?guī)r一般代表水體相對較深的低能環(huán)境；碎屑灰?guī)r代表水體較淺、能量較高的沉積環(huán)境；鮞粒灰?guī)r代表水體更淺、能量最高的沉積環(huán)境；泥云巖和泥頁巖則代表能量小、常暴露的潮坪環(huán)境。各巖性代表的水體深度序列大體為：微晶（泥）灰?guī)r類＞碎屑灰?guī)r類＞鮞?；?guī)r類＞泥云巖類/泥頁巖類。巖性組合如果出現(xiàn)與此相反的序列，就有可能存在水體突然變深的過程，即可能發(fā)育有高頻層序界面，以此對高頻層序界面進行識別。在寶1井第2個三級層序高水位體系域上部3 652.4 m處為一套灰色灰?guī)r→灰色鮞粒灰?guī)r巖性旋回，反映了水體逐漸變淺的特征，在此處上部也為一套灰色灰?guī)r→灰色鮞?；?guī)r巖性旋回，故3 652.4 m處應為一高頻層序的界面（圖3）。

1.2.2 測井曲線反映的沉積旋回

圖3 剖陵地區(qū)飛仙關組高頻層序特征（寶1井）Fig.3 High-frequency sequence characteristics of Feixianguan Formation in Fuling area

關于泥質含量與海平面的變化，存在水體相對較深的開闊環(huán)境和淺水受限環(huán)境2種情況[14-15］。在較深水區(qū)的高頻層序中，泥質含量表現(xiàn)為向上變少，自然伽馬曲線總體表現(xiàn)為由高到低的旋回（圖4）；在淺水受限環(huán)境中，泥質含量向上增加，自然伽馬曲線總體表現(xiàn)為由低到高的旋回。由此可根據自然伽馬曲線的旋回性來識別高頻層序。

2 下三疊統(tǒng)飛仙關組三級層序及高頻層序劃分與層序地層格架的建立

通過上述下三疊統(tǒng)飛仙關組三級層序及高頻層序的劃分依據，本次研究對該區(qū)多口井的飛仙關組地層進行了三級層序、四級層序和五級層序的劃分，并建立了飛仙關組三級層序及高頻層序地層剖面。圖5為研究區(qū)4口井的高頻層序橫向對比剖面（4口井的平面位置見圖1），其特征如下：

（1）該區(qū)飛仙關組可劃分為2個三級層序，自下而上依次稱為第1個三級層序（SQ1），第2個三級層序（SQ2）。其中，第1個三級層序（SQ1）由4個四級層序、8個五級層序構成；第2個三級層序（SQ2）由7個四級層序、12個五級層序構成。

圖5 涪陵地區(qū)飛仙關組三級及高頻層序地層格架（南西—北東向）Fig.5 The third-order and high-frequency sequence stratigraphic framework of Feixianguan Formation in Fuling area

（2）該區(qū)飛仙關組受沉積演化控制，三級層序主要發(fā)育海侵體系域和高水位體系域。第1個三級層序（SQ1）中，海侵體系域由1個四級層序、2個五級層序構成，巖性主要為一套微晶泥灰?guī)r和微晶灰?guī)r，測井曲線上，自然伽馬值表現(xiàn)為由高向低轉變，電阻率值表現(xiàn)為由低向高轉變；高水位體系域由3個四級層序、6個五級層序構成，巖性整體上變化不大，為微晶灰?guī)r，測井曲線上，自然伽馬值表現(xiàn)為由低向高轉變，電阻率值表現(xiàn)為由高向低轉變。第2個三級層序（SQ2）中，海侵體系域由1個四級層序、2個五級層序構成，巖性主要為一套微晶灰?guī)r，測井曲線上，自然伽馬值表現(xiàn)為由高向低轉變，電阻率值表現(xiàn)為由低向高轉變；高水位體系域由6個四級層序、10個五級層序構成，五級層序表現(xiàn)為灰?guī)r→鮞粒灰?guī)r、灰?guī)r→膏巖或白云巖→膏巖旋回，測井曲線上，自然伽馬值表現(xiàn)為由低向高轉變，電阻率值表現(xiàn)為由高向低轉變。

（3）三級層序海平面變化旋回具有短時間快速海侵和長時間緩慢海退的特點，故高水位體系域沉積厚度遠遠大于海侵體系域沉積厚度。

（4）三級層序及高頻層序在橫向上對比性良好，高頻層序的個數(shù)穩(wěn)定，且同一個高頻層序沉積物厚度相對穩(wěn)定。

3 結論與認識

涪陵地區(qū)下三疊統(tǒng)飛仙關組發(fā)育2個三級層序，且都發(fā)育低位體系域和高位體系域。層序控制著生、儲、蓋組合。飛仙關組是盆地發(fā)育晚期的碳酸鹽巖臺地沉積，有利的儲集層主要發(fā)育在SQ2高水位體系域的鮞灘和生屑灘內，因此SQ2高水位體系域為本區(qū)最有利的勘探層位。SQ2高水位體系域晚期蒸發(fā)臺地相內的膏巖層可作為蓋層。

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Sequence stratigraphy of Lower Triassic Feixianguan Formation in Fuling area

YANG Ying-ying1， LI Guo-rong2， GUO Chuan1， LI Wen-mao3
（1.Chengdu University of Technology， Chengdu 610059， China； 2.State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation,Chengdu University of Technology，Chengdu 610059，China；3.Research Institute of Exploration and Development， Southwest Oilfield Branch， Sinopec， Chengdu 610051， China）

According to the fundamental principle of sequence stratigraphy,based on the analysis of rock type,sedimentarycycles identified fromlogcurves and superposition styles,Lower Triassic Feixianguan Formation in Fuling area is divided into two third-order sequences,eleven fourth-order sequences and twenty fifth-order sequences.Furthermore,the third-order sequence and high-frequency sequence stratigraphic framework are established through the control action ofkeyinterface and the control action oflow-frequencysequence on high-frequencysequence.

Feixianguan Formation；third-order sequence；high-frequencysequence；Fulingarea

TE121.3

A

1673-8926（2011）03-0035-05

2010-11-17；

2010-12-20

國家自然科學基金委員會與中國石化股份有限公司項目（編號：40739903）“優(yōu)質碳酸鹽巖儲層綜合識別及預測方法研究”聯(lián)合資助。

楊瑩瑩，1985年生，女，成都理工大學在讀碩士研究生，主要從事儲層巖石學與儲層地球化學的研究工作。地址：（610059）四川省成都市成都理工大學綜合樓 320。E-mail：www-yyy01@163.com

楊琦）