大邑地區(qū)須二段物源及沉積相探討

葛忠偉 ，魏力民 ，樊 莉 ，張 莊

(1.中石化西南油氣分公司勘探開發(fā)研究院，成都 610081；2.中石油川慶鉆探川西鉆探公司，成都 610051)

研究區(qū)位于成都市大邑縣城西北面，距成都市區(qū)約70 km，構(gòu)造位置處于龍門山?jīng)_斷帶龍門山前緣隱伏構(gòu)造帶中南段，其西南方為邛西、平落壩構(gòu)造，地勢由西向東南逐漸降低，區(qū)內(nèi)逆斷層發(fā)育，是一個受斷層控制的規(guī)模較大的斷壘式背斜（圖1）。受“須上盆”早期“安縣運(yùn)動”影響[1]，川西坳陷中、南段地層遭受剝蝕，剝蝕強(qiáng)度由北往南逐漸增強(qiáng)，大邑地區(qū)缺失須三段上部地層，往南至平落壩地區(qū)須三段缺失，再往南至蒲江一帶“須下盆”地層全部剝蝕，須四段直接與中三疊統(tǒng)雷口坡組地層不整合接觸。

圖1 研究區(qū)構(gòu)造位置圖Fig.1 The tectonic map of the study area

區(qū)內(nèi)須家河組沉積了一套以砂巖、頁巖，夾煤線的巨厚煤系地層，地層最厚達(dá)2300 m，根據(jù)巖石組合特征可將須家河組劃分為二、三、四、五4個巖性段，其中須二、須四段以厚大砂巖為主，夾炭質(zhì)頁巖、頁巖和薄煤層，須三、須五段為黑色炭質(zhì)頁巖和頁巖夾薄煤層和中厚層狀細(xì)粒富巖屑砂巖。目前有大邑2井和大邑101井揭穿了須二段，根據(jù)巖性組合特征可進(jìn)一步劃分為3個巖性亞段，即上亞段(Tx21砂組)、中亞段(Tx22砂組)、下亞段(Tx23砂組)。其中上亞段砂巖發(fā)育，以淺灰、灰白色厚層塊狀中細(xì)粒長石石英砂巖為主，該亞段也是大邑地區(qū)須二氣藏的主要產(chǎn)層段。

該區(qū)于2006年發(fā)現(xiàn)須二、須三氣藏之后，至今勘探仍處于停滯狀態(tài)，開發(fā)效果也不甚樂觀，期間雖取得了大量的成果認(rèn)識[2-8]，但對于厚大砂巖成因、砂體展布特征等方面存在爭議，給該區(qū)優(yōu)質(zhì)儲層發(fā)育受控因素、有利儲層的展布模式、成藏主控因素、氣水分布規(guī)律等方面的研究都造成了一定的困難，并且對今后新井井位部署也造成不確定性。為此，本文擬通過對區(qū)域沉積背景分析、須家河組野外露頭巖性組合特征識別、鉆井巖心精細(xì)描述、測井相分析、地震反射特征、巖石礦物成分變化等方面的綜合研究，進(jìn)一步深化對該區(qū)須二段物源及沉積類型的認(rèn)識。

1 有關(guān)爭議的存在

目前，有關(guān)大邑地區(qū)須家河組“須下盆”須二、須三段沉積時期物源及沉積環(huán)境的研究較多，但并未形成統(tǒng)一的觀點(diǎn)，主要有以下幾種觀點(diǎn):①原西南石油地質(zhì)局郭正吾、鄧康齡等認(rèn)為[9]，龍門山前緣上三疊統(tǒng)沉積相自下而上是:大陸架淺海相（馬鞍塘組）→島嶼間隔的淺海灣相（小塘子組）→曲流河為主的泛濫平原相、湖泊相（須二、須三段）→沖積扇相（須四段）。②李劍波等認(rèn)為①，用辮狀河-三角洲-湖泊沉積體系難以解釋須二、須三段十分發(fā)育的厚大砂巖和含煤沼澤沉積，并認(rèn)為川西地區(qū)須家河組沉積與現(xiàn)代網(wǎng)狀河沉積特征類似，將大邑須二、須三段厚大砂巖定為網(wǎng)狀河相沉積。③石油大學(xué)徐樟有等研究認(rèn)為②，大邑地區(qū)物源來自于盆地東南方，須二段為網(wǎng)狀河和岸后沼澤沉積，而須三段厚大砂巖為曲流河與辮狀河砂體疊置，與岸后沼澤相間沉積。④龐雄奇等認(rèn)為③，盆地西側(cè)以三角洲前緣河口壩沉積為主，往東變?yōu)槿侵奁皆?，龍泉山以東有河流出現(xiàn)，大邑地區(qū)須二段以三角洲前緣河口壩沉積為主。⑤李洪波等④對大邑地區(qū)地層劃分及沉積相研究做了專題研究，認(rèn)為大邑地區(qū)物源為盆地西南方的康滇古陸與盆地東南方的江南古陸；須二段中、下部中厚層狀砂巖為三角洲前緣水下分流河道沉積，河口壩砂體欠發(fā)育，而須二段上部Tx21砂組和須三段為三角洲平原沉積，發(fā)育分流河道和分流間灣沼澤。⑥西南石油大學(xué)彭軍等研究認(rèn)為⑤，大邑區(qū)塊物源由盆地西側(cè)的龍門山島鏈(九頂山、摩天嶺等)提供，須二段早期為三角洲前緣亞相沉積，晚期為濱淺湖沉積；而須三段為三角洲平原沉積，厚大砂巖為多期河道疊置形成。

2 物源分析

四川盆地上三疊統(tǒng)沉積時期表現(xiàn)為多物源的特征，盆地周邊主要有:盆地東南部的江南古陸(雪峰古陸)、東北部的大巴山古陸、西南部的康滇古陸、西部龍門山古陸等四大供源系統(tǒng)[10]。大邑構(gòu)造位于川西坳陷南段、龍門山前緣隱伏構(gòu)造帶中南段，從該區(qū)13口巖心精細(xì)觀察及描述、砂巖百分比含量、重礦物展布及區(qū)域沉積背景分析，該區(qū)物源方向可能為盆地西南方康滇古陸及其周邊古隆起。依據(jù)如下:

①據(jù)大邑構(gòu)造西南方霧中山背斜野外剖面資料⑥，在須二段砂巖地層中見到礫石滯底沉積，砂巖中發(fā)育大型的斜層理、雙向交錯層理及波狀層理；砂巖粒度以中、粗粒為主，多期沉積的砂巖連續(xù)發(fā)育，形成須二段厚度巨大的砂巖。在霧中山霧1井須二段井深1321.5～1459.5 m，見豐富的瓣鰓類化石碎片，鏡下見介形蟲、有孔蟲等生物化石，表明該段沉積時期水體較為寬廣，處于海（湖）陸過渡環(huán)境。

另外，大邑構(gòu)造大邑7井在須二取心段5249.03～5349.12 m見到灰白色（含礫）中、粗粒巖屑石英砂巖、灰白色礫巖，礫石成分以石英巖為主，少量燧石，磨圓較好，分選中等-差(圖2)；而再往構(gòu)造北東方向，須二段同層位地層均相變?yōu)榱６炔坏鹊膸r屑石英砂巖或巖屑砂巖，表明該區(qū)須二段沉積時期水流方向由南西往北東方向，沉積物粒度隨著距離物源區(qū)的距離增大而變小。

②從區(qū)域沉積背景上分析，“須下盆”（須二、須三）沉積時期，古龍門山中北段九頂山、摩天嶺等古陸抬升，并與古秦嶺相接，但僅表現(xiàn)為水下古隆起，其提供的物源僅能影響到川西坳陷中北段；同時，該期湖盆的沉積中心位于大邑構(gòu)造東部、沉降中心位于鴨子河附近，川中古隆起（開江古隆起、瀘州古隆起等）提供的物源也不可能越過湖盆中心到達(dá)大邑地區(qū)。因此，物源只可能來自于盆地的西南方，而該期盆地西南方物源主要為康滇古陸（也不排除其周邊的次級古隆起的貢獻(xiàn)），且從平落壩-大邑-鴨子河的南西-北東向連井地震剖面上具有明顯的進(jìn)積反射特征也表明物源極有可能來自西南部（圖3）。

圖2 大邑7井礫巖（須二段井深5249.03～5349.12 m）Fig.2 The conglomerate of the well DY7(the depth of T3x2，5249.03～5349.12 m)

圖3 平落壩-大邑地區(qū)上三疊統(tǒng)地震反射特征（據(jù)彭軍等⑤）Fig.3 The seismic reflectance signature of the Upper Triassic in the Pingluoba-Dayi area

③從須二段部分輕、重礦物含量分布圖也可以看出（圖4），不穩(wěn)定礦物（石榴石）向盆地中部依次減少，盆地西北部、東北部和盆地南部呈現(xiàn)出三個物源系統(tǒng)；而穩(wěn)定礦物石英含量從盆地西南向東北方向呈一高值帶，在成都-南充一線區(qū)域石英含量最高，反映該區(qū)距離物源區(qū)較遠(yuǎn)，而大邑地區(qū)也處于穩(wěn)定礦物石英含量的高值區(qū)內(nèi)，表明該區(qū)距物源也較遠(yuǎn)，考慮到龍門山中北段物源區(qū)影響范圍只限于川西坳陷中北段，江南古陸及川中古隆起物源區(qū)由于受須二段沉積中心的制約，因此，推斷大邑地區(qū)物源也只能來源于盆地西南方向，且距離較遠(yuǎn)，而康滇古陸及其周邊古隆起在須二沉積時期對盆地西南部須家河組的沉積具有一定的貢獻(xiàn)。

3 沉積相類型識別及沉積相展布

通過野外露頭剖面資料調(diào)研、巖心精細(xì)描述及結(jié)合測井相綜合研究認(rèn)為，大邑地區(qū)須二段發(fā)育辮狀三角洲前緣亞相，有利儲集砂體為水下分流河道及河口壩。

3.1 不同粒序結(jié)構(gòu)砂巖疊置，形成厚大砂巖

大邑地區(qū)多口井須二段砂巖從下往上多由粒度由粗變細(xì)或由細(xì)變粗，或者這兩種韻律的砂體疊加組成的復(fù)合砂體，且反韻律砂巖測井曲線呈“漏斗形”或“齒化漏斗形”，而正韻律砂巖測井曲線多呈“鐘形”或“箱形”。如大邑2井、大邑4井須二段，縱向上正、逆粒序砂巖交替發(fā)育，疊置成巨厚的砂體（圖5），表現(xiàn)在沉積微相則為水下分流河道與河口壩砂體反復(fù)疊加，分流河道呈“鐘形”、“箱形”電測曲線形態(tài)，而河口壩呈“漏斗形”。

須二段由于發(fā)育大套砂巖，地震響應(yīng)特征為低頻、弱振幅、雜亂反射，即典型的“暗點(diǎn)反射”模式。地震反射特征表現(xiàn)為平行-亞平行、中-強(qiáng)振幅較連續(xù)反射，對應(yīng)為疊置河道、河口壩夾廢棄河道、河道間沼澤沉積微相(圖6)。

用河流相的觀點(diǎn)顯然難以解釋這種正、逆粒序頻繁疊加的沉積樣式；而在海（湖）陸過渡環(huán)境中，隨著分流河道的擺動、遷移，多期分流河道疊加，再加之每一期分流河道攜帶和搬運(yùn)沉積物的含量多少不同，其延伸的范圍和距離也不甚相同，因此，造成后一期的分流河道砂體疊置在前一期河口壩砂體上部，最終形成了分流河道與河口壩砂體頻繁疊置的沉積模式。

3.2 沉積構(gòu)造類型多樣，反映多向水流特征

圖4 四川盆地須二段砂巖石榴石(左)、石英(右)百分含量（據(jù)郭正吾等(1996)[9]修改）Fig.4 The garnet and quartz content in the sandstone of the T3x2in the Sichuan basin

圖5 大邑4井、大邑2井須二段沉積微相柱狀圖(左:大邑4井，右:大邑2井)Fig.5 The sedimentary mic of acies histograms of the T3x2,the well DY4(lift)and DY2(right).

圖6 過大邑1井井震關(guān)系圖（據(jù)李劍波（2008）①，有修改）Fig.6 The relationship between drilling well and seismic reflection of the well DY1

須二段砂巖沉積構(gòu)造類型多樣，包括低角度斜層理、平行層理、波狀層理、砂紋層理等，各種沉積構(gòu)造類型的砂巖縱向上連續(xù)發(fā)育，形成厚大的砂體。其中，斜層理、平行層理常見于各種類型的分流河道中，反映單向水流的特征；而河口壩砂巖中常見波狀層理、砂紋層理等反映多向水流流動特征的沉積構(gòu)造（圖7）。

3.3 含泥礫砂巖發(fā)育

大邑地區(qū)多口井在須二段砂巖中見到泥礫雜亂堆積，形狀上呈“倒小字狀”、“竹葉狀”、“長條狀”、“撕裂狀”等（圖8），泥礫排列雜亂，呈深灰色、黑色，粒徑由數(shù)毫米至數(shù)十厘米不等，泥礫表面具菱鐵礦氧化圈。砂巖中還含有風(fēng)浪掏蝕下伏巖層的泥巖巨礫，破碎后漂浮在砂巖中(漂礫)，泥巖塊個體完整。對于此種類型沉積樣式，國內(nèi)部分學(xué)者提出其為濱淺湖環(huán)境中受風(fēng)暴作用形成的“風(fēng)暴巖”沉積[11-13]，但仍存在諸多的爭議。但是河流相砂巖中不會出現(xiàn)如此雜亂堆積的泥礫，即便從堤岸塌落的細(xì)粒沉積物經(jīng)水流的搬運(yùn)改造，最終也會形成磨圓度高，具定向排列的樣式；大邑地區(qū)此類泥礫的出現(xiàn)，表明先期沉積的弱固結(jié)、半固結(jié)泥質(zhì)沉積物經(jīng)水流的搬運(yùn)改造，最終也會形成磨圓度高，具定向排列的樣式；大邑地區(qū)此類泥礫的出現(xiàn)，表明先期沉積的弱固結(jié)、半固結(jié)泥質(zhì)沉積物在波浪、湖流、甚至風(fēng)浪的強(qiáng)烈沖刷下，被帶至岸邊或分流河道河口沉積，與分流河道或河口壩砂體混雜堆積。表明大邑地區(qū)須二段沉積環(huán)境應(yīng)為湖（海）陸過渡環(huán)境。

圖7 大邑地區(qū)須二段各種類型沉積構(gòu)造Fig.7 The sedimentary structure of the T3x2in the study area

3.4 須二段沉積微相展布

大邑地區(qū)須二沉積時期均處于水退的過程，沉積物從物源區(qū)向盆地中心或盆地坳陷區(qū)進(jìn)積，顯示出超覆的特征。多條辮狀三角洲分流河道從構(gòu)造南西翼進(jìn)入，在構(gòu)造主體部位分支，分支河道與河口壩疊加，形成似“鳥足狀”形態(tài)展布，在構(gòu)造主體部位及構(gòu)造東南翼砂體較厚；而在靠近物源的構(gòu)造南西翼，呈現(xiàn)出多條主力河道疊加的效果，主體部位沉積微相展布與構(gòu)造等高線展布大體一致，往北東45o方向延伸（圖 9）。

圖8 大邑2井須二段發(fā)育的含泥礫砂巖Fig.8 The binding gravel sandstone of the T3x2，the well DY2

4 結(jié)論

通過區(qū)域沉積背景分析、須家河組野外露頭巖性組合特征識別、鉆井巖心精細(xì)描述、測井相分析、地震反射特征、巖石礦物成分變化等方面綜合分析，得出以下結(jié)論:

（1）大邑地區(qū)及周邊區(qū)塊物源主要來自于盆地西南方，物源區(qū)可能為康滇古陸及其周邊的古隆起。

（2）研究區(qū)須二段處于辮狀三角洲前緣環(huán)境，有利的儲集砂體類型為水下分流河道及河口壩。

（3）受物源區(qū)供源量的變化、構(gòu)造升降運(yùn)動、以及分流河道頻繁遷移的影響，在構(gòu)造西南翼主要發(fā)育水下分流河道，構(gòu)造主體部位為水下分流河道與河口壩砂體疊置區(qū)。

（4）縱向上，兩種成因類型的砂體反復(fù)疊置，形成了須二段上部連續(xù)發(fā)育且厚度巨大的砂巖。

注釋:

①李劍波,等.安縣-大邑構(gòu)造帶成藏地質(zhì)條件及勘探目標(biāo)選擇[R].中石化西南油氣分公司.2008.

②徐樟有,黃捍東,吳勝和,等.大邑構(gòu)造須家河組優(yōu)質(zhì)儲層評價與預(yù)測研究[R].中石化西南油氣分公司.2008.

③龐雄奇,陳東霞,等.川西坳陷上三疊統(tǒng)須家河組成藏機(jī)理與模式研究[R].中石化西南油氣分公司,2009.

④李洪波,等.大邑構(gòu)造須二段地層對比及沉積相研究[R].中石化西南油氣分公司勘探開發(fā)研究院,2009.

圖9 大邑地區(qū)須家河組二段上部Tx21砂組沉積微相展布圖Fig.9 The sedimentary micr of acies distribution of the upper T3x2(Tx21sand body)of the Upper Triassic in the Da yi area

⑤彭軍，等.大邑構(gòu)造須家河組氣藏儲層評價研究[R].中石化西南油氣分公司勘探開發(fā)研究院,2009.

⑥何天華,陳綏祖,等.四川盆地川西區(qū)大邑霧中山背斜踏勘總結(jié)報(bào)告[R].四川石油管理局地調(diào)處,1966.

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