鄂西渝東區(qū)飛仙關(guān)組層序地層劃分及演化

劉宇琦（中石化江漢油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，湖北 武漢 430223）

1 區(qū)域地質(zhì)背景

鄂西渝東區(qū)位于四川盆地東緣，其西部為高峰場(chǎng)－大池干高陡構(gòu)造帶，油氣富集程度較高，區(qū)塊主體包括石柱復(fù)向斜、齊岳山復(fù)背斜齊西潛伏構(gòu)造帶及方斗山復(fù)背斜北段，為四川盆地含油氣重要組成部分（圖1）。為典型的侏羅山式褶皺變形區(qū)，研究區(qū)因應(yīng)力條件和邊界條件的控制，表現(xiàn)為復(fù)背斜帶高陡，復(fù)向斜帶寬緩的隆凹相間呈 “S”形展布的區(qū)域構(gòu)造面貌，局部構(gòu)造沿高陡背斜和復(fù)向斜中部成排成帶分布［1～5］。飛仙關(guān)組（T1f）地層以灰?guī)r、顆?；?guī)r、含泥灰?guī)r沉積為主，地層厚度呈現(xiàn)西薄東厚的趨勢(shì)。渝東地區(qū)厚度一般在340～450m之間，向東逐漸增厚，鄂西地區(qū)的利川青龍璜廠剖面和宣恩高羅地表剖面厚度可達(dá)800m左右［6～8］。筆者將通過(guò)層序劃分與對(duì)比工作，搭建鄂西渝東區(qū)T1f層序格架并研究其演化特征，總結(jié)有利儲(chǔ)集層發(fā)育的相帶分布規(guī)律，為該區(qū)油氣勘探提供地質(zhì)依據(jù)。

2 層序及體系域界面

2.1 層序界面

根據(jù)層序界面特征及形成機(jī)理等因素分析，研究區(qū)T1f層序界面均為巖性巖相轉(zhuǎn)換層序界面一種類型［7］。該類層序界面是在構(gòu)造活動(dòng)處于相對(duì)穩(wěn)定時(shí)期，當(dāng)海平面下降速率小于盆地沉降速率而形成的。因海平面下降速率小于盆地沉降速率，沉積物沒(méi)有暴露。但是在界面形成以前，海平面一直處于相對(duì)變淺過(guò)程中，當(dāng)新的旋回開(kāi)始后，海侵作用導(dǎo)致上、下沉積環(huán)境變化，從而導(dǎo)致沉積物巖性發(fā)生變化。豐都馬良剖面（見(jiàn)圖2（a））和黔江剖面（見(jiàn)圖2（b）），長(zhǎng)興組（P2c）與T1f之間為巖性－巖相轉(zhuǎn)換層序界面。

T1f共識(shí)別出Ⅱ型層序界面3個(gè)，均為巖性巖相轉(zhuǎn)換界面，根據(jù)這3個(gè)Ⅱ型層序界面可將T1f劃分出2個(gè)三級(jí)層序。

1）P2c和T1f的界面 界面之下為長(zhǎng)興組三段（P2c3）灰色、深灰色石灰?guī)r夾多層薄層泥質(zhì)巖，偶見(jiàn)灰色白云巖及膏質(zhì)云巖，自然伽馬測(cè)井曲線為中值，具有多個(gè)尖峰，電阻率測(cè)井曲線為高值，反映了水體相對(duì)較淺的臺(tái)地及局限臺(tái)地沉積環(huán)境，界面之上為大套石灰?guī)r夾厚層泥巖，自然伽馬測(cè)井曲線具有高值，電阻率測(cè)井曲線為低值，反映了平面相對(duì)上升而形成的陸棚沉積環(huán)境。

圖1 鄂西渝東區(qū)區(qū)域構(gòu)造位置圖

2）飛仙關(guān)組二段（T1f2）與飛仙關(guān)組三段（T1f3）的界面 四川盆地西部此界面上下巖性變化非常明顯，界面之下為T(mén)1f2紫紅、紫灰色頁(yè)巖夾泥質(zhì)灰?guī)r，界面之上為T(mén)1f3灰色、淺灰色灰?guī)r；研究區(qū)此界面之下為T(mén)1f2灰色、淺灰色顆粒灰?guī)r、泥晶灰?guī)r，界面之上為T(mén)1f3灰色泥晶灰?guī)r、含泥灰?guī)r，T1f2顆?；?guī)r不發(fā)育的區(qū)域，此界面并不十分容易識(shí)別。

圖2 P2c與T1f之間的巖性巖相轉(zhuǎn)換層序界面

3）飛仙關(guān)組四段（T1f4）與嘉陵江組一段（T2j1）的界面 界面之下為T(mén)1f4灰黃色、紫紅色含泥質(zhì)云巖、含泥質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)云巖、含云質(zhì)灰?guī)r和含灰云巖，界面之上為T(mén)2j1灰色、深灰色泥粉晶灰?guī)r夾鮞粒砂屑灰?guī)r、蠕蟲(chóng)狀灰?guī)r及少量云質(zhì)灰?guī)r、云巖、生屑灰?guī)r。此界面在研究區(qū)容易識(shí)別，是研究區(qū)地層對(duì)比與層序劃分的主要標(biāo)志層之一。

2.2 體系域界面

在進(jìn)行層序地層研究時(shí)，只有識(shí)別了體系域中的一些重要界面，才能準(zhǔn)確地劃分出體系域［8～10］。這些界面包括下超及下超面、上超及上超面等。

2.2.1 下超及下超面

下超是指沉積物不斷地從淺水臺(tái)地區(qū)向深水陸棚區(qū)進(jìn)積，下超體的底部往往受一界面控制，該界面即為下超面。下超及下超面是由于海平面相對(duì)下降而形成的，下超面是劃分海侵體系域與高位體系域的重要界面，野外露頭及地震剖面上都能很好地識(shí)別下超面。建南地區(qū)T1f發(fā)育下超面（圖3），地層中發(fā)育少量前積體，前積體不斷地由淺水區(qū)向深水區(qū)進(jìn)積，前積體都被一個(gè)界面所限制，該界面即為下超面。

2.2.2 上超及上超面

上超及下超剛好相反，是指沉積物不斷地從深水陸棚向淺水臺(tái)地推進(jìn)，上超也往往受一界面的控制，該界面即為上超面。上超及上超面是由于海平面相對(duì)上升造成的，是識(shí)別海侵體系域的重要標(biāo)志。在地質(zhì)上，上超現(xiàn)象代表海平面或湖平面不斷上升，水域不斷擴(kuò)大的過(guò)程。而超覆現(xiàn)象所對(duì)著的傾斜界面就是上超面，該界面構(gòu)成T1f2與T1f3之間的層序界面，而在建南地區(qū)P2c－T1f中很少發(fā)育上超及上超面。

圖3 建南地區(qū)T1f地層中的下超面

3 典型剖面層序劃分及特征

鄂西渝東區(qū)P2c與T1f之間的層序界面，均為巖性－巖相轉(zhuǎn)換層序界面。在地震剖面上，P2c與T1f之間的層序界面表現(xiàn)為強(qiáng)振幅，而T1f內(nèi)部T1f1－T1f2與T1f3－T1f4之間的層序界面特征并不明顯。由此，選取研究區(qū)內(nèi)位于西部的魚(yú)池壩剖面為例，詳細(xì)闡述鄂西渝東區(qū)T1fⅢ級(jí)層序和Ⅳ級(jí)層序特征。

魚(yú)池壩剖面位于鄂西渝東區(qū)西部，沉積特征典型，Ⅲ級(jí)層序界面特征清晰，因此選擇該井重點(diǎn)闡述鄂西渝東區(qū)T1fⅢ級(jí)、Ⅳ級(jí)層序劃分（見(jiàn)圖4）。

3.1 Ⅲ級(jí)層序劃分

1）SQ1層序頂?shù)捉缑婢鶠閹r性巖相轉(zhuǎn)換界面。其中海侵體系域（TST）主要為一套淺灰色中－薄層泥晶灰?guī)r，含泥質(zhì)，單層厚2～5cm，整體為淺水陸棚低能沉積環(huán)境；高位體系域（HST）從下到上依次為淺灰色中層狀泥晶灰?guī)r－淺灰色微厚層狀泥晶灰?guī)r－淺灰色厚層狀亮晶鮞灰?guī)r，表現(xiàn)為一個(gè)完整的海退過(guò)程，體系域下部為臺(tái)地邊緣斜坡沉積環(huán)境，到上部逐漸演化為臺(tái)地邊緣淺灘沉積環(huán)境。

2）SQ2相當(dāng)于T1f3、T1f4地層。其中TST主要為一套淺灰、灰色泥晶灰?guī)r，微含泥質(zhì)，整體為中緩坡灘間沉積環(huán)境。HST下部（相當(dāng)于T1f3）為3套淺灰、灰色顆粒灰?guī)r夾2套灰色厚層狀泥晶灰?guī)r，表現(xiàn)為一個(gè)海平面震蕩下降的過(guò)程，使得沉積環(huán)境在中緩坡亞相淺灘和灘間微相之間交替，這也是劃分Ⅳ級(jí)層序的主要依據(jù)，T1f3儲(chǔ)層主要就發(fā)育在HST下部。HST上部（相當(dāng)于T1f4）為一套紫紅色泥巖夾灰色泥質(zhì)灰?guī)r、灰色泥質(zhì)云巖，說(shuō)明此時(shí)研究區(qū)內(nèi)海平面繼續(xù)下降，沉積環(huán)境逐漸由緩坡型臺(tái)地環(huán)境過(guò)渡為潮坪環(huán)境。

3.2 Ⅳ級(jí)層序劃分

魚(yú)池壩剖面T1f3－T1f4可劃分為3個(gè)Ⅳ級(jí)層序。Ssq1和Ssq2為中緩坡沉積環(huán)境，顆粒灘主要發(fā)育在Ssq1和Ssq2的HST，巖性主要為淺灰、灰色鮞灰?guī)r和生屑鮞灰?guī)r。Ssq3早期仍為中緩坡沉積環(huán)境，但是由于快速海退的影響，Ssq3的HST的顆粒灘并沒(méi)有形成規(guī)模，主要是灰色、深灰色鮞灰?guī)r和含泥灰?guī)r互層沉積。Ssq3的HST的末期逐漸演化為潮坪沉積環(huán)境，主要為一套紫紅色泥巖夾灰色、深灰色泥質(zhì)灰?guī)r沉積。

4 層序格架及形成演化

為摸清T1f層序及沉積相橫向變化特征，在單井及露頭剖面層序分析基礎(chǔ)上，在鄂西渝東區(qū)內(nèi)建立層序地層格架。該剖面經(jīng)過(guò)J1井、J2井、J3井、石柱魚(yú)池壩、J4井、核桃園及青龍磺廠（圖5），為近東西向展布，T1f劃分為2個(gè)Ⅲ級(jí)層序，即SQ1和SQ2，SQ1由T1f1T－1f2地層組成，SQ2由T1f3－T1f4地層組成，層序界面均為Ⅱ型巖性巖相轉(zhuǎn)換界面。

4.1 Ⅲ級(jí)層序地層格架

1）SQ1TST 由 T1f1地層組成。西部J1井－石柱魚(yú)池壩一帶地勢(shì)相對(duì)較高，為臺(tái)地邊緣斜坡沉積，巖性為灰色泥晶灰?guī)r；東部J4井－青龍磺廠為淺水陸棚沉積，巖性除薄層泥晶灰?guī)r之外，泥質(zhì)灰?guī)r明顯增加，同時(shí)夾多層灰黑色頁(yè)巖。HST由T1f2地層組成。西部為開(kāi)闊臺(tái)地、臺(tái)地邊緣沉積，巖性包括灰色塊狀石灰?guī)r、灰色亮晶顆粒灰?guī)r；J2井、石柱魚(yú)池壩剖面為臺(tái)地邊緣相，顆粒灘主要發(fā)育在體系域頂部，局部高部位（J2井）發(fā)育暴露淺灘白云巖；J1井為開(kāi)闊臺(tái)地沉積，顆粒灘自下而上均有分布。中部J4井、核桃園剖面為臺(tái)地邊緣斜坡沉積，巖性為灰色中－薄層石灰?guī)r、含泥灰?guī)r，西部青龍磺廠為淺水陸棚沉積，發(fā)育灰色、深灰色薄層狀泥晶石灰?guī)r。該層序中儲(chǔ)層主要分布在J2井及石柱魚(yú)池壩一帶。

2）SQ2TST由T1f3下部地層組成，沉積時(shí)間短，區(qū)域沉積物差別不大，均不發(fā)育顆粒灘。J4井及以西一帶巖性為灰色中－厚層石灰?guī)r為主，為中緩坡沉積，東部核桃園－青龍磺廠則發(fā)育一套灰色、深灰色中－薄層石灰?guī)r，為外緩坡沉積。HST為T(mén)1f3中上部及T1f4地層組成，早期T1f3為緩坡沉積環(huán)境，核桃園及以西一帶均為中緩坡沉積，中緩坡高能帶集中分布在石柱魚(yú)池壩－核桃園一帶，巖性主要為亮晶顆?；?guī)r及細(xì)晶白云巖；J3井及以西則為中緩坡灘后沉積，巖性為灰色中－厚層石灰?guī)r，局部夾顆?；?guī)r及石灰?guī)r；東部青龍磺廠仍然為外緩坡沉積，主要發(fā)育一套灰色、深灰色薄層石灰?guī)r。HST晚期T1f4為潮坪沉積環(huán)境，西部J1井－石柱魚(yú)池壩為潮間上帶沉積，沉積物為紫紅色泥巖、云質(zhì)及灰質(zhì)泥巖夾灰白色石膏巖；向東J4井、核桃園為潮間下帶沉積，沉積物為紫紅色泥質(zhì)云巖、白云巖及灰色顆?；?guī)r、灰色細(xì)晶白云巖；東部青龍璜廠則為潮下上帶沉積，沉積物為灰色顆?；?guī)r、石灰?guī)r。該體系域儲(chǔ)層在鄂西渝東區(qū)發(fā)育廣泛。

圖4 魚(yú)池壩剖面T1f層序劃分

圖5 J1井～魚(yú)池壩～青龍磺廠剖面T1f3層序劃分及鮞灘遷移特征圖

4.2 Ⅳ級(jí)層序地層格架

針對(duì)該剖面SQ2重點(diǎn)開(kāi)展Ⅳ級(jí)層序格架分析，縱向上可分為3個(gè)Ⅳ級(jí)層序，即Ssq1、Ssq2、Ssq3，分別代表了鄂西渝東區(qū)T1f3的3期顆粒灘發(fā)育期，橫向上分布在J3井－核桃園一帶，3期顆粒灘均發(fā)育在Ⅳ級(jí)層序頂部，具有逐漸抬升遷移的規(guī)律，西部J3井、石柱魚(yú)池壩Ssq1期顆粒灘發(fā)育，Ssq2時(shí)J4井開(kāi)始發(fā)育顆粒灘，Ssq3時(shí)顆粒灘遷移到核桃園一帶。

總之，通過(guò)Ⅳ級(jí)分析可知，該剖面T1f鮞粒灘的發(fā)育經(jīng)歷了由西向東遷移的過(guò)程，儲(chǔ)層發(fā)育層位有逐漸抬高趨勢(shì)。

5 結(jié)論

1）鄂西渝東區(qū)T1f可劃分為2個(gè)Ⅲ級(jí)層序，SQ1對(duì)應(yīng)T1f1－T1f2，SQ2對(duì)應(yīng)T1f3－T1f4，頂?shù)讓有蚪缑婢鶠閹r性－巖相轉(zhuǎn)換面。T1f3－T1f4發(fā)育3期顆粒灘，對(duì)應(yīng)3次海平面相對(duì)升降，據(jù)此可進(jìn)一步將T1f3－T1f4劃分為3個(gè)Ⅳ級(jí)層序（Ssq1、Ssq2、Ssq3）。

2）T1f3顆粒灘主要發(fā)育于SQ2中每個(gè)Ⅳ級(jí)層序的HST，灘體發(fā)育經(jīng)歷了自西向東遷移的過(guò)程，儲(chǔ)層發(fā)育層位有逐漸抬高的趨勢(shì)。

3）通過(guò)Ⅳ級(jí)層序分析，建南地區(qū)T1f發(fā)生了3期相對(duì)海平面升降，形成了3期鮞粒灘，鮞粒灘存在自西向東遷移趨勢(shì)，層位逐漸抬高，在鮞粒灘高部位發(fā)育暴露鮞粒灘，形成了亮晶鮞粒白云巖優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。

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