鄂西-渝東區(qū)長興組礁灘體發(fā)現(xiàn)及相帶分布

王必金，張士萬，郭戰(zhàn)峰，陳綿琨，劉新民

(中國石化江漢油田分公司采氣廠，重慶萬州，404020)

眾多學(xué)者對開江-梁平陸棚及兩側(cè)臺(tái)緣相帶的分布開展大量研究，同時(shí)對生物礁、灘的發(fā)育條件，成礁模式以及儲(chǔ)集特征進(jìn)行了深入分析，并形成了一套較成熟的勘探理論、體系和方法［1-8］，指出開江-梁平陸棚兩側(cè)臺(tái)地邊緣帶和鄂西盆地臺(tái)地邊緣帶的長興組—飛仙關(guān)組是未來大型天然氣田勘探的重要地區(qū)［9-10］(圖1)。自普光氣田的勘探發(fā)現(xiàn)之后，以馬永生、王一剛等為代表的專家和學(xué)者針對開江-梁平陸棚兩側(cè)臺(tái)地邊緣沉積相帶的研究取得了重要進(jìn)展［11-15］，并相繼獲得了一系列重大的勘探成果，在開江-梁平陸棚東北側(cè)發(fā)現(xiàn)了鐵山坡、羅家寨、普光等礁、灘大氣田，在西側(cè)發(fā)現(xiàn)龍崗、元壩等礁灘大氣田［16-20］。但由于資料和勘探程度的限制，對于開江-梁平陸棚向東南段的延伸狀況的認(rèn)識(shí)一直存在分歧，大多學(xué)者認(rèn)為開江-梁平陸棚在鄂西-渝東區(qū)過渡為開闊臺(tái)地相，由臺(tái)地與鄂西盆地相隔［21-23］(圖1)，但鄭有恒等根據(jù)部分鄂西-渝東區(qū)部分鉆井揭示的骨針等化石分析，認(rèn)為開江-梁平陸棚可能向東南延伸至鄂西盆地［24］。三維地震資料采集和鉆井工作的開展，為深化研究開江-梁平陸棚分布位置提供了重要條件。

圖1 研究區(qū)位置Fig.1 Location of the study area

1 生物礁體組合特征

箭竹溪生物礁發(fā)育于鄂西-渝東區(qū)內(nèi)利川市建南鎮(zhèn)附近的晚二疊世長興組沉積時(shí)期。2012年箭竹1 井鉆探揭示長興組生物礁、灘發(fā)育。該井在4 394.34～4 452.90 m 進(jìn)行了系統(tǒng)取心，取心進(jìn)尺58.56 m，心長58.23 m，收獲率達(dá)到了99.4%。通過取心觀察發(fā)現(xiàn)，自4 404.6 m～4 452.9 m 是生物礁發(fā)育段，厚度達(dá)到了50.5 m，占取心地層厚度的86.7%。在生物礁發(fā)育段主要由礁灰?guī)r與生物碎屑灰?guī)r或含生物碎屑的白云巖的互層構(gòu)成，其中礁灰?guī)r有7 層，含生物碎屑的白云巖3 層，含生物碎屑灰?guī)r4 層，泥晶灰?guī)r1 層，礁灰?guī)r與生物碎屑灰?guī)r或白云巖的頻繁交互出現(xiàn)，反映出沉積水體頻繁升降和生物礁生長多期次性，造礁生物以海綿和藻類為主，礁體類型主要為障積礁(圖2)。4 426.79～4 452.90 m 井段主要發(fā)育深灰色細(xì)粉晶-微晶生物礁灰?guī)r，造礁生物以海綿為主，苔蘚蟲次之，生物含量達(dá)40%～60%，下部生物含量較高，為障積礁;上部生物含量相對逐漸降低，表現(xiàn)為粘積-障積礁，局部發(fā)育溶洞、縫合線及裂縫。4 423.31～4 426.79 m 井段主要發(fā)育泥質(zhì)灰?guī)r、泥晶灰?guī)r、粉-細(xì)晶白云巖，生物含量較少，最高不超過25%，主要為有孔蟲，局部見腕足、單體海綿和棘皮等，為礁后發(fā)育的生屑灘。4 418.71～4 443.31 m 主要為灰色、深灰色礁灰?guī)r，皂角生物以苔蘚蟲為主，也可見海綿和藻類，生物含量為30%左右。4 413.77～4 418.71 m主要為生物碎屑的泥晶-微晶灰?guī)r，生物含量較少，主要為苔蘚蟲、海綿和有孔蟲、腕足的碎片。4 404.47～4 413.77 m 為灰色、深灰色的障積礁灰?guī)r，造礁生物以海綿和苔蘚蟲為主，含量為30%～50%，附礁生物常見腕足、有孔蟲和藻類。4 402.46～4 404.47 m 為淺灰色、深灰色粉晶-細(xì)晶白云巖，局部見殘余生物碎屑，為有孔蟲、腕足等，應(yīng)為生物礁頂部發(fā)育的礁蓋白云巖。在生物礁發(fā)育層段中，單層厚度最大的礁灰?guī)r厚達(dá)到17.5 m，箭竹1 井取心揭示在長興組沉積時(shí)期，該區(qū)位于典型的臺(tái)地邊緣相帶。

2 生物礁體平面展布

圖2 鄂西-渝東區(qū)箭竹1 井長興組取心段地層柱狀圖Fig.2 Stratigraphic column of cored intervals in the Changxing Formation of Well Jianzhu 1 in western Hubei and eastern Chongqing area

箭竹溪生物礁厚度大，箭竹1 井取心段之下，礁灰?guī)r厚度延續(xù)到4 503.5 m，揭示生物礁體厚度達(dá)到101.4 m，該生物礁在垂直于生物礁走向的1 145 測線的地震剖面上具有典型的丘狀反射特征，丘形體最厚處達(dá)到30 ms 左右(圖3)。由于生物礁與周緣地層波阻抗差異不大，其界面反射強(qiáng)度較小，其形態(tài)的描述在瞬時(shí)相位剖面上更清晰(圖4)，該剖面上相同CDP 范圍內(nèi)的丘形外形特征更清晰，但在厚度描述的厚度達(dá)到50 ms 左右，這與相位剖面的相位移有關(guān)。同時(shí)，還可以觀察到由于生物礁的發(fā)育，其上覆的長興組二段厚度也受影響而減薄。這是生物礁發(fā)育的又一個(gè)地震識(shí)別標(biāo)志。通過精細(xì)刻畫礁體的形態(tài)，研究表明其走向?yàn)榻媳毕颍娣e18.2 km2。該生物礁的規(guī)模和展布方向描述表明，箭竹溪應(yīng)該處近南北向的臺(tái)緣帶上，通過與周緣已經(jīng)證實(shí)的典型生物礁、灘分布綜合分析認(rèn)為箭竹溪生物礁為開江-梁平陸棚向東延伸方向具有良好的一致性，與南部鄂西盆在工區(qū)的走向差別較大(圖5)。

圖3 鄂西-渝東區(qū)生物礁地震反射特征(剖面位置見圖5)Fig.3 Seismic reflectance profile of bioherms in western Hubei and eastern Chongqing area(see Fig.5 for the location)

圖4 鄂西-渝東區(qū)生物礁瞬時(shí)相位剖面(剖面位置見圖5)Fig.4 Instant-phase section of bioherms in western Hubei and eastern Chongqing area(see Fig.5 for the location)

3 灘體巖石特征與分布

在碳酸鹽沉積相的分析中不僅生物礁是重要的相標(biāo)志，而且對淺灘白云巖的展布特征刻畫，有助于準(zhǔn)確描述臺(tái)地相的展布。在箭竹1 井長興組長一段的中、下部，存在一套以灰色白云巖和云質(zhì)灰?guī)r互層的地層序列，由3 層白云巖和3 層含云質(zhì)的灰?guī)r組成(圖6)，其上覆地層為一套厚度較大的礁灰?guī)r，下伏地層為一套深灰色含硅質(zhì)的灰?guī)r。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)室分析認(rèn)為，4 508 m 巖樣的薄片鑒定為細(xì)晶白云巖，細(xì)晶含量達(dá)到91%，粉晶含量9%(圖7a)。4 510 m 巖樣的薄片鑒定為亮晶顆?；?guī)r，顆粒大小為0.02～0.08 mm，含量達(dá)到54%;生屑含量為11%，主要為有孔蟲;方解石含量為30%(圖7b)。根據(jù)巖石結(jié)構(gòu)特征和巖石組合分析認(rèn)為該套地層主要為臺(tái)地或臺(tái)緣淺灘沉積。

電測資料表明，灘體上部白云巖的聲波值較小，為150～170 μm/s，密度為2.78～2.80 g/cm3;下部白云巖的聲波值為155 μm/s，密度為2.82 g/cm3;其上覆的礁灰?guī)r和硅質(zhì)灰?guī)r的聲波值為160～175 μm/s，密度為2.70～2.75 g/cm3;因此，白云巖發(fā)育層段總體上表現(xiàn)為高阻抗，鄰近灰?guī)r段為相對低阻抗。在地震阻抗反演剖面上看出箭竹1 井長興組生物礁體下伏的白云巖高阻抗地層段分布范圍較廣，除在生物礁下部發(fā)育外，在剖面的右側(cè)大面積分布(圖8)。在箭竹1 井北東向7.5 km 處的建42 井鉆遇該套淺灘白云巖;但在剖面箭竹溪生物礁的剖面左側(cè)，白云巖淺灘不發(fā)育，在箭竹1 井西側(cè)的建28 等井均未鉆與該套淺灘白云巖。通過以往的鉆井資料與波阻抗反演結(jié)果對比分析，鉆井與波阻抗預(yù)測結(jié)果具有較好的一致性，說明對于該套淺灘分布的預(yù)測結(jié)果是可信的。因此，該套白云巖應(yīng)為臺(tái)緣淺灘，在箭竹溪生物礁體的右側(cè)應(yīng)該存在開闊臺(tái)地相帶，而西側(cè)應(yīng)為陸棚相帶。否則，利用地震資料預(yù)測的箭竹1 井底部這套白云巖分布不能有合理的解釋，同時(shí)，與建28 井的鉆井資料也存在矛盾。因此，結(jié)合以往的鉆井資料和露頭資料綜合分析認(rèn)為，鄂西盆地與開江-梁平陸棚之間的開闊臺(tái)地邊界基本形態(tài)應(yīng)如圖5 所示，箭竹溪生物礁與普光處于同一個(gè)臺(tái)緣相帶上，這與以往將箭竹溪生物礁與元壩劃分在同一個(gè)臺(tái)緣帶上明顯不同。

圖5 鄂西-渝東區(qū)及其周緣長興組沉積相Fig.5 Diagram showing sedimentary facies of the Changxing Formation in western Hubei and eastern Chongqing and the peripheral areas

圖6 鄂西-渝東區(qū)箭竹1 井長興組長一段地層柱狀圖Fig.6 Stratigraphic column of the 1st member of Changxing Formation of Well Jianzhu 1 in western Hubei and eastern Chongqing area

圖7 鄂西-渝東區(qū)長興組巖屑薄片照片F(xiàn)ig.7 Microphotographs of thin sections from the Changxing Formation in western Hubei and eastern Chongqing area

圖8 鄂西-渝東區(qū)箭竹1 井白云巖波阻抗剖面(剖面位置見圖5)Fig.8 Impedance section of dolomite in Well Jianzhu 1 in western Hubei and eastern Chongqing area(see Fig.5 for the location)

4 結(jié)論與建議

開江-梁平陸棚已經(jīng)向東南方向延伸至鄂西-渝東地區(qū)，并與鄂西盆地相連，在陸棚兩側(cè)發(fā)育臺(tái)地邊緣生物礁和淺灘兩種沉積儲(chǔ)集體，展示了鄂西-渝東地區(qū)具備較好勘探前景。建議在開江-梁平陸棚向東南方向鄂西-渝東南側(cè)的利川一帶部署三維地震，進(jìn)一步深化礁灘體的識(shí)別和精細(xì)描述，擴(kuò)大天然氣勘探范圍。

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