四川盆地開(kāi)江—梁平海槽兩側(cè)臺(tái)地邊緣形態(tài)及其對(duì)儲(chǔ)層發(fā)育的影響

徐安娜 汪澤成 江興福 翟秀芬 殷積峰

1.中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院 2.中國(guó)石油西南油氣田公司勘探事業(yè)部

上二疊統(tǒng)長(zhǎng)興組礁灘體（由生物礁和生屑灘組成的沉積體）是四川盆地海相碳酸鹽巖主要的儲(chǔ)集體類(lèi)型之一，前人在開(kāi)江—梁平海槽形成演化、巖相古地理格局以及白云巖儲(chǔ)層成因和油氣成藏特征等方面取得了大量的成果［1－11］。這些成果成為該盆地油氣勘探的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。目前的油氣勘探實(shí)踐揭示，長(zhǎng)興組礁灘體主要圍繞開(kāi)江—梁平海槽兩側(cè)臺(tái)地邊緣帶呈帶狀或斜列狀分布，但礁灘體規(guī)模、沉積模式和儲(chǔ)集性能在不同地段差異明顯，礁灘體發(fā)育的主控因素及其有利儲(chǔ)層分布不清。筆者旨在弄清長(zhǎng)興期開(kāi)江—梁平海槽兩側(cè)臺(tái)地邊緣形態(tài)及其礁灘體發(fā)育的主控因素，建立不同礁灘體發(fā)育沉積模式，預(yù)測(cè)礁灘體有利儲(chǔ)層分布規(guī)律，為該類(lèi)氣藏的勘探和開(kāi)發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。

1 地質(zhì)概況

開(kāi)江—梁平海槽位于四川盆地北部，屬于揚(yáng)子板塊北緣的一部分（圖1），受盆地多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)（特別是峨眉地裂運(yùn)動(dòng)）影響，其發(fā)育于早二疊世晚期區(qū)域拉張應(yīng)力背景，形成和發(fā)展于晚二疊世長(zhǎng)興期勉略洋擴(kuò)張和NW向基底斷裂活動(dòng)的斷陷期，消亡于早三疊世飛仙關(guān)期的勉略洋閉合階段［12－15］。

圖1 四川盆地晚二疊世沉積背景圖

開(kāi)江—梁平海槽最早由王一剛等人在1998年提出［1］，認(rèn)為其是一個(gè)發(fā)育在被動(dòng)大陸邊緣的裂陷盆地，是基底斷裂在區(qū)域拉張作用下發(fā)生不均一同沉積裂陷活動(dòng)而形成，平面上呈槽狀沿NW方向延伸，槽區(qū)內(nèi)以深水—次深水相的硅質(zhì)灰?guī)r和放射蟲(chóng)硅質(zhì)巖為主，海槽兩側(cè)周緣發(fā)育碳酸鹽巖臺(tái)緣帶沉積，可見(jiàn)大量礁灘體分布。

2 海槽兩側(cè)臺(tái)地邊緣的形態(tài)特征

2.1 臺(tái)地邊緣形態(tài)的宏觀格局

2.1.1 連井層拉平地震剖面特征

基于三維和二維地震偏移數(shù)據(jù)體，將長(zhǎng)興組下部區(qū)域性穩(wěn)定煤系地層上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M底部（P2l）層拉平，得到若干切過(guò)開(kāi)江—梁平海槽兩側(cè)的層拉平偏移地震剖面。結(jié)合單井錄井剖面，自北向南，觀察和分析以上連井層拉平偏移剖面特征，發(fā)現(xiàn)海槽兩側(cè)臺(tái)地邊緣格局呈現(xiàn)不均一變化，其北端和中段的深度相對(duì)較大（100～550m），地形較陡（10°～60°）且基底斷裂相對(duì)發(fā)育，橫截面較寬（50～150km），外形輪廓基本對(duì)稱(chēng)；海槽南端深度逐漸變淺直至消失（0～100m），地形平緩（0°～10°），橫截面較窄（0～20km），其西側(cè)受基底斷裂控制明顯，輪廓表現(xiàn)為西陡南緩的不對(duì)稱(chēng)箕形。

2.1.2 長(zhǎng)興組厚度分布特征

基于鉆井地層厚度解釋?zhuān)瑧?yīng)用三維和二維地震資料開(kāi)展長(zhǎng)興組厚度解釋?zhuān)Y(jié)合區(qū)域構(gòu)造和沉積背景以及鉆井沉積微相成果，可初步恢復(fù)長(zhǎng)興期開(kāi)江—梁平海槽兩側(cè)臺(tái)地邊緣的宏觀格局，如圖2所示。可見(jiàn)長(zhǎng)興組厚度介于20～520m，整體呈NW—SE向條帶展布。結(jié)合區(qū)域沉積背景和鉆井沉積微相分析，認(rèn)為圍繞開(kāi)江—梁平一帶地層厚度小于100m的區(qū)域可能屬于開(kāi)江—梁平海槽的主體部位，主要為深水—次深水相的硅質(zhì)灰?guī)r和放射蟲(chóng)硅質(zhì)巖沉積；海槽外圍地層厚度突變帶（300～520m）且發(fā)育大量生物礁和生屑灘的地區(qū)應(yīng)屬于臺(tái)緣帶；地層厚度突變且發(fā)育大量角礫灰?guī)r的地帶應(yīng)屬于臺(tái)緣斜坡區(qū)；位于臺(tái)緣帶之后、地層厚度相對(duì)穩(wěn)定的區(qū)域應(yīng)屬于臺(tái)地內(nèi)部，可見(jiàn)大量石灰?guī)r和泥晶灰?guī)r沉積。

圖2 四川盆地晚二疊世長(zhǎng)興組厚度與沉積地貌圖

2.2 海槽兩側(cè)臺(tái)地邊緣的形態(tài)類(lèi)型和特征

2.2.1 海槽兩側(cè)前緣斜坡角變化特征

海槽兩側(cè)前緣斜坡角大小是描述海槽兩側(cè)臺(tái)地邊緣形態(tài)變化的一個(gè)重要參數(shù)。獲取該數(shù)據(jù)的方法是：首先利用海槽兩側(cè)三維地震偏移數(shù)據(jù)體，將長(zhǎng)興組下部穩(wěn)定標(biāo)志層（P2l）層拉平，得到若干層拉平偏移剖面，然后利用層拉平剖面中長(zhǎng)興組礁灘體建隆高度與其對(duì)應(yīng)的海槽兩側(cè)前緣斜坡寬度，可求取前緣斜坡角的大小。

圖3是利用以上方法得到的開(kāi)江—梁平海槽兩側(cè)臺(tái)地前緣斜坡角大小的粗略圖。該圖顯示，開(kāi)江—梁平海槽兩側(cè)前緣斜坡角度變化自北向南呈現(xiàn)不均一變化，海槽北部和中部臺(tái)地前緣斜坡角度相對(duì)較大，一般大于10°，最大可達(dá)60°，海槽兩側(cè)臺(tái)地邊緣帶凸起明顯，發(fā)育明顯坡折帶；海槽南部前緣斜坡角度普遍較小，多數(shù)小于10°，整體表現(xiàn)為西陡南緩的大型箕狀寬緩斜坡。

圖3 長(zhǎng)興期開(kāi)江—梁平海槽兩側(cè)前緣斜坡角變化與長(zhǎng)興組儲(chǔ)層厚度圖

2.2.2 不同臺(tái)緣帶礁灘體的地震反射特征

利用前期研究得到的若干層拉平地震偏移剖面，分析和研究臺(tái)地邊緣形態(tài)和臺(tái)緣帶之上礁灘體的內(nèi)部地震反射特征，將其歸納總結(jié)為2大類(lèi)4小類(lèi)地震反射模式，即斷層—陡坡—山脊型和緩坡—低丘型，包括斷層—陡坡—山脊型、陡坡—山脊型、緩坡—多排低丘型和緩坡—單排低丘型4種類(lèi)型，每種類(lèi)型的主要特征如圖4所述。前2種類(lèi)型主要分布在海槽北段和中段局部地區(qū)，其礁灘體規(guī)模和生長(zhǎng)方式明顯受臺(tái)地邊緣基底斷層和高陡前緣斜坡角控制，礁灘體通常緊靠現(xiàn)今逆斷層或斜坡陡?jìng)?cè)生長(zhǎng)，總體厚度大，橫向窄，存在高陡坡折帶，地震反射外形多呈山脊?fàn)睿瑑?nèi)部不同期次礁灘體多以垂向加積為主，側(cè)積作用不明顯；后2種類(lèi)型主要分布在海槽中段局部地區(qū)和南部尾端區(qū)，受西陡南緩構(gòu)造和沉積背景影響，其臺(tái)緣帶之上礁灘體地震反射特征多呈寬緩低丘型，總厚度不大，橫向延伸廣，坡折帶不明顯，其內(nèi)部次級(jí)礁灘體疊置方式以側(cè)積為主，可見(jiàn)垂向加積。

2.2.3 海槽兩側(cè)臺(tái)地邊緣的形態(tài)類(lèi)型和特征

為建立不同臺(tái)緣帶長(zhǎng)興組礁灘體沉積模式，科學(xué)指導(dǎo)礁灘體儲(chǔ)層預(yù)測(cè)，筆者利用前緣斜坡角變化、礁灘體地震反射特征、坡折帶發(fā)育程度以及長(zhǎng)興組厚度變化等成果，根據(jù)礁灘體發(fā)育的主控因素，將開(kāi)江—梁平海槽兩側(cè)臺(tái)地邊緣形態(tài)劃分為斷控陡坡型和緩坡型2大類(lèi)，包含斷層—陡坡型臺(tái)地邊緣、陡坡型臺(tái)地邊緣和緩坡—坡折型臺(tái)地邊緣、緩坡型臺(tái)地邊緣4種類(lèi)型，每種類(lèi)型的主要特征如圖5所述?？傊?，長(zhǎng)興期開(kāi)江—梁平海槽兩側(cè)臺(tái)地邊緣形態(tài)整體表現(xiàn)為箕形，具體特征是：海槽向NW方向敞開(kāi)且逐漸加深，向SE方向變淺變緩且收口；海槽北段和中段局部地區(qū)臺(tái)地兩側(cè)的外形輪廓基本對(duì)稱(chēng)，明顯受基底斷裂控制，臺(tái)緣帶呈山脊?fàn)钋彝蛊痫@著，發(fā)育明顯坡折帶；海槽南段兩側(cè)臺(tái)地邊緣的外形輪廓呈現(xiàn)西陡南緩的不對(duì)稱(chēng)箕形，基底斷裂不發(fā)育，臺(tái)緣帶呈寬緩低丘，坡折帶不明顯。

圖4 四川盆地長(zhǎng)興期開(kāi)江—梁平海槽兩側(cè)臺(tái)地邊緣形態(tài)及其地震反射模式圖

值得一提的是，長(zhǎng)興期開(kāi)江—梁平海槽兩側(cè)臺(tái)地邊緣形態(tài)的差異性除與基底斷裂活動(dòng)及其發(fā)生同沉積的不均勻裂陷活動(dòng)有關(guān)外，還與海平面上升和碳酸鹽巖產(chǎn)率密切相關(guān)。

3 臺(tái)地邊緣形態(tài)對(duì)礁灘體儲(chǔ)層的影響

3.1 對(duì)沉積模式的影響

圖5 四川盆地長(zhǎng)興期開(kāi)江—梁平海槽兩側(cè)臺(tái)地邊緣形態(tài)和礁灘體沉積模式圖

長(zhǎng)興期開(kāi)江—梁平海槽兩側(cè)臺(tái)地邊緣的形態(tài)差異是造成臺(tái)緣帶之上礁灘體沉積模式迥異的關(guān)鍵地質(zhì)因素，如圖5所示。斷層—陡坡型臺(tái)地邊緣的沉積環(huán)境受基底高陡斷裂和前緣斜坡角（25°～50°）影響大，沉積水體能量強(qiáng)，如LG1—LG10—LG8井區(qū)、LG63—LG60井區(qū)以北、HL1—HL10井區(qū)和PG2—MB3井區(qū)以北地區(qū)（圖3），其沉積模式表現(xiàn)為：①礁灘體外形呈山脊?fàn)?，緊靠現(xiàn)今逆斷層生長(zhǎng)，累計(jì)厚度大（80～400 m），橫向?qū)挾日?.5～2km），主要沿臺(tái)緣帶斷續(xù)或斜列式分布；②礁灘體內(nèi)部多期次級(jí)礁灘體垂向加積，側(cè)積作用不明顯；③礁灘體內(nèi)的生物礁多發(fā)育于早期和中晚期，厚度介于50～250m，生屑灘則多發(fā)育于晚期，厚度介于30～50m；④臺(tái)緣礁灘體對(duì)臺(tái)內(nèi)水體交換具有一定影響，但阻隔能力較弱，臺(tái)內(nèi)可見(jiàn)點(diǎn)礁和淺灘，蒸發(fā)巖不發(fā)育；⑤前緣斜坡帶發(fā)育大規(guī)?；堑[灰?guī)r。陡坡型臺(tái)地邊緣主要分布在LG26—LG6井區(qū)和TD56—LG82等井區(qū)，臺(tái)地邊緣基底斷裂斷距不明顯，但前緣斜坡角較陡（10°～30°），沉積水體能量較強(qiáng)，礁灘體沉積模式類(lèi)似于斷層—陡坡型臺(tái)地邊緣，只是礁灘體呈山脊?fàn)罹o靠臺(tái)地較陡一側(cè)生長(zhǎng)。緩坡—坡折型臺(tái)地邊緣主要分布在YB2—YB102—YB3—YB4井區(qū)和TD1—TD72—TD53等井區(qū)，受寬緩前緣斜坡帶和小型坡折帶（斜坡角通常小于10°）影響，其沉積水體能量相對(duì)較弱，沉積模式表現(xiàn)為：①礁灘體外形多呈大型寬緩的多排低丘，沿大型斜坡小坡折帶平行或斜列分布，橫向分布范圍廣，厚度介于30～200m，總寬為2～10km；②礁灘體內(nèi)部多見(jiàn)次級(jí)礁灘體垂向加積，也可見(jiàn)一定側(cè)積現(xiàn)象；③礁灘體內(nèi)的生物礁主要發(fā)育于中期和晚期，厚度介于20～100m，生屑灘主要發(fā)育于早期和晚期，厚度介于5～50m；④寬緩斜坡小坡折上的礁灘體對(duì)臺(tái)內(nèi)水體交換具有一定影響，但阻隔能力較小，臺(tái)內(nèi)可見(jiàn)點(diǎn)礁和淺灘，蒸發(fā)巖不發(fā)育。緩坡型臺(tái)地邊緣與緩坡—坡折型臺(tái)地邊緣在形態(tài)上的主要區(qū)別是寬緩斜坡上沒(méi)有明顯坡折帶，如YA12—YA12－2和YA18井區(qū)附近，其沉積水體能量最弱，其沉積模式表現(xiàn)為：①礁灘體外形多呈大型寬緩的單個(gè)低丘，平行臺(tái)緣帶呈帶狀分布，總厚度為20～100m，總寬度為2～6km；②礁灘體以泥晶／亮晶生屑灘沉積為主，生物礁厚度介于5～100m，且主要發(fā)育于中晚期；③礁灘體內(nèi)部次級(jí)礁灘體以側(cè)積作用為主，垂向作用不明顯；④礁灘體對(duì)臺(tái)內(nèi)水體交換沒(méi)有明顯影響，臺(tái)內(nèi)可見(jiàn)點(diǎn)礁和淺灘，蒸發(fā)巖不發(fā)育。

3.2 對(duì)成巖作用的影響

長(zhǎng)興期開(kāi)江—梁平海槽兩側(cè)臺(tái)地邊緣的形態(tài)差異不僅造成臺(tái)緣帶之上礁灘體沉積模式的迥異，也會(huì)導(dǎo)致臺(tái)緣帶成巖環(huán)境和成巖作用的明顯差異（圖5）。斷層—陡坡型臺(tái)地邊緣的成巖環(huán)境是水體較淺且循環(huán)程度高、礁灘體暴露時(shí)間長(zhǎng)以及斷層利于滲流和溶蝕作用等，其成巖作用常見(jiàn)早期白云石化作用、壓實(shí)壓溶作用、埋藏白云化作用以及溶蝕和微裂縫作用等，在每期礁灘體旋回的頂部常見(jiàn)厚層亮晶礁白云巖和亮晶生屑白云巖，各類(lèi)溶蝕孔隙異常發(fā)育。陡坡型臺(tái)地邊緣的成巖環(huán)境是水體較淺且循環(huán)程度高以及礁灘體暴露時(shí)間較長(zhǎng)等，常見(jiàn)的成巖作用與斷層—陡坡型臺(tái)地邊緣類(lèi)似，但因缺少基底斷裂的滲流作用，其白云化作用和溶蝕作用相對(duì)變?nèi)?，在每期礁灘體旋回的頂部也可見(jiàn)中—薄層亮晶礁白云巖和亮晶生屑白云巖，其溶蝕孔隙較發(fā)育。緩坡—坡折型臺(tái)地邊緣的成巖環(huán)境是水體較淺且循環(huán)程度高、礁灘體暴露時(shí)間短且頻繁等，其成巖作用常見(jiàn)早期壓實(shí)壓溶作用、淺—中埋藏白云化作用、弱／強(qiáng)溶蝕作用、鈣質(zhì)或石英膠結(jié)作用等，在每期礁灘體旋回頂部或局部微裂縫附近可見(jiàn)薄層亮晶生屑白云巖和殘余顆粒粉晶白云巖發(fā)育，橫向分布廣。緩坡型臺(tái)地邊緣與緩坡—坡折型臺(tái)地邊緣的成巖環(huán)境和成巖作用大致相同，但礁灘體的白云化程度不高，亮晶生屑白云巖和殘余顆粒粉晶白云巖的厚度薄，但期次多，橫向分布廣。

3.3 對(duì)儲(chǔ)層分布的影響

長(zhǎng)興期，海槽兩側(cè)臺(tái)地邊緣形態(tài)不僅控制礁灘體的沉積模式和成巖作用，并最終影響礁灘體儲(chǔ)層的分布（圖3、圖5）。斷層—陡坡型臺(tái)地邊緣之上礁灘體儲(chǔ)層主要分布在基底斷裂和陡坡一側(cè)的每期礁灘體旋回的頂部，其累計(jì)厚度通常大于60m，但橫向分布窄，儲(chǔ)集空間常見(jiàn)殘余粒間（溶）、粒間（內(nèi)）溶孔和生物鑄?？住⒕чg（溶）孔和溶蝕裂縫，儲(chǔ)層類(lèi)型多屬于中高孔隙度、滲透率的裂縫—孔隙型儲(chǔ)層。陡坡型臺(tái)地邊緣之上礁灘體儲(chǔ)層主要集中分布在臺(tái)緣陡坡一側(cè)的每期礁灘體旋回的頂部，累計(jì)厚度介于30～60m，橫向分布窄，儲(chǔ)集空間常見(jiàn)殘余粒間（溶）、粒間（內(nèi)）溶孔和生物鑄?？住⒕чg（溶）孔，儲(chǔ)層類(lèi)型多屬于低孔隙度、低滲透率的孔隙型儲(chǔ)層。緩坡—坡折型臺(tái)地邊緣之上礁灘體儲(chǔ)層主要位于大型緩坡的坡折帶附近，且分布在每期礁灘體旋回的頂部，其厚度薄，但期次多，累計(jì)厚度約為20m，橫向分布較廣，其儲(chǔ)集空間主要為殘余粒間（溶）、粒間（內(nèi)）溶孔和未充填微裂縫，儲(chǔ)層類(lèi)型多屬于特低孔隙度和低滲透率的裂縫—孔隙型儲(chǔ)層。緩坡型臺(tái)地邊緣之上礁灘體儲(chǔ)層特征大體與緩坡—坡折型臺(tái)地邊緣儲(chǔ)層特征類(lèi)似，裂縫發(fā)育程度決定礁灘體儲(chǔ)集能力大小，礁灘儲(chǔ)層具有厚度薄，期次多和橫向分布廣的特點(diǎn)，主要位于大型緩坡前緣斜坡一側(cè)，且分布在每期礁灘體旋回的頂部。

4 結(jié)論

1）長(zhǎng)興期，開(kāi)江—梁平海槽兩側(cè)臺(tái)地邊緣主要存在4種形態(tài)，即斷層—陡坡型臺(tái)地邊緣、陡坡型臺(tái)地邊緣和緩坡—坡折型臺(tái)地邊緣和緩坡型臺(tái)地邊緣，這4種形態(tài)的臺(tái)地邊緣是影響臺(tái)緣帶礁灘體沉積模式和成巖作用特征的關(guān)鍵要素，也是造成礁灘體儲(chǔ)層特征差異性的根本原因。

2）白云巖化、多期溶蝕作用和裂縫作用是改善礁灘儲(chǔ)層質(zhì)量的關(guān)鍵作用，有利儲(chǔ)層主要位于礁灘體內(nèi)每期礁灘體的頂部，分布于臺(tái)緣基底斷裂或陡坡和前緣斜坡一側(cè)。

本文得到中國(guó)石油西南油氣田公司各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和同行的幫助和支持，也得到中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院石油地質(zhì)研究所領(lǐng)導(dǎo)和同行的協(xié)助，在此一并表示誠(chéng)摯感謝。

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