塔中III 區(qū)良里塔格組沉積演化模式及分布

范 鵬，何 川

（1.西南石油大學地球科學與技術學院，四川成都 610500；2.中國石油長慶油田分公司，陜西西安 710021）

塔中I 號斷裂帶上奧陶統(tǒng)良里塔格組碳酸鹽巖儲層勘探自20 世紀90 年代勘探以來，在東部發(fā)現(xiàn)塔中I號氣田大型陡坡型礁灘體凝析氣藏[1-3]，繼而在中部亦發(fā)現(xiàn)有臺緣礁灘體油氣藏[4]。近年來對塔中III 區(qū)開展了大量的勘探工作[5,6]，礁灘復合體的存在與否和高能灘體的分布成為近年來研究的熱點之一。對塔中III 區(qū)大量的巖心、錄井、測井、薄片和地震資料的分析，筆者對沉積演化模式和沉積相的分布進行了探討，以期對研究區(qū)良里塔格組后續(xù)的油氣勘探提供幫助。

1 沉積類型及特征

塔中III區(qū)位于塔中低凸起西北端，目的層上奧陶統(tǒng)良里塔格組僅沉積良一～良三段，沉積環(huán)境為溫暖濕潤的淺海環(huán)境，沉積類型多樣，大致可劃分為開闊臺地和臺地邊緣相。開闊臺地相可進一步分為臺內點礁、臺內灘、灰泥丘和灘間海亞相；臺地邊緣相可進一步劃分為礁丘、灰泥丘、粒屑灘和灘間海亞相。主要特征（見表1）。

1.1 開闊臺地相特征

開闊臺地海域廣闊，無障壁遮擋，屬開放水體循環(huán)系統(tǒng)，水深幾米～幾十米不等；生物分異度和數量都比較豐富，生物主要為藍綠藻、棘皮、腕足、海綿、介形蟲等；沉積物類型亦多樣，從砂礫屑級到灰泥級均有沉積。沉積相類型以灘間海為主，占61.07 %；其次為臺內灘亞相，占33.34 %；臺內點礁和灰泥丘分別占5.86 %和5.59 %。

1.1.1 臺內點礁亞相 晚奧陶世時期，研究區(qū)臺地內部由于斷裂活動而引起局部差異性沉降，導致在開闊臺地內部分化出地形較高、較平坦的臺坪并發(fā)育次級坡折，造礁生物附著臺內砂屑灘或粘結生屑碎片構建點礁格架。開闊臺地內的生物礁，礁體多近圓形或不規(guī)則狀，常呈點狀分布于浪基面之上的陸架附近，生物主要為腹足、腕足、有孔蟲以及紅藻等，地震剖面上反應也不明顯，預測難度較大。

1.1.2 臺內灘亞相 臺內灘是指在沉積水體較淺、能量較高的沉積環(huán)境下形成的粒屑灘，沉積作用多受浪基面控制，沉積顆粒類型多樣，如內碎屑、生屑、藻團塊等。巖性以亮晶砂礫屑灰?guī)r、砂屑灰?guī)r和含生屑砂屑灰?guī)r為主，顆粒分選中等，含量通常在50%～80%。常見平行層理、交錯層理和丘狀交錯層理，局部見生物擾動和潛穴。

表1 沉積相類型簡表

1.1.3 灰泥丘 灰泥丘在開闊臺地相內呈平緩低平正向凸起，常與粒屑灘呈指狀交叉分布，可細分為丘核、丘翼，丘基和丘蓋，主要巖性為隱藻泥晶灰?guī)r、隱藻粘結巖和具粘結結構的砂屑灰?guī)r。研究區(qū)灰泥丘亞相主要分布于良二段，發(fā)育窗格孔，孔徑2～7 mm，被亮晶方解石全充填，見縫合線，被泥質和瀝青充填。

1.1.4 灘間海亞相 灘間海屬于礁灘復合體之后的一個靜水沉積環(huán)境，波浪的能量較低，水體循環(huán)受限，水深通常在50 m 以內。沉積物以暗色粒細碳酸鹽泥或粉砂沉積為特征，主要的巖石類型有泥晶灰?guī)r和含泥質條帶泥晶灰?guī)r。生物以浮游有孔蟲為主，其次為腕足、棘皮類等，暗色灰泥富含有機質，生物擾動構造和潛穴發(fā)育。例如中古26 井良三段6 338～6 346 m 井段沉積相屬于灘間海亞相，主要巖性為泥晶灰?guī)r夾薄層泥質條帶灰?guī)r，成像測井相為暗斑相。

1.2 臺地邊緣相特征

對研究區(qū)沉積亞相類型厚度進行統(tǒng)計分析，得出研究區(qū)以粒屑灘為主，占54.79 %，其中砂屑灘、生屑灘和鮞粒灘各自比例為38.38 %、12.77 %和3.63 %；其次為灘間海亞相，占28.72 %；生物礁主要為灰泥丘，占12.28 %，其次為臺緣礁，比例為4.21 %。

1.2.1 礁丘亞相 礁丘亞相位于波浪和強水流擾動的環(huán)境，水體深度多在30 m 以內。造礁生物對水體環(huán)境要求較高，除了需求暖、清、淺的水體循環(huán)條件，還需要適宜造礁或附礁生物的營養(yǎng)水流。相比塔中東部礁灘體凝析氣藏，研究區(qū)的礁丘規(guī)模較小，礁體未能形成環(huán)帶分布，正向地貌凸起特征不顯著，未見大量礁骨架巖、礁障積巖分布。通過常規(guī)測井手段難以識別，成像測井圖像上礁體多呈亮斑相或高阻塊狀相，地震剖面上礁體呈雜亂反射，與周邊相位差異明顯。研究區(qū)礁丘在縱向上與粒屑灘疊置組成1～3 套沉積旋回，粒屑灘既作為礁體的礁蓋，同時也是上部礁體的礁基。橫向上可以識別出礁核、礁翼、礁前和礁后，礁前受波浪破碎作用，以礁角礫為主要識別特征，礁翼為礁和灘的過渡部位，礁灘體互相呈指狀穿插。

1.2.2 灰泥丘亞相 塔中III 區(qū)上奧陶統(tǒng)臺緣灰泥丘多隱藻粘結結構。丘體厚度7～45 m，垂向上與粒屑灘或灘間海組成2～3 個旋回。巖性上以深灰色塊狀隱藻泥晶灰?guī)r、含砂屑藻粘結巖及泥質條帶灰?guī)r為特征，發(fā)育被亮晶方解石全充填的窗格孔和半充填的小型晶洞。

1.2.3 臺緣粒屑灘 臺緣粒屑灘包括生屑灘、砂屑灘和鮞粒灘等，各類灘體主要以顆粒含量進行區(qū)分。受高能沉積環(huán)境的控制，顆粒的結構成熟度和成分成熟度均較高，分選中等～好，粒間膠結物以亮晶方解石全膠結為主，鏡下可識別出三期膠結物，并見新月形懸垂膠結。部分顆粒表層見泥晶套和藻絲體鉆孔，發(fā)育高角度擴溶縫。

1.2.4 灘間海亞相 灘間海在臺緣相帶多分布于局部灘體、礁后局限水體環(huán)境或海平面陡升的區(qū)域沉積中。以暗色、細粉砂-泥級沉積物為特征，碳酸鹽泥多發(fā)生重結晶和微亮晶方解石膠結，臺緣生物碎屑和細砂屑常呈薄層分布其中，低能水體擾動使其形狀多不規(guī)則。發(fā)育水平層理、沖刷構造以及生物擾動構造。研究區(qū)灘間海主要分布于良三段底部、頂部以及良一段，說明這三個沉積時期為海平面階段性上升期。

2 沉積相展布

2.1 沉積相縱向發(fā)育特征

開闊臺地相縱向上以多期臺內灘-灘間海、灰泥丘-灘間海、灰泥丘-臺內灘的沉積組合為特征。下面以中古15 井為例介紹各段沉積及組合特征：良三段以臺內灘沉積為主，發(fā)育兩個臺內灘-灘間海沉積旋回；良二段沉積亞相類型豐富，包括臺內灘、灰泥丘及灘間海，除灘間海沉積厚度較?。? m）外，臺內灘與灰泥丘沉積厚度均較厚，垂向上表現(xiàn)為三套海侵間歇沉積旋回，下部為臺內灘-灘間海的沉積旋回，上部為兩套臺內灘-灰泥丘的沉積旋回；良一段垂向上發(fā)育一套粒屑灘-灘間海的沉積組合，其下部為中高能砂屑灘沉積，上部為低能灘間海沉積，二者沉積厚度相近。

臺地邊緣相總體上表現(xiàn)為一個開放的海水循環(huán)體系，縱向上以高能粒屑灘和生物礁的垂向疊置為主體，局部夾有薄層灘間海沉積。臺地邊緣相中以塔中86 井最為典型（見圖1），各段沉積相類型及組合特征表現(xiàn)為：良三段為三套砂屑灘-灘間海交互旋回，表現(xiàn)為海平面間歇性停滯上升特征；良二段沉積時期沉積水體變淺，在底部厚度為數米的砂屑灘基底上，形成灰泥丘建隆，之后又被厚度約18 m 的鮞粒灰?guī)r所覆蓋，形成一套完整的礁灘復合體構造，良二段可識別出兩套完整的礁灘復合體；到良一段沉積時期，則形成底部為灘間海，中上部為中低能生屑砂礫屑灘的沉積旋回。

圖1 塔中86 井良里塔格組沉積微相縱向剖面

2.2 沉積相橫向發(fā)育特征

在單井沉積相縱向分析的基礎上，通過沉積相區(qū)域對比，能夠準確分析研究區(qū)的沉積相橫向變化和遷移特征。通過平行塔中Ⅰ號坡折帶建立地中古17-中古171-中古452-中古451-中古45 井上奧陶統(tǒng)良里塔格組沉積相對比剖面（見圖2）可以看出：自研究區(qū)中部塔中45 井區(qū)向北全部屬于臺地邊緣相帶，主體相帶為粒屑灘、灘間海和灰泥丘亞相，各段沉積亞相具有一定的橫向連續(xù)性，良三段及良二段以粒屑灘、灰泥丘沉積為主，夾有灘間海沉積，良一段則主要為灘間海及低能粒屑灘沉積。良三段沉積時期，靠近北端的中古17 井和中古171 井在沉積中期開始出現(xiàn)礁灘復合體，良三段頂部發(fā)生一次顯著的海侵過程，水體變深，以廣泛的灘間海沉積為特征；良二段沉積時期則表現(xiàn)為整體上以高能沉積為主，僅局部出現(xiàn)灘體之間的低洼沉積，橫向上以1-4 套發(fā)育良好的粒屑灘-灰泥丘的沉積旋回為特征，其中灰泥丘多為藻粘結砂屑沉積，未見大量生屑碎片；良一段則又表現(xiàn)為水體變深的低能灘間海沉積，僅在頂部出現(xiàn)數米中低能砂屑灘沉積。

由垂直塔中Ⅰ號坡折帶的塔中63-中古15-中古151-塔中45-中古18 井上奧陶統(tǒng)良里塔格組沉積相對比圖可知（見圖3），中古15 和中古151 井之間為臺地邊緣和開闊臺地的過渡帶，結合平行Ⅰ號坡折帶的對比圖可以看出，自塔中45 井區(qū)以北為臺地邊緣相，以南則為開闊臺地相。與臺地邊緣相比，開闊臺地相中臺內灘能量相對變低，厚度減薄，灘間海較發(fā)育；而臺地邊緣粒屑灘沉積厚度大，能量高，橫向連續(xù)性好，與灰泥丘呈交互沉積。

圖2 平行塔中Ⅰ號坡折帶上奧陶統(tǒng)良里塔格組沉積相對比剖面

圖3 垂直塔中Ⅰ號坡折帶上奧陶統(tǒng)良里塔格組沉積相對比剖面

3 沉積相演化模式

在對塔中III 區(qū)上奧陶統(tǒng)良里塔格組沉積特征分析的基礎上，結合沉積層序和構造格局演化，建立了塔中III 區(qū)上奧陶良里塔格組沉積相模式圖，進而推斷出研究區(qū)在良里塔格組沉積時期的相演變過程。

圖4 塔中III 區(qū)上奧陶統(tǒng)良里塔格組沉積相演化模式圖

晚奧陶世良里塔格組沉積時期，塔中III 區(qū)以發(fā)育碳酸鹽開闊臺地相－碳酸鹽鑲邊臺地沉積為特征。相帶變化寬緩，沉積物主要受波浪、潮汐和風暴流作用影響，沿臺地邊緣形成了一定厚度規(guī)模的礁、灘鑲邊沉積組合。其沉積演化模式如下：在良三段沉積時期，地勢西高東低，臺地邊緣相帶寬緩，以砂屑灘沉積為主，局部發(fā)育灰泥丘，形成丘灘復合體。開闊臺地為中低能沉積，臺坪地區(qū)發(fā)育有中低能砂屑灘，灰泥丘呈小規(guī)模零星分布，展布方向與臺緣相一致（見圖4A）；良二段沉積時期，構造格局仍為西高東低，臺地邊緣相帶變窄，灰泥丘建造在良三段沉積的基礎上擴至最大，形態(tài)呈條帶狀或圓丘狀。受東西向水平擠力作用力的影響，開闊臺地內部形成深淺相間的沉積格局。在此基礎上，古地貌高點發(fā)育灘體，灘體規(guī)模較良三段減小，低處為灘間海等低能沉積，灘體附近見零星分布的灰泥丘（見圖4B）；良一段沉積時期，受垂向應力作用影響，西部下沉，東部抬升，沉積格局為西低東高，臺地邊緣相進一步縮減，僅在中古151-中古16-塔中452-中古18 井一帶分布。開闊臺地主要為灘間海沉積（見圖4C）。

4 沉積相平面分布

在建立研究區(qū)良里塔格組沉積演化模式的基礎上，結合單井沉積相分布的約束，對其沉積相平面分布進行了預測（見圖5）。

塔中III 區(qū)臺地邊緣以廣泛發(fā)育的臺緣礁、灘等中高能沉積為主。灘體多呈西北-東南向展布，規(guī)模不大，橫向連續(xù)性較好。中古17 井向西北方向3 km 逐漸過渡為臺緣中低能灘相沉積，是由于良里塔格組沉積時期，海水自東南方向進入，中古17 井、中古171、塔中86 井所在區(qū)域受波浪、潮汐等高能水體環(huán)境影響，形成儲集性能較好的高能礁灘復合體；而位于相對靠內帶的中古19 井附近則多沉積臺緣低能灘體。研究區(qū)未能形成如塔中東部典型的礁灘體，僅見小規(guī)模的礁丘-灰泥丘沉積。

圖5 塔中III 區(qū)上奧陶統(tǒng)良里塔格組沉積相平面展布圖

開闊臺地以廣泛發(fā)育的灘間海等低能沉積為主，砂屑灘、生屑灘、灰泥丘多呈點狀，規(guī)模小，橫向連續(xù)性較差。臺內點礁和灰泥丘主要分布中古16 井區(qū)內，礁丘以廣鹽性障積巖和粘結巖為主，灰泥丘多藻類絲體粘結灰泥成巖，顏色灰暗，常與泥晶灰?guī)r組成薄互層，生屑含量低，主要為腕足類碎屑。臺內正向地貌高處中古163 井一帶為臺內高能灘沉積，平行I 號坡折帶成席狀分布。臺內低能灘在中古26 井-中古16 井、中古15 井區(qū)和中古12 井均有鉆遇，厚度分布不均，幾米～數十米不等。

5 結論

（1）塔中III 區(qū)沉積環(huán)境為溫暖濕潤的淺海環(huán)境，沉積類型多樣，大致可劃分為開闊臺地和臺地邊緣相。開闊臺地相可進一步分為臺內點礁、臺內灘、灰泥丘和灘間海亞相；臺地邊緣相可進一步劃分為礁丘、灰泥丘、粒屑灘和灘間海亞相。

（2）晚奧陶世良里塔格組沉積時期，塔中低凸起整體下降，海平面間歇上升，沿臺地邊緣形成了一定厚度規(guī)模的礁、灘鑲邊沉積組合。良三段開始出現(xiàn)灰泥丘和礁丘，到良二段沉積時期規(guī)模較大，與粒屑灘疊置組成多旋回沉積，屬于有利的儲集相帶。

（3）臺地邊緣以廣泛發(fā)育的臺緣礁、灘等中高能沉積為主，臺緣灘以砂屑灘為主，灘體多呈西北-東南向展布，規(guī)模不大，橫向連續(xù)性較好。開闊臺地以灘間海等低能沉積為主，砂屑灘、生屑灘、灰泥丘多呈點狀，規(guī)模小，橫向連續(xù)性較差。

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