川中地區(qū)洗象池組有利沉積相帶分布預(yù)測(cè)

劉 鑫 曾乙洋 文 龍 林 怡 陳友蓮 陳 文 吳煜宇 石書緣

近年，圍繞四川盆地樂山—龍女寺加里東期古隆起部署了大量鉆井，主要目的層為震旦系燈影組和下寒武統(tǒng)龍王廟組，在鉆經(jīng)中上寒武統(tǒng)洗象池組時(shí)都有豐富的油氣顯示，其中磨溪23井、南充1井、高石16井測(cè)試獲得工業(yè)氣流，顯示出洗象池組具有一定的勘探潛力。盡管前人對(duì)四川盆地洗象池組油氣地質(zhì)研究做了大量工作[1-16]，但是對(duì)有利沉積相帶分布規(guī)律的認(rèn)識(shí)還不夠深入，制約了洗象池組油氣勘探進(jìn)程。筆者將宏觀與微觀相結(jié)合、地質(zhì)與測(cè)井相結(jié)合，厘清了該區(qū)沉積相展布，了解了有利沉積相帶的分布規(guī)律，以期為洗象池組油氣勘探提供科學(xué)依據(jù)。

1 地質(zhì)概況

研究區(qū)地理位置位于四川省中部安岳—潼南—合川境內(nèi)，東至廣安—重慶、西達(dá)樂至—內(nèi)江、北至蓬溪—南充、南至內(nèi)江—重慶一線（圖1）。區(qū)域構(gòu)造位置位于四川盆地中部古隆起平緩構(gòu)造區(qū)，包含高石梯、磨溪、龍女寺、廣安等構(gòu)造。研究區(qū)鉆遇洗象池組井64口，其中取心井12口，心長419.12 m。

洗象池組命名地點(diǎn)位于四川省峨眉山洗象池，參考剖面位于樂山范店鄉(xiāng)一線天，巖性組合為大套白云巖，巖性單一。洗象池組在四川盆地西部地區(qū)大面積缺失，盆地內(nèi)地層厚度總體表現(xiàn)為由西向東逐漸增厚的特征，最厚可達(dá)700 m。研究區(qū)位于加里東期古隆起區(qū)，其西北部樂至一帶缺失洗象池組，向東南方向洗象池組頂部分別與二疊系—奧陶系不同地層接觸。地層厚度由剝蝕區(qū)往外圍逐漸增大，最厚達(dá)320 m。區(qū)內(nèi)洗象池組巖性為淺灰—深灰色薄層—厚層狀白云巖，夾泥質(zhì)白云巖和砂質(zhì)白云巖，巖性穩(wěn)定。

2 沉積相類型

四川盆地在徐莊—鳳山期為海侵－海退旋回背景下的局限臺(tái)地沉積，總體具有西陸東海的沉積格局[14-16]。川中地區(qū)洗象池組主要的巖石類型為砂屑白云巖、鮞粒白云巖、泥晶白云巖、砂泥質(zhì)白云巖等。由于洗象池組古生物化石缺乏，筆者主要采用巖性與沉積構(gòu)造相結(jié)合、巖心與鏡下觀察相結(jié)合、巖石相與測(cè)井相相結(jié)合的方法來劃分沉積相，共劃分出臺(tái)內(nèi)灘、臺(tái)坪、灘間海3個(gè)亞相。

圖1 四川盆地寒武系洗象池組厚度展布及研究區(qū)位置圖

2.1 臺(tái)內(nèi)灘

臺(tái)內(nèi)灘發(fā)育于臺(tái)地內(nèi)的地貌高點(diǎn)，位于平均低潮線附近，受波浪和潮汐作用強(qiáng)烈，發(fā)育交錯(cuò)層理、波痕、沖刷面等沉積構(gòu)造。巖性以砂屑白云巖、鮞粒白云巖居多，巖心可見針孔及溶洞（圖2-a、2-b），是洗象池組儲(chǔ)層發(fā)育的有利沉積相類型。

2.2 局限臺(tái)坪

該類沉積環(huán)境發(fā)育于遠(yuǎn)離陸地的地勢(shì)平坦的水下高地，沉積水體較淺，長期或周期性暴露于海平面之上，水動(dòng)力較弱，蒸發(fā)作用強(qiáng)。巖性以泥晶白云巖、砂泥質(zhì)白云巖為主（圖2-c）。

2.3 灘間海

灘間海發(fā)育于局限臺(tái)地內(nèi)部的低洼地區(qū)，沉積界面位于平均海平面之下，水體循環(huán)受限，能量較低。巖性以泥晶云巖、粉晶云巖、泥質(zhì)云巖為主（圖2-d），露頭剖面和巖心局部可見礫屑等風(fēng)暴沉積物。

3 單井相分析與對(duì)比

由于取心資料有限，僅依靠巖心資料開展沉積相研究存在一定的局限性。因此采用沉積學(xué)標(biāo)志與測(cè)井相標(biāo)志相結(jié)合的方法來分析單井沉積相。在沉積相類型劃分基礎(chǔ)上，根據(jù)不同沉積環(huán)境的巖石類型所對(duì)應(yīng)的測(cè)井曲線特征差異，可識(shí)別出各類亞相的電性響應(yīng)特征，建立巖—電—相轉(zhuǎn)換模型（圖3）。

臺(tái)內(nèi)灘自然伽馬曲線表現(xiàn)為低平、微齒狀，介于10～20 API；成像測(cè)井表現(xiàn)為亮色塊狀，可見大量暗色斑點(diǎn)。局限臺(tái)坪的自然伽馬為中值—高值，曲線總體呈齒狀，局部尖峰狀，介于30～60 API；成像測(cè)井呈亮色塊狀或暗色紋層與亮色薄層相見的特征。灘間海的自然伽馬曲線總體呈中幅齒狀，介于15～30 API；電成像表現(xiàn)出亮色塊狀?yuàn)A薄層暗色條帶的特征。通過不同巖石類型的電性響應(yīng)特征，對(duì)區(qū)內(nèi)單井開展沉積相劃分，建立了多口井的沉積相綜合柱狀圖（圖4）。并開展單井沉積相對(duì)比，發(fā)現(xiàn)洗象池組大套白云巖中發(fā)育多套薄層顆粒白云巖，古隆起區(qū)灘體單層厚度多介于1～2 m，累積厚度不足10 m，集中發(fā)育在洗象池組中上部；往東至位于上斜坡的廣探2井區(qū)，臺(tái)內(nèi)灘單層厚度可達(dá)10 m，累積厚度超40 m。古隆起頂部顆粒白云巖主要發(fā)育在洗象池組上部，上斜坡帶顆粒白云巖在洗象池組上、中、下部均有分布。顯示上斜坡是洗象池組灘體發(fā)育的有利區(qū)（圖5）。

地震剖面顯示中—上寒武統(tǒng)由斜坡往古隆起方向存在明顯上超現(xiàn)象，廣探2井所在的上斜坡正好處于可容空間變化帶（圖6），表明晚寒武世樂山—龍女寺古隆起上斜坡為有利的沉積坡折帶，控制了顆粒灘發(fā)育。

圖4 廣探2井沉積相綜合柱狀圖

圖5 磨溪204—寶龍1—磨溪23—廣探2井寒武系沉積相對(duì)比圖

圖6 05GA46地震時(shí)間偏移剖面圖

4 有利相帶分布

4.1 有利巖相的基本特征

研究區(qū)洗象池組臺(tái)內(nèi)灘發(fā)育2類巖石類型：①具有顆粒結(jié)構(gòu)的砂（礫）屑云巖、鮞粒云巖等；②具有晶粒結(jié)構(gòu)的粉－中晶白云巖，通過普通薄片或者陰極發(fā)光觀察具有殘余顆粒結(jié)構(gòu)（圖7）。

圖7 川中地區(qū)寒武系洗象池組灘相儲(chǔ)集巖特征圖

臺(tái)內(nèi)灘相白云巖的儲(chǔ)集空間以粒間孔和晶間孔為主，發(fā)育小溶洞和裂縫，物性具有“低孔、低滲”的特征，儲(chǔ)集類型為裂縫－孔隙型。儲(chǔ)層單層厚度為1～15 m，多數(shù)不足2 m，總體較薄，橫向連續(xù)性較差。

4.2 有利巖相的分布

盡管樂山—龍女寺古隆起在志留紀(jì)末加里東運(yùn)動(dòng)期定型，但在早期地史演化中已具雛形，并控制了沉積作用。研究結(jié)果表明，中晚寒武世徐莊—鳳山期磨溪地區(qū)已經(jīng)形成水下隆起[17-19]，往東至龍女寺—廣安地區(qū)逐漸過渡到下傾的斜坡帶。

徐莊—鳳山期，川中地區(qū)表現(xiàn)為自西向東水體逐漸加深的趨勢(shì)，自古隆起核部向斜坡帶逐漸從局限臺(tái)坪過渡到灘間海，兩個(gè)相帶之間發(fā)育臺(tái)內(nèi)灘（圖8）。局限臺(tái)坪主要分布在磨溪—高石梯水下隆起高部位，水體能量相對(duì)較弱，雖有顆粒灘分布，但灘體規(guī)模及厚度均較小。臺(tái)坪相外圍為顆粒灘和灘間海，灘體圍繞水下隆起呈帶狀展布，工區(qū)內(nèi)主要發(fā)育2個(gè)顆粒灘帶，在南充1井—磨溪39井—寶龍1井區(qū)，規(guī)模相對(duì)較小，縱向上，顆粒灘主要分布在洗三段；而該帶外圍的廣探2井—高石16井—高石20井區(qū)為規(guī)模更大的灘體發(fā)育帶，面積達(dá)1 710 km2，縱向上在洗象池組各段均有分布，主要發(fā)育在二段和三段。因此，顆粒灘分布受古隆起控制作用明顯，上斜坡顆粒灘為最有利發(fā)育區(qū)。

圖8 川中地區(qū)寒武系洗象池組沉積相分布圖

5 結(jié)論

1）川中地區(qū)徐莊—鳳山期為局限海臺(tái)地沉積環(huán)境，可進(jìn)一步劃分出臺(tái)內(nèi)灘、局限臺(tái)坪、灘間海3種沉積亞相。

2）洗象池組砂屑白云巖儲(chǔ)集物性較好，呈薄層分布，局部地區(qū)累計(jì)厚度較大，形成于局限海臺(tái)地中顆粒灘相，是有利的沉積相帶。

3）樂山—龍女寺古隆起在中晚寒武世表現(xiàn)為水下隆起，控制顆粒灘的分布。顆粒灘沿水下隆起呈環(huán)帶狀分布，而隆起帶與斜坡帶的轉(zhuǎn)折部位是顆粒灘最發(fā)育地區(qū)。

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