渝東南地區(qū)下三疊統(tǒng)飛二段—飛三段鮞灘分布特征

趙玲麗，宋金民，2，袁海鋒，2，徐國盛，2，鄧雙林，趙 聰，金 鑫，李立基，李朋武，任佳鑫，李柯然，馮宇翔，范建平

(1.成都理工大學能源學院，四川 成都 610059；2.油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程全國重點實驗室(成都理工大學)，四川 成都 610059；3.中國石油化工股份有限公司西南油氣分公司，四川 成都 610095；4.成都理工大學產(chǎn)業(yè)技術學院，四川 宜賓 644000)

0 引 言

四川盆地下三疊統(tǒng)飛仙關組鮞灘氣藏勘探于20世紀末取得重大突破，在東北部發(fā)現(xiàn)渡口河氣藏，隨后鐵山坡、羅家寨、金珠坪、普光、七里峽等大型、特大型氣田相繼被發(fā)現(xiàn)，意味著鮞灘氣藏具有良好的油氣勘探前景[1-3]。四川盆地飛仙關組由川西地區(qū)的碎屑巖沉積往東相變?yōu)樘妓猁}巖沉積，可劃分為臺地、陸棚、海槽三個基本相帶[4-5]；汪娟2006年[6]和戴荔果等2009年[7]將川東乃至渝北飛仙關組沉積相劃分為潮坪、局限臺地、開闊臺地、臺地邊緣灘、斜坡和海槽(臺盆)亞相。川東地區(qū)飛仙關組儲層多分布在鮞灘[8]，鮞灘的發(fā)育與分布受到古地理格局[9]、相對海平面變化[10-11]、構造運動[12]等地質(zhì)因素影響，其中開江—梁平海槽對鮞灘分布具有重要控制作用[13]。

眾多學者針對四川盆地飛仙關組的研究集中在川東—渝北地區(qū)的地層劃分、沉積相以及儲層控制因素，渝東南地區(qū)飛仙關組多采用兩分法，即飛一段—飛三段和飛四段[14-15]，沒有四分的細分方案。蔣裕強等2020年[8]討論了開江—梁平海槽地區(qū)的沉積環(huán)境，并指出開江—梁平海槽西側發(fā)育的鮞灘隨海槽遷移，然而渝東南方向的鮞灘分布規(guī)律尚不明確。本文通過對渝東南地區(qū)利川龔家埡口剖面進行細致的實測，結合大池干、茍家場、洋渡溪、高峰場等構造的典型鉆井巖心的觀察描述，建立巖性-電性識別標志，將飛仙關組細化為四段；并運用地震反演技術，明確鮞灘儲層展布特征，建立鮞灘沉積模式，為后續(xù)的盆地級別的地層對比和油氣勘探提供技術支撐。

1 地質(zhì)概況

渝東南地區(qū)主要包括華鎣山—銅鑼峽—明月峽—黃泥堂構造帶一線，橫跨武勝—石柱凹陷，位于“兩隆一凹”地帶，地勢北低南高，構造分區(qū)上屬于川東南斷褶帶。西臨鄰水，東至利川，向北延伸至渠縣，向南抵近涪陵，屬于川東碳酸鹽巖臺地的一部分。早三疊世飛仙關期，上揚子地臺繼承了晚二疊世末期的臺盆相間的沉積格局，城口—鄂西海槽和武勝—石柱凹陷逐漸關閉，開江—梁平陸棚也逐漸變淺。飛一期，開江—梁平海槽和城口—鄂西海槽內(nèi)為深水陸棚沉積，海槽外碳酸鹽巖臺地雛形基本形成(圖1)；飛二期，受長興末期海侵影響，海平面快速上升，基底差異升降活動停滯，區(qū)內(nèi)碳酸鹽巖快速沉積，開江—梁平海槽和城口—鄂西海槽逐漸消亡，武勝—石柱凹陷逐漸被填平補齊，逐漸演變?yōu)榻y(tǒng)一的碳酸鹽巖臺地；飛三期，為碳酸鹽巖臺地發(fā)展期，鮞灘廣泛發(fā)育；飛四期，海平面快速下降，在全區(qū)形成均一化的蒸發(fā)潮坪環(huán)境[16]。

圖1 渝東南地區(qū)飛一段沉積相及晚二疊世基底斷裂平面圖(據(jù)文獻[17-19]修改)

2 地層劃分及特征

通過對渝東南地區(qū)大池干、茍家場、洋渡溪、高峰場等構造周圍的140余口鉆井和龔家埡口剖面實測，結合巖性、測井電性響應特征和地震響應特征，筆者將飛仙關組四分，自下而上劃分為飛一段、飛二段、飛三段和飛四段，并且分段界面具橫向可追蹤性，并在此基礎上建立地層對比格架。

2.1 巖性劃分標準

通過研究區(qū)龔家埡口剖面實測，建立地層四分的巖性劃分標準。飛一段實測剖面厚度81.4 m，巖性為含泥泥晶灰?guī)r、泥晶灰?guī)r夾泥巖(圖2和圖3(a))。飛二段實測剖面厚度124.4 m，下部為一套淺灰色泥晶灰?guī)r，向上為粉屑灰?guī)r、砂屑鮞粒含云(白云質(zhì))灰?guī)r和泥晶灰?guī)r交替出現(xiàn)(圖3(b)和(d))。飛三段實測剖面厚度170.6 m，發(fā)育多套下細上粗的反旋回，巖性為殘余砂屑鮞?；?guī)r、(殘余)亮晶鮞?；?guī)r等(圖2和圖3(e))；顆粒內(nèi)發(fā)育溶孔，是受埋藏條件影響改造的結果[20]。飛四段實測剖面厚度29.6 m，巖性為紫紅色礫屑灰?guī)r、鈣質(zhì)泥巖等(圖2和圖3(c)(f))。

圖2 渝東南地區(qū)龔家埡口飛仙關組綜合柱狀圖

圖3 渝東南地區(qū)龔家埡口剖面飛仙關組各段巖石學特征

2.2 巖性-電性劃分標準

渝東南地區(qū)飛仙關組發(fā)育完整，但大部分鉆井剖面飛仙關組均采用兩分法，即飛一段—飛三段和飛四段[21]。將研究區(qū)測井電性曲線數(shù)值突變作為地層劃分依據(jù)，飛仙關組呈現(xiàn)巖性-電性的四分特征，即飛一段為泥晶灰?guī)r(白云巖)、飛二段為鮞粒白云巖(灰?guī)r)和泥晶灰?guī)r、飛三段為鮞?；?guī)r(白云巖)和泥晶灰?guī)r(白云巖)、飛四段為泥質(zhì)灰?guī)r和泥灰?guī)r，分界處均見測井曲線數(shù)值突變(表1)。

表1 渝東南地區(qū)飛仙關組各段巖性與測井響應的四分特征

飛一段以灰?guī)r和泥灰?guī)r為主，測井曲線上表現(xiàn)為鋸齒狀，GR為80～105 API，電阻率為75～200 Ω·m，以GR值增大的界面作為飛仙關組底界面(圖4)；飛二段以泥晶灰?guī)r、砂屑灰?guī)r和殘余砂屑鮞粒白云質(zhì)(含云)灰?guī)r為主，GR值范圍為11～31 API，電阻率值為200～4205 Ω·m，以GR值突然降低的界面作為飛二段的底界面；飛三段以鮞粒灰?guī)r、砂屑灰?guī)r為主，GR值范圍為7～30 API，僅在飛三段頂、底部可見局部高GR值，飛三段電阻率值略高于飛二段范圍，為626～5717 Ω·m，以鮞?；?guī)r大套出現(xiàn)和底部出現(xiàn)局部高GR作為飛二段和飛三段的劃分依據(jù)；飛四段發(fā)育泥質(zhì)白云巖和泥質(zhì)灰?guī)r，GR值為35～66 API，電阻率值為74～280 Ω·m，并將GR增大和減小的界面分別作為飛四段的底界面和飛仙關組的頂界面。

圖4 渝東南鄰北1井-茍西1井-池54井-洋渡3井-峰12井飛仙關組連井對比圖

2.3 地震響應特征

通過對鄰北1、茍西1和峰12井的合成記錄發(fā)現(xiàn)，渝東南地區(qū)飛仙關組四段均可在地震剖面上識別標定，飛四段底、飛三段底均位于波峰反射處，飛二段底位于波谷反射處，飛仙關組底界位于波峰零值點，這些分界面均可在過井的地震剖面上連續(xù)追蹤。(圖5)。

圖5 渝東南地區(qū)飛仙關組井震剖面(a)與各段地震合成記錄(b)(參數(shù)單位：MD，in.；DT，μs/m；GR，API；TWT，ms；其他為無量綱)

3 飛二段—飛三段鮞灘分布特征

根據(jù)已有鉆井、露頭剖面資料，統(tǒng)計鮞灘厚度與地層厚度的占比數(shù)據(jù)，并結合連井剖面灘體橫向展布情況繪制渝東南地區(qū)飛二段和飛三段灘體平面展布圖。

3.1 飛二段

飛二段鮞灘發(fā)育在中晚期(圖2)，巖性以殘余砂屑鮞粒白云質(zhì)(含云)灰?guī)r為主(圖3(f))。研究區(qū)內(nèi)南北向連井剖面顯示飛二段沉積期南部主要發(fā)育泥晶灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r，不發(fā)育鮞灘，北部發(fā)育兩套灘體巖性為鮞?；?guī)r(圖6)。東西向連井剖面顯示飛二段時期鄰北1井、茍2井、池54井、洋渡3井仍然主要發(fā)育泥晶灰?guī)r、泥灰?guī)r，由西向東依次局部發(fā)育小規(guī)模生屑灘、砂屑灘、鮞灘(圖7)。

基于鉆井和露頭資料統(tǒng)計灘體厚度占地層厚度的比例預測繪制了飛二段灘體展布平面圖。飛二期最大的鮞灘分布在豐都—忠縣一帶，厚約60 m，面積約1197.67 km2；向西發(fā)育一些小規(guī)模的灘體，分布在渠縣—梁平一帶，分布厚約20 m，面積約180.38 km2；龔家埡口附近也發(fā)育有較大的灘體，厚約60 m。飛二期灘體總體位于渠縣—梁平以及豐都—忠縣—利川一帶，整體上呈北東—南西向展布，單個灘體厚度2.6～3.5 m，累計厚度10～60 m，面積180.38～1197.67 km2，橫向展布51.25～75.509 km，且灘體中心位于近梁平處，灘體最厚，向東灘體厚度減少(圖8)。

圖8 渝東南地區(qū)飛二段鮞灘分布圖(據(jù)文獻[21]修改)

3.2 飛三段

飛三段鮞灘巖性多為灰色砂屑鮞粒灰?guī)r(圖9(a)和(b))、淺灰色-灰色中-厚層狀亮晶鮞粒灰?guī)r(圖9(c)—(f)和(h))、肉桂色中-厚層狀鮞?；屹|(zhì)白云巖(白云質(zhì)灰?guī)r)(圖9(g))。鮞粒為單鮞和復鮞，形態(tài)呈圓形和異形，具同心圈層，大小0.025～2 mm，多發(fā)生白云石化作用，部分鮞粒中心見白云石晶粒呈現(xiàn)殘余結構(圖3(e))。研究區(qū)南北向連井剖面顯示飛三段沉積期鮞?；?guī)r大套發(fā)育，具有南北兩邊厚中間薄的趨勢，兩邊池54井和峰12井鮞灘較厚，厚度大約110 m，中間井鮞灘厚度較薄，厚度大約60 m(圖6)。鄰東西向連井剖面顯示飛三段時期，4口井均發(fā)育大套鮞灘，厚度分別為56 m、34 m、112 m、157 m，鮞灘逐漸向東厚度增大，展布范圍變廣(圖7)。

圖9 渝東南地區(qū)飛三段鮞灘和灘間洼地鏡下微觀特征

基于鉆井和露頭資料統(tǒng)計灘體厚度占地層厚度的比例再結合地震灘體展布預測繪制了飛三段灘體展布平面圖(圖10)。飛三期，灘體主要圍繞墊江—梁平灘間洼地發(fā)育，呈環(huán)帶狀分布。該灘間洼地以泥質(zhì)灰?guī)r、云質(zhì)灰?guī)r、白云巖以及膏鹽巖為主(圖9(i))，夾顆?；?guī)r條帶或薄-厚層狀含生物碎屑泥晶灰?guī)r(圖9(g))。茍家場的灘體厚約80 m；向東大池干地區(qū)的灘體厚度約60 m，以池13井和洋渡3井為灘體的中心；東部龔家埡口灘體最大，厚約110 m。在地震剖面上可見發(fā)育鮞灘的區(qū)域呈現(xiàn)弱波峰、雜亂反射特征，灘間區(qū)域可見較清晰連續(xù)同相軸(圖10(b和c))，橫向上可識別。飛三期研究區(qū)內(nèi)茍家場和高峰場的灘體均較飛二期厚，灘體中心遷移到龔家埡口附近(圖10(a))。總的來說，飛三段單個灘體厚度1.5～7 m，累計厚度34～110 m，面積最大有22.76～5713.39 km2，橫向展布111.30～140.44 km。飛三段灘體特征與飛二段相比厚度更大、分布范圍更廣、發(fā)育規(guī)模更大，并且灘體中心遷移至東部。

圖10 渝東南地區(qū)飛三段沉積相與地震相特征

4 鮞灘沉積模式

鮞灘的分布受到同沉積斷裂活動形成的古地理格局、沉積古地貌與相對海平面的升降變化的控制[22-23]。下三疊統(tǒng)飛仙關組沉積時期，四川盆地繼承了二疊系長興組的沉積格局，以發(fā)育典型的鑲邊碳酸鹽巖臺地沉積為特征。早三疊世，由川東北到川西南依次發(fā)育蒸發(fā)臺地-局限臺地-開闊臺地-臺緣礁灘-斜坡-盆地(川西海槽)-斜坡-臺緣礁灘-開闊臺地-局限臺地-海陸過渡相-陸相[24-30]，沉積相帶的分布特征與威爾遜相模式比較一致。研究區(qū)位于城口—鄂西海槽西側和開江—梁平海槽南側，以開闊臺地-局限臺地沉積環(huán)境為主，劃分為臺內(nèi)灘、灘間坪、灘間洼地等微相。晚二疊世，萬縣—長壽斷裂、大竹—梁平斷裂、南充—涪陵斷裂、黃泥堂斷裂、明月峽斷裂以及銅鑼峽基底斷裂發(fā)育[19](圖1)，使得臺地內(nèi)出現(xiàn)地貌分異現(xiàn)象，大竹—梁平、鄰水和豐都—石柱—萬縣地貌高、能量強，有利于灘體發(fā)育。飛一期，由于海平面上升影響，沉積環(huán)境為較深水環(huán)境，巖性以泥灰?guī)r為主，顆?；?guī)r不發(fā)育；飛二段時期，處于高位體系域，在繼承海侵沉積格局的基礎上，海平面由前期的持續(xù)上升變?yōu)榇藭r的相對下降，研究區(qū)內(nèi)的沉積環(huán)境仍為開闊臺地，沉積物以泥晶灰?guī)r、砂屑鮞?；?guī)r、泥灰?guī)r為主，灘體發(fā)育在渠縣—梁平以及豐都—忠縣—利川一帶；飛三期，由于飛二期灘體發(fā)育位置沉積厚度大，導致地貌差異增大且伴隨斷裂活動，使得墊江至梁平地區(qū)之間地貌低，進而發(fā)育灘間洼地，并且海水持續(xù)向東海退，臺地的碳酸鹽巖生產(chǎn)能力得到快速恢復，發(fā)育大套鮞灘，灘體厚度大，灘體主要圍繞墊江—梁平灘間洼地呈環(huán)帶狀分布，并逐漸向東遷移(圖11)。

圖11 渝東南地區(qū)飛二段與飛三段鮞灘發(fā)育模式

5 結 論

(1)研究區(qū)飛仙關組地層格架劃分為四段式，飛一段為灰?guī)r和泥灰?guī)r，具高GR值；飛二段主要為泥質(zhì)含量較低的砂屑灰?guī)r和灰?guī)r，呈現(xiàn)低GR值，底部見局部高GR值；飛三段以鮞?；?guī)r、砂屑灰?guī)r為主，具低GR值；飛四段以泥質(zhì)白云巖和泥質(zhì)灰?guī)r為主，高GR值。

(2)飛二段時期，鮞灘少量發(fā)育，巖性為殘余砂屑鮞粒白云質(zhì)(含云)灰?guī)r，單個灘體厚度2.6～3.5 m，累計厚度10～60 m，面積180.38～1197.67 km2，展布在渠縣—梁平以及豐都—忠縣—利川一帶，橫向展布范圍為51.25～75.509 km。

(3)飛三段時期，鮞灘廣泛發(fā)育，巖性為殘余亮晶鮞?；?guī)r，局部見砂屑，單個灘體厚度1.5～7 m，累計厚度34～110 m，面積最大有22.76～5713.39 km2，主要圍繞墊江—梁平灘間洼地發(fā)育，呈環(huán)帶狀分布，橫向展布范圍為111.30～140.44 km，位于研究區(qū)東南部(即龔家埡口和大池干地區(qū))厚度較大。

(4)研究區(qū)飛仙關組沉積時期為碳酸鹽巖鑲邊臺地沉積，受飛三期向東海退事件的影響，鮞灘在飛三期厚度最大、展布范圍廣、連通性好、規(guī)模更大，并且鮞灘中心向東遷移。