鄂西渝东区晚二叠世长兴组沉积期沉积相及礁、滩分布规律

二叠系长兴组为鄂西渝东区主要勘探层系之一,其沉积相展布有多种观点。应用地表露头剖面、钻井剖面分析及对比研究,结合地震属性分析,认为晚二叠世开江-梁平陆棚向东南延伸,并与鄂西-城口海槽相连;鄂西渝东区晚二叠世长兴组沉积期沉积格局受到开江-梁平陆棚和鄂西-城口海槽的联合控制,将该区划分成开阔台地相、台地边缘相、浅水陆棚相以及盆地相4个相带,其中的生物礁、滩主要分布于台地边缘,为天然气勘探的重要目标。     

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四川盆地上二叠统是发育在下二叠统侵蚀面上的一套海侵沉积。其碳酸盐岩沉积主体在川东及鄂西地区，沉积环境属碳酸盐缓坡。该沉积体系包括碳酸盐浅缓坡（海陆交互带）、碳酸盐深缓坡（细分为外带和内带）、海槽（盆地）和环海槽陆棚边缘带。这些沉积相带自四川盆地西南向东北大致呈同心弧状顺次展布，并随海侵的发展逐渐向西南方向迁移。至长兴期，受南秦岭裂陷洋强烈拉张的影响在川东北部形成开江—梁平碳酸盐海槽，并在陆棚边缘带和深缓坡带分别发育了陆棚边缘礁和点礁，由此开始了由碳酸盐缓坡向碳酸盐台地转化的过程。陆棚边缘礁带是生物礁发育的有利相带。陆棚边缘礁的个体明显大于缓坡内的点礁，分布密度大，是形成大中型生物礁气藏的有利相带。到长兴期末，这些陆棚边缘礁仍未能相互连接构成连续的障壁，致使四川盆地晚二叠世的沉积环境未能最终由碳酸盐缓坡转变为碳酸盐台地。     

四川盆地二叠、三叠系环海槽礁、滩富气带勘探

四川盆地北部广元-旺苍海槽及开江-梁平海槽的形成、发展和消亡过程对该区上二叠统-下三叠统飞仙关组沉积相的演化及其生物礁、鲕粒滩分布有着明显的控制作用,因而决定了礁、滩气藏的类型、规模及其分布：二叠纪长兴期的海绵-水螅边缘礁集中发育在环海槽的台地边缘相带,是天然气富集的有利储集相带;三叠纪飞仙关期环海槽的碳酸盐台地区鲕粒滩发育,是大中型气藏孔隙性鲕粒云岩、鲕粒灰岩储层发育有利相区。在“环海槽的碳酸盐台地边缘富气带是边缘礁、滩巨厚优质储层发育有利区” 重要勘探思路的指导下,自渡口河飞仙关组鲕滩气藏发现后,在环海槽的台地边缘相区又相继发现了罗家寨、铁山坡、滚子坪、普光等大中型气藏,近期在仪陇、苍溪地区礁、滩气藏的勘探也先后获得突破性进展,一个绵延600 km,范围近1×10⁴km²的环海槽礁、滩气藏富气带已清楚地显现出来。目前沿该带已发现了8个长兴组边缘礁气藏和13个飞仙关组鲕粒滩气藏,获天然气储量近1×10¹²m³,其中最大的气藏目前探明储量达到3560×10⁸m³。随着勘探的不断深入,环海槽礁、滩富气带的勘探将会有更大的发现。     

川东忠县—鱼池地区二叠系—三叠系海槽相、台缘相的发现及勘探意义

川东—鄂西地区晚二叠世—早三叠世发育开江—梁平海槽与城口—鄂西海槽,明确环海槽分布的台地边缘及沉积相带展布对指导二叠系—三叠系礁滩气藏的勘探开发具有重要现实意义。基于川东忠县—鱼池地区窑厂、千野草场、楠木桠和三墱坡剖面长兴组—飞仙关组的现场实测和系统取样分析,结合钻井资料和建南地区前期研究成果,认为大池干—石宝寨—高峰场区块为开阔台地相沉积,而开江—梁平海槽主体未向该区延伸;忠县—鱼池地区发育海槽相深水沉积,开江—梁平海槽与建南地区浅水陆棚直接相连,向东直接连通城口—鄂西海槽主体,其两侧发育台地边缘相礁滩沉积。通过确定台地边缘平面展布规律,进一步扩展了研究区内台地边缘分布范围,为川东地区二叠系—三叠系礁滩气藏的勘探开发揭示了全新的领域。     

泛开江-梁平海槽及勘探有利相带地震预测

四川盆地上二叠统长兴组生物礁的预测工作,在20世纪80～90年代主要以地质研究为主,研究初期常有生物礁目标井打不到生物礁,而非目标井又时而钻遇生物礁的现象。近年来,结合地质、钻测井资料,利用区域大剖面地震相预测技术,建立了一套识别晚二叠世末期台地-海槽沉积相带的方法,首次分别在川北、川中及川东地区地震大剖面发现了台地-海槽地震相形迹。在此基础上,对上述地区生物岩隆(礁、滩)有利相带进行了重点识别,总结了台地边缘生物岩隆的地震相预测方法,并编制了四川盆地晚二叠世末期泛开江-梁平海槽古地貌及沉积相预测图,表明环海槽周缘生物岩隆具有延伸远、勘探潜力大的基本态势。通过川东五百梯、川中ＬＧ等区块的钻井表明,所应用的技术是预测二叠系碳酸盐岩礁、滩有利区带及勘探部署的实用技术。     

测井资料划分川东北元坝地区长兴组有利相带

晚二叠世长兴期,四川盆地东北部元坝地区位于梁平-开江陆棚西侧,由西南向东北发育开阔台地、台地边缘礁滩、斜坡、浅水陆棚沉积相带。综合利用成像测井、常规测井及岩屑薄片鉴定等资料,在元坝长兴组单井相划分的基础上,对其沉积亚相和微相进行了划分,结合实钻成果分析,认为台地边缘生物礁的礁盖和礁核是优质储层分布区域。充分发挥测井信息纵向分辨率及地震信息横向分辨率的优势,在岩心标定测井资料的基础上,根据测井资料来标定地震资料,将测井相与地震相紧密结合,对长兴组有利相带沉积特征做了进一步的精细刻画。依据这些信息,能较为明显地划分出元坝地区长兴组的有利相带。结果表明：该区有利相带为台地边缘礁滩相沉积,亚相为生物礁和礁后浅滩,微相为礁盖、礁核、生屑滩和砂屑滩,这类相带的储层是勘探开发的首选目标。     

黑池梁地区长兴组—飞仙关组沉积相及储层预测

黑池梁地区是川东北通南巴构造带中隆升幅度最高的部位,长兴组—飞仙关组沉积时处于广旺—开江梁平陆棚东侧,具有发育礁滩相储层的沉积背景。通过地表露头、岩心观察和钻井资料分析,认为黑池梁地区长兴组—飞仙关组可划分为陆棚相、台地前缘斜坡相、台地边缘生物礁滩相、开阔台地相、局限台地和台地蒸发岩6个相带。依托三维地震资料,结合已知礁滩相气藏的勘探成果、地震反射特征和地震属性分析,建立了该地区长兴组—飞仙关组沉积及储层发育模式,预测M2井以东地区与H1井井区为礁滩相储层有利勘探目标区。     

川东北黄莲峡地区长兴组生物礁地震异常特征及油气勘探潜力

通过见天坝生物礁等地面露头剖面和井资料的沉积相及层序地层、地震模型正演、地震剖面地震相等的详细研究表明：川东北黄莲峡地区处于二叠系长兴期城口-鄂西海漕与川东开阔台地相的结合部位；黄莲峡地区长兴组生物礁地震异常具有典型的台地边缘进积型层序地层特征，飞仙关组有可靠的上超现象，礁核内部为杂乱反射特征，是台地边缘礁的反映；城口-鄂西海槽向川东碳酸岩盐台地内部万县、云阳方向延伸，台地边缘礁异常沿城口-鄂西海槽边沿分布，边沿礁异常发育，且成藏条件优越，可与开江广旺地区对比，勘探潜力较大。     

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本通过野外剖面的测实分析并与钻井剖面进行对比研究了川东北碳酸盐蒸发台地东缘与深水海槽沉积的地渡带沉积特征及其对鲕滩分布的控制作用。宣汉河口剖面长兴期发育边缘礁，飞一为厚层鲕粒滩，飞二膏岩发育，飞三、飞四为台地潮旋回沉积，与蒸发台地上金珠1井等沉积层序完全一致。河口东北十余公里长兴组和飞仙关组都相变为深水相，飞一段重力流沉积发育,飞二沉积陆棚斜坡相薄层泥晶灰岩，至飞三时期才演变为浅水台地，沉积了台缘鲕粒滩和台内潮旋回，研究结果说明宣汉河口地区为长兴和飞仙关早期台地边缘相带，其西侧台内的鲕粒岩主要分布在飞一段，其东 则主要分布在飞三段。     

川东北元坝地区长兴组—飞仙关组地层类型研究

根据川东北元坝地区长兴组—飞仙关组岩性、古生物、测井曲线特征、地震响应标志等相关资料内容的综合分析,得出结论:长兴组划分为即碳酸盐台地型、台地边缘礁滩型、台地边缘斜坡型及陆棚型。飞仙关组分为台地前缘斜坡型、开阔台地型及陆棚型三种类型。     

四川盆地东北部长兴组-飞仙关组各沉积相带储层特征

四川盆地东北部晚二叠世长兴组与早三叠世飞仙关组具有较大的天然气勘探潜力,储层主要发育在台地边缘礁滩相、局限台地相、开阔台地相及台缘斜坡-陆棚相中。利用测井解释资料以及样品实测资料,对达县宣汉、通南巴及元坝3个区块中长兴组-飞仙关组不同沉积相带的岩石物性特征进行了归纳统计与对比研究。结果表明,沉积相控制了沉积岩石类型,而不同岩石类型因内部结构差异及原生孔隙差异又导致不同相带的储层物性差异,沉积环境能量越高的相带越有利于优质储层的发育;台地边缘礁滩相储层岩石物性最好,主要构成孔隙型的Ⅱ类储层,台地相储层岩石物性次之,主要构成裂缝-孔隙复合型Ⅲ类储层,台地边缘斜坡-陆棚相储层岩石物性最差,只能形成裂缝型储层。综合研究认为,寻找优质储层,依然是优先寻找有利于形成优质储层的台地边缘礁滩相带。     

礁滩型气藏与燕山、喜山期构造体系的关系

四川盆地川东北地区上二叠统长兴组生物礁、滩型气藏和下三叠统飞仙关组鲕粒生物滩型气藏勘探在普光、毛坝取得重大突破之后，很多研究者从沉积相研究出发，都认为这些礁滩是沿广旺海槽、城口-鄂西海槽以及梁平-开江海槽坡折带分布的丘形体，油气富集与海槽相关。然而，叠加上覆燕山、喜山期的构造形迹分析则发现，这些礁滩型气藏在油气成藏运移过程中还与扭动构造体系相关，特别是与各类扭动构造体系的砥柱密切相关。据此观点进行研究进而预测：巴中、仪陇莲花状构造，中台山、绵阳旋扭构造体系的砥柱与下伏地层地震剖面丘形体叠置处有望获得重大的礁滩型油气藏发现。     

四川盆地台缘带礁滩大气区地质特征与形成条件

以四川盆地二叠系—三叠系长兴组—飞仙关组台缘带礁滩大气区为例,阐述了台缘礁滩体带状大气区形成条件与地质特征。四川盆地晚二叠世经历了克拉通内裂陷作用和基底断裂活动,在区域大缓坡背景下,形成了以城口—鄂西海槽、开江—梁平海槽及南充—绵阳台内洼地3个负向单元以及奉节—镇巴台坪、石柱—仪陇台坪、遂宁—磨溪台坪3个古地貌高点为特征的“三隆三凹”的古地理格局,台坪向海槽过渡的高能带环境发育大型台缘带礁滩体;经历早期溶蚀、回流渗透白云石化与埋藏溶蚀等建设性成岩作用,形成了沿台缘带分布的优质白云岩储集层;台缘带礁滩体具有良好烃源条件,断层发育,油气成藏条件明显优于台内礁滩体,台缘带控制天然气富集,即大型台缘古地理背景、规模白云岩溶蚀礁滩储集层、良好的下生与侧向气源条件和带状集群展布的岩性、构造及构造-岩性复合3类圈闭“四要素”有机配置决定带状大气区的形成与分布,展示了台缘带礁滩大油气区的良好勘探前景。图7表3参12     

川东北元坝地区长兴组与飞仙关组天然气成藏差异性成因

四川盆地川东北元坝气田的气藏类型为我国埋藏最深、以台地边缘礁滩相储层为主的大型礁滩岩性气藏,勘探形势整体较好,然而其海相主要产气层上二叠统长兴组与下三叠统飞仙关组的气藏规模差异较大。为找出二者产能差异性的成因,对其储层、输导体系、压力系统及储源关系等特征进行了地质与成像测井相结合的综合分析。结论认为：该区下三叠统嘉陵江组上部-中三叠统雷口坡组膏盐岩盖层分布稳定,长兴组与飞仙关组气藏气源均主要来自上三叠统吴家坪组（P₂w）和龙潭组（P₂l）烃源岩;储层特征上的差异导致长兴组主要为中高产气藏,飞仙关组主要为低产气藏;而输导体系、压力系统、储源关系的不同,也对富集程度产生了一定影响。     

川东北地区普光气田长兴—飞仙关气藏成藏模式与成藏过程

四川盆地川东北地区随着普光1井、2井在二叠系长兴组和三叠系飞仙关组储层中喷出高产工业天然气流,发现了四川盆地有史以来储量最大的天然气田——普光气田。研究表明,普光气田主要以二叠系长兴组台地边缘形成的礁滩和白云岩组合以及三叠系飞仙关组浅海开阔台地相沉积的粒屑滩、鲕粒滩为储层,后期埋藏溶蚀孔为主要储集空间。天然气主要来自中下寒武统、下二叠统、上二叠统烃源岩。印支、燕山及喜马拉雅运动都对普光古圈闭及油气藏的形成有重大影响。普光气藏属于构造—岩性复合孔隙型气藏,其成藏模式与成藏过程经历了原生油藏阶段、气藏阶段和改造定型阶段。普光气田的成藏模式与成藏过程对广大川东北地区勘探类似天然气藏具有借鉴与指导意义。      

川东北地区长兴组—飞仙关组沉积格局及成藏控制意义

川东北上二叠统长兴组—下三叠统飞仙关组总体为碳酸盐台地沉积,受古断裂的控制,宽广的台地被切割成台隆与台盆的沉积格局。受开江-梁平台盆的控制,长兴晚期—飞仙关早期在其两侧发育了较为对称的类似于威尔逊相模式的碳酸盐岩沉积体系,但陆棚相不甚发育,可能是台盆深度小、宽度窄、相变快引起的。由于期间经历了一次二级海平面的升降过程,使得长兴组广泛发育海侵生物礁,而飞仙关组发育海退型鲕粒滩,形成两类最为有利的储集相带。生物礁、鲕滩沉积相带在纵横向上不断迁移、抬升,主要发育于台盆的两侧,呈不连续环带状分布,明显受沉积相带控制。     

川东北地区二叠系—三叠系多期台缘演化规律及勘探方向

基于等时层序格架,综合钻井和地球物理资料,对四川盆地开江—梁平海槽二叠系—三叠系多期台缘的演化规律进行了研究,探讨了不同时期的台缘类型、礁滩发育模式及展布特征。研究结果表明:①基于龙潭组和吴家坪组同时异相的沉积特征,以最大海泛面和地层旋回一致性为依据,对川中地区和开江—梁平地区的地层界线进行调整,可建立区域等时地层格架。②基于对龙岗地区茅口组—长兴组台缘带的重新刻画,证实开江—梁平海槽在茅口组二段沉积期出现台缘雏形,在吴家坪组沉积期持续发育,长兴组沉积期礁体规模最大,最后在飞仙关组沉积期逐渐消亡;台缘带的演化经历了茅口组沉积期的单斜缓坡模式、吴家坪组沉积期的远端变陡缓坡模式、长兴组沉积期的镶边碳酸盐台地模式。③开江—梁平海槽东、西两侧均有多期台缘叠置的发育特征,海槽西侧发育茅口组、吴家坪组、长兴组3期台缘,海槽东侧主要发育吴家坪组、长兴组2期台缘;根据生物礁的地震反射特征和不同时期生物礁的垂向叠置模式,识别出加积型生物礁和前积型生物礁,并预测了不同类型生物礁的分布规律。④四川盆地在二叠纪—三叠纪形成的多个NW向裂陷均具备形成多期台缘的构造背景,多期台缘叠加的生物礁滩储层是今后四川盆地的一个重要勘探领域。