川中AY地区须家河组地震层序与物源分析

陈小二，范 昆，熊 艳，王小兰，王 聃，陈 丹

（中国石油川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司，成都610213）

川中AY地区须家河组地震层序与物源分析

陈小二，范 昆，熊 艳，王小兰，王 聃，陈 丹

（中国石油川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司，成都610213）

AY地区构造位置位于四川盆地川中古隆起平缓构造区中部，为一南东—北西向倾斜的单斜。综合地质、测井等资料，对研究区上三叠统须家河组展开了地震层序地层研究。研究结果表明，地震同相轴的上超方向、层序等T0厚度、下切河谷走向等信息指示了物源区可能位于研究区的南部或东南部。据薄片资料的岩屑成分排除了紧邻研究区东南部的泸州古隆起作为物源区的可能性。推测研究区须家河组物源区位于研究区南部或东南部的“黔中古陆”或“江南古陆”。该项研究成果对于四川盆地上三叠统须家河组的下一步勘探具有指导意义。

地震层序；物源分析；须家河组；川中地区

0 引言

四川盆地上三叠统须家河组是重要的油气产层，长期以来受到地学界的广泛关注［1］。须家河组油气藏以岩性和构造-岩性复合油气藏为主，沉积相和优质储层展布是控制油气藏形成和分布的重要因素。沉积相和物源分析是油气藏地质研究中的一项重要工作，许多学者做了大量研究，以川西凹陷、川东北凹陷和川东南凹陷研究程度较高，沉积相特征和物源位置比较清晰［2-8］。谢继荣等［8］、郑荣才等［9-10］从构造-沉积层序的角度出发，识别和划分了须家河组的沉积层序，并绘制了各层序的岩相古地理图。郭海洋等［11］和金惠等［12］研究了川中地区须家河组地震相特征。相对于川西凹陷和川东北凹陷，对川中须家河组地震层序研究较少，对其沉积物源的争议较大。笔者以三维地震资料为基础，以地震地层学理论为指导，系统分析了须家河组地震层序特征，并综合薄片资料的砂岩成分分析结果，分析了川中AY地区须家河组沉积物物源方向。该项研究有助于准确构建须家河组沉积体系和岩相古地理，也有利于提高油气储层预测的准确性和探井成功率。

1 区域地质背景

四川盆地在中、新生代发育有3个类前陆盆地［13］，分别是盆地西侧与龙门山逆冲-褶皱带有关的川西类前陆盆地、盆地北部与米仓山—大巴山逆冲-褶皱带有关的川东北类前陆盆地以及盆地东南部与雪峰山前陆褶皱冲断带有关的川东南类前陆盆地［14］（图1）。但这3个类前陆盆地的发育具有非同步性，形成于不同的地质历史时期［10］。须家河组沉积期的四川盆地构造-沉积格局主要受川西凹陷和川东北凹陷共同控制［7，10］。雪峰山前陆褶皱带的滑脱拆离和冲断作用开始于晚侏罗世，之前的晚三叠世须家河期至中侏罗世则处于沉静休眠状态［10］。晚三叠世盆地南部的云贵高原尚未隆起，盆地南部边界为一开放的自由边界［15］。

图1 四川盆地类前陆盆构造示意图及AY地区位置（据文献［14］修改）Fig.1 Geologicalm ap of AnalogousSichuan Foreland Basin and the location of AY area

AY地区的区域构造位置位于川中古隆起平缓构造区中部，浅中层主要为一单斜构造，西部与威东地区相邻，东北部与磨溪构造西南端相接，东部与潼南地区相连，南部与川中—川南过渡带的包界地区相望。研究区上三叠统须家河组为典型的河、湖相碎屑岩及含煤沉积，厚度较稳定，一般为400～600m。自下而上划分为6段，其中须一段、须三段和须五段为湖沼相沉积，主要沉积黑色泥岩和泥质粉砂岩夹薄层煤或煤线的岩性组合，是须家河组的主要生油气层或各含油气层的直接盖层（图2）。该区须一段发育不全，仅有部分井钻遇该段地层，且地层厚度较小，在地震剖面中基本无法识别。须家河组须二段、须四段和须六段主要沉积浅灰、灰白色细—中—粗粒长石岩屑砂岩、岩屑砂岩夹薄层黑色泥岩及煤线的岩性组合，是须家河组的主要储集层。

图2 AY地区A1井须家河组岩性与层序综合柱状图Fig.2 Generalized columnar section of lithology and sequence stratigraphy of Xujiahe Formation in A1 well in AY area

2 须家河组地震层序分析

2.1 地震层序界面特征及识别标志

层序是以不整合面及其对应的整合面为界的地层单元。不整合面的识别是定义层序界面和划分层序的基础。最大泛滥面是层序地层学中最重要的区域等时对比标志。在露头或测井资料中，最大泛滥面表现为向上变细的泥岩段的顶界。在地震剖面上识别层序界面主要有以下依据：①作为层序界面的不整合面在地震剖面上可以根据上超、下超、顶超和削蚀等地震反射终止特征加以识别［16］。②不同的层序和体系域由于形成时环境条件的差异，决定了其具有不同的沉积特征，在地震剖面上则表现为具有不同的反射波组特征［11-12］，因此，层序和体系域界面在地震剖面上常表现为强反射界面或重要的反射波组特征分界面。③基准面和相对海平面下降时，河道的下蚀作用增强，切割下伏地层，形成“U”形或“V”形谷；基准面和相对海平面上升时，河道逐渐被充填，在地震剖面上表现为两端上超及丘形反射特征。因此，下切河谷也是识别不整合面的重要标志［17］。

2.2 地震层序和体系域界面特征

在对须家河组内重要的地震反射同相轴进行追踪、对比的基础上，确定了7个地震层序和体系域界面。其中，层序界面有6个，自下而上依次为SB1～SB6；体系域界面有1个，即MFS1，代表湖侵和高水位体系域与下伏低水位体系域之间的分界面，称之为最大泛滥面。自下而上各地震层序界面和体系域界面的特征主要为：

（1）SB1层序界面。相当于须家河组底界，在地震剖面上表现为强反射特征，形态起伏不平、隆凹相间，其下伏地层具明显的削蚀特征，局部呈凹槽状，沿凹槽发育部位的上覆地层表现为上超充填特征，解释为下切河道（图3、图4）。其成因与中三叠世末发生的印支早幕运动所引起的区域性海退和须家河组沉积前长时期的抬升剥蚀作用有关，是四川盆地由早期海相的前陆周缘盆地构造演化阶段转入中期陆相的类前陆盆地构造演化阶段的标志［10］，解释为一个下削上超的Ⅰ型层序界面。

图4 AY地区须家河组地震层序1湖侵体系域（SB1—M FS1）等T0厚度图（a）及SB1层序界面的下切河谷（地震剖面沿M FS1拉平）（b）Fig.4 The isopachm ap（TWT inm s）of TST of seism ic sequence 1（a）and incised valley in the sequenceboundary 1（b）of the Xujiahe Formation in AY area

（2）MFS1最大泛滥面。相当于须二段内稳定泥岩段顶界，即“腰带子”泥岩顶界。该界面为一组弱反射单元的底界，其本身为一中等强度波谷反射界面。下伏地层地震反射特征表现为自北西向南东逐层超覆在SB1界面之上，呈现向东南变薄的楔状；上覆地层地震反射特征则表现为平行—亚平行状的透明状反射。因此，该界面代表了地层由退积向加积的转折。钻井资料证实，研究区须二段“腰带子”泥岩分布较为稳定，测井解释厚度一般为20～40m，为须二段内部发育的最大泛滥面。

（3）SB2层序界面。相当于须三段泥岩底界。该界面为一弱—较强反射界面和重要的波组分界面，其上覆地层地震反射为一组较强反射，下伏地层地震反射为一组弱反射。该界面起伏不平，局部呈凹槽状，沿凹槽发育部位的上覆地层表现为上超充填特征，解释为下切河道，为Ⅰ型层序界面。

（4）SB3层序界面。相当于须四段砂岩底界。该界面为一强反射界面和重要的波组分界面，其上覆地层地震反射为一组弱反射，下伏地层地震反射为一组较强反射。该界面削蚀特征明显，见有低角度削蚀和下凹形下切河谷反射特征，解释为Ⅰ型层序界面。在露头资料上，该界面表现为须四段砂岩以微角度不整合覆盖于须三段泥岩之上，为“安县运动”的重要标志［9］。

（5）SB4层序界面。大致相当于须五段泥岩底界。该界面为一弱—较强反射界面和重要的波组分界面，其上覆地层地震反射为一组较强反射，下伏地层地震反射为一组弱反射，见有低角度削蚀和下凹形下切河谷反射特征，解释为Ⅰ型层序界面。

（6）SB5层序界面。相当于须六段砂岩底界。该界面为一强反射界面和波组分界面，其上覆地层地震反射振幅较弱，而下伏地层地震反射则表现为一组强反射。沿该界面，下伏地层发育削蚀特征，局部见下凹状下切河道反射形态（参见图3），因此将其解释为Ⅰ型层序界面。

（7）SB6层序界面。相当于须家河组顶界。该界面为一弱—中等强度反射界面。钻井资料证实，该界面代表了须家河组与上覆侏罗系之间“黑”、“红”岩性分界面，反映了晚三叠世至侏罗纪研究区区域古气候和古环境的突变，区域上广泛发育构造不整合面，解释为Ⅰ型层序界面。

2.3 地震层序和体系域特征

根据上述层序和体系域界面，将该区须家河组地层划分为5个地震层序和2个体系域。各层序和体系域特征如下：

（1）地震层序1。介于SB1与SB2之间，是须家河组最下部的一个层序，地震同相轴反射较弱，连续性较差，局部出现分叉、合并现象，大致对应于须二段砂岩。其下伏雷口坡组顶部剥蚀面起伏不平，局部呈典型的下凹状形态，解释为中三叠世末至该层序沉积早期河道下切作用的遗迹。以MFS1为界，该层序可分为湖侵体系域和高位体系域。下部湖侵体系域大致相当于须二下亚段，地震厚度为10～70ms，东南部较薄，向西北逐渐加厚，内部同相轴连续性中等，可全区连续追踪，其地震反射由南东向北西逐层超覆于雷口坡组之上，表明该时期的沉积范围不断向东南方向扩大，呈现出清晰的退积形态。上部高位体系域大致相当于须二上亚段，地震厚度为10～30ms，其内部地震反射较弱，连续性较差，缺乏全区可连续追踪的同相轴，地震厚度变化较平缓。

（2）地震层序2。介于SB2与SB3之间，反射较强，连续性较好，大致对应于须三段泥岩，地震厚度为5～60ms。该层序底部见有凹槽状反射，凹槽内可见同相轴两端上超（参见图3），其顶部反射层显示低角度的削蚀现象，表明该层序顶部受到了不同程度的剥蚀。综合露头等资料，该层序顶部受到“安县运动”影响，与上覆地层呈微角度不整合接触［9］。

（3）地震层序3。介于SB3与SB4之间，大致对应于须四段砂岩，地震厚度为20～60ms。层序底界削蚀特征清晰，并见下切河道特征。层序顶部反射层见有低角度的削蚀现象。

（4）地震层序4。介于SB4与SB5之间，大致对应于须五段泥岩，地震厚度为40～120ms，东南部较薄，西北部较厚，呈现出向西北方向增厚的楔状形态。层序内部地震反射较强，连续性较好，其顶部被SB5削蚀，说明该体系域保存不完整。

（5）地震层序5。介于SB5与SB6之间，是须家河组最顶部的一个层序，反射较弱，地震同相轴连续性较差，内部无全区可连续追踪的同相轴，大致对应于须六段砂岩。SB6层序界面在局部地区为削蚀下伏地层的弱反射，呈现出低角度的不整合。该层序主要由低位体系域构成，湖侵体系域和高位体系域发育不全或者被后期的构造运动所剥蚀。

3 砂岩碎屑组分特征

薄片鉴定资料表明，须家河组储集层砂岩石英含量较低，而长石、岩屑含量较高，成分成熟度指数一般为2～3，少数可达4.8，成分成熟度较低。碎屑颗粒分选和磨圆较好，杂基含量较低，结构成熟度较高。

AY地区须家河组砂岩成分QFR图解表明，砂岩岩石类型以长石岩屑砂岩为主，少量为石英砂岩和岩屑砂岩（图5）。岩屑成分以石英岩和千枚岩等变质岩岩屑为主，次为泥岩、粉砂岩和碳酸盐岩等沉积岩岩屑，见少量岩浆岩岩屑（表1）。岩石成分在垂向上变化不大，表明研究区须家河组沉积期间，物源区在时间上保持了较好的延续性和相对的稳定性。

表1 AY地区须家河组主要储层段砂岩岩屑统计表Table1 Com position and contentof sandstone debrisof themain reservoirmembersof the Xujiahe Formation in AY area

图5 AY地区须家河组砂岩成分QFR图Fig.5 Sandstone composition of the Xujiahe Formation in AY area

4 物源区讨论

有关川中地区须家河组物源的观点较多，分歧较大，主要有2种意见：①川中地区存在东北、西北、东南和南部等多方向的物源。施振生等［18］采用重矿物分析方法研究了须家河组的物源方向，ZTR指数分析表明晚三叠世四川盆地主要发育了4个物源，分别位于川西南部、川西北部、川东北部和盆地东南部，物源分布位置具有继承性。②物源主要来自研究区东南部或南部，东北部大巴山物源区的影响较小。柯光明等［3］、郑荣才等［4-6］和戴朝成等［7］研究了须家河组各段岩相古地理特征，绘制了相应的岩相古地理图，其成果表明川中地区须家河组的物源来自四川盆地的南部。钟广法等①钟广法，刘学峰，熊艳，等．四川盆地荷包场、广安工区上三叠统须家河组地震层序解释.四川石油管理局科研报告，2006.综合地震层序、古构造和薄片等资料，认为川中广安、荷包场地区须家河组的沉积物源可能来自须家河组沉积时期古四川湖盆（或上扬子湖盆）的东南部“黔中古陆”或“江南古陆”。

AY地区与广安、荷包场地区同样处于川中古隆起区，薄片资料证实2个地区在砂岩类型和岩屑组成上均十分相似，表明其沉积物来源具有一定的相似性。综合地震层序和砂岩成分等信息，认为研究区须家河组物源主要来自研究区东南部或南部的“黔中古陆”或“江南古陆”。这一点从该区须家河组沉积前古地形、地震层序分布及下切河谷走向等方面均可得到证实。主要证据如下：

（1）须家河组沉积前古地形。上三叠统须家河组与中三叠统雷口坡组之间存在一个构造不整合面，两者呈角度不整合接触，雷口坡组受到不同程度的剥蚀，须家河组碎屑岩沉积直接超覆于雷口坡组的碳酸盐岩、膏岩地层之上。川中地区雷口坡组可分为4个岩性段，自下而上依次为雷一段、雷二段、雷三段和雷四段。研究区的雷一段至雷三段保存相对完整，雷四段保存不全，地震剖面上见有清晰的削截、剥蚀现象。为了研究须家河组沉积前的古地貌，绘制了须家河组下伏雷口坡组四段等T0残余厚度图（图6）。

雷四段残余地震厚度图反映了地层的剥蚀程度，并间接地反映了须家河组沉积前的古地形。残余厚度越小，说明剥蚀程度越高，相应为古地形隆起幅度较高区域；反之，则为古地形隆起幅度较低区域。由雷四段等T0残余厚度图，结合剖面上雷口坡组地震同相轴剥蚀特征可知，研究区雷口坡组残余厚度总体自南东向北西呈增厚趋势，表明该区东南部剥蚀量大，为古地形隆起较高区域，西北部剥蚀量小，为古地形隆起较低区域，亦即须家河组沉积前，古地形大致为一向北西方向倾伏的斜坡。

图6 AY地区中三叠统雷口坡组四段等T0残余厚度图Fig.6 The isopachmap（TWT inm s）of the fourth member of theM iddle Triassic Leikoupou Formation in AY area

（2）须家河组沉积超覆方向。在地震剖面上，须家河组底界上方发育有一组自北西向南东上超的地层，其退积的方向指向研究区的东南部（参见图3、图4）。

（3）下切河道的走向与分布。AY地区须家河组底部下切河道延伸方向显示物源具有从东南部进入研究区的特点，间接说明物源来自东南方向（参见图4）。

（4）地层厚度分布趋势。AY地区须家河组地震层序等T0厚度图（图7）表明，须家河组沉积期间，自南东向北西地层厚度总体存在变厚趋势。这说明当时的沉积中心位于研究区西北方向，沉积岸线延伸方向或沉积走向总体呈北东向。

图7 AY地区须家河组地震层序等T0厚度图Fig.7 The isopachmap（TWT inm s）of the seism ic sequenceof the Xujiahe Formation in AY area

（5）主要储集层砂岩组分分析。四川盆地印支期紧邻AY地区存在南、北2个古隆起，即北部的开江古隆起和南部的泸州古隆起。开江古隆起位于研究区北部，地震地层学方面的证据基本排除了开江古隆起作为研究区主要沉积物源的可能性。泸州古隆起以泸州为中心，其中、下三叠统的碳酸盐岩和膏岩为主要岩性的雷口坡组、嘉陵江组受到不同程度的剥蚀，最大剥蚀厚度达1 000m以上，在近2.2万km2范围内，雷口坡组全部被剥蚀［19］。须家河组主要储集段砂岩岩屑成分以变质岩岩屑为主，沉积岩岩屑含量较低，表明物源区母岩类型应以造山带物源为主，排除了研究区东部和南部的印支期泸州—开江古隆起为主要物源区的可能。

5 结论

（1）根据层序界面和湖侵面，将AY地区须家河组划分为5个地震层序，分别对应于须二段至须六段。根据层序内部界面——最大泛滥面，可将地震层序1划分为下部湖侵体系域和上部高位体系域。各地震层序和体系域在研究区内具有很好的可对比性。

（2）综合须家河组地震层序特征、地层厚度与平面分布特征、地震同相轴上超方向和沉积前古地形等证据，认为AY地区须家河组物源区主要位于研究区的南部或东南部。砂岩组分分析结果排除了四川盆地西部的龙门山造山带和研究区所在位置的印支期川中泸州—开江古隆起为主要物源区的可能，推测包括研究区在内的川中地区须家河组物源主要来自于四川盆地南部或东南部的“黔中古陆”或“江南古陆”。

［1］赵文智，卞从胜，徐春春，等.四川盆地须家河组须一、三和五段天然气源内成藏潜力与有利区评价［J］.石油勘探与开发，2011，38（4）：385-393.

［2］姜在兴，田继军，陈桂菊，等.川西前陆盆地上三叠统沉积特征［J］.古地理学报，2007，9（2）：143-154.

［3］柯光明，郑荣才，高红灿，等.四川盆地须家河组高分辨率层序-岩相古地理特征［J］.成都理工大学学报：自然科学版，2008，35（6）：630-638.

［4］郑荣才，戴朝成，朱如凯，等.四川类前陆盆地须家河组层序-岩相古地理特征［J］.地质论评，2009，55（4）：484-495.

［5］郑荣才，戴朝成，罗清林，等.四川类前陆盆地上三叠统须家河组沉积体系［J］.天然气工业，2011，31（9）：16-24.

［6］郑荣才，朱如凯，翟文亮，等.川西类前陆盆地晚三叠世须家河期构造演化及层序充填样式［J］.中国地质，2008，35（2）：246-255.

［7］戴朝成，郑荣才，朱如凯，等.四川类前陆盆地须家河组层序充填样式与油气分布规律［J］.地质学报，2010，84（12）：1817-1828.

［8］谢继容，李国辉，唐大海.四川盆地上三叠统须家河组物源供给体系分析［J］.天然气勘探与开发，2006，29（4）：1-3.

［9］郑荣才，李国晖，雷光明，等.四川盆地须家河组层序分析与地层对比［J］.天然气工业，2011，31（6）：12-20.

［10］郑荣才，李国晖，戴朝成，等.四川类前陆盆地盆－山耦合系统和沉积学响应［J］.地质学报，2012，86（1）：170-180.

［11］郭海洋，刘树根，王玉雪.GA地区上三叠统须家河组气藏勘探［J］.地质找矿论丛，2008，23（2）：153-156.

［12］金惠，魏国齐，杨威，等.安岳—潼南地区须家河组地震相模式及其地质意义［J］.天然气地球科学，2009，20（4）：544-548.

［13］陈发景，汪新文，张光亚，等.中国中、新生代前陆盆地的构造特征和地球动力学［J］.地球科学——中国地质大学学报，1996，21（4）：366-372.

［14］戴朝成，郑荣才，朱如凯，等.四川类前陆盆地中西部须家河组储层特征［J］.天然气地球科学，2011，22（1）：47-55.

［15］吴巧生，吴冲龙，王华.四川盆地晚三叠世动力学特征及与油气运聚的关系［J］.长春科技大学学报，1998，28（1）：55-60.

［16］Vail PR，Mitchum Jr R M，ThompsonⅢS.Seismic stratigraphy and global changes of sea level，Part 4：Global cycles of sea-level［G］∥Payton C E.Seismic stratigraphy—Applications to hydrocarbon exploration.AAPGMemoir 26，1977：83-97.

［17］HentzTF，Zeng Hongliu.High-frequencyMiocene sequence stratigraphy，offshore Louisiana：Cycle framework and influenceon production distribution in amature shelf province［J］.AAPG Bulletin，2003，87（2）：197-230.

［18］施振生，王秀芹，吴长江.四川盆地上三叠统须家河组重矿物特征及物源区意义［J］.天然气地球科学，2011，22（4）：618-627.

［19］李晓清，汪泽成，张兴为，等.四川盆地古隆起特征及对天然气的控制作用［J］.石油与天然气地质，2001，22（4）：347-351.

（本文编辑：于惠宇）

Seism ic sequenceand provenanceanalysisof the Upper Triassic Xujiahe Formation in AY area,CentralSichuan Basin

CHEN Xiaoer，FAN Kun，XIONG Yan，WANG Xiaolan，WANGDan，CHEN Dan
（Geophysical Prospecting Company，Chuanqing Drilling Engineering Co.Ltd.，CNPC，Chengdu 610213，China）

AY areawhich shows amonoclinalstructure in the direction of northwest is located in the central partof gentle structure zone,Central Sichuan Basin,Southwest China.This paper carried out seismic sequence research of the Upper Triassic Xujiahe Formation with comprehensive analysisof geological,seismic and well logging data.The resultshows that thesourceof the Xujiahe Formationmay be located in thesouth orsoutheastof the AY areabymeans of analyzing onlap direction of seismic event,TWT thickness contourmap of seismic sequences and incised valley trend.Sandstone composition data excluded the possibility that Luzhou paleo-uplift become the provenance.We supposed that“Qianzhongancient land”and“Jiangnan ancient land”may be the source of the Xujiahe Formation in Central Sichuan Basin.This viewpointgives some hints to the furtherexploration and prospectof the Xujiahe Formation in Sichuan Basin.

seismic sequence；provenanceanalysis；Xujiahe Formation；CentralSichuan Basin

TE121.3 < class="emphasis_bold">文献标志码：A

A

1673-8926（2014）01-0045-07

2013-09-20；

2013-10-24

国家重大科技专项“四川盆地岩性油气藏富集规律与目标评价”（编号：2011ZX05001-005）部分研究成果

陈小二（1983-），男，硕士，工程师，主要从事层序地层学研究及GeoMountain解释子系统研发工作。地址：（610213）四川省成都市川庆物探公司技术发展中心。电话：（028）85608131。E-mail：chenxe_wt@cnpc.com.cn。