川东北元坝地区长兴组生物礁沉积特征研究*

2014-06-07 05:59段金宝王正和王明筏

西南石油大学学报(自然科学版) 2014年4期

关键词：台地长兴勘探

邓剑，段金宝，王正和，王明筏

1.中国石化勘探南方分公司，四川成都 610041 2.中国地质调查局成都地质调查中心，四川成都 610081

川东北元坝地区长兴组生物礁沉积特征研究*

邓剑1，段金宝1，王正和2，王明筏1

1.中国石化勘探南方分公司，四川成都 610041 2.中国地质调查局成都地质调查中心，四川成都 610081

普光气田的发现启示着石油工作者把勘探目光转向了同样位于开江—梁平陆棚边缘的元坝地区。经过新一轮勘探，发现元坝地区长兴组生物礁具有很大勘探潜力。基于地震、钻井及岩芯资料的综合分析，对川东北元坝地区长兴组生物礁沉积特征进行了精细研究。研究表明，元坝地区长兴组生物礁主要发育于长二段，且不同沉积环境及不同部位控制了生物礁生长发育特征的差异，具体表现为：西部广海边缘生物礁比东部广海边缘及潮道边缘生物礁更发育，规模更大，且建隆特征十分明显；广海边缘因水动力强，营养物更加丰富，因此多发育以抗浪结构为主的骨架礁；而潮道边缘因水动力相对较弱，营养物相对贫乏，多发育障积礁；长兴晚期，元坝西部地势的隆升导致其沉积环境更加有利于生物礁的发育，从而表现为生物礁优势生长区自东向西迁移的特征。

川东北；元坝地区；长兴组；生物礁；沉积特征

邓剑，段金宝，王正和，等．川东北元坝地区长兴组生物礁沉积特征研究[J]．西南石油大学学报：自然科学版，2014，36（4）：63–72．

Deng Jian,Duan Jinbao,Wang Zhenghe,et al．Research on the Reef Characteristic of Changxing Formation in Yuanba Area of Northeast Sichuan Province[J]．Journal of Southwest Petroleum University：Science&Technology Edition，2014，36（4）：63–72．

元坝地区的油气勘探始于20世纪50年代，但该区长兴组一直没被作为重点勘探层位，且勘探工作停滞不前。普光气田的发现给予了石油工作者新的思索，那就是：在开江—梁平陆棚周缘是否能找到同样大规模的整装大气田？这种思索将元坝地区的勘探进程推到了新的起点。2006年，在普光气田勘探理论和勘探思路的启示下，元坝地区迎来了新一轮的勘探热潮。随着新的针对性地质基础研究工作的开展及地震与钻井工程的实施，元坝地区长兴组礁滩相油气勘探取得了巨大突破。

针对元坝地区长兴组，前人分别从沉积层序特征、成礁特征、储层特征、成藏及勘探潜力等不同方面进行了研究，并取得了较多成果。从成礁特征来看，川东北地区长兴组生物礁主要为沿开江—梁平陆棚周缘呈线状或断点状分布的台地边缘生物礁[1]，其成礁规模往往较大，且越靠近台地边缘，其建隆特征（大型骨架驱动的碳酸盐沉积物的原地堆积作用，在其生长过程中具有一些地势起伏）越明显，纵向上具两个成礁旋回，但主要发育于长兴组中上部[2]。从沉积层序特征来看，长兴期，元坝地区与普光地区分别位于开江—梁平陆棚两侧，沉积特征相似，均发育有类似威尔逊模式中开阔台地—台地边缘浅滩—斜坡—陆棚等沉积单元相序组合[2-7]。在层序划分方面，多数学者认同长兴组由两个三级层序构成[3，8-10]。

川东北及元坝地区长兴组储层储集空间以孔隙型为主，裂缝型次之。前者受有利的礁滩相带控制，而后者主要受构造控制[10-13]。元坝地区长兴组为构造–岩性复合气藏，且生排烃与油气运聚匹配良好[14-17]。因此，元坝地区长兴组礁滩有着巨大的勘探潜力[18-19]。

基于以上所述，为进一步推动与元坝地区长兴组礁滩相似的油气勘探领域的勘探与开发，以钻井及地震资料相结合，对元坝地区长兴组生物礁从发育特征、受控因素及沉积模式等方面进行了深入研究与探讨。

1 地质背景

元坝地区位于川中平缓褶皱带，属于扬子板块北缘，北邻米仓山造山带前缘的九龙山背斜构造带，南为川中平缓构造带，北东与大巴山推覆体前缘的通南巴背斜构造带相接（图1）[20-23]。长兴期，元坝地区位于开江—梁平陆棚西侧[24]，发育了类似于威尔逊相模式的碳酸盐岩沉积体系[25]，自南西向北东，由开阔台地相渐次过渡为台地边缘礁滩相、台地边缘斜坡相及陆棚相。其中，台地边缘礁滩相为该区新的重要勘探目标，其岩性主要为礁灰岩、生屑灰岩及生屑白云岩。长兴组自下而上划分为两段，台地边缘生物礁相主要发育于长二段[2]。

图1 元坝气田构造位置区划图Fig.1 The structural position zoning map of Yuanba Gas Field

2 长兴组生物礁特征

元坝地区长兴组可划分为两段，即长一段与长二段，且各自构成一个完整的三级层序，每个三级层序又可划分出两个四级层序。因此，在元坝地区，整个长兴组可划分为4个四级层序，每个四级层序均由海侵体系域与高位体系域组成（图2）。元坝地区长兴组生物礁十分发育，但在长一段中不发育，主要发育于长二段，在四级层序Sq3、Sq4中均有发育，且大体上呈北西—南东向曲折带状展布（图3、图4、图5、图6）。通过精细研究发现，在长二期，不同沉积环境及不同部位所发育的生物礁在岩石组成、造礁生物含量、生物礁规模等方面均呈现出较为明显的差异。

图2 元坝X井沉积与层序综合柱状图Fig.2 The sedimentary and sequence column of Well X

图3 元坝地区长兴组四级层序Sq1沉积相平面图Fig.3 Sedimentary facies of the fourth-order sequence Sq1 in Changxing Formation，Yuanba Area

图5 元坝地区长兴组四级层序Sq3沉积相平面图Fig.5 Sedimentary facies of the fourth-order sequence Sq3 in Changxing Formation，Yuanba Area

图6 元坝地区长兴组四级层序Sq4沉积相平面图Fig.6 Sedimentary facies of the fourth-order sequence Sq4 in Changxing Formation，Yuanba Area

2.1 广海边缘生物礁与潮道边缘生物礁特征对比

广海边缘生物礁与潮道边缘生物礁因沉积环境不同，两者在沉积特征、地震反射特征等方面都存在一定差别。

广海边缘生物礁钻遇的代表井有YB27井、YB204井、YB1–c1井、YB10井等。广海边缘生物礁毗邻深水区，通常直接遭受高能量的海浪与海流冲击，并接受洋流交换所带来的丰富营养物质。因此，广海边缘生物礁建隆特征明显，通常发育规模大，以形成具较强抗浪能力的海绵骨架岩为主（图7，图8）。造礁生物丰富，由珊瑚、海绵、苔藓虫及层孔虫等组成，原地固定生长形成礁骨架，含量40%～55%；附礁生物有腕足、腹足及瓣鳃等，含量15%～20%；碳酸盐岩灰泥及生屑等充填物约10%～20%；生物格架孔被方解石胶结，胶结物含量约10%～15%。礁顶通常发育暴露生屑滩亚相沉积，厚度大，岩性以灰色亮晶生屑白云岩为主。在地震剖面中，广海边缘生物礁礁体具有明显的向上突起的丘状体外形，底部有下拉现象，礁体内部为强振幅—低频—杂乱反射特征（图9）。

图7 YB102井海绵骨架岩宏观特征Fig.7 Macro characteristic of sponge framestone of Well YB102

图8 YB102井海绵骨架岩中的造礁生物苔藓虫Fig.8 Bryozoan，growing in the sponge framestone，is one of the reef building organism of Well YB102

图9 广海边缘生物礁丘状地震响应特征Fig.9 The moundy seismic reflection characteristics of open sea margin reef

钻遇潮道边缘生物礁的代表井有YB102井、YB2井、YB11井等。潮道边缘生物礁与广海边缘生物礁相比，其生长环境中海水能量稍低，营养物质不如广海边缘丰富，故这类生物礁发育规模较小，以形成海绵障积岩为主。造礁生物较丰富，由枝状、丛状海绵、苔藓虫及层孔虫等组成，有些具生长方向，有些无固定生长方向，含量约25%～35%；附礁生物含量约10%～15%；填隙物由大量碳酸盐岩灰泥及生屑颗粒组成，含量35%～65%。礁顶通常由生屑滩与暴露生屑滩间互层，岩性为亮晶生屑灰岩与亮晶生屑白云岩互层，亮晶生屑白云岩厚度小。在地震剖面中，潮道边缘生物礁礁体只具有略呈向上突起的丘状体外形，内部具有杂乱反射特征，生物礁地震反射特征较明显，但不如广海边缘生物礁地震影像那么明显（图10）。

图10 潮道边缘生物礁的地震响应特征Fig.10 The seismic reflection characteristics of tidal channel margin reef

2.2 西部台地边缘生物礁与东部台地边缘生物礁特征对比

元坝地区西部台地边缘生物礁钻遇的代表井有YB27井、YB29井等。西部地区因沉积时地势较高，水体较浅，且靠近开江—梁平陆棚较深水区，导致台缘环境水动力较强，且由洋流交换所带来的营养物质丰富，故非常适合生物礁生长，各种生物生长繁茂，生物礁厚度大，形成了丰富的海绵骨架岩。礁顶通常发育为暴露生屑滩，以沉积亮晶生屑白云岩为主，白云岩厚度大。YB27井、YB205井、YB29井等生物礁厚度大，以骨架岩为主，礁顶发育厚大的亮晶生屑白云岩（图11）。

图11 亮晶生屑白云岩（长兴组YB205井）Fig.11 Calcsparite bioclastic dolomite（Well YB205，Changxing Formation）

元坝东部台地边缘生物礁钻遇的代表井有YB10井及YB9井。东部地区地势稍有降低，但仍适合生物礁生长，各种生物生长繁茂，生物礁厚度中等，以形成海绵障积岩为主，礁顶以生屑滩为主，暴露生屑滩次之，以沉积亮晶生屑灰岩为主，亮晶生屑白云岩次之。YB10井生物礁厚度中等，以障积岩为主（图12），骨架岩次之，生物礁形成后受基底下沉影响，礁顶发育为生屑滩，全部沉积亮晶生屑灰岩，白云岩不发育；YB9井生物礁厚度中等，以障积岩为主，骨架岩次之，受基底下沉影响较小，礁顶为生屑滩与暴露生屑滩互层，岩性为亮晶生屑白云岩与亮晶生屑灰岩互层。

图12 障积灰岩（长兴组YB10井）Fig.12 Bafflestone（Well YB10，Changxing Formation）

西部与东部台地边缘生物礁在厚度、形态及岩石组成等方面存在较大差别，地震反射特征的差别也比较明显。图9中的YB27井、YB204井及YB101井等为元坝西部台地边缘生物礁，礁体具有明显向上突起的丘状体外形，内部有明显的杂乱反射特征，生物礁地震反射特征非常明显。图13中的YB9井为元坝东部台地边缘生物礁，礁体只具有略显向上突起的丘状体外形，内部具杂乱反射特征，生物礁地震反射特征较明显，但没有西部台地边缘生物礁的地震反射特征明显。

图13 西部YB9井台地边缘生物礁地震响应特征Fig.13 The seismic reflection characteristics of platform margin reef in Well YB9 of the west

2.3 台地边缘生物礁演化规律与控制因素

长兴初期元坝东部地区地势高，西部地势低，由东向西倾斜，但沉积环境都还不适合生物礁生长，只是在高地势区发育生屑浅滩（图3、图4）。到长兴中、晚期，沉积环境开始适合生物礁生长，因而在台地边缘开始发育生物礁。长兴晚期，由于受摩天岭古陆隆升影响，东西部地势发生反转，西部地势高于东部，导致其沉积环境更利于台地边缘礁生长发育，因而，在长兴晚期，西部台地边缘生物礁规模远大于东部生物礁规模，且礁顶发育丰富的生屑白云岩。总体上，由于长兴初期及晚期东西部地势反转，导致台地边缘生物礁优势生长区由东部向西部迁移（图14）。

图14 元坝地区长兴期台地边缘生物礁沉积演化Fig.14 The sedimentary evolution of platform margin reef of Changxing in Yuanba Area

3 结论

（1）长兴期元坝地区不同沉积位置的生物礁存在着明显的特征差异，且沉积环境的差异控制着生物礁生长发育特征及迁移规律。

（2）西部广海边缘生物礁比东部广海边缘及潮道边缘生物礁更发育，规模更大，且建隆特征十分明显。

（3）广海边缘因水动力强，营养物更加丰富，因此多发育以抗浪结构为主的骨架礁；而潮道边缘因水动力相对较弱，营养物相对贫乏，多发育障积礁。

（4）长兴晚期，元坝西部地势的隆升导致其沉积环境更加有利于生物礁的发育，从而表现为生物礁优势生长区由东向西迁移的特征。

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编辑：张云云

编辑部网址：http：//zk.swpuxb.com

Research on the Reef Characteristic of Changxing Formation in Yuanba Area of Northeast Sichuan Province

Deng Jian1,Duan Jinbao1,Wang Zhenghe2,Wang Mingfa1
1.Southern Exploration Company，SINOPEC，Chengdu，Sichuan 610041，China 2.Chengdu Center of China Geological Survey，Chengdu，Sichuan 610081，China

The discovery of Puguang Gas Field inspired explorers to turn to Yuanba Area，which is also a part of Kaijiang–Liangping shelfedge.The new exploration indicates the great exploration potential with Changxing Formation in Yuanba Area.Based on the comprehensive analysis of seismic，drilling and core data，we made detailed researches on the reef depositional characteristics of Changxing Formations in northeastern Sichuan.The results show that the reefs are mainly developed in the 2nd member of Changxing Formation，and the different sedimentary environments control characteristics of reefs′growth and development.The reefs closed to the edge of the western wide sea are better developed than the reefs closed to the edge of the eastern wide sea and the tidal channel edge，and they have a larger scale，and theirs buildups characteristics are very prominent.In the area of wide sea edge，because of the stronger hydrodynamic and the richer nutrient，the skeleton reefs are usually developed and they usually have anti-wave structures.But in the area of tidal channel edge，because of the relatively weaker hydrodynamic and the lack of nutrients，the bafflereefs are usually developed.At the late Changxing stage，in the western Yuanba Area，the depositional environment is fit for the development of the reefs because of the terrain uplift.So the favorable growing area of reef is characteristic of migration from east to west.

northeastern Sichuan；Yuanba Area；Changxing Formation；reef；depositional characteristics

http：//www.cnki.net/kcms/doi/10.11885/j.issn.1674-5086.2013.03.11.06.html