宣汉地区长兴组礁滩体识别及发育规律研究

赵勇 李国蓉 彭博 何金海

(成都理工大学油气藏地质及开发国家重点实验室，成都 610059)

随着油气勘探开发的不断深入，在四川盆地东北部宣汉地区，已发现铁山坡、渡口河、罗家寨等大中型气田，探明天然气储量近2000亿m3。这些天然气主要集中在飞仙关组地层中，对于其下部长兴组礁滩相储层的发育状况和天然气聚集状况尚不清楚，研究也未细致深入。本文在其他研究的基础上，对宣汉地区长兴组礁滩体的发育分布规律进行研究，对于指导区内礁滩体勘探具有重要的意义。

1 地质概况

宣汉地区地处上扬子地台东北部川东高陡构造带东北部，北为大巴山弧形褶皱带，西侧以华蓥山断裂为界与川中平缓褶皱带相接，为川东断褶构造带与大巴山冲断褶皱带的双重叠加构造区(图1)。

目前已有大量关于川东北长兴组层序地层的研究。傅恒等人将长兴组划分为1个三级层序;王成善等人将长兴组划分为2个三级层序，认为在特提斯构造域控制下，层序多表现为TST≥HST的体系域结构特点，即“持续缓慢上升 —相对快速下降”的体系域结构样式特征［1］;马永生等人对川东北部宣汉盘龙洞长兴组剖面进行研究，将其划分为2个三级层序，下部三级层序高位发育生物礁，顶部形成浅滩暴露面，可作为层序界面，上部三级层序则主要发育滩体，顶部滩体白云化及蒸发潮坪发育，作为上部三级层序的顶界面［2］。李凤杰等人对川东北地区宣汉县渡口镇羊鼓洞上二叠统剖面的层序地层进行研究，将长兴组划分为2个三级层序［3］。李国蓉等人通过对该地区露头、录井、测井等资料的综合研究分析，研究认为长兴组可划分为2个三级层序，由下至上分别为下部三级层序(SQ1)和上部三级层序(SQ2)。

图1 研究区构造位置图

关于长兴组时期的沉积格局已有大量研究。有研究认为从长兴组时期开始，川东北地区发育开江—梁平海槽，海槽两侧发育台地，二叠纪—三叠纪的礁滩体环海槽边缘发育，这一海槽北部与深水盆地相连，向南逐渐变浅，至梁平一带消失［4－7］。马永生等人［8－9］认为不存在开江 —梁平海槽，在开县—梁平海槽区域内，长兴组只是水体相对台地较深的“台棚”环境产物，该台棚与台缘存在宽缓的碳酸盐岩缓坡，该台棚向北水体加深，与北部的深水盆地相同，向南变浅，在梁平以北消失。李国蓉等人认为，开江—梁平区域内长兴组—飞仙关组的沉积物反映出水体明显较鄂西海槽(海盆)区域浅，使用“盆地”来描述更为合适，并认为旺苍—巴中—宣汉—开江—梁平这一相对深水区域向东南方向可与鄂西海槽(海盆)贯通，四川地区发育两个相互独立的碳酸盐岩台地。

2 礁滩体的识别

生物礁是由固着生物所形成的原地沉积的碳酸盐岩建造［10］。滩是指由海水搬运聚集的碳酸盐岩生物或非生物颗粒堆积，如生物成因的生物滩，机械、化学成因的鲕粒滩。由于长兴组礁和滩的接触关系复杂多变，不易划分，因此统称为礁滩复合体。

2.1 地震相识别

生物礁作为一个特殊的碳酸盐岩块体，发育正向地貌，其岩性、结构、厚度均与周围的沉积物不同，因此，地震波在生物礁中的传播特征也与周围其他地层有所不同［8］。研究区地震剖面上礁滩体的识别标志为:同沉积地层厚度的明显隆起，在地震剖面上相对于非礁相带，其具有更多的同向轴数目，丘状建隆，内部杂乱，不显沉积层理，礁前礁后沉积物对礁相呈不明显的上超接触关系。地震剖面上礁滩体反射特征见图2。

2.2 岩芯识别

岩芯观察尤为重要，识别礁滩体最直观可靠的依据便是岩芯观察识别。此次研究对所涉及到的10口井的岩芯(薄片)进行了礁滩体的观察识别。研究发现，研究区礁滩体储集岩石类型主要为生物礁云岩、黏结云岩、障积云岩，主要储集空间为溶蚀孔洞、造礁骨架孔洞，偶见骨架间生屑铸模孔。礁体白云岩化较彻底，储集性好。PG5井长兴组礁滩复合体测井特征及岩芯照片见图3。

图2 地震剖面上礁滩体反射特征

2.3 测井识别

根据钻井取芯段礁滩体的测井资料综合分析，研究区礁滩体有如下测井响应特征:自然伽马值为11～30API，平均15API左右;电阻率值主要为693～7417 Ω·m，平均约为 2259 Ω·m;声波时差值为148 ～207 μs/m，平均值约为164 μs/m;中子孔隙度值为1.23～8.6%，平均值约为4.5%;密度值为2.59～2.76 g/cm3，平均值2.69 g/cm3左右 。

图3 PG5井长兴组礁滩复合体测井特征及岩芯照片

3 礁滩体发育分布规律

3.1 层序划分方案

本文沿用李国蓉等人的层序划分方案。SQ1底界面为Ⅱ型层序不整合面，SQ2底界面为Ⅰ型层序不整合面，由台地边缘区域暴露溶蚀面及其地震剖面下超和上超特征来指示，斜坡 —陆棚相区在深水或较深水沉积物之上发育水体突然大幅度变浅的沉积物，则指示了低水位体系域的存在。因此，长兴组下部三级层序为Ⅱ型层序，长兴组上部三级层序为Ⅰ型层序。

3.2 宣汉地区长兴组礁滩体发育规律

在单井层序、沉积相及连井分析的基础上，综合地震解释，绘制了区内长兴组在各个体系域时期礁滩体的立体展布图。在长兴组下部三级层序海侵体系域时期，由于相对海平面上升，沉积水体相对变深，碳酸盐岩的生产对海平面的上升有一个滞后的响应期，导致该层主要以低能环境沉积为主，而礁滩体基本不发育(见图4)。在长兴组下部三级层序高水位体系域时期，由于相对海平面下降，水体变浅，礁滩体生长速率大于可容空间增长速率，礁滩体向海进积并且沿台地边缘大规模生长(见图5)。在长兴组上部三级层序海侵体系域时期，相对海平面再次上升，其上升速度大大超过礁体向上生长速度，前期的礁滩体绝大多数被淹死，仅在前期古地貌高点出现规模很小的礁滩体，且以滩为主(见图6)。在长兴组上部三级层序高水位体系域时期，相对海平面再次由上升转为下降，礁滩体的发育规模明显增大，但其发育规模受限于陡坡边缘，且较下部三级层序高水位体系域时期的礁滩体规模小(见图7)。总的来说，研究区长兴组礁滩体主要发育在SQ1、SQ2的高水位体系域时期，海侵期也能发育少量礁滩体(受古地貌高点控制);同时，台地边缘区是礁滩体发育的有利区域。

图4 SQ1TST时期沉积相及礁滩体展布图

图5 SQ1HST时期沉积相及礁滩体展布图

图6 SQ2TST时期沉积相及礁滩体展布图

图7 SQ1HST时期沉积相及礁滩体展布图

4 结语

沉积古地理位置控制了礁滩体在横向上的差异性发育。在古地理位置相对较低、沉积能量也较低的盆地斜坡中基本不发育礁滩;而在古地理位置相对较高，沉积能量较高的台地边缘区则广泛发育分布礁滩体。在台地内部，虽然古地理位置较高，但是台地边缘区对沉积能量的阻隔导致礁滩体发育较少。

相对海平面的变化控制着礁滩体的发育规模。当海平面上升的时期，由于水体较深，礁滩体被淹没，基本不发育，仅在古地貌高点发育较少的礁滩体;而在相对海平面下降的高水位时期，水体变浅，阳光充足，礁滩体大规模发育。

碳酸盐岩台地边缘类型控制台缘礁滩的生长形式。研究区长兴期的台地西边缘为陡坡边缘，礁滩体主要以加积的形式向上生长，这限制了礁滩体在横向上的发育范围。

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