川中南部地区上寒武统洗象池组沉积相及优质储层台内滩分布特征

井　攀， 徐芳艮， 肖　尧， 姚艳波， 周瑞琪， 余　箐， 丁圣斌

( 1. 成都理工大学 油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川 成都　610059；　2. 中国石油西南油气田分公司 川中油气矿，四川 遂宁　629001；　3. 四川省煤田地质工程勘察设计研究院，四川 成都　610045 )



川中南部地区上寒武统洗象池组沉积相及优质储层台内滩分布特征

井攀1， 徐芳艮1， 肖尧2， 姚艳波2， 周瑞琪3， 余箐1， 丁圣斌1

( 1. 成都理工大学 油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川 成都610059；2. 中国石油西南油气田分公司 川中油气矿，四川 遂宁629001；3. 四川省煤田地质工程勘察设计研究院，四川 成都610045 )

为深化川中南部洗象池组的勘探开发，以川中南部地区为研究区，以上寒武统洗象池组为目的层，利用岩心观察、薄片鉴定、测井、地震和孔渗实验测试等方法,分析上寒武统洗象池组优质储层台内滩亚相的分布特征。结果表明：洗象池组为局限台地沉积环境，发育台内滩、台坪和潟湖亚相。风化壳岩溶的改造及后期的埋藏溶蚀和构造裂缝优化使台内滩亚相成为相对优质储层。洗象池组洗二段和洗三段是台内滩主要发育层段；东部地区发育大面积分布的台内滩，西部地区滩体发育面积小且零星分布。台内滩亚相为潜在优质储层相，东部地区为有利勘探区。

川中南部地区； 洗象池组； 局限台地； 台内滩； 相对优质储层

0　引言

川中南部地区洗象池组是现今重要的勘探领域。人们对川中南部地区的研究，多集中于中上寒武统、整个寒武统[1-4]或洗象池群[5](寒武系高台组、洗象池组和奥陶系桐梓组)及四川盆地东部地区，乃至整个四川盆地洗象池组的沉积相方面[6-8]。赵爱卫等研究四川盆地及其周缘地区寒武系洗象池群颗粒滩特征及分布，指出盆地内古隆起和水下高地为颗粒滩发育提供物质基础，因其核部、翼部水体能量不同而使翼部的颗粒滩发育优于核部的[9]；Li Ling等分析四川盆地威远地区洗象池群浅滩相，认为碳酸盐岩台地内部储层为重复叠置的薄储层，且未经暴露[10]；匡文忠等利用地震波的振幅、连续性和速度3个参数，在常规地震剖面上对磨溪—龙女寺地区寒武系洗象池群地层进行微地震相划分，指出该地区风化壳上的有利区主要以古岩溶地层圈闭为主[11]；王素芬等探讨乐山—龙女寺古隆起洗象池群有利储集层发育机制，认为古岩溶与构造裂缝共生区域为有利勘探区[12]；杨伟等研究四川盆地南部中—上寒武统储层成岩作用，指出白云石化和岩溶作用是控制该区储层的主要地质作用[13]；黄文明等探讨四川盆地寒武系储层特征及优质储层的形成机理，认为四川盆地寒武系沉积相主要为局限开阔海台地相—滨岸相[14]。

近年来，川中地区下寒武统龙王庙组发现大气田[15-17],使龙王庙组之上处于同一沉积构造环境的洗象池组成为重要的勘探目的层，但至今未见洗象池组台内滩亚相分布特征研究的报道。笔者综合钻井揭示、薄片观察、测井响应及单井和连井地震剖面的解析，揭示川中南部地区上寒武统台内滩分布特征，为深化洗象池组的勘探开发提供地质依据。

1　区域地质背景

研究区位于川中平缓断褶带东部，区域构造位置处于乐山—龙女寺古隆起东段，主要包含安平店构造、磨溪构造、龙女寺构造和高石梯构造[18-19]，地理位置北起南充市，南抵合川市，西达安岳县，东至武胜县，面积约为16×103km2(见图1)。研究区洗象池组主要沉积白云岩，其分布面积广，厚度变化大。

图1　川中南部地区区域地理及构造位置(据文献[18]修改)

四川盆地位于扬子板块西北部，发育基底层、海相沉积层和陆相沉积层3层式结构。第一期太古代—早震旦世，属于前震旦纪基底形成期。第二期晚震旦世—中三叠世，属于克拉通裂陷—被动大陆边缘期，震旦纪海水大规模入侵扬子地台，大部分区域发育浅水碳酸盐岩台地。第三期晚三叠世—早白垩世，属于前陆盆地期，四川地区受多方向压应力控制，陆内造山作用强烈。第四期晚白垩世—第四纪，属于以抬升剥蚀为主的构造盆地期[18]。

2　沉积相特征

2.1沉积相划分

根据钻井岩性、镜下薄片和测井响应特征将洗象池组划分为洗一段、洗二段和洗三段。洗一段岩性多为含砂质泥—微晶云岩，测井曲线GR值较高，包络线呈进积型；洗二段岩性多为粉晶云岩，颜色较浅，测井曲线GR值普遍较低，包络线多呈加积型；洗三段砂泥质含量较洗二段的增多，颜色较深，测井曲线GR值较高，包络线呈退积型(见图2)。

选取31口井进行岩心描述和镜下薄片鉴定，结合各研究层段的沉积厚度，根据对应的代表性岩性将洗象池组局限台地相沉积划分为台坪、台内滩和潟湖3种沉积亚相、5种沉积微相(见图2)。

2.2台坪和潟湖亚相

台坪亚相位于平均高潮线与低潮线之间，水体能量较低，受海平面升降的影响较大，可识别云坪和砂泥质云坪微相。云坪岩性主要为泥—微晶云岩，砂泥质云坪岩性主要为含砂质微晶云岩；潟湖亚相位于浪基面之下，水动力弱，沉积环境较为安静，主要可以识别云质潟湖和泥云质潟湖2种沉积微相。云质潟湖岩性主要为粉晶云岩。泥云质潟湖岩性主要为泥云岩。台内滩为研究区重要的相对优质储层发育的沉积亚相。

图2　川中南部地区洗象池组地层综合柱状图

2.3台内滩亚相

2.3.1岩心及薄片

台内滩多为颗粒滩，典型的滩体为丘形或呈低台状略高于周缘地区。滩体一旦暴露，受大气淡水淋滤溶蚀，易发育大量原生粒间(溶)孔(见图3(a))。台内滩岩性主要为残余砂屑云岩(见图3(b))，沉积物单层厚度不大，泥岩和黏土矿物含量极少。

图3　川中南部地区洗象池组台内滩亚相构造及岩性组合特征Fig.3 The structural and lithological characteristics of bank subfacies of Xixiangchi formation in the southern area of central Sichuan basin

2.3.2测井相

自然伽马对碳酸盐岩中泥质含量特别敏感，识别精度高，可以通过自然伽马曲线形态判别沉积相[20]。

台内滩亚相识别为砂屑滩微相，其测井相特征有2种类型： 类型1，GR曲线大致呈箱形；类型2，GR曲线大致呈齿化箱形。箱形表明水流能量和物源供给较稳定，齿化箱形表明在稳定的大环境下出现韵律性沉积的特征。

类型1,GR平均值低，中位值在30 API左右，表明含有较少的泥质和黏土。类型2,GR平均值低，变化小，幅度为14～39 API，表明泥质和黏土含量较低。2种类型的GR曲线接触方式为顶底部渐变接触方式，分别反映后期水动力能量和物源供给匀速减弱、早期水动力能量和物源供给匀速增强，包络线呈加积状态，代表水动力强且稳定、物源供给充足条件下的加积式沉积。

类型1，电阻率曲线呈齿化漏斗形，平均值偏高，中位值在1 000～2 000 Ω·m之间，向上逐渐变低，反映局部地区台内滩相黏土含量相对增加。类型2，电阻率曲线呈现对称齿形，平均值偏高，局部异常高值可达到(1～2)×104Ω·m，反映碳酸盐岩不导电的特性及泥岩和黏土矿物含量极少。

类型1，声波时差曲线为齿化钟形；类型2，声波时差曲线为齿化漏斗形，其局部出现高峰值，反映孔隙性较好。2种类型补偿中子孔隙度CNL形态为齿化箱形，局部出现峰值为4.0%，反映地层含氢指数低、孔隙性好(见图4)。

图4　川中南部地区洗象池组台内滩亚相测井相特征Fig.4 The electrofacies characteristics of bank subfacies of Xixiangchi formation in the southern area of central Sichuan basin

2.3.3地震相

地震相主要以分析地震反射构型、结构，以及反射轴振幅强弱、连续性、频率高低为主要方法识别沉积相特征和地震界面。主参数法和多参数法为常用地震相单元命名方法。目前多采用后者，多参数法主要参数为内部反射结构、外部几何形态及其物理参数。物理参数的描述可在反射外形和内部结构特征足以反映沉积环境时省略，采用主参数法。

研究区台内滩相地震相为席状波状结构、强—中振幅、高连续和中频(见图5(a))，或席状平行结构、弱振幅、中连续和中—低频特征(见图5(b))。

图5　川中南部地区洗象池组台内滩地震相响应特征Fig.5 The seismic characteristics of bank subfacies of Xixiangchi formation in the southern area of central Sichuan basin

3　优质储层划分及成因

3.1优质储层划分

研究区的储层类别采用中石油西南油气田分公司川中油气矿的划分标准，以孔隙度和渗透率为参考，分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类和Ⅳ类等4类。Ⅰ类储层孔隙度φ≥12.0%，渗透率K≥10.000×10-3μm2，储层类别为好；Ⅱ类储层孔隙度在6.0%～12.0%之间，渗透率在(0.100～10.000)×10-3μm2之间,储层类别为较好；Ⅲ类储层孔隙度在2.0%～6.0%之间，渗透率在(0.001～0.100)×10-3μm2之间，储层类别为一般；Ⅳ类储层孔隙度φ<2.0%，K<0.001×10-3μm2，储层类别为差。

研究区的储层类别多集中于Ⅲ类，为一般储层，而台内滩亚相的储层明显高于Ⅱ类台坪亚相和潟湖亚相的，故为相对优质储层。

对研究区15口单井各沉积亚相的平均孔隙度和渗透率进行统计对比，台内滩亚相孔隙度明显高于潟湖亚相和台坪亚相的。对比各储层类别的孔隙度，台内滩亚相对应Ⅱ类储层孔隙度为11.3%，明显高于潟湖亚相(1.7%)和台坪亚相(1.5%)的(见图6(a))；台内滩亚相渗透率最高为5.145×10-3μm2，其渗透率明显高于潟湖亚相和台坪亚相的。对比各储层类别的渗透率，台内滩亚相对应Ⅱ类储层渗透率为32.400×10-3μm2，明显高于潟湖亚相(3.400×10-3μm2)和台坪亚相(17.400×10-3μm2)(见图6(b))，台内滩亚相是相对优质储层发育的有利亚相。

图6　川中南部地区洗象池组不同沉积相孔隙度、渗透率Fig.6 The contrast of porosity and permeability amidst different facies of Xixiangchi formation in the southern area of central Sichuan basin

3.2优质储层成因

3.2.1风化壳岩溶的差异性改造

风化壳岩溶的差异性改造对原生孔隙的形成至关重要。压实作用和胶结作用对储层储集性起到破坏作用[21-22]。潟湖亚相和台坪亚相沉积物处于低能环境，其原始孔隙度在成岩过程中遭受压实作用和胶结作用破坏而变小[23](见图7(a))；台内滩亚相的颗粒沉积物处于高能环境，因受冲洗而原始孔隙度得到很好地保留[24](见图7(b))。在经历成岩作用后，台内滩亚相沉积物形成以残余粒间孔为主的储集层[25-27]。受岩溶作用前，研究区内洗象池组存在台内滩亚相沉积物的孔渗层。

寒武系沉积以后，加里东中幕时期的都匀运动只在短时间内影响盆地西部,未对川中地区产生较大影响，致使奥陶系与寒武系为整合接触[28-30]。至晚幕时期的广西事件，从中志留世到二叠纪的120 Ma内盆地一直受到抬升剥蚀[31-32]，导致研究区西北部洗象池组大面积缺失或直接出露。因此，研究区洗象池组露头区或桐梓组剥蚀区为地表水的下渗补给通道，并沿洗象池组早期台内滩亚相残余粒间孔形成的孔渗层流动，产生溶蚀孔(见图7(c-d))；潟湖亚相和台坪亚相沉积物因早期致密化使其接受地表水影响小。

3.2.2后期埋藏溶蚀和构造破裂改造

后期的埋藏溶蚀作用和构造破裂改造对储层起到建设性作用。在后期埋藏溶蚀作用中，烃类酸性流体充注到先期溶蚀的孔洞中(见图8(a))，并对其产生扩容作用，且孔洞中含有大量早期沥青的残余(见图8(b))；在后期，喜马拉雅期构造运动产生的构造裂缝[28]，其主要在早期形成的台内滩亚相储集岩中发育，多见裂缝发生伴有酸性流体的溶蚀作用(见图9(a))，可见裂缝多相互交叉并穿过晶间溶孔(见图9(b-c))，对先期孔洞具有一定的沟通能力(见图9(d))，有利于储层物性的改造。

图7　川中南部地区洗象池组岩溶改造特征Fig.7 The characteristics of weathering modification of Xixiangchi formation in the southern area of central Sichuan basin

图8　川中南部地区洗象池组后期埋藏溶蚀作用特征Fig.8 The characteristics of burial dissolution in the later period of Xixiangchi formation in the southern area of central Sichuan basin

图9　川中南部地区洗象池组构造破裂作用特征Fig.9 The characteristics of structural fracturing of Xixiangchi formation in the southern area of central Sichuan basin

4　台内滩分布特征

结合单因素法和优势相法，统计台内滩亚相、台坪亚相及潟湖亚相等厚度资料并编制单因素图件[33]，分析洗象池组台内滩亚相纵向充填和沉积相平面展布特征。

4.1滩体纵向充填

洗象池组一段主要发育台坪亚相沉积，最大沉积厚度为79.76 m，东西向上仅GS-21井和HE-12井发育部分台内滩亚相(见图10)，南北向上仅在北部的NC-1井周边发育部分台内滩亚相(见图11)。东部沉积厚度比西部的稍厚，反映西高东低的古地貌格局；南部沉积厚度比北部的厚，反映北高南低的古地貌格局，海侵方向主要来自于盆地东部和南部。

图10　川中南部地区洗象池组东西向沉积相Fig.10 The contrast of sedimentary facies of Xixiangchi formation from west to east in the southern area of central Sichuan basin

洗象池组二段主要发育局限台地潟湖亚相沉积(见图10)，反映研究区在高位体系域早期为深水沉积环境，能量较低，其中东西向上西部地区GS-26、GS-6、GS-8和GS-20等井局部发育台内滩亚相，滩体连续性差，东部地区GS-21和HE-12井发育多期次的滩体且滩体厚度大；南北向上仅南部GS-103和GS-20井发育较薄的台内滩相沉积(见图11)。沉积厚度从西到东逐渐变厚，东部HEE-12井的最厚；南部沉积厚度比北部的厚，中部磨溪构造上遭受风化剥蚀MX-29井沉积厚度薄，与上覆的二叠系梁山组为不整合接触，其余各井沉积完整。

图11　川中南部区洗象池组南北向沉积相Fig.11 The contrast of sedimentary facies of Xixiangchi formation from south to north in the southern area of central Sichuan basin

洗象池组三段主要发育局限台坪亚相沉积，沉积厚度展布变化不大，反映海平面开始下降后，研究区受到周边陆源物质的影响，西部地区井位局部发育厚度较小的台内滩亚相沉积，东部地区井位局部发育厚度大的台内滩亚相沉积(见图10)。南北向上中部磨溪构造MX-29井遭受风化剥蚀，其余地区各井有不同规模的台内滩亚相发育(见图11)。东西向上高石梯地区和东部地区地层保存完好，沉积厚度从东到西逐渐变厚；南北向上从两翼到中部磨溪构造地区沉积厚度逐渐减小。

4.2滩体平面展布

洗象池组一段大面积发育以含砂质泥—微晶云岩和泥质云岩为主的局限台坪亚相沉积，水体向研究区东部逐渐加深，泥质含量、硅质团块或条带含量明显增加，总体反映研究区西高东低的沉积格局。在HE-12、NC-1、GT-2和GS-21等井可见局部台内滩亚相沉积(见图12(a))。

洗象池组二段主要发育以泥—微晶云岩、粉晶云岩、泥云岩和含泥质云岩为主的局限潟湖亚相沉积，水体向研究区东部逐渐加深，台内滩体发育面积逐渐增大，总体反映研究区西高东低的沉积格局。在GS-21—HE-12—GT-2等井周围发育大面积的台内滩亚相沉积；AP-1、GS-16、MX-21—MX-23和GS-23—GS-7—GS-8等井可见局部台内滩亚相沉积；GK-1、GS-2、GS-9、GS-18、GS-20、GS-26、GS-103、MX-18、MX-23、MX-39和MX-51等井小范围可见台内滩亚相沉积(见图12(b))。

洗象池组三段大面积分布局限台坪亚相沉积。研究区西北部剥蚀面积达到最大，水体向研究区东部逐渐加深，泥质含量、硅质团块或条带含量明显增加，总体反映研究区西高东低的沉积格局。发育在GS-21—HE-12—GT-2等井周围的台内滩亚相面积逐步减小；AP-1、NC-1和BL-1—NJ—MX-203等井可见局部台内滩亚相沉积；MX-18、MX-203、GS-7、GS-8和GS-103等井小范围可见台内滩亚相沉积(见图12(c))。

以优势相叠加法绘制整个洗象池组的沉积相展布图，其中西北部临近剥蚀区域，主要发育局限台坪相沉积，东南部主要发育深水环境的局限泻湖相沉积；台内滩亚相的分布主要集中于东南部的GT-2—HE-12—GS-21、GS-16、NC-1、BL-1—NJ—MX-23等井周围，西北部GS-23—GS-7—GS-8、AP-1—MX-21—MX-203等井周围小范围发育台内滩相沉积(见图12(d))。

图12　洗象池组滩相平面展布Fig.12 Map showing the distribution of sedimentary facies of Xixiangchi formation

5　结论

(1)川中南地区上寒武统洗象池组为局限台地沉积环境，发育台内滩、台坪和潟湖3种沉积亚相和5种沉积微相，台内滩亚相是相对优质储层发育的有利亚相。

(2)川中南地区寒武统洗象池组划分为洗象池组一段、洗象池组二段和洗象池组三段，洗象池组二段和洗象池组三段是台内滩亚相主要发育的层段。

(3)川中南地区上寒武统洗象池组在东部的GT-2—HE-12—GS-21、GS-16、NC-1、BL-1—NJ—MX-23等井周围发育大面积台内滩亚相沉积，为有利勘探区。

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2015-10-13；编辑：陆雅玲

国家自然科学基金项目(41572133，41372141)

井攀(1991-)，男，硕士研究生，主要从事石油与天然气地质勘探与评价方面的研究。

10.3969/j.issn.2095-4107.2016.01.005

TE122.2

A

2095-4107(2016)01-0040-11