四川盆地晚二叠世长兴期古海洋台洼与陆棚边缘礁滩对比研究

段金宝，唐德海，李让彬

(中国石油化工股份有限公司 勘探分公司，四川 成都 610041)



四川盆地晚二叠世长兴期古海洋台洼与陆棚边缘礁滩对比研究

段金宝，唐德海，李让彬

(中国石油化工股份有限公司 勘探分公司，四川 成都 610041)

以长兴组台地边缘礁滩储层发育认知为指导，将三维与二维地震资料相结合，开展台洼边缘礁滩与台地边缘礁滩的沉积背景、发育模式、古地貌的综合对比研究，对四川盆地中部蓬溪-武胜台洼边缘礁滩发育演化特征进行分析，提出了四川盆地东南部泰来、永兴场及义和地区3种台洼边缘礁滩发育模式。受开江-梁平陆棚、峨眉地裂运动以及微古地貌影响，泰来地区以台洼边缘礁滩沉积为主，永兴场地区沉积低能生屑滩，义和地区发育成排生物礁带及点礁。从长兴期整个四川盆地沉积格局分析，蓬溪-武胜台洼边缘礁滩与开江-梁平陆棚边缘礁滩整体沉积格局相似，但台洼边缘生物礁滩纵向发育规模偏小，横向分布面积广泛。

四川盆地；晚二叠世；蓬溪-武胜台洼；礁滩沉积对比

0　引言

四川盆地晚二叠世长兴期为古海洋碳酸盐岩台地沉积，生物礁滩广泛发育，早期勘探重点围绕开江-梁平陆棚边缘，先后发现了普光和元坝大型台地边缘礁滩气田[1]，在两大气田勘探启示下，通过深化环开江-梁平陆棚的地质研究，在黄泥塘高陡构造东部拔山寺向斜又发现存在兴隆场台地边缘礁滩相带，拓展了开江-梁平陆棚边缘礁滩的研究范围。随着勘探程度的不断深入，寻找台缘礁滩气田难度日趋明显。在台地边缘礁滩储层认知的基础上，为探寻新类型礁滩储层，扩充油气储备资源，近几年，开展二、三维地震资料综合解释，进行长兴组新类型礁滩储层的识别与研究，初步明确了四川盆地中部发育蓬溪-武胜台洼相带[2]，具备发育高能礁滩相带的地质背景。经过多轮次的勘探实践及地震资料解释，2011年，于台洼边缘相带部署的 TL2井取得重大突破，展示了台洼边缘礁滩勘探的良好前景，认为四川盆地东南部台洼边缘相带可能发育新类型礁滩储层。早期勘探在台洼边缘相带钻获工业气流，但对于相带内部礁滩发育演化特征研究相对薄弱，因此有必要进一步深化蓬溪-武胜台洼边缘礁滩展布及其发育特征认识。

本文针对目标研究区四川盆地东南部，通过台洼边缘礁滩与台地边缘礁滩的沉积背景、礁滩发育模式、储层发育规模等方面的综合对比研究，重点分析蓬溪-武胜台洼边缘礁滩发育特征，深化礁滩发育规律认识，对礁滩储层预测具有重要意义。

1　沉积背景

上二叠统长兴期，受东吴运动的影响，康滇古陆的形成对整个四川盆地长兴组沉积相发育的控制有着重要的作用，四川盆地总体表现由南西-北东向展布的区域大缓坡，西南部的康滇古陆是盆地陆源碎屑供应的主要物源区[3]。

长兴组一段沉积时期，在吴家坪组晚期初始台地沉积背景的基础上[4]，四川盆地为碳酸盐岩台地沉积体系，呈现明显的台地-陆棚(海槽)的沉积分异格局，平面上为西南高，东北低的地势。台地-陆棚沉积分异进一步加强，沉积环境更有利于生物生长和碳酸盐岩的产出，生屑滩分布范围进一步扩大，由零星发育逐渐演化到连片分布，该时期也是长兴组下部储层发育的主要时期。盆地北部开江-梁平陆棚与城口-鄂西海槽水体连通，受其影响，陆棚边缘发育台地边缘相带，呈北西向展布，在水体相对适宜的区域发育高能礁滩。南部大部分地区为开阔台地沉积环境，岩性多致密，储层不发育。

盆地西南部为海陆交互的滨岸沼泽相，中部为混积台地相沉积和开阔台地相沉积，在开江-梁平陆棚边缘发育斜坡相和陆棚相，斜坡具有东陡西缓特征，由台地向斜坡和陆棚相区生屑含量明显较少、灰岩泥质含量增加。广旺-鄂西地区为海槽沉积，沉积大隆组硅质岩。

长兴组二段沉积时期，四川盆地隆凹相间的格局更加明显，台地-陆棚沉积分异进一步加强，陆棚开始收缩，开阔台地相带分布范围向北进一步扩大，台地边缘相带向北侧陆棚方向迁移。台地内“三隆三凹”的格局更加显著[3]，形成台内洼地相带雏形。盆地自西南到东北依次发育陆相的滨岸沼泽沉积、海陆过渡的混积台地沉积、海相的开阔台地沉积和台地边缘沉积、斜坡-陆棚沉积(图 1)[5]。

图1　四川盆地及周缘长兴组二段沉积相图(据文献[5]修改)Fig.1　Facies map of the Second Member of the Changxing formation in Sichuan Basin & adjacent area(modification according to reference[5])

沿开江-梁平陆棚和城口-鄂西海槽周缘生物礁和生屑滩呈环带状发育[6]，形成镶边台地格局。长二段沉积时期古生物繁盛，生物礁及生屑滩均发育，且纵向沉积规模大，加之中晚期持续大规模海退，台地生物礁、滩易于长时间暴露海面，接受大气淡水溶蚀，形成优质白云岩储层。目前，开江-梁平陆棚边缘已经发现了普光、元坝、龙岗及兴隆场等台缘礁滩大气田，在城口-鄂西海槽周缘，局部也发育台地边缘生物礁-滩优质储层。

在蓬溪-武胜一带，受峨眉地裂运动影响[7]，台地内部拉张沉陷，台内深水相带-台内洼地相带进一步扩大。台洼边缘的局部古地貌高带上，水体环境适宜，同样为生物礁、滩有利发育区。

2　台洼边缘礁滩发育与沉积模式

2.1四川盆地东南部礁滩发育演化

在全盆沉积背景研究的基础上，以川东南地区为主要研究目标，开展台洼边缘礁滩发育演化研究。

长兴组一段沉积时期，受控于南高北低，向陆棚方向为缓坡的沉积背景，结合地震相分析，台地内部古地貌相对较高的三汇场地区发育台内生屑滩，为储层发育的有利区，储层岩性以生屑灰岩及灰质白云岩为主。长二段早期，川东南涪陵北部 FS1井-XL3井区受开江-梁平陆棚影响，发育台地边缘礁滩体。 泰来地区北部发育台内高能滩。至长兴中晚期，伴随着持续的海退，海平面不断下降，开江-梁平陆棚向北进一步收缩，陆棚边缘生物礁及生屑滩快速发育，且频繁暴露海平面之上，形成优质白云岩储层(目前已探明兴隆场气田)。毗邻台地边缘发育开阔台地、台洼边缘和台内洼地相。川中地区受台地内部的拉张沉陷，形成蓬溪-武胜台洼，台洼周缘发育生物礁及生屑滩，局部成带分布。泰来南部及永兴场地区受台洼相带及微古地貌影响，发育高能浅滩。

整个长兴期，川东南地区北部受开江-梁平陆棚控制，南部受蓬溪-武胜台内洼地影响，形成独特的“两礁两滩”沉积格局，两礁包括北部兴隆场台缘生物礁与南部台洼边缘生物礁；两滩包括中-北部三汇场台内浅滩与南部永兴场-泰来地区发育台洼边缘生屑滩。

2.2台洼边缘礁滩沉积模式

在对研究区礁滩沉积演化分析的基础上，利用地球物理手段，开展川东南地区长兴组晚期古地貌研究(图2)，研究工区范围为图1中红框所示区域。长兴期川东南涪陵地区古地貌总体表现为北高南低，由永兴场至泰来地区古地貌逐渐抬高；泰来地区古地貌相对较高，水动力更强，浅滩更为发育，泰来与永兴场北部间的台洼水体较深，台洼两侧为生物礁有利发育带。

长兴组沉积晚期，在拉张运动及古地貌的共同影响下，蓬溪-武胜台洼边缘相带周缘，发育泰来台洼边缘礁滩、永兴场生屑滩和义和生物礁三种礁滩沉积模式。

图2　四川盆地东南部涪陵地区长兴组沉积晚期古地貌图Fig.2　Palaeogeomorphological map of Changxing formation during late sedimentary period in Fuling area in southeast of Sichuan Basin

2.2.1泰来南部台洼边缘生物礁滩发育模式

从古地貌图2分析，川东南泰来南部地区古地貌相对较高，水动力环境强，具备生屑滩发育的有利条件。通过地质模型与地震解释相结合可知，泰来地区生屑滩具有沉积厚度薄，面积广的特征。在泰来与永兴场之间发育水体较深的台洼相带，受其影响，相带局部发育规模较小的生物礁(图3a)。

2.2.2永兴场台洼边缘生屑滩发育模式

虽然川东南地区呈北高南低的古地貌特征，永兴场地区古地貌相对低，但受四川盆地由西南向东北水体逐渐变深的沉积格局控制，永兴场地区整体仍处于台地内部相对高部位，且毗邻台洼深水区，水动力条件相对于泰来地区变弱，局部仍能发育低能生屑滩(图3b)。

2.2.3义和台洼边缘生物礁发育模式

义和地区位于台洼边缘相带南侧，受长兴期四川盆地大型碳酸盐岩缓坡影响，加之晚二叠拉张运动导致局部地区坡度变陡，义和地区成为多排生物礁带及点礁的有利发育区(图3c)。

图3　四川盆地东南部台洼边缘礁滩沉积模式Fig.3　Sedimentary model of reef flat in depression edge in southeast of Sichuan Basin

3　台洼边缘礁滩与台地边缘礁滩发育差异性分析

台洼边缘礁滩作为近几年新型的礁滩勘探目标，其沉积环境、水动力条件、发育模式与台地边缘礁滩均有所差异。但礁滩整体沉积环境又存在某些共性或相似性。通过两种类型礁-滩沉积差异性分析，力求为台洼边缘礁滩的勘探提供一定的借鉴。

3.1礁滩发育模式对比

3.1.1普光台地边缘礁滩陡坡纵向加积模式

利用过CY83井、PG2井及PG6井地震剖面(图1AA＇)，建立了普光地区长兴组沉积模式(图4a)[8-9]。长兴组生物礁的厚度大，礁带窄，礁后浅滩不发育,礁滩发育具有纵向加积特征。

普光地区长兴组为陡坡沉积模式，斜坡分布范围窄，台地与陆棚之间有明显的坡折带，斜坡坡度为10°～15°左右(图4a)。台地边缘生物礁分布于PG2井西部的PG5井及PG6井附近。根据PG5井及PG6井，生物礁厚50 m左右，下部为海绵礁灰岩，上部为海绵礁白云岩，顶部发育厚70～80 m的暴露浅滩相生屑白云岩。鄂西渝东地区陡坡型台缘亦发育，以见天坝为代表，其生物礁主体厚度达到150 m，生物礁顶部发育暴露浅滩白云岩，其沉积特征及储层发育规律与普光地区类似。

长兴组储层岩石类型以残余生物礁结晶白云岩、残余生屑结晶白云岩、粉细晶白云岩及生物礁灰岩为主。岩石孔隙度高，渗透率好，具有极好储集条件。

3.1.2元坝、兴隆场地区台地边缘礁滩缓坡横向迁移模式

通过YB27、YB4井及YB5井地震剖面，建立了元坝地区长兴组东西向沉积模式(图4a)。长兴组为碳酸盐岩缓坡沉积模式，由台地边缘礁滩、斜坡及陆棚等沉积相单元组成。

YB4井为陆棚沉积，斜坡分布于该井东部地区，为缓坡，斜坡坡度为8°左右，分布范围宽。沉积物岩性以泥灰岩为主夹薄层状泥晶灰岩。YB27井区地势较高，为台地边缘礁滩沉积区，由生物礁、礁间及潮道等沉积单元组成。生物礁成带、横向迁移发育，生物礁由生物礁灰岩及礁顶生屑白云岩组成，储层分布于生物礁及礁顶白云岩中。YB27井区内YB204与YB2井之间地势稍低，为礁间生屑滩沉积，由生屑灰岩及生屑白云质灰岩组成。YB27井与YB204井之间及YB2井与YB101井之间局部地势低洼，沉积泥晶灰岩为主，储层不发育[10]。

元坝地区长兴组具有“早滩、晚礁”、“前礁、后滩”的沉积特征。依据生物礁生长特征建立了3种生物礁生长模式：垂向加积生物礁生长模式、侧向迁移生物礁模式以及早期生物礁模式。垂向加积生物礁生长具有垂向加积特征，生物礁规模较大，礁盖储层具有厚度大、物性好特征；侧向迁移平行生长生物礁生长具有侧向迁移特征，礁盖储层厚度中等、物性好；早期生物礁生长在生物礁带倾末端，生物礁发育在长兴组中期，晚期演化为局限环境沉积，储层厚度较薄，但物性好。同时，在建南地区也广泛发育缓坡型台缘沉积，沉积模式与储层发育规律与元坝地区相似。

根据生屑滩与生物礁的相对位置，可划分为两种类型浅滩。礁后浅滩发育在长兴早中期，晚期随台缘生物礁的快速生长，演化为局限环境沉积，储层厚度变化大、物性好、较连续。礁间滩主要发育于长兴早期，晚期受生物礁生长围限，水动力条件变弱，储层厚度薄。

兴隆场地区长兴组沉积环境与元坝地区具有相似性，具有“早滩、晚礁”的沉积特征，台缘礁滩叠置迁移特征明显，但由于长二段晚期开江-梁平陆棚向西北方向收缩，兴隆场地区生物礁的生长规模及储层发育程度较元坝地区弱。

图4　台地边缘礁滩与台洼边缘礁滩发育模式对比Fig.4　Comparison of the development patterns of reef flat in the platform margin and depression edge

3.1.3涪陵台洼边缘礁滩模式

蓬溪-武胜台洼由于晚二叠初期峨眉地裂运动形成，发育于台地内部，地势平缓，台洼边缘礁滩的发育多受控于台洼相带及微古地貌的控制。泰来地区由于北部毗邻陆棚边缘，因此同时还受到陆棚水体的影响，发育高能浅滩。依据古地貌及水体环境的影响，川东南地区台洼边缘礁滩发育多种沉积模式。

以过 YX1井、TL201井、TL2井、BX1井及XL1井地震剖面为例，建立川东南涪陵南部礁滩沉积模式(图4b)，由深水台洼、台洼边缘礁滩及开阔台地等沉积单元组成。

XL1井位于开江-梁平陆棚南侧，受陆棚边缘控制，台地边缘礁滩发育，斜坡位于XL1井北侧，南侧为开阔台地相沉积。TL2井南侧为开阔台地相，泰来地区长兴组早期高能浅滩主要受控于开江-梁平陆棚，岩性主要为亮晶生屑灰岩为主，岩性总体相对致密，储层发育程度较差。长兴组沉积晚期，泰来南部地区受台洼边缘相带控制，加之古地貌相对较高，发育台洼边缘生物礁相及台洼边缘浅滩相。永兴场地区古地貌相对较高，为台洼边缘浅滩沉积区，TL2井与YX1井之间发育台内浅水洼地。

目前勘探研究表明，台洼边缘生物礁基本由海绵骨架岩、障积岩组成，造架生物为串管海绵、纤维海绵、苔藓虫和管壳石，含量十分丰富，岩性以细晶白云岩、溶孔状含残余生屑粉-细晶白云岩为主，是主要的储层发育相带。台洼边缘浅滩相岩性以灰色生屑灰岩、含云灰岩为主，白云岩化程度高，为有利储层发育带。深水台内洼地相区岩性主要为深灰色泥灰岩、泥晶灰岩，储层不发育。

3.2台缘与台洼边缘礁滩体发育差异对比

普光、元坝、兴隆场及涪陵地区整体的沉积背景相似，位于开江-梁平陆棚的东西两侧，优质储层均发育于台地边缘礁滩及台洼边缘礁滩相带内。但由于四川盆地东部摩天岭古陆隆升以及峨眉地裂运动拉张沉陷等构造活动对其影响各不相同，其礁滩发育及沉积模式会有所不同。

以露头、岩心、钻井、测井资料为基础，发现四川盆地主要发育4类生物礁、滩类型，分别是缓坡叠置迁移型、陡坡纵向加积型，台洼边缘点礁(群)型及台洼边缘浅滩型(表1)[11]。建立台洼边缘礁滩与台地边缘礁滩沉积模式，同时借助地球物理反演方法求取台洼边缘生物礁滩储层厚度及礁滩体叠合面积，并与台地边缘礁滩进行对比，不难看出4种类型台缘生物礁滩体在发育背景、微相类型、储层发育程度等各方面均具有差异性。

表1　台洼边缘礁滩与台地边缘礁滩发育参数对比

(1)“陡坡纵向加积型”以普光为例：生物礁岩石类型以障积岩和粘结岩为主，礁前斜坡坡度较大；礁后生屑滩不发育，生物礁礁带较窄，横向迁移不明显。生物礁暴露频繁、沉积厚度大、白云岩化强烈、物性好。

(2)“缓坡叠置迁移型”以元坝、兴隆场为例：台地前缘斜坡宽缓、斜坡坡度小，在8°左右，礁滩发育分布范围广。礁滩发育纵向上具有“早滩、晚礁”、平面上具有“前礁、后滩”的沉积特征；主要发育礁后浅滩储层与礁滩复合体储层两类储层。

(3)“台洼边缘点礁(群)型”以涪陵南部泰来、卧龙河(义和)为例：台洼边缘生物礁发育于长兴组沉积晚期，沿台洼边缘发育点礁群，单个礁体规模较台地边缘礁小。

(4)“台洼边缘浅滩型”以泰来及永兴场地区为例：台洼边缘浅滩发育于长兴组中晚期，滩体沉积厚度较薄，横向分布广，岩性多致密。

晚二叠世长兴期，四川盆地为大型碳酸盐岩缓坡沉积环境。普光地区、元坝与兴隆场地区及蓬溪-武胜台洼均具备相似的发育礁滩的地质背景，但礁滩沉积受控因素不尽相同，控制因素的差异造成了台地边缘礁滩与台洼边缘礁滩在沉积模式、礁滩规模及储层储集性能等方面有所不同。

普光“陡坡纵向加积型”及以元坝、兴隆场地区为代表的“缓坡叠置迁移型”台地边缘礁滩沉积主要受盆地北部开江-梁平陆棚影响(普光地区受构造运动影响，坡度陡， 为10°～15°左右 )。而台洼边缘礁滩发育于开阔台地内部的大型台内洼地相带内，除泰来地区在一定程度上仍受到开江-梁平陆棚的影响，台洼边缘礁滩的沉积主要受控于晚二叠世的拉张沉陷以及台地内部微古地貌变化。台洼水体环境较开阔的陆棚而言相对闭塞，水体能量相对较低，导致台洼边缘礁滩体纵向沉积规模小，以横向连片成带沉积为主，局部高能环境发育优质点礁储层。台洼边缘礁滩发育控制因素的多样性对其形成规模性油气藏也具有积极的推动作用。

4　结论

(1)长兴组沉积晚期，蓬溪-武胜一带，受峨眉地裂运动影响，台地内部拉张沉陷，形成台内洼地相带，台洼边缘局部古地貌高带，为生物礁、滩有利发育区。

(2)晚二叠世长兴期四川盆地为大型碳酸盐岩缓坡沉积，受开江-梁平陆棚、峨眉地裂运动以及古地貌多种因素综合影响，台洼边缘相带发育义和台洼边缘生物礁、泰来台洼边缘礁滩和永兴场生屑滩3种礁滩沉积模式，由于水体能量限制，礁滩沉积主要以横向成带分布为主。

(3)与台地边缘相比较，蓬溪-武胜台洼边缘礁、滩纵向沉积规模小，礁滩具有叠置迁移特征，横向分布范围广。

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Comparative study of reef in depression and shelf edge in paleo-ocean of Changxing period Late Permian in Sichuan Basin

DUAN Jin-bao，TANG De-hai， LI Rang-bin

(ExplorationDivisionCompany,SINOPECCo.,Ltd.,Chengdu610041,China)

Under the guidance of Changxing platform margin reef reservoir cognition, combination of the 3D and 2D seismic data, analysis of the sedimentary background, development model & ancient physiognomy were studied comprehensivly. In this study, evolution characteristics of reef in Pengxi-Wusheng depression edge in the middle of Sichuan Basin were analyzed, and three development models of reef in Tailai, Yongxingchang and Yihe depression edge in southeast of Sichuan Basin were put forward. Affected by North Kaijiang-Liangping shelf, Emei taphrogenesis & micro-palaeogeomorphology, the reef deposited dominately in depression edge in Tailai，low-energy bioclast-shoals deposited in Yongxingchang and row reef belt and patch reef developed in Yihe. Analysis of sedimentary pattern of Sichuan Basin during Changxing period, the deposition patterns of reef in Pengxi-Wusheng depression edge and Kaijiang-Liangping shelf margin were similar. The vertical developments of reef were in small scale, but the horizontal area distributed widely in depression edge.

Sichuan Basin; Late Permian Epoch； Pengxi-Wusheng depression; sedimentary comparison of reef

2016-06-26

2016-07-19

国家科技重大专项项目资助(2011ZX05005)

段金宝(1981-)，男，山东郓城县人，高级工程师，主要从事储层沉积学和储层地质学研究。E-mail：duanjb.ktnf@sinopec.com

P618.13

A

1001-909X(2016)03-0011-08

10.3969/j.issn.1001-909X.2016.03.003

段金宝，唐德海，李让彬.四川盆地晚二叠世长兴期古海洋台洼与陆棚边缘礁滩对比研究[J].海洋学研究,2016,34(3):11-18,doi:10.3969/j.issn.1001-909X.2016.03.003.DUAN Jin-bao，TANG De-hai，LI Rang-bin. Comparative study of reef in depression and shelf edge in paleo-ocean of Changxing period Late Permian in Sichuan Basin [J]. Journal of Marine Sciences, 2016,34(3):11-18, doi:10.3969/j.issn.1001-909X.2016.03.003.