呵叻盆地H区二叠系Pha Nok Khao组沉积特征与沉积模式

于晓菲，李建明，李 超，陈昱兴，闫星旭

(陕西延长石油国际勘探开发工程有限公司，陕西西安 710075)

呵叻盆地H区二叠系Pha Nok Khao组沉积特征与沉积模式

于晓菲，李建明，李 超，陈昱兴，闫星旭

(陕西延长石油国际勘探开发工程有限公司，陕西西安 710075)

为明确呵叻盆地H区二叠系Pha Nok Khao组沉积特征，综合利用钻井、测井、地震、岩心以及分析化验等资料，研究目的层的沉积环境、岩性、地震相等特征，明确了沉积微相的分布规律，从而得到二叠系Pha Nok Khao组碳酸盐岩沉积模式。研究表明：二叠系Pha Nok Khao组为海相碳酸盐岩沉积，岩性主要为泥晶灰岩，岩心相均表现为碳酸盐岩台地前缘斜坡相沉积，地震剖面特征表现出3类反射特征，从而确定出3个地震相带；区内主要发育碳酸盐岩台地前缘缓坡相沉积，而Pha Nok Khao组主要为下缓坡沉积，仅Khao-1层上缓坡沉积范围较广。在详细分析沉积微相分布特征的基础上，确定了本区的碳酸盐岩台地缓坡沉积模式。

呵叻盆地；沉积特征；沉积模式；碳酸盐岩；Pha Nok Khao组

呵叻盆地是泰国陆上最大的含油气盆地，该盆地的油气勘探起始于20世纪60年代，预测可采天然气储量达140×108m3，勘探潜力巨大。然而经过多年勘探，该区油气仍未取得较大突破，勘探程度极低，盆内目前虽已钻探46口井，但仅发现了2个小型气田[1]。H区位于呵叻盆地中部，为盆地内有利的勘探区域，但国内外学者对该区的油气地质特征鲜有研究[1-2]。近几年，逐步在该区进行了野外地质调查、地震勘探以及探井钻探等工作，在二叠系Pha Nok Khao组碳酸盐岩地层见良好的气测显示，有望获得新的发现。但目前尚未针对二叠系Pha Nok Khao组储层开展相关研究(如构造特征、沉积特征、成藏特征以及储层特征等)，严重阻碍了油气勘探的步伐。作为典型的海相碳酸盐岩储层，开展沉积特征研究、明确沉积模式及其演化规律，对油气的勘探开发有重要作用。本文旨在利用钻井、录井、地震以及分析化验等资料，对该区二叠系Pha Nok Khao组沉积特征进行综合研究，为该区及临区油气勘探提供指导作用。

1 区域地质背景

呵叻盆地处于泰国东南部，面积达17×104km2，在区域构造上属于中南板块(印支板块)的一部分，位于呵叻-昆嵩地台西侧，西部与滇泰马活动带的黎府褶皱带相接，北为长山褶皱带，南邻滨河平移带[3]。H区位于呵叻盆地中部，其构造、沉积演化与盆地基本一致，主要经历了加里东期的造山运动、前华力西期初始拉张裂陷、前印支Ⅰ期强烈拉张裂陷、前印支Ⅱ期回返拉张、前喜山期热沉降以及后喜山期沉陷隆升等6个阶段[1,3]，形成了现今典型的“二元结构”(下断上坳、下海上陆)格局，即三叠纪前以海相沉积为主，三叠纪为海陆过渡相沉积，三叠纪以后以陆相的河流相、湖泊相沉积为主。主要目的层二叠系Pha Nok Khao组为浅海碳酸盐岩沉积，形成时期为晚古生代盆地断陷裂谷期。区内可划分为南部斜坡构造带、北部断裂构造带2个构造单元，北西向断裂非常发育(图1)。

图1 研究区构造纲要图Fig.1 Structural outline of study area

2 沉积特征

2.1 沉积环境

2.1.1 古生物特征

古生物鉴定表明，二叠系Pha Nok Khao组发育大量有孔虫，主要类型有Globivalvulin球瓣虫属、Eotuberitina始瘤虫属、Nodosaria节房虫属、Endothyra内卷虫属、Archaediscus古盘虫属、Ozawainellasp.小泽蜓、Palaeotextularia古串珠虫属、Schwagerinasp.希瓦格蜓、Schubertellasp.苏伯特蜓、Eotuberitinareitlingerae赖特林格尔始瘤虫等。镜下可清晰观察到平旋壳(房室以初房为中心，在同一平面上作盘旋排列)、螺旋壳(房室呈螺旋线状盘旋排列)、混合壳(早期为双列，后期为单列)等类型的有孔虫(图2)。有孔虫为海生腕足类生物、单体固着底栖生物，主要生活在浅海，该类化石最早出现在早石炭世晚期，到二叠世末灭绝，在热带亚热带正常浅海环境底栖生活[4-6]。因此二叠系Pha Nok Khao组沉积时应当处于热带-亚热带浅海环境中。

2.1.2 碳、氧同位素及微量元素分析

海相碳酸盐岩碳氧同位素及微量元素可较好地反映古气候、古海洋环境，根据区内10个样品的碳氧同位素测定资料，利用基斯(Keith et al.，1964)提出的沉积环境判别方程式[7-9]：Z=2.048×(δ13C+50)+0.498×(δ18O+50)(δ标准为PDB，Z=120为判断标准)，计算出工区的古海水盐度值Z在122～133之间，均大于120，证明该区为海相成因。

工区共有10个样品的微量元素测试资料，主要微量元素有Ba、V、Cd、Ni、Cr、Co、Sr、Pb、B、Mn等(表1)。

图2 Pha Nok Khao组镜下生物特征Fig.2 Biological characteristics of Pha Nok Khao formationa.L2，3404.56 m,有孔虫生屑碎片，其间由亮晶方解石胶结，正交偏光，×25;b.L1，3105.03～3105.15 m，含生物泥晶灰岩，见有孔虫，单偏光，×25;c.L1，3108.57～3108.84 m， 有孔虫生屑碎片，其间由亮晶方解石胶结，单偏光，×25;d.Y1，4049.88～4049.99 m，生物泥晶灰岩，见有孔虫，单偏光，×25;e.Y1，4047.06～4047.21 m，大型有孔虫，偏光，×25;f.Y2，3166.96～3167.04 m，大量有孔虫，单偏光，×25

注：“/”表示未检出该元素。

分析认为：碳酸盐岩中Al元素是典型的陆源元素，Zr、Th等也来源于陆源碎屑物质。本次微量元素中未见这类元素，反映了海相沉积环境[10]。V是一种对氧化还原条件敏感的元素，利用V/Cr和V/(V+Ni)的比值可以较好地反映沉积环境。研究区V/Cr比值介于0.02～0.73之间，表明为富氧环境；V/(V+Ni)比值介于0.10～0.89之间，平均值为0.48，接近于0.60，也表示大部分时期为富氧环境。

沉积物中Sr丰度和Sr/Ba比值与古盐度往往呈明显正相关性，研究区Sr/Ba为0.81～33.11(平均值为6.78)，指示典型的海相沉积。同时根据沃克等关于盐度环境的定义，研究区B的平均含量均小于200 μg/g，为低盐度环境。此外Mn、Cr、Ni、V含量从浅水到深水总体呈增加之势，且Mn含量还可作为离岸远近的指标以及推测相对古水深。研究区Mn含量在16～135 μg/g之间，平均值为45.4 μg/g；Cr含量在26～215 μg/g之间，平均值为52.1 μg/g，含量均较高，因此认为碳酸盐岩沉积时古水深相对较深。

综上所述：研究区碳酸盐岩为海相沉积，沉积时水体相对较深，处于富氧环境。

2.2 岩性特征

根据区内岩心观察、薄片鉴定等资料分析认为二叠系Pha Nok Khao组主要为泥晶灰岩，少量微晶灰岩、泥晶白云岩、中晶灰岩、生屑灰岩、细晶灰岩(图3、图4)。泥晶灰岩主要由方解石晶体构成，晶体为泥晶结构，晶体间呈镶嵌状接触，微缝发育呈网状，溶蚀性裂缝中充填细晶结构方解石晶体，大部分见有孔虫化石；细晶灰岩主要由方解石晶体构成，晶体呈细晶结构，鳞片状结构泥质充填于晶体之间，部分晶间孔隙发育，见泥岩岩屑颗粒；泥晶白云岩由白云石晶体构成，白云石晶体呈泥晶结构，裂缝中充填细晶白云石晶体，见部分有孔虫化石；中晶灰岩主要由方解石晶体构成，方解石晶体大部分呈中晶结构，岩石呈角砾状构造，中晶方解石晶体集合体充填于泥晶灰岩角砾之间，见有孔虫化石。

图3 Pha Nok Khao组镜下岩心、薄片岩性特征Fig.3 Lithology characteristics of Pha Nok Khao formation in core and thin slicesa.Y1，4053.50～4053.62 m，薄片，×25，生物微晶灰岩，有孔虫;b.Y2，3217.70～3217.77 m，薄片，×25，泥晶灰岩;c.Y2，3166.51～3166.57 m，薄片，×25，含生粒泥晶白云岩;d.L2，3403.93～3404.17 m，岩心，灰色灰岩;e.L1，3108.59～3108.70 m，岩心，深灰色灰岩

图4 Pha Nok Khao组碳酸盐岩岩性柱状图Fig.4 Carbonate lithology histogram of Pha Nok Khao formation

2.3 岩心相特征

岩心相是单井相分析的基础，区内取心井包括L1、Y1、Y2以及L7等4口井，分析认为，本区岩心相比较简单，均为碳酸盐岩台地前缘斜坡相沉积。单井相分析如下：

L1井在Pha Nok Khao组井段3103.51～2115.01 m，取心进尺11.5 m，岩心长度5.36 m，收获率为46.6%，岩性主要为深灰色灰岩夹薄层状灰黑色炭质泥岩。其中炭质泥岩炭质分布均匀，性硬、脆，与稀盐酸不反应，缝洞不发育，可见黄铁矿星点状分布。灰岩为深灰色，泥晶结构，性硬、脆，孔洞不发育，裂缝发育，以立缝、斜缝为主，水平缝次之，缝宽一般为0.5～5.0 mm，最宽大于15 mm，白色方解石全充填；含炭质，局部呈炭质纹层，距顶1.66～1.68 m、2.09～2.10 m见两条炭质泥岩条带；距顶2.13～2.17 m生物屑不规则分布，局部富集，生物屑成分为有孔虫、腕足，距顶1.53 m、距顶2.14～2.31 m含蜓化石。综合分析认为，L1井取心段以深灰色、灰色灰岩、含泥灰岩为主，生物碎屑主要为有孔虫、腕足和蜓类，构造以块状构造特征为主，局部见揉皱现象，分析为台地前缘斜坡相(缓坡相)(图5)。

图5 L1井Pha Nok Khao组岩心相Fig.5 Core facies of Pha Nok Khao formation in L1

Y1井取心井段为4047.0～4055.51 m，取心进尺8.51 m，岩心长度为8.51 m，取心收获率为100%。本段岩心为深灰色灰岩，其中4016.17～4046.59 m、4047.01～4047.66 m、4049.14～4049.84 m、4054.01～4054.68 m见灰黑色灰岩，性硬、脆，质较纯，局部见炭质，与稀HCl+++，溶液较浑浊，含少量炭质和泥质。本段岩心微裂缝较发育，偶见晶洞，其中4016.17～4049.14 m、4049.84～4054.01 m多发育构造缝立缝和斜缝，少量平缝，缝宽多<1 mm，呈不规则状，局部可达2～5 mm，局部为网状缝和共轭缝，缝洞均被方解石完全充填；4016.17～4046.59 m、4050.35～4051.30 m多见正常内碎屑鲕粒和豆粒；4047.01 m见灰绿色火山岩低角度斜向刺矗；4047.01～4054.68 m局部多见小断层和垮塌角砾，断面具半玻化和方解石充填。Y1井取心井段以深灰色灰岩为主，局部见鲕粒和豆粒构造，生物主要为腕足类、有孔虫类，分析为台地前缘斜坡相(图6)。

图6 Y1井Pha Nok Khao组岩心相Fig.6 Core facies of Pha Nok Khao formation in Y1

2.4 地震相特征

地震反射参数是识别地震相的标志，常用外部几何形态、内部反射结构，连续性、振幅、频率等参数来区分不同的地震相和作为命名地震相的依据[11-13](表2)。研究区二叠系Pha Nok Khao组主要有3类反射特征：中强振幅中低频中连续亚平行反射特征、弱振幅中低频低连续杂乱反射特征、强振幅中低频中低连续斜交反射特征(图7)。由于地震相往往代表不同的沉积特征，依据地震相剖面特征将二叠系Pha Nok Khao组分为3个地震相带：第1相区为中强振幅中低频中连续亚平行反射特征，第2相区为弱振幅中低频低连续杂乱反射特征，第3相区强振幅中低频中低连续斜交反射特征。

而后通过单井沉积相识别与地震资料进行深度对应，建立了地震相与单井岩心相的对应关系，如L1井目的层均为下缓坡沉积，而地震相表现为弱振幅中低频低连续杂乱反射和强振幅中低频中低连续斜交反射特征，对应的Y1井目的层为上缓坡沉积，对应的地震相特征为中强振幅中低频中连续亚平行反射特征。因此确定了研究区二叠系Pha Nok Khao组的沉积相带地震相特征：上缓坡沉积主要为中强振幅中低频中连续亚平行反射特征，下缓坡沉积主要为弱振幅中低频低连续杂乱反射特征以及强振幅中低频中低连续斜交反射特征。

表2 地震相参数和地质解释(据Sangree等)[14]

图7 Pha Nok Khao组地震反射特征(任意线)Fig.7 Seismic reflection characteristics of Pha Nok Khao formation (Any line)

3 沉积相展布特征

3.1 剖面发育特征

上述分析认为工区主要发育碳酸盐岩台地前缘斜坡亚相沉积，发育的斜坡缺乏重力流沉积，其坡度很小，一般小于3°，称为缓坡(缓斜坡)。缓坡可进一步分上部和下部，上部位于正常浪基面之下，风暴浪基面之上，受风暴及海平面升降影响，局部可见风暴成因岩石和受潮汐作用影响的鲕粒、豆粒等，同时由于为正常含氧带，生物较为发育，主要为底栖生物；下部主要位于风暴浪基面之下，一般处于贫氧带，其沉积主要为泥微晶灰岩，底栖生物化石也较为发育[15-16]。区内主要为下缓坡沉积，其中Khao-1层上缓坡在Y1、L2井区域发育，Y3、L1、Y2井区发育下缓坡沉积；Khao-2层上缓坡在Y1井区发育，L2、Y3、L1、Y2井区发育下缓坡沉积；Khao-3层仅有Y2井钻遇，推测沉积范围同Khao-1层类似，在Y1、L2井区域发育，Y3、L1、Y2井区发育下缓坡沉积(图8)。

3.2 平面展布特征

利用区内重点井L1、Y1、Y2、L2、Y3等5口井的单井岩心相控制，结合前文建立的地震相识别特征，以地震相为基础，单井相控制，绘制了研究区沉积相平面分布图。目的层自下而上发育3套灰岩地层，其中Khao-3层仅有Y2井钻遇，Khao-2层有Y1、L2、Y2、L1井钻遇，Khao-1层5口井均有钻遇。Khao-1层上缓坡和下缓坡沉积范围相当，上缓坡沉积位于研究区北部，且在上缓坡沉积的北西方向发育小范围的缓坡泥，其余区域为下缓坡沉积(图9)；Khao-2层仅在Y1井附近发育上缓坡沉积，工区大部分区域均为下缓坡沉积，未见缓坡泥沉积(图10)；Khao-3层在Y1、L2井及工区东北部发育上缓坡沉积，其余区域发育下缓坡沉积，且发育范围较上缓坡广，未见缓坡泥沉积(图11)。

4 沉积模式

H区主要经历了加里东期的造山运动、前华力西期初始拉张裂陷、前印支Ⅰ期强烈拉张裂陷、前印支Ⅱ期回返拉张、前喜山期热沉降以及后喜山期沉陷隆升等6个阶段，研究区二叠系Pha Nok Khao组碳酸盐岩地层在晚二叠世至晚三叠世时期的印支

图9 二叠系Pha Nok Khao组平面相(Khao-1层)Fig.9 Planar sedimentary facies of Pha Nok Khao formation (Khao-1)

图10 二叠系Pha Nok Khao组平面相(Khao-2层)Fig.10 Planar sedimentary facies of Pha Nok Khao formation (Khao-2)

图11 Pha Nok Khao组平面相(Khao-3层)Fig.11 Planar sedimentary facies of Pha Nok Khao formation (Khao-3)

Ⅰ期造山运动遭受剥蚀，形成印支Ⅰ期大型角度不整合，沉积特征表现为三叠纪前以海相沉积为主，三叠纪为海陆过渡相沉积，三叠纪以后以陆相的河流相、湖泊相沉积为主。沉积相研究证实，二叠系Pha Nok Khao组为碳酸盐岩缓坡相沉积，此时断裂活动相对较弱，沉积地形平缓，总体构成了碳酸盐斜坡沉积背景。在这种背景下，如果受同生断层活动的作用，可以在早期台地上形成水体相对较深的沉积区，或者受海侵的制约，会形成水体相对较深的深水斜坡或台棚沉积[17]。二叠系Pha Nok Khao组沉积时期整体上海平面波动幅度不大，其沉积模式属于斜坡沉积模式，碳酸盐台地斜坡较发育。

研究区二叠系Pha Nok Khao组碳酸盐岩沉积时的气候为热带-亚热带，发育大量有孔虫、腕足类古生物，形成厚层灰岩，微量元素分析表明沉积时为富氧环境利于生物生长。结合前文得到的单井相、地震相以及连井相分析成果，根据不同井的钻井层位，选取Y1-L2-L1井连井剖面，分析了二叠系Pha Nok Khao组的沉积模式(图12)。研究区内主要为上缓坡和下缓坡沉积，Y1井-L2井一带为上缓坡沉积，L1井向西南方向主要为下缓坡沉积。Y1井局部发育鲕粒灰岩；L2井发育少量泥岩；由于滑塌作用的影响，在L1井附近发育少量滑塌角砾岩，这也是下缓坡沉积的一个典型特征。整体上区内主要为灰岩、泥质灰岩沉积。

5 结论

(1)古生物鉴定二叠系Pha Nok Khao组发育大量有孔虫、古海水盐度值Z在122～133之间(大于120)以及微量元素分析中Al、Zr、Th、V、Mn等元素特征，均反映研究区二叠系Pha Nok Khao组为海相碳酸盐岩沉积。

图12 Pha Nok Khao组沉积模式Fig.12 Sedimentary model of Pha Nok Khao formation

(2)二叠系Pha Nok Khao组储层岩性主要为泥晶灰岩，裂缝发育，岩心相反映该区均为碳酸盐岩台地前缘斜坡相沉积。具体表现为2个沉积相带：第1相区为上缓坡沉积，主要为中强振幅中低频中连续亚平行反射特征；第2相区为下缓坡沉积，主要为弱振幅中低频低连续杂乱反射特征以及强振幅中低频中低连续斜交反射特征。区内Khao-1层和Khao-3层上缓坡沉积范围相当，Khao-2层主要发育下缓坡沉积，同时缓坡泥沉积仅在Khao-1层出现，且分布范围小。确定了本区的碳酸盐岩台地缓坡沉积模式。

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TheSedimentaryCharacteristicsandModelsofPermianPhaNokKhaoFormationinHArea,KoratBasin

Yu Xiaofei, Li Jianming, Li Chao, Chen Yuxing, Yan Xingxu

(YanchangPetroleumInternationalExplorationandDevelopmentEngineeringCo.,Ltd.,Xi＇an,Shaanxi710075,China)

In order to identify sedimentary characteristics of Permian Pha Nok Khao formation in H area, sedimentary environment, lithology and seismic facies have been studied by comprehensive utilization of drilling, logging, seismic, core analysis and testing data, then the distribution of sedimentary microfacies and carbonate sedimentary model have been determined. Pha Nok Khao formation is marine carbonate sedimentary, the lithology is mainly micrite, core facies is carbonate platform foreslope facies. It is divided into 3 seismic facies belt according to three kinds of reflection characteristics of the seismic section; It is the platform front gentle slope facies as the slow slope, Pha Nok Khao formation is mainly the lower gentle slope sedimentary microfacies, the upper is mainly distributed in Khao-1; On the basis of analyzing the distribution of sedimentary characteristics, sedimentary model has been determined.

Korat basin; sedimentary characteristics; sedimentary mode; carbonate rock; Pha Nok Khao formation

于晓菲(1985—)，女，汉族，山东济南人，工程师，主要从事油气勘探工作。邮箱：yuxiaofei198509@126.com.

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