川中地区洗象池组有利沉积相带分布预测

刘 鑫 曾乙洋 文 龙 林 怡 陈友莲 陈 文 吴煜宇 石书缘

近年，围绕四川盆地乐山—龙女寺加里东期古隆起部署了大量钻井，主要目的层为震旦系灯影组和下寒武统龙王庙组，在钻经中上寒武统洗象池组时都有丰富的油气显示，其中磨溪23井、南充1井、高石16井测试获得工业气流，显示出洗象池组具有一定的勘探潜力。尽管前人对四川盆地洗象池组油气地质研究做了大量工作[1-16]，但是对有利沉积相带分布规律的认识还不够深入，制约了洗象池组油气勘探进程。笔者将宏观与微观相结合、地质与测井相结合，厘清了该区沉积相展布，了解了有利沉积相带的分布规律，以期为洗象池组油气勘探提供科学依据。

1 地质概况

研究区地理位置位于四川省中部安岳—潼南—合川境内，东至广安—重庆、西达乐至—内江、北至蓬溪—南充、南至内江—重庆一线（图1）。区域构造位置位于四川盆地中部古隆起平缓构造区，包含高石梯、磨溪、龙女寺、广安等构造。研究区钻遇洗象池组井64口，其中取心井12口，心长419.12 m。

洗象池组命名地点位于四川省峨眉山洗象池，参考剖面位于乐山范店乡一线天，岩性组合为大套白云岩，岩性单一。洗象池组在四川盆地西部地区大面积缺失，盆地内地层厚度总体表现为由西向东逐渐增厚的特征，最厚可达700 m。研究区位于加里东期古隆起区，其西北部乐至一带缺失洗象池组，向东南方向洗象池组顶部分别与二叠系—奥陶系不同地层接触。地层厚度由剥蚀区往外围逐渐增大，最厚达320 m。区内洗象池组岩性为浅灰—深灰色薄层—厚层状白云岩，夹泥质白云岩和砂质白云岩，岩性稳定。

2 沉积相类型

四川盆地在徐庄—凤山期为海侵－海退旋回背景下的局限台地沉积，总体具有西陆东海的沉积格局[14-16]。川中地区洗象池组主要的岩石类型为砂屑白云岩、鲕粒白云岩、泥晶白云岩、砂泥质白云岩等。由于洗象池组古生物化石缺乏，笔者主要采用岩性与沉积构造相结合、岩心与镜下观察相结合、岩石相与测井相相结合的方法来划分沉积相，共划分出台内滩、台坪、滩间海3个亚相。

图1 四川盆地寒武系洗象池组厚度展布及研究区位置图

2.1 台内滩

台内滩发育于台地内的地貌高点，位于平均低潮线附近，受波浪和潮汐作用强烈，发育交错层理、波痕、冲刷面等沉积构造。岩性以砂屑白云岩、鲕粒白云岩居多，岩心可见针孔及溶洞（图2-a、2-b），是洗象池组储层发育的有利沉积相类型。

2.2 局限台坪

该类沉积环境发育于远离陆地的地势平坦的水下高地，沉积水体较浅，长期或周期性暴露于海平面之上，水动力较弱，蒸发作用强。岩性以泥晶白云岩、砂泥质白云岩为主（图2-c）。

2.3 滩间海

滩间海发育于局限台地内部的低洼地区，沉积界面位于平均海平面之下，水体循环受限，能量较低。岩性以泥晶云岩、粉晶云岩、泥质云岩为主（图2-d），露头剖面和岩心局部可见砾屑等风暴沉积物。

3 单井相分析与对比

由于取心资料有限，仅依靠岩心资料开展沉积相研究存在一定的局限性。因此采用沉积学标志与测井相标志相结合的方法来分析单井沉积相。在沉积相类型划分基础上，根据不同沉积环境的岩石类型所对应的测井曲线特征差异，可识别出各类亚相的电性响应特征，建立岩—电—相转换模型（图3）。

台内滩自然伽马曲线表现为低平、微齿状，介于10～20 API；成像测井表现为亮色块状，可见大量暗色斑点。局限台坪的自然伽马为中值—高值，曲线总体呈齿状，局部尖峰状，介于30～60 API；成像测井呈亮色块状或暗色纹层与亮色薄层相见的特征。滩间海的自然伽马曲线总体呈中幅齿状，介于15～30 API；电成像表现出亮色块状夹薄层暗色条带的特征。通过不同岩石类型的电性响应特征，对区内单井开展沉积相划分，建立了多口井的沉积相综合柱状图（图4）。并开展单井沉积相对比，发现洗象池组大套白云岩中发育多套薄层颗粒白云岩，古隆起区滩体单层厚度多介于1～2 m，累积厚度不足10 m，集中发育在洗象池组中上部；往东至位于上斜坡的广探2井区，台内滩单层厚度可达10 m，累积厚度超40 m。古隆起顶部颗粒白云岩主要发育在洗象池组上部，上斜坡带颗粒白云岩在洗象池组上、中、下部均有分布。显示上斜坡是洗象池组滩体发育的有利区（图5）。

地震剖面显示中—上寒武统由斜坡往古隆起方向存在明显上超现象，广探2井所在的上斜坡正好处于可容空间变化带（图6），表明晚寒武世乐山—龙女寺古隆起上斜坡为有利的沉积坡折带，控制了颗粒滩发育。

图4 广探2井沉积相综合柱状图

图5 磨溪204—宝龙1—磨溪23—广探2井寒武系沉积相对比图

图6 05GA46地震时间偏移剖面图

4 有利相带分布

4.1 有利岩相的基本特征

研究区洗象池组台内滩发育2类岩石类型：①具有颗粒结构的砂（砾）屑云岩、鲕粒云岩等；②具有晶粒结构的粉－中晶白云岩，通过普通薄片或者阴极发光观察具有残余颗粒结构（图7）。

图7 川中地区寒武系洗象池组滩相储集岩特征图

台内滩相白云岩的储集空间以粒间孔和晶间孔为主，发育小溶洞和裂缝，物性具有“低孔、低渗”的特征，储集类型为裂缝－孔隙型。储层单层厚度为1～15 m，多数不足2 m，总体较薄，横向连续性较差。

4.2 有利岩相的分布

尽管乐山—龙女寺古隆起在志留纪末加里东运动期定型，但在早期地史演化中已具雏形，并控制了沉积作用。研究结果表明，中晚寒武世徐庄—凤山期磨溪地区已经形成水下隆起[17-19]，往东至龙女寺—广安地区逐渐过渡到下倾的斜坡带。

徐庄—凤山期，川中地区表现为自西向东水体逐渐加深的趋势，自古隆起核部向斜坡带逐渐从局限台坪过渡到滩间海，两个相带之间发育台内滩（图8）。局限台坪主要分布在磨溪—高石梯水下隆起高部位，水体能量相对较弱，虽有颗粒滩分布，但滩体规模及厚度均较小。台坪相外围为颗粒滩和滩间海，滩体围绕水下隆起呈带状展布，工区内主要发育2个颗粒滩带，在南充1井—磨溪39井—宝龙1井区，规模相对较小，纵向上，颗粒滩主要分布在洗三段；而该带外围的广探2井—高石16井—高石20井区为规模更大的滩体发育带，面积达1 710 km2，纵向上在洗象池组各段均有分布，主要发育在二段和三段。因此，颗粒滩分布受古隆起控制作用明显，上斜坡颗粒滩为最有利发育区。

图8 川中地区寒武系洗象池组沉积相分布图

5 结论

1）川中地区徐庄—凤山期为局限海台地沉积环境，可进一步划分出台内滩、局限台坪、滩间海3种沉积亚相。

2）洗象池组砂屑白云岩储集物性较好，呈薄层分布，局部地区累计厚度较大，形成于局限海台地中颗粒滩相，是有利的沉积相带。

3）乐山—龙女寺古隆起在中晚寒武世表现为水下隆起，控制颗粒滩的分布。颗粒滩沿水下隆起呈环带状分布，而隆起带与斜坡带的转折部位是颗粒滩最发育地区。

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