川东奉节地区长兴组沉积相及储层发育特征

魏子博 ，陈雷 ，冯亮 ，陈鑫 ，蔡家兰 ，闫梦楠 ，谭秀成

（1.西南石油大学地球科学与技术学院，四川 成都 610500；2.中国石油天然气集团有限公司碳酸盐岩储层重点实验室西南石油大学研究分室，四川 成都 610500；3.天然气地质四川省重点实验室，四川 成都 610500；4.中国石油西南油气田分公司重庆气矿，重庆 400021；5.中国石油西南油气田公司勘探开发研究院，四川 成都 610041）

中国海相碳酸盐岩油气资源量占全国油气资源的40%[1]，近年来，在台缘礁滩带状油气与成藏地质理论指导下，在川东地区发现了普光、元坝等大型油气田，证实了四川盆地台缘带可形成万亿立方米大气区[2-3]。位于四川省宣汉县的盘龙洞剖面，生物礁发育非常完整且厚度大，生物礁厚度可达129 m，是川东北地区最具特色的二叠系长兴组生物礁[4]，因此，带动了大量关于城口—鄂西海槽生物礁储层的研究。

本次研究主要基于研究区及周缘地区的野外剖面、测井及三维地震等资料，对奉节地区沉积相特征及储层发育特征展开研究。研究成果对该地区之后的勘探开发有重要的参考价值。

1 区域地质概况

奉节地区长兴组早期，沉积相与下伏地层具有关联性，西侧为浅水沉积，向东逐渐转化为深水缓坡沉积。长兴组中—晚期，受到克拉通内部裂陷等构造作用，海槽侧出现坡折带，沉积环境也由早期的碳酸盐岩缓坡沉积转变为碳酸盐岩台地沉积（见图1）[5]。

图1 四川盆地长兴组沉积时期岩相古地理及尖山剖面

碳酸盐岩台地边缘是斜坡与台地的转换带，水动力较强，是浅水沉积与深水沉积的变化带，有利于生物礁发育。城口—鄂西海槽西侧礁滩分布相对稳定，且延展规模大，礁体多呈点状分布，储层多发育在台地边缘经过白云石化和岩溶改造的礁核顶部（礁盖微相）。岩石主要有浅灰—灰色溶孔云岩、海绵礁灰岩和溶孔海绵礁白云岩等[6-7]。长二—长三时期是奉节地区长兴组生物礁发育最为繁盛的时期，沿城口—鄂西海槽发育的台地边缘礁，养料丰富，能形成坚固的格架，加之发育的时间长，故多发育如红花、盘龙洞和见天坝等台缘生物堤礁[8-12]。

从基底算起，研究区经历了多期次区域造山（构造）运动，在扬子、加里东、海西和印支三大构造旋回中，构造运动多以升降作用为主，构造现象主要为下降交替、局部隆生和继承性作用。在喜山期运动期间，又经历了大巴山、米仓山、武陵—雪峰构造带的水平挤压，导致了研究区地层构造复杂[13]。

在二叠纪—三叠纪，四川盆地内部分异趋于明显，晚二叠统长兴组—早三叠统飞仙关组受康滇古陆的影响，从西向东由陆相、海陆过渡相沉积渐变为以海相碳酸盐岩沉积为主，形成“隆凹相间”的古地理格局[13-16]。

2 沉积相特征

2.1 沉积相类型及特征

前人研究结果表明，研究区存在2种沉积模式：长兴组早期发育的碳酸盐缓坡模式和长兴组中—晚期发育的碳酸盐台地模式[7，17-35]。本次研究将奉节地区长兴组台地-海槽沉积体系进一步划分为开阔台地、台地边缘、斜坡3个相带（见表1）。

表1 研究区长兴组沉积相类型划分

2.1.1 开阔台地

基于岩心观察、地震剖面分析发现，研究区开阔台地可进一步划分为台内滩、台内洼地2个微相，地震反射层呈平行或亚平反射外形结构（见图2）。台内滩发育在开阔台地内部，岩性以颗粒岩为主，岩石类型以生屑灰岩、砂屑灰岩为主。台内洼地位于开阔台地上台内滩之间，岩性以各类石灰岩为主，中下部多发育燧石结核灰岩和泥灰岩。

图2 研究区长兴组地震相划分

2.1.2 台地边缘

台地边缘位于碳酸盐岩台地的边缘，地震反射剖面呈上隆反射外形，内部反射紊乱。根据沉积特征将台地边缘划分为台地边缘礁和台地边缘滩。台地边缘礁多呈单个礁体出现，岩性主要为生屑灰（云）岩、生物障积灰（云）岩、泥晶灰（云）岩、藻黏结（云）岩等。台地边缘浅滩岩性主要为砂屑灰（云）岩、生屑泥晶云岩等，因所处水体较浅，台地边缘浅滩白云岩化作用较强。

2.2 沉积相展布特征

区域沉积特征及单井、连井沉积相分析得出（见图3），奉节地区呈现“两隆三凹”、“隆凹相间”的格局。

图3 过尖山—马槽1井—奉1井—奉探2井长兴组沉积相断面

奉节地区南北存在2个台地边缘，中间由1个整体水体较深的自西向东缓倾斜的台内洼地隔开 （见图1、图3）。洼地岩性以泥灰岩、燧石灰岩为主，局部发育硅质灰岩。

3 储层特征

3.1 岩石类型

3.1.1 生屑灰岩

生屑灰岩为研究区长兴组较为发育的岩石类型，其中的生物碎屑主要类型有棘皮、有孔虫、藻类、海绵等。常形成于水动力作用较强的沉积环境（见图4a）。

图4 研究区储层岩石类型特征

3.1.2 生物礁灰岩

生物礁灰岩野外较为常见，主要发育于长二段，奉1井井区长二段下部也较发育，分为藻黏结礁灰岩和障积礁灰岩。奉节地区台缘带由于水动作用力较强，此类岩石大量发育（见图4b）。

3.1.3 生物礁云岩

研究区的生物礁云岩多为障积云岩。造礁生物主要为海绵，生物体腔常被粉—细晶方解石充填，杂基主要由藻黏结泥屑和细粒生屑组成（见图4c）。

3.1.4 藻白云岩

藻白云岩进一步可分为藻黏结白云岩和藻叠层白云岩。研究层区的藻黏结白云岩呈褐灰色，块状构造、藻黏连结构、斑马状构造等，主要为微晶蓝绿藻黏结云质泥和粉屑构成的黏结格架，多期亮晶方解石、白云石和硅质等常充填—半充填于格架孔（见图4d）。

藻叠层白云岩常见中—薄层状，藻黏结为主，局部为含砂、粉屑结构，常具纹层状层理，由富藻和富屑纹层组成（见图4e）。

3.1.5 砂（砾）屑白云岩

砂（砾）屑云岩多以中—薄层状、透镜状夹于藻白云岩和泥粉晶白云岩之中。多由它形泥晶—细粉晶白云石构成，颗粒分选、磨圆中等。粒间填隙物有泥晶、亮晶方解石（见图4f）。

3.2 储层空间类型及特征

根据岩心观察、岩屑和常规薄片等分析得知，奉节地区储层储集空间主要由晶内溶孔、晶间（溶）孔、孔隙性溶洞和构造缝组成。

3.2.1 晶内溶孔

较粗粒的白云石和方解石中少量发育晶内溶孔，对现今研究层段的储集性能改造不明显。

3.2.2 晶间（溶）孔

晶间（溶）孔常呈三面体或多面体形态，多发育在自形—半自形的白云石晶粒间，主要分布于粉晶白云岩和细—粗晶白云岩中，灰泥或沥青局部充填—半充填。晶间孔隙随白云岩孔隙的增大而变大（见图4g）。

3.2.3 孔隙型溶洞

孔隙型溶洞主要发育在细—中晶白云岩和膏质白云岩中。一般情况下，这些溶洞常与溶孔构成蜂窝状，被粗晶白云石、巨晶方解石、石英、硅质和沥青半充填—全充填。根据奉探1井长兴组岩心观察和统计，这类溶洞在奉节地区有一定的发育（见图4h）。

3.2.4 构造缝

奉节地区构造缝多发育在层状白云岩中，以高角度缝和斜缝为主，多数为小缝。较大裂缝、中等裂缝多被方解石、白云石等半充填或全充填，发育少量网状微裂缝，被有机质侵染，局部可见溶蚀扩大缝（见图4i）。

3.3 储层物性特征

奉探1井和奉1井物性测试的分析、统计结果见表2。

表2 奉探1井、奉1井长兴组物性参数

由表2可以看出，长兴组96.38%样品的孔隙度在2%以下，孔隙度最大值4.23%。83.58%样品的渗透率小于0.01×10-3μm2。总的来说，奉节地区长兴组属于低孔、低渗储层，局部为低孔、中渗。

4 有利储集带预测

4.1 生物礁地震响应特征

生物礁地震资料的异常反射特征为：1）地震资料反射外形呈丘状或透镜状。2）地震资料内部反射特征常表现为杂乱、断续、弱反射及无反射。3）因礁体与围岩地震资料反射速度的差异，地震资料底部边界通常有弯月形、杏仁状、平直3种反射特征。4）礁顶地震资料通常为亮点反射，连续性与光滑度较好，礁体生长状况特殊时，礁顶地震资料也会出现弱反射。5）生物礁边缘地震资料常出现上超、披覆、绕射等反射特征[16-17]。

奉节地区台缘生物礁地震资料反射特征主要表现为丘状杂乱反射、丘状层状连续反射或丘状断续反射（见图5），礁体边缘可见上超和披覆反射特征。基于生物礁的地震资料反射特征，可对研究区内生物礁储层的分布进行刻画。

图5 研究区长兴组生物礁地震反射特征

4.2 生物礁发育特征及分布预测

在地震剖面解释基础上，结合地震属性可对生物礁储层的分布进行预测。本次研究中优选最大振幅绝对值属性对生物礁储层进行预测。振幅绝对值是时窗内各采样点振幅，保留了振幅的绝对值。

当岩层向上隆起，且内有层理或者礁滩相储层发育时，通常会引起反射振幅的变化，时窗内振幅绝对值表现出中强的特征（见图6）；因此，该属性可以在一定程度上表征古地貌形态和礁滩储层的发育程度。

图6 研究区长兴组振幅绝对值属性

由图6可以看出，在研究区的北部存在2个大的振幅高值区，可能为生物礁储层，南部存在较大范围的中强振幅区，中部存在小的中强振幅区。对研究区地震剖面解释和属性解释得出，研究区北部发育2排生物礁，南部同样有生物礁发育，发育较为稳定（见图7）。

图7 研究区长兴组沉积相及生物礁储层分布预测

5 结论

1）奉节地区总体上形成南北2个台地边缘，中间由1个整体水深较深，以泥灰岩、燧石灰岩为主，局部发育硅质灰岩的自西向东缓倾斜的台内洼地相隔开，南北向总体上呈现“两隆三凹”、“隆凹相间”的格局。

2）奉节地区发育的储层主要为生物礁灰（云）岩、藻（藻叠层、藻黏结）云岩生屑灰（云）岩、颗粒白云岩等。储集空间类型比较多样，主要发育晶内溶孔、晶间孔、孔隙性溶洞和构造缝。

3）奉节地区主要发育南北两大礁体，在研究区北部，生物礁具有2排发育特征，南部同样有生物礁发育，发育较为稳定，礁体总面积为26.02 km2。