川西坳陷須家河組三段沉積特征及勘探潛力

摘 要

摘要：川西坳陷上三疊統(tǒng)須家河組三段的油氣勘探一直未能取得突破，前人研究認(rèn)為該層段主要為湖沼相沉積，缺乏良好的儲(chǔ)集條件。為進(jìn)一步搞清楚該層段的儲(chǔ)層特征及勘探潛力，借助層序
摘要：川西坳陷上三疊統(tǒng)須家河組三段的油氣勘探一直未能取得突破，前人研究認(rèn)為該層段主要為湖沼相沉積，缺乏良好的儲(chǔ)集條件。為進(jìn)一步搞清楚該層段的儲(chǔ)層特征及勘探潛力，借助層序地層學(xué)分析方法，通過(guò)地震相和沉積相劃分，將須三段分為上、下2個(gè)旋回，預(yù)測(cè)出其有利的沉積相帶。從儲(chǔ)層發(fā)育情況、油氣運(yùn)移通道以及油氣藏保存條件等幾個(gè)方面著手，對(duì)該層段的油氣勘探潛力進(jìn)行了綜合分析。結(jié)論指出：須三段下部旋回在川西坳陷東部斜坡帶具有較好的勘探潛力，而上部旋回在西部斜坡帶也具有一定的勘探潛力。
關(guān)鍵詞：川西坳陷；晚三疊世；層序地層學(xué)；地震相；沉積巖相；沉積旋回；勘探潛力；四川盆地
川西坳陷上三疊統(tǒng)須家河組三段(以下簡(jiǎn)稱須三段)為湖沼相沉積，儲(chǔ)層不發(fā)育[1～5]，雖然在大邑、平落壩等地區(qū)見(jiàn)有比較厚大的砂體，鉆井也有一定的油氣顯示，但該層段尚未取得油氣勘探突破。前期的研究一直未將該層段作為主要勘探目的層，然而該層段是否就不具備勘探潛力了呢？筆者結(jié)合區(qū)域沉積環(huán)境、鉆井、地震等資料，開(kāi)展了有利沉積相帶的預(yù)測(cè)工作，并通過(guò)對(duì)成藏條件的分析，對(duì)該層段的勘探潛力進(jìn)行了探討，指出了下一步的勘探方向。
1 須三段地震相、沉積相特征及劃分
1.1 單井沉積相的劃分
單井沉積相劃分結(jié)果表明，須三段主要發(fā)育有三角洲前緣亞相和濱淺湖(海)亞相(圖1)。
 
1.1.1三角洲前緣亞相
    三角洲前緣亞相又可分為水下分流河道、水下分流河道間、河口壩等沉積微相。
    ① 水下分流河道微相：砂體成熟度相對(duì)于水上分流河道要高，分選更好，測(cè)井曲線上鐘形特征不如水上河道明顯，波痕特征受河流和湖(海)的雙重影響；②水下分流河道間微相：夾于水下分流河道砂體之間，以泥質(zhì)巖為主，測(cè)井曲線常呈尖峰狀或指狀；③河口壩微相：巖性組合特征為下細(xì)上粗，顯示底部以三角洲前緣泥質(zhì)巖為主，上部為河道砂體沖刷而成的粗粒度組合，測(cè)井曲線上顯示為漏斗形。
1.1.2濱淺湖(海)亞相
    主要由濱淺湖泥巖夾湖沼相煤線組成，局部夾分選磨圓度較好的湖灘相砂巖，測(cè)井GR曲線上整體表現(xiàn)為高值，砂巖部分表現(xiàn)為箱狀相對(duì)低值特征。
1.2 地震相識(shí)別及沉積相轉(zhuǎn)換
    須三段沉積旋回的劃分以地震上可識(shí)別的最大洪泛面為界，分上、下2個(gè)旋回，圖2上可以看出，地層厚度向東南方向減薄，下部同相軸向東南方向逐層上超尖滅，在上超尖滅同相軸之上有一穩(wěn)定而較強(qiáng)的反射同相軸延伸很遠(yuǎn)，表明一次較大的水進(jìn)過(guò)程，可將其定為最大洪泛面。
1.2.1須三段下旋回地震相的識(shí)別及沉積相轉(zhuǎn)換
    南東北西向的測(cè)線顯示須三段地層厚度由南西向北東變厚，且明顯能看到斜交前積反射特征，下部可見(jiàn)有北西向南東的上超點(diǎn)，顯示物源來(lái)自南東部。
    研究區(qū)東南資陽(yáng)-簡(jiǎn)陽(yáng)一帶地震剖面上顯示地層厚度小，一般為1～2個(gè)相位，波組特征表現(xiàn)為中低連續(xù)變振幅亞平行反射，反映了坡度較緩、水深不大的三角洲前緣濱湖的沉積特征，由于地勢(shì)平緩，水體淺，難以形成厚度較大、巖性穩(wěn)定的地層。該區(qū)域洛深1井單井沉積相的劃分結(jié)果表明該地震相對(duì)應(yīng)的沉積環(huán)境為濱湖相。北部安縣地震剖面也表現(xiàn)出類似的特征，龍門(mén)山北部在整個(gè)須家河組沉積期間都是物源供應(yīng)區(qū)，在須三段沉積早期，該段主要以水體深度不大的濱湖相沉積為主。
    川西坳陷西南部大邑 平落壩一帶地震剖面上表現(xiàn)為中低連續(xù)變振幅特征，局部見(jiàn)丘狀反射，反映沉積時(shí)有一定的坡度，沉積物穩(wěn)定性差，大邑地區(qū)鉆井資料顯示須三段沉積了較厚的砂體，分析認(rèn)為在西南一帶存在著一個(gè)物源供應(yīng)區(qū)，大邑一帶為三角洲前緣相。
    從研究區(qū)東南部的簡(jiǎn)陽(yáng)一帶往西北，地震剖面顯示厚度變大，波組連續(xù)性變好，表明由東南向西北水體變深，沉積環(huán)境由三角洲前緣向湖海相變化的特征。
    從洛帶到馬井一帶地層厚度逐漸增大，并伴有斜交反射帶發(fā)育。整體表現(xiàn)為水體有所加深的濱淺湖環(huán)境。中連續(xù)變振幅微斜交反射地震相表明有一定的坡度，沉積了較多的砂泥巖，由于該區(qū)是沉積物卸載的沉積中心，其外形為楔狀，從水淺到水深處由于分異作用，沉積物粒度、磨圓度都有一定的差異，反映在振幅屬性上為變振幅，多見(jiàn)斜交前積或上超反射，考慮到位于三角洲前緣，推測(cè)其對(duì)應(yīng)的沉積相為斜坡扇。
    到鴨子河一帶地層厚度較大，地震剖面表現(xiàn)為中連續(xù)中振幅平行反射地震相，表明水體能量有所降低，沉積環(huán)境穩(wěn)定，砂泥巖連續(xù)性較好，地震反射波連續(xù)性相對(duì)較好，川鴨95、92井位于該相帶區(qū)，從鉆井情況看，多發(fā)育淺湖泥砂以及前三角洲泥砂等水深較大的沉積物，初步將該地震相對(duì)應(yīng)的沉積相定為淺海相。局部地段見(jiàn)低連續(xù)變振幅短軸疊置扇狀反射地震相，反映地勢(shì)突然變陡，沉積物卸載而使得沉積的地層厚度突然增加，由于坡度陡，沉積物分選相對(duì)差，難以形成穩(wěn)定連續(xù)的反射，可將其對(duì)應(yīng)的沉積相定為低位扇或湖底扇。
    通過(guò)以上分析，最終得到了該區(qū)須三段下旋回地震相與的沉積相的平面分布圖(圖3)，須三段下旋回沉積期間，主物源區(qū)位于工區(qū)東南部，由東南部向西北部可劃分為三角洲前緣、濱湖、濱淺湖和廣海相幾個(gè)沉積相帶，在工區(qū)東北和西南部也發(fā)育有三角洲前緣和濱湖相，這兩個(gè)地段為次要物源區(qū)。在以湖(海)相為主的沉積背景下，發(fā)育了一些河口壩、砂壩、遠(yuǎn)砂壩、斜坡扇、湖底扇沉積，這些砂壩、扇體可能成為有利的儲(chǔ)層發(fā)育地段，尤其是河口壩、砂壩相沉積物，相對(duì)而言其巖石粒度更粗、分選更好，可作為油氣勘探的首選目標(biāo)，須三段相對(duì)于須二段油氣成藏條件優(yōu)越的一面是與生油巖毗鄰，更有利于捕獲油氣，只要有好的儲(chǔ)層發(fā)育，就可能有好的油氣突破。

1.2.2須三段上旋回地震相的識(shí)別及沉積相轉(zhuǎn)換
    須三段上旋回龍門(mén)山成為主物源區(qū)，南東 北西向的測(cè)線顯示出地層厚度向南東變厚，明顯能看到斜交前積反射特征。地震相由北西向南東可分為中連續(xù)中弱振幅平行反射地震相、弱連續(xù)變振幅低緩丘狀反射地震相和中低連續(xù)變振幅亞平行反射地震相。
    中連續(xù)中弱振幅平行反射地震相反映了沉積環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定、砂泥巖互層頻繁的特征，由于離物源區(qū)較遠(yuǎn)，可將其定為濱淺湖相帶，洛深1井鉆井資料也證實(shí)了其巖石多為濱湖、淺湖沉積物。弱連續(xù)變振幅低緩丘狀反射地震相是沿岸砂壩或河口壩的反映。中低連續(xù)變振幅亞平行反射地震相頂部能見(jiàn)到一些頂積反射現(xiàn)象，只是水流向東南，下部隱約能見(jiàn)到斜交反射，是三角洲前緣相帶的反映，上面發(fā)育一些河口壩相沉積物。
    南西北東向的測(cè)線顯示地震相由南西、北東兩個(gè)方向向安縣一帶大致可劃分為中低連續(xù)變振幅亞平行反射地震相和中連續(xù)中弱振幅平行反射地震相兩種類型。反映了由兩側(cè)的三角洲前緣相向中間濱淺湖相過(guò)渡的特征，在三角洲前緣相帶發(fā)育了一些河口壩相沉積，狹小的濱淺湖與外海相通，反映在沉積物化石上就有海相貝殼類化石的存在。
    綜合分析表明，須三段上旋回沉積期間，沉積相格局發(fā)生了明顯的改變，物源來(lái)自于西北，由西北向東南表現(xiàn)為傾斜的斜坡，只有狹窄的通道與外海相連，由此推測(cè)安縣運(yùn)動(dòng)可能在須三段末期就已開(kāi)始，到須三段沉積完后表現(xiàn)得最為突出，在安縣及其以北對(duì)下伏的須三段造成了明顯的剝蝕。川西地區(qū)須三段上旋回整體表現(xiàn)為由西北向東南沉積環(huán)境由三角洲平原、三角洲前緣水下分流河道發(fā)育區(qū)向?yàn)I淺湖相區(qū)過(guò)渡，在三角洲前緣聚源、孝泉、綿竹一帶發(fā)育了一些河口壩相沉積，在濱淺湖相區(qū)的洛帶、石泉場(chǎng)一帶發(fā)育了一些沿岸砂壩的沉積。這些河口壩、砂壩發(fā)育地區(qū)為有利的儲(chǔ)層發(fā)育地段(圖4)。
 

2 須三段勘探潛力分析
2.1 烴源條件
    川西坳陷生烴條件優(yōu)越，對(duì)須家河組三段而言，不僅有來(lái)自下部海相烴源巖供烴，其本身的生烴潛力也巨大，具備良好的烴源巖條件[6～7]。研究表明，該區(qū)須三段泥質(zhì)巖厚度可達(dá)到600m，烴源巖品質(zhì)好、厚度大[8]，有機(jī)碳含量為1.4%～3.1%，Ro為1.8%～3.0%，排烴強(qiáng)度介于30×108～90×108m3/km2，生烴強(qiáng)度高達(dá)250×108m3/km2，天然氣資源量達(dá)2000×108m3。同時(shí)海相雷口坡組也具有良好的生氣能力，生烴強(qiáng)度為35×108m3/km2。
2.2 儲(chǔ)集條件
    由上可知，該區(qū)須三段下部旋回從東南向西北沉積相由三角洲前緣向淺湖(海)相過(guò)渡，在三角洲前緣斜坡部位發(fā)育了斜坡扇沉積體，另外在西南平落壩-大邑和西北安縣一帶2個(gè)次物源方向也發(fā)育了一些砂壩相沉積體，這些砂體發(fā)育部位為該區(qū)的有利儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)。據(jù)大邑、平落壩等地的鉆井資料[9]，須三段砂體孔隙度樣品分布在0.98%～11.53%，乎均為3.17%，多數(shù)集中在4%～5%，基質(zhì)滲透率分布在0.000385～485mD。表明該區(qū)須三段具備一定的孔滲性，如伴有裂縫發(fā)育，則能成為好的儲(chǔ)集體。
    須三段上部旋回受安縣運(yùn)動(dòng)的影響，沉積格局已發(fā)生了重大改變，主物源區(qū)來(lái)自于北部。由西北向東南沉積環(huán)境由三角洲平原、三角洲前緣水下分流河道發(fā)育區(qū)向?yàn)I淺湖相區(qū)過(guò)渡，在三角洲前緣聚源、孝泉、綿竹一帶發(fā)育了一些河口壩相沉積，這些砂壩發(fā)育地區(qū)為有利的儲(chǔ)層發(fā)育地段。
2.3 油氣運(yùn)移條件
    前期的相關(guān)研究表明須家河組成藏年代主要有3個(gè)時(shí)期[10～11]：即早期在須家河組五段沉積末期；第二個(gè)主要成藏年代在中侏羅世末期到早白堊世；最后一個(gè)成藏年代在喜山期，該期已經(jīng)沒(méi)有生排烴高峰期，只是對(duì)早期氣藏進(jìn)行調(diào)整定型。
    生烴史分析結(jié)果表明：川西坳陷中心在三疊紀(jì)末期進(jìn)入油、氣生成高峰期[12]。須家河組沉積末期，由彭縣鴨子河高勢(shì)區(qū)開(kāi)始，向南、東南和東北3個(gè)方向運(yùn)移[13]；中侏羅統(tǒng)沙溪廟組沉積末，隨熱演化進(jìn)行，馬鞍塘組-小塘子組源巖達(dá)到生氣高峰，同樣向南、東南和東北3個(gè)方向運(yùn)移。處于油氣運(yùn)移通道上的東南部斜坡扇可能成為最為有利的油氣富集帶。
2.4 保存條件
    蓋層是位于儲(chǔ)集層之上能夠封隔儲(chǔ)集層、使儲(chǔ)集層中油氣免于向上逸散的保護(hù)層，是形成油氣藏的重要條件。蓋層的好壞取決于非滲透性巖層的厚度及分布范圍，非滲透性巖層厚度大，分布范圍廣，封隔能力強(qiáng)。
    川西坳陷須家河組泥巖、砂質(zhì)泥巖及粉砂巖厚度超過(guò)400m，不僅能取到垂向封堵作用，側(cè)向上也完全具備油氣的封閉能力，是良好的蓋層[14]。
3 結(jié)論
    1) 川西坳陷須三段以最大洪泛面為界可分為上、下2個(gè)半旋回，下部半旋回物源主要來(lái)自于東南部，有利儲(chǔ)層發(fā)育帶主要位于東南斜坡帶，上部半旋回物源來(lái)自于西北部，有利儲(chǔ)層發(fā)育帶則位于西北部。
    2) 成藏條件分析結(jié)果表明，下部半旋回東南斜坡帶發(fā)育的儲(chǔ)層更有利于油氣聚集，上部半旋回也具備一定的勘探潛力。
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(本文作者：陳漢軍1，2 胡佑華2 劉殊2 1.成都理工大學(xué)能源學(xué)院“油氣藏地質(zhì)及開(kāi)發(fā)工程”國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；2.中國(guó)石化西南油氣分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院德陽(yáng)分院)