四川盆地东北部下三叠统飞仙关组碳酸盐蒸发台地沉积相

四川盆地早三叠世飞仙关早期的环境基本上继承了晚二叠世长兴末期的格局。在川东北地区演化为碳酸盐蒸发台地。蒸发台地飞仙关组为一套含硫酸盐的富白云岩的蒸发潮坪沉积层系。下部为薄层的含石膏、硬石膏晶体、团块及肠状石膏层的泥晶灰岩、微晶白云岩组成的小潮差蒸发潮坪层序。中部为层状鲕粒白云岩、鲕粒灰岩的潮下鲕粒滩相与萨布哈环境的富层状膏岩的膏坪相、含石膏岩的膏云坪相组成的大潮差蒸发潮坪层序。上部为中薄层状富泥的含石膏质夹层的泥质泥晶灰岩、微晶白云岩组成的旋回性清楚的似蒸发潮坪层序。这三种层序的纵向组合在蒸发台地相区可以很好对比,尽管各层序厚度有明显变化。强烈白云石化的鲕粒白云岩是四川盆地飞仙关组大中型气藏的主要储层,依据鲕粒岩的相序特征可将其分为有障壁性质的台缘鲕粒坝和台内鲕粒滩两类。蒸发台地西缘的台缘鲕粒坝在飞仙关期基本稳定。东缘的台缘鲕粒坝在飞仙关中后期大幅度向盆地方向迁移。     

四川盆地东北部元坝地区下三叠统飞仙关组层序—沉积相特征

四川盆地东北部元坝地区三叠系飞仙关组沉积期继承了二叠系长兴组末期沉积格局,经历了由陆棚相、斜坡相到台地相的演化。综合钻井资料和地震资料,飞仙关组划分为2个三级层序(SQ1和SQ2)及8个四级层序(C1—C8)。SQ1沉积早期(C1—C2),受长兴末期古地貌差异性的影响,西北部相对快速充填,发育台地边缘相沉积。SQ1沉积晚期(C3—C4),主要发育两期鲕粒滩,第一期发育于台地边缘相带,第二期鲕粒滩大面积分布,在开阔台地和台地边缘均有发育。SQ2沉积时期(C5—C8),沉积相带相对单一,仅在C5沉积期有一定差异,在相对低部位发育开阔台地鲕粒滩和滩间亚相,晚期全区演变为局限台地相和台地蒸发岩相。鲕粒滩的分布受控于层序-沉积相,但鲕粒滩储层的发育受控于高频层序与微地貌的耦合关系。     

碳酸盐岩台地边缘沉积结构差异及其油气勘探意义——以川东北早三叠世飞仙关期台地边缘带为例

随着研究的深入,逐渐认识到碳酸盐岩台地边缘带(简称台缘带)具有沉积结构和演化的差异性,其不但记录了古地理格局及其演化过程,同时也对相关油气储层的发育具有重要的影响。以四川盆地东北部早三叠世飞仙关期同期近平行的三排台缘带为研究对象,通过钻井、野外露头及地震等资料综合分析,揭示研究区早三叠世飞仙关早期台缘鲕粒滩带明显继承了晚二叠世长兴期台缘礁滩带的分布,并具有整体向东迁移的特点。不同台缘带之间具有明显差异,可识别出迁移型和加积型两种台缘结构样式,迁移型台缘带主要分布在元坝-龙岗-梁平台缘带(简称1号台缘带)、简池-鸡王洞-沙陀台缘带(简称3号台缘带),其具有台缘斜坡坡度缓、迁移明显,造成台缘带鲕粒滩整体分布宽但厚度薄、横向间互云化的特点;加积型台缘带主要分布在铁厂河-普光-罗家寨台缘带(简称2号台缘带),沉积结构总体上表现为加积特征,但晚期具有向东迁移特点,台缘带窄、台前滑塌普遍,鲕粒滩分布集中且厚度大、云化彻底。不同台缘带内部沉积和储层分布具有差异性,1号台缘带内部具有斜坡带陡缓相间,缓坡区台缘带鲕粒滩迁移明显,鲕粒滩累积厚度薄且云化弱或不发育,相对的陡坡区迁移幅度略小,鲕粒滩累计厚度略厚,且具有向上云化程度逐渐增强的特点;由于面对相对开阔的海域,3号台缘斜坡带风暴影响明显,具有横向上的云化间互及垂向云化增强特征明显,资料有限,横向地貌变化尚待进一步揭示;2号台缘带具有横向上的鲕粒滩厚薄变化,但加积和整体云化特征稳定。台缘沉积结构差异性明显受早期长兴期古地貌、海平面变化及古风向和沉积期差异沉降等因素的联合影响。研究建立了相关台缘带沉积和白云岩分布模式。     

四川盆地东北部飞仙关组储层研究

川东北地区开江—梁平海槽两侧的飞仙关组储层有着明显的差异。海槽东北侧储层主要由次生孔隙发育的鲕粒白云岩组成,厚度大、分布广和质量好;海槽西南侧储层主要由次生孔隙欠发育的鲕粒灰岩构成,虽然厚度大、分布广,但质量较差,仅局部分布有良好的透镜状白云岩储层。这些储层的形成与演化主要受到沉积和成岩作用的共同影响。其中沉积作用是储层形成的基础,决定了储层的大致分布范围,最有利于储层形成的沉积相带为台地边缘滩,多沿孤立台地边缘呈环带状或连陆台地呈带状分布;成岩作用是储层形成的关键,最有利于储层形成的成岩作用是混合水白云石化和埋藏溶解作用。     

桂西北晚古生代乐业孤立碳酸盐岩台地沉积特征与演化阶段

桂西北乐业台地是右江盆地北部典型的晚古生代孤立碳酸盐岩台地。从中泥盆统唐家湾组至上二叠统合山组均由碳酸盐岩构成,与北侧陆棚区多样的沉积类型及台地周边泥质-硅质岩深水沉积形成鲜明对比。台地内上古生界主要由台缘生物礁组合和礁后灞湖组合两种浅水碳酸盐沉积类型构成。地层发育与沉积特征主要受基底沉降、海平面波动、气候变化和盆地内生碳酸盐沉积速率控制。研究表明,乐业台地是在右江盆地强烈扩张、沉降过程中由扬子地台南缘破裂的微地块向盆地滑移而形成的孤立台地。它的演化经历了边缘台地（D1-D2）、孤立台地（D3-P2）和淹没台地（P2-T1）3个发展阶段。孤立台地是其最重要的主体特征,反映了右江盆地在晚古生代强烈扩张、沉降,扬子地台边缘拉伸、破裂,微地块向盆地滑移的构造背景。乐业孤立台地的形成及演化模式可能具有普遍性,也适用于右江盆地西北部其他晚古生代孤立碳酸盐岩台地。     

四川盆地下三叠统飞仙关组层序—岩相古地理特征

四川盆地下三叠统飞仙关组发育碳酸盐台地相沉积体系,可划分为开阔台地、局限台地、蒸发台地、台地边缘、台地前缘斜坡和海槽盆地等六种相类型。以单井、野外剖面层序划分和连井层序地层对比为基础,将四川盆地下三叠统飞仙关组划分为两个三级层序(SQ1、SQ2)以及四个高位和海侵体系域,编制了全盆地下三叠统飞仙关组各体系域的层序—岩相古地理平面展布图。研究表明,四川盆地下三叠统飞仙关组自西南向东北的相带分异明显。在SQ1层序时期,四川盆地以开阔台地相和局限台地相沉积为主,在中部和东北部一带发育鲕滩和浅滩微相沉积;在SQ2层序时期,四川盆地的中部和东北部广泛发育局限台地潮坪亚相沉积。指出SQ1层序的高位体系域和SQ2层序的海侵体系域为飞仙关组中的鲕滩最为发育的层位,具有较好的油气勘探潜力。     

云南会泽鲁贝剖面下三叠统飞仙关组层序地层及沉积相分析

云南会泽鲁贝剖面出露良好,飞仙关组岩性主要为一套长石岩屑砂岩与粉砂岩为主的碎屑岩,岩石中发育平行层理、斜层理,局部岩层面发育冲刷面及龟裂纹。根据层序地层和沉积相分析确定层序界面,将飞仙关组分出5个三级层序(SQ1、SQ2、SQ3、SQ4、SQ5),相对海平面经历了5次升降过程,总体上经历了水浅的浅滩相—泻湖相--潮坪相--障壁岛相的演变过程。     

蜀南地区下三叠统飞仙关组沉积相

蜀南地区飞仙关组的沉积相类型主要有浑水陆棚相与清水陆棚相,东部两者交替发育,中西部则主要为浑水陆棚相。浑水陆棚相以半局限海亚相为主,包括三个微相;清水陆棚相可分为颗粒滩、滩间、潮坪和内缘斜坡等四个亚相,包括若干微相。飞一段全区为清水陆棚相;飞二段全区均为浑水陆棚亚相的泥质半局限海微相;飞三段,西部为浑水陆棚相,东部为清水陆棚相,其间发育灰泥质半局限海微相;飞四段基本为泥质半局限海微相。飞一时,区内中部有一近南北向的台内凹槽,沿凹槽边缘鲕粒滩较发育。研究区以西的康滇古陆和龙门山岛链与华蓥山断裂带控制着区内沉积相展布,当康滇古陆和龙门山岛链构造活跃时全区发育浑水陆棚,华蓥山断裂带活动时东部发育清水陆棚;当康滇古陆、龙门山岛链与华蓥山断裂带构造的活动性都较低时,全区以清水陆棚为主。     

川东北前陆盆地上三叠统沉积相及沉积演化

在对川东北前陆盆地上三叠统须家河组露头剖面野外实测和钻井等资料综合研究的基础上,对该区上三叠统须家河组层序及沉积相类型、沉积特征进行了详细的研究。结果表明:研究区内主要发育冲积扇、辫状河、曲流河、扇三角洲、辫状河三角洲、曲流河三角洲、湖泊、海相三角洲等八种主要的沉积相类型。古地理演化经历了由海相环境-海陆过渡相环境-陆相环境的转变。反映了川东北前陆盆地晚三叠世须家河期盆-山耦合过程及其沉积响应。须一段(即小塘子期)发育时期,受印支期构造运动的影响,本区大部分隆升成陆,仅在研究区北西部广元、剑阁等地发育海相三角洲相沉积。须二段发育时期,米仓山-大巴山构造山系的逆冲推覆构造作用较为强烈,川东北前陆盆地坳陷幅度加大,沉积物供给充分,沿米仓山-大巴山前缘地带主要发育辫状河三角洲沉积,而盆地西南部主要发育浅湖沉积。在须三段发育时期,米仓山-大巴山构造山系构造活动逐渐减弱,处于低幅稳定隆升状态,碎屑物供给量减少,沿米仓山-大巴山前缘地带主要发育辫状河三角洲沉积;从盆地前缘地带向中心地带则主要发育浅湖沉积。须四-须六段发育时期,米仓山-大巴山开始进入强烈逆冲推覆和构造隆升阶段,川东北前陆盆地坳陷幅度急剧加大,碎屑物供给量骤然增多,从盆地前缘地带向中心地带主要发育冲积扇-扇三角洲-辫状河三角洲、曲流河、曲流河三角洲相到浅湖相沉积。     

四川盆地中三叠世雷口坡期障壁型碳酸盐岩台地沉积特征及有利储集相带分布

雷口坡组是四川盆地重要的含气层系。根据露头、岩心、分析化验、录井、测井、地震等资料的综合分析认为,受古地质背景和海平面升降旋回的控制,四川盆地在中三叠世雷口坡期是一个水体浅、盐度大、范围广阔的障壁型碳酸盐岩台地,由于受周边古隆起和盆内水下古隆起障壁作用的限制,台地内外海水交流不畅,台地内水动力条件偏弱、生物不繁盛、干旱气候为主是其基本特征。雷口坡组在平面上表现为自西向东台地边缘—潟湖边缘坪(台内滩)—潟湖—潟湖边缘坪(台内滩)—潟湖—混积潮坪的沉积相展布特征,纵向上表现为蒸发岩、白云岩与石灰岩互层的演化特征。绘制了盆地雷口坡期岩相发育演化图。预测盆地西部龙门山白云石化台缘滩、中部泸州—开江水下古隆起及其周边的古地貌高处台内滩和潟湖边缘白云岩坪是有利的储集岩相分布区。     

川东北飞仙关组沉积控储机理研究

在礁滩型碳酸盐岩储层中,沉积对储层发育的控制作用至关重要。以川东北普光和元坝地区的下三叠统飞仙关组台地边缘浅滩相储层为例,在沉积背景及其演化分析的基础上,研究了飞仙关组沉积亚相及微相发育特征,划分并描述了典型钻井储层高频旋回,讨论了层序演化对储层发育的控制作用,高频旋回发育及其与孔隙发育的相关性、相对海平面变化与储层非均质性的关系,以及沉积、成岩环境对储层早期孔隙发育的控制作用。     

川东北元坝地区长兴组-飞仙关组碳酸盐台地边缘沉积特征及演化

川东北元坝地区长兴组-飞仙关组碳酸盐岩台地边缘以生物礁滩和鲕粒滩沉积为特征:台地边缘最初在吴家坪晚期出现,在经历了长兴期台地边缘礁滩的形成和消亡、印度早期台地边缘鲕粒滩形成和消亡两个阶段的演化后,最终在印度晚期被填平补齐。碳酸盐岩台地边缘演化受到包括地形的几何形态、水动力条件、沉积速率及空容纳空间增长速率的控制。     

川北下三叠统飞仙关组“槽台”沉积体系及演化

川北地区下三叠统飞仙关组沉积主要受开江梁平海槽控制,短期存在的海槽在其两侧形成了较为对称的类似于威尔逊相模式的碳酸盐岩沉积体系。通过详细的钻井、露头等岩石学资料的研究,认为飞仙关组主要发育蒸发台地、局限台地、开阔台地、台地边缘滩、斜坡和盆地相共六类沉积相。其盆地相较深海盆地相浅,主要发育深色泥灰岩和灰质泥岩;斜坡沉积特征明显,见浊流、碎屑流沉积,但陆棚相不发育,可能是海槽深度小、面积小引起的;随着海槽的关闭,海水变浅,海槽内部的沉积由盆地相向斜坡、台地边缘滩、开阔台地、局限台地、蒸发台地相演化特征明显;到飞四段顶部,整个川北地区均一化为局限台地相或蒸发台地相沉积。由于海槽存在时间短,沉积相在平面上和纵向上的演化过程十分清晰。随着海槽的关闭,海水向广海方向退却,台缘鲕滩也向海槽边界,即向广海方向发生了迁移,而且其发育层位逐渐变高。     

川东北前陆盆地须家河组层序-岩相古地理特征

根据控制高分辨率层序的构造和天文因素将川东北前陆盆地晚三叠世须家河期划分为2个超长期、5个长期、18个中期及数十个短期旋回层序,并分析了须家河组超长期层序的岩相古地理特征与演化。在SLSC1超长期旋回时期,米仓山-大巴山构造山系尚处于低幅稳定隆升状态,而龙门山构造山系的逆冲推覆作用较为活跃,川东北前陆盆地属于受龙门山逆冲推覆作用远端效应影响的前陆斜坡,沿米仓山-大巴山前缘地带主要发育辫状河三角洲沉积,而盆地西南部主要发育浅湖沉积。在SLSC2超长期旋回时期,龙门山逆冲推覆进一步增强,同时,米仓山-大巴山开始进入逆冲推覆前的强烈构造隆升阶段,川东北前陆盆地有较大幅度的持续拗陷沉降,在继承SLSC1古地理演化的基础上,形成了以沿龙门山和米仓山-大巴山两逆冲推覆带前缘广泛发育的、以巨厚块状砾岩为特征的大型冲积扇沉积体系。     

四川盆地东北部长兴期沉积相、沉积模式及其演化

笔者根据四川盆地东北部长兴组沉积特点,将其分为台地边缘生物礁相、台地边缘浅滩相、开阔台地相、局限台地相、碳酸盐斜坡相、盆地相和蒸发台地相等7个基本的相带。由于期间经历了一次二级海平面的升降过程,使得长兴组广泛发育海侵生物礁滩,形成了两类最为有利的储集相带。礁滩沉积相带在纵横向上不断迁移、抬升,主要发育于台盆的两侧,呈带状分布,明显受沉积相带控制。主要沉积微相类型有生物粘结云岩微相、亮晶颗粒云岩微相、角砾云岩微相、云泥岩微相、生物粘结灰岩微相、灰泥岩微相、亮晶颗粒灰岩微相和介屑灰岩等,其中对储层最有利的微相类型是角砾云岩微相、生物粘结云岩微相和亮晶颗粒云岩微相。在详细研究分析各沉积相带沉积特点的基础上,探讨了该期沉积相带的空间展布。利用钻井、野外露头、岩心和岩石薄片等资料,对目的层进行了沉积相和沉积微相研究的基础上,建立了研究区的沉积模式以及对沉积模式的演化进行了研究,最后编制了沉积相平面分布。     

四川盆地东北部飞仙关组暴露浅滩、非暴露浅滩与储层关系

四川盆地东北部飞仙关组中发育大量浅滩相沉积,不同地区浅滩形成时的古地理背景及海平面升降情况不同,导致沉积物岩性及储集性能截然不同。广元、通江、南江、巴中地区浅滩位于下三叠统飞仙关组三段,形成于海平面上升过程,沉积物一直处于被海水淹没状态,未曾暴露,岩性为灰色亮晶鲕粒灰岩、亮晶砂屑灰岩,颗粒间全被方解石晶体充填,岩石孔隙度和渗透率低,储集性能相对较差。达县宣汉地区浅滩位于飞仙关组二段中,沉积基底为一水下高地,形成于海平面下降过程;沉积物经常暴露于潮上,发生白云岩化和大气淡水溶蚀作用,埋葬后岩石又发生了重结晶作用和进一步溶蚀作用,岩性为砂屑白云岩、溶孔白云岩、残余鲕粒白云岩夹少量灰岩、鲕粒灰岩,岩石中晶间孔、粒间孔及溶孔丰富,孔隙度高,渗透率好,储集性能极佳。油气勘探时要注意寻找类似达县宣汉地区飞仙关组二段中的暴露浅滩型储层。     

四川盆地下寒武统龙王庙组浅水碳酸盐岩台地沉积相特征及模式*

准确建立四川盆地龙王庙组沉积模式和精细刻画颗粒滩时空分布规律,是提高天然气勘探成功率的关键。依据野外露头、钻井、测井和地震等资料,综合分析四川盆地及周缘下寒武统龙王庙组沉积相类型及特征;以四级层序为单元,精细刻画等时地层格架内沉积相时空展布特征,建立沉积模式,揭示颗粒滩发育规律,指出下一步天然气勘探方向。结果表明: (1)四川盆地及周缘龙王庙组发育典型浅水碳酸盐岩镶边台地沉积体系,自盆地西缘向东依次发育混积潮坪、局限台地(颗粒滩、云坪和咸化潟湖等微相类型)、开阔台地(颗粒滩、灰坪等微相类型)、台地边缘和斜坡—盆地等沉积相类型;(2)建立了“一凹两隆,双滩成带”的沉积模式,颗粒滩的发育主要受控于古地貌和相对海平面升降,具体表现为垂向上主要发育于四级层序海退时期,平面上沿台地边缘带和围绕咸化潟湖的相对隆起区呈带状分布。由于颗粒滩是优质储集层发育的有利相带,因此该结果可为四川盆地寒武系龙王庙组下一步天然气勘探提供沉积地质基础。     

Sedimentary facies and model of shallow water carbonates platform of the Lower Cambrian Longwangmiao Formation in Sichuan Basin

Building the sedimentary model accurately and delineating the spatial-temporal distribution of grain bank are the keys to increase the rate of success in natural gas exploration. Thus,the types and characteristics of sedimentary facies of the Longwangmiao Formation in the Sichuan Basin were studied based on field outcrops,drilling,logging and seismic data. Taking a fourth-order sequence systems tract as a unit,the spatial-temporal distribution characteristics of sedimentary facies within the chronostratigraphic framework were precisely described,and the depositional model of the Longwangmiao Formation was established to reveal the development mechanisms of grain bank and point out the future natural gas exploration. The results showed that: (1)The typical shallow carbonate platform depositional system was developed in the Longwangmiao Formation of the Sichuan Basin and its surrounding areas. Mixed tidal flat,restricted platform(microfacies types including grain bank,dolomitic tidal flat,lagoon,and gypsum lagoon),open platform(microfacies types including grain bank,lime tidal flat),platform margin,and slope-basin were developed from the edge to the interior of the basin;(2)A sedimentary model was established,which was characterized by “one depression,two uplifts,and two grain banks in the form of belts”. The development of grain banks was mainly controlled by palaeo-topography and relative sea-level fluctuation. It was mainly developed in the highstand systems tract of a fourth-order sequence vertically,and distributed as a belt along the platform margin and around the lagoon area horizontally. Our paper pointed out the grain shoal deposits are the material basis for the development of high-quality reservoirs,the results thus provide a sedimentary geological basis for future natural gas exploration of the Cambrian Longwangmiao Formation in the Sichuan Basin.