首先根据沉积岩石学特征、古生物特征和测井相特征等, 建立不同沉积相的测井相模式, 从而能够较准确地确定纵向上完整的相序, 进行单井沉积相划分并确定沉积微相(图 2; 图3-a, 3-b, 3-c, 3-d)。然后在测井曲线约束下进行地震资料处理, 再根据层序地层格架、地震相分析、速度反演剖面和地层层速度变化分析等进行沉积相的横向识别与追踪(图 3-e)。

图2

Fig.2

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	图2 川中龙岗地区大安寨段湖相沉积构造及岩石学特征Fig.2 Core photographs and micro photographs showing sedimentary structures and petrological characteristics of lacustrine facies of the Da' anzhai Member in Longgang area, central Sichuan Basin

图3

Fig.3

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	图3 龙岗地区大安寨段不同类型沉积相的识别标志Fig.3 Recognition of different sedimentary facies of the Da' anzhai Member in Longgang area

目前, 国内外建立湖相碳酸盐沉积相模式并没有统一标准, 有些依据湖盆的发育阶段划分(管守锐等, 1985), 有些依据构造背景和在湖盆中的地理位置划分(赵澄林, 2007), 有些依据湖盆的水文状况和水动力条件划分(周自立和杜韫华, 1986), 还有一些依据古生物和相带特征划分(孟祥化和葛铭, 1993), 这些模式都有不同的适用性。作者根据研究区湖泊发育特征, 主要参考杜韫华(1990)的综合模式, 结合区域沉积背景和具体沉积相标志, 将研究区湖泊相沉积划分为4个亚相及若干微相(表 1)。

表1

Table1

表1(Table1)

表1 川中龙岗地区大安寨段沉积相类型及主要特征 Table1 Sedimentary facies types and their features of the Da' anzhai Member in Longgang area, central Sichuan Basin

表1 川中龙岗地区大安寨段沉积相类型及主要特征 Table1 Sedimentary facies types and their features of the Da' anzhai Member in Longgang area, central Sichuan Basin

2.2.1 滨湖亚相

位于湖盆边缘近岸地带, 包括泥坪、砂泥坪等微相。滨湖区水动力较强, 湖浪搬运作用下容易形成砂质滩坝, 岩石类型主要为泥岩、含粉砂泥岩、细砂岩、灰岩、介屑薄层或泥灰岩(图 2-c)。岩石颜色以杂色、灰绿色、绿灰色、暗紫红色为主, 显示弱氧化、弱还原特征。常见双壳类生物介壳, 体大壳厚, 保存完好。发育块状层理、交错层理, 常见团块、泥裂、雨痕。垂向上一般表现为一个进积和一个退积组合。

滨湖区储集体主要是在湖浪作用下经过短距离搬运再沉积的砂质滩坝, 砂体单层厚度薄, 分布面积小。滨湖亚相包括泥坪、砂泥坪等微相。

2.2.2 浅湖亚相

位于最低湖平面和正常浪基面之间, 包括介壳滩、滩间洼地和浅湖泥等微相。浅湖区水动力较强, 湖流及波浪作用明显, 岩石类型主要为介壳灰岩、泥质介壳灰岩或灰质泥岩。介壳灰岩质纯, 亮晶胶结, 多为厚层块状或夹薄层泥岩。泥岩颜色主要为深灰色和灰绿色(图 2-e), 指示弱还原环境。沉积构造较多, 常见水平层理和波状层理, 少数低角度斜层理、中— 小型交错层理以及滑脱构造, 可见波痕、虫孔、泥裂等(图 2-a至2-d, 2-f至2-h)。垂向上表现为叠覆沉积或进积作用。

介壳滩微相:多形成于远离碎屑岩物源供给的浅湖区, 生物介壳和泥质在波浪的反复冲刷下, 细粒泥质被不断带向浅湖下部水体较深处, 而生物介壳留在浅湖区形成介壳灰岩(图 2-a至2-d)。常见块状层理和斜层理, 岩性主要为褐灰色、浅灰色亮晶介壳灰岩、亮— 泥晶介壳灰岩(图 2-i至2-m), 质纯, 生物含量高、介壳破碎严重, 分选好。灰岩发育层段在地震属性剖面上表现为高密度、高层速度和高波阻抗等典型特征(张福宏等, 2013)(图 3-e)。

滩间洼地微相:位于介壳滩之间地势低洼处, 水动力条件相对较弱; 常见水平层理, 岩性主要为灰黑色泥页岩夹薄层的介壳灰岩, 含介形虫、瓣鳃类生物化石, 体小壳薄。

浅湖泥微相:主要为厚层灰色泥岩、灰色钙质砂岩或粉砂岩与泥岩互层。地震属性表现为中低频和低波阻抗。

2.2.3 浅湖— 半深湖亚相

位于正常浪基面和风暴浪基面之间, 包括滩前湖坡、浅湖— 半深湖泥等微相。岩石类型主要为泥页岩夹薄层含泥质粉晶介壳灰岩及介壳条带。灰岩岩性不纯, 微晶胶结(图 2-i)。泥页岩颜色多为深灰、灰黑色, 显示为还原环境。沉积构造以水平层理为主, 可见微波状、透镜状层理, 介壳灰岩顶底常见叠锥状构造。地震属性表现为中低频、较强振幅和较低波阻抗。

滩前湖坡微相:位于浅湖与半深湖之间的过渡带, 水动力条件较介壳滩微相弱, 常发育水平层理、透镜状层理。岩性主要为泥页岩夹泥质粉晶介壳灰岩及介壳条带。

浅湖— 半深湖中发育的泥岩和灰岩可作为较好的生油层, 泥质介壳灰岩可作为储集岩。

2.2.4 半深湖亚相

位于风暴浪基面之下, 主要为半深湖泥。岩石类型主要为灰黑色或黑灰色页岩, 偶夹少量介壳条带, 显示为强还原环境(图 2-e)。生物含量少, 主要为介形虫和瓣鳃类, 保存完好, 介壳凹面向上; 常见自生黄铁矿。沉积构造主要为水平层理, 见季节纹理、块状层理。地震属性表现为较强— 强振幅、较低密度、低频和低波阻抗。

半深湖相泥页岩生油条件好, 主要分布在大一三段, 是研究区大安寨段主要的烃源岩。半深湖微相主要为半深湖泥。

通过研究区内多口井的单井沉积相精细分析, 结合近南北向剖面(图 4-a)和近东西向剖面(图 4-b)的横向对比, 认为龙岗地区大安寨段整体上明显经历了浅湖-半深湖— 半深湖— 浅湖-半深湖— 浅湖的沉积过程, 对应于一次完整的水进水退旋回。

图4

Fig.4

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	图4 川中龙岗地区大安寨段沉积相对比图Fig.4 Correlation of sedimentary facies columns of the Da' anzhai Member in Longgang area, central Sichuan Basin

大三段主体为浅湖— 半深湖相泥页岩沉积, 地层分布广泛而稳定, 可对比性良好, 仅在LG36井发育浅湖— 半深湖沉积, 反映区域水体有逐渐加深的趋势。

大一三段主体为巨厚半深湖相沉积, 半深湖泥微相分布广泛, 反应大一三时期水进持续时间较长并达到最大程度; 沉积物主要为厚层黑色泥页岩, 局部夹薄层泥质介壳灰岩或条带状泥质灰岩, 厚度为30~60 m。在LG8井、LG39井、LG7井、LG9井和LG172井可识别出厚度不大的浅湖— 半深湖相滩前湖坡沉积, 说明大一三中期湖平面有过短暂小幅度下降, 但不影响该时期半深湖相沉积的总体格局。在LG167井处可识别出厚层的滩前湖坡沉积, 说明该部位为浅湖— 半深湖沉积。

大一段主体为浅湖沉积, 说明大一三晚期发生了水退。在不同井区多口井中可识别出层数不同且厚度不等的介壳灰岩沉积, 其中大一顶部普遍发育一套厚度相对稳定的介壳滩沉积, 形成区域上可良好横向追踪对比的标志层, 反应大一晚期水体已经降至较低水平。在LG36井、LG39井、LG7井、LQ101X井发育2~3层较厚的介壳滩沉积, 尤其在TC2井处单层厚度可达10 m, 总体为滨浅湖高能沉积环境。在LG9井过渡为浅湖— 半深湖滩前湖坡沉积; 在LG173井、LG172井、LG167井地势相对低洼处发育滩间洼地沉积; 在LG8井、LG161井、LG177井处水体仍较深, 表现为半深湖沉积。

结合地质要素统计(表 1)和区域沉积背景分析, 采用优势相原则综合确定出大三段至大一段的沉积相平面展布图(图 5)。很明显, 川中龙岗地区大安寨时期湖盆的发展经历了大三水进期、大一三最大水进期和大一水退期3个阶段, 沉积相带在平面上具有明显的环带状展布特征。

图5

Fig.5

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	图5 川中龙岗地区大安寨段沉积相平面展布图Fig.5 Planar distribution of sedimentary facies of the Da' anzhai Member in Longgang area, central Sichuan Basin

大安寨沉积开始时期川中北部整个区域已全为湖泊覆盖, 沉积中心位于仪陇、营山一带, 为半深湖亚相环境, 不见湖盆边界。由于当时研究区北高南低的古地貌格局, 在南部水体较深处为半深湖相黑色泥页岩沉积。大三段沉积时期(图 5-c), 湖侵范围迅速扩大, 研究区内主要为半深湖沉积环境, 介壳滩发育范围非常局限; 沉积中心基本不变, 不见湖盆边界。

大一三段沉积时期(图 5-b), 湖水继续加深至湖侵达到最大, 整个研究区基本上都为半深湖沉积环境; 沉积中心向西推进到研究区之外, 尚见不到湖泊边界。受湖盆北陡的制约, 北侧沉积相带变化不大。另外, 在YI3井— CT70井— LG8井— PC1井— CF69井等井区, 大一三段中上部页岩常夹介壳条带, 为浅湖— 半深湖相滩前湖坡沉积, 说明大一三中后期有较明显的水退事件发生。

大一段沉积时期(图 5-a), 湖盆西部和南部的抬升使得湖水率先从研究区北部退去然后向南发生水退, 湖盆逐渐萎缩, 总体上处于滨浅湖沉积环境; 沉积中心又转移至营山一带。水体最先退出的部位介壳灰岩沉积也较厚, 顶部可夹有粉— 细砂岩, 如YI3和YI4井。基于地震剖面上介壳灰岩的高速特征(图 3-e), 识别出龙岗三维区内主要存在3个介壳滩沉积区:CH52井— LG162井— PC1井— CF56井区及以北区域、TC2井区和LG13井区。

研究区影响湖相碳酸盐岩沉积的控制因素很多, 主要包括相对湖平面变化、古气候变化、构造背景、陆源碎屑、古地形和生物作用等(张葳等, 2013; 闫伟鹏等, 2014)。龙岗地区在侏罗纪有气候逐渐变干旱的趋势(张葳, 2013), 而大安寨时期构造又较为平稳, 没有强烈的地壳升降活动, 地形较平坦, 湖盆坡度小, 粗碎屑物输入贫乏, 小规模的水进水退就可能引起相对湖平面发生明显变化, 造成平面沉积相带发生较大变动。大三段和大一段沉积时期, 相对湖平面均处于相对较低位置, 沿湖岸浅水区和深水区古地貌高地部位, 水动力条件较强, 水生植物和淡水双壳类底栖生物大量繁殖, 有利于发育高能条件下的介壳滩微相沉积; 而在大一三段沉积时期, 相对湖平面升高, 水动力条件弱, 半深湖环境鲜有碳酸盐岩沉积。

综合前述研究内容, 归纳总结出龙岗地区大安寨期立体沉积模式(图 6), 由湖盆中心向湖岸方向依次出现以下相带:(1)半深湖相区, 位于风暴浪基面以下的低能深水区, 水动力条件极弱, 沉积物主要为黑色、灰黑色泥页岩, 水平层理发育, 生物化石主要为少量的瓣鳃类和腹足类; (2)浅湖— 半深湖相区, 位于正常浪基面和风暴浪基面之间, 沉积物主要为暗色泥页岩夹薄层含泥质粉晶介壳灰岩及介壳条带, 水平层理和透镜状层理发育; 在水下隆起部位可形成点状低能介壳滩, 受风暴影响较强区域可形成混合沉积; (3)浅湖相区, 位于正常浪基面和最低湖水面之间, 水动力条件强, 沉积物主要为介壳灰岩、泥质介壳灰岩、灰质泥岩、粉砂岩, 水平和波状层理常见; 风暴影响频繁区域可形成混积岩, 沿岸线可形成高能介壳滩; (4)滨湖相区, 位于最低湖水面之上, 沉积物主要为砂泥岩组合(过渡层)。

图6

Fig.6

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	图6 川中龙岗地区大安寨段沉积模式Fig.6 Depositional model of the Da' anzhai Member in Longgang area, central Sichuan Basin

前人研究表明大安寨段属于典型的自生自储型油藏(汪泽成等, 2004; 孙玮等, 2014), 大一三段的半深湖相泥页岩是研究区主要烃源岩, 浅湖— 半深湖中发育的泥岩、灰岩也可作为较好的生油层, 大一段介壳灰岩或泥质介壳灰岩为最有利储集岩。勘探实践也证实, 油气主要产自大一段顶部介壳滩相的纯灰岩, 此外临近烃源的点状介壳滩和滩缘混合沉积的粉砂— 泥质介壳灰岩和含介壳泥页岩也是潜在的储集体。油气产出主要依靠发育的微裂缝以及与裂缝相关的次生溶蚀孔、洞、缝的有利成岩相带(王世谦等, 2012; 丁一等, 2013; 赵军寿, 2013; 孙玮等, 2014), 这些储集体都属于超低孔低渗的致密层(表 2), 孔隙度大多为1%~6%, 渗透率大多为(0.001~0.005)× 10^-3μ m²。

表2

Table2

表2(Table2)

表2 川中龙岗地区大安寨段介壳灰岩储集空间类型 Table2 Reservoir space types of shelly limestone of the Da' anzhai Member in Longgang area, central Sichuan Basin

表2 川中龙岗地区大安寨段介壳灰岩储集空间类型 Table2 Reservoir space types of shelly limestone of the Da' anzhai Member in Longgang area, central Sichuan Basin

大安寨段储集层的油气富集主要受沉积相分布、储集层厚度、成岩作用、裂缝发育和构造位置等多因素控制(李军等, 2010; 张闻林等, 2012; 陈薇等, 2013; 陈世加等, 2015), 其中沉积相是基础。由于灰岩非均质性很强, 局部泥质介壳灰岩的物性甚至好于纯的介壳灰岩:一方面, 泥质收缩缝的大量发育改善了泥质介壳灰岩的储集性能(图 2-l); 另一方面, 纯的介壳灰岩可能因为后期重结晶作用的改造而降低储集性能。因此, 无论是纯的介壳灰岩还是泥质介壳灰岩储集层, 都应在保证各种裂缝或微裂缝大量存在的前提下, 寻找临近烃源的孔隙发育较好的“ 甜点” 地带。

研究区大安寨段生物灰岩储集层中, 主要发育沿东南向西北方向展布的水平缝, 在三维区主要分布在仪陇构造带和CH52— 税家槽构造带(图 2-j, 2-k, 2-m)。结合沉积相分析结果、储集层发育规律、地震预测成果和目前油气显示情况, 认为至少存在3个有利区:LQ103井— LG9井— LG172井区、税家槽SS1井— SHU1井区、仪陇地区LG8井— LG37井区。