图 1 须家河组层序地层综合柱状图
二 、沉积相类型
1. 沉积相类型 通过野外露头剖面观察 、岩心描述建立典型沉 积相序列 ,结合地震相及测井沉积相研究 ,川西南须 家河组发育海湾 、辫状河三角洲 、湖泊 、正常三角洲 等多种沉积相类型和 20 多种沉积微相类型 (表 1) 。 有利的天然气储集砂体为三角洲 (水下) 分流河道及 河口坝砂体 ,其次为滨浅湖滩坝和远砂坝砂体 。
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图 4 川西南须家河组层序 ⅢL ST 沉积相分布图
2. 砂体发育主控因素 川西南部上三叠统各个层序砂体均发育 ,层序 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ湖侵期为以泥质为主的沉积 ,层序 Ⅱ、 Ⅲ低位期以及层序 Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ的高位期为以中粗粒砂 岩为主的沉积 ,其中层序 Ⅱ、Ⅲ低位期为砂体最发育 时期 ,砂体具有以上分布特征主要是受到以下因素 的影响 。 (1) 构造格局对砂体的控制作用 川西盆地是挤压体制的产物 ,受到区域上的构 造挤压应力 ,即扬子地块与羌塘地块 、华北地块的汇 聚挤压作用 ,形成了龙门山推覆体 ,可以提供近源物 源 ,同时这种挤压也形成了西陡东缓的构造格局 ,冲 断作用期沉积物较粗 、叠加后可形成连续裙边状沉 积体[7] 。因此龙门山冲断带对西北部辫状河三角洲 的展布起到决定性作用 。 (2) 多物源控制砂体的有序迁移 川西南地区物源总体上是三方供源 ,不同时期 主物源具有迁移性 。物源区抬升的强度控制供给强 度 ,主物源的迁移控制砂体的迁移 ,从而形成了不同 时期的砂体展布特征 ,早期龙门山冲断带的活动控 制着层序 Ⅱ大套砂体的沉积 ,晚期江南古陆的对层 序 Ⅲ、Ⅳ砂体的沉积有很大的影响 。 (3) 古地貌控制不同类型砂体的展布 古地貌形态控制沉积砂体类型及分布 。层序 Ⅰ 沉积时期地形分异较大 ,发育泸州古隆起 ,盆地处于 海陆交互相向陆相转变的时期 ,整体具有填平补齐 的沉积特征 ,发育不同成因砂体的尖灭和充填 ,具有 形成岩性气藏的有利条件 。龙门山冲断带地形起伏 大 、坡陡流急 ,河流水动力条件强 ,发育辫状河三角 洲沉积体系 ,搬运距离近 ,砂岩成熟度相对较低 。研 究区东部地形较平缓 ,河流水动力条件适中 ,发育源 远流长的正常三角洲及沼泽沉积体系 ,区内主要发 育三角洲砂体 ,搬运距离远 ,砂岩成熟度高 。
分流河道一般由中 —细粒砂岩组成 ,且伴随水下分 流河道的多级次分流作用增强 ,粒度逐渐变细 ,其测 井曲线表现为钟形或齿化钟形或箱形 ,至河口坝 ,大 都由含泥质组分较高的细 —粉砂岩组成 ,测井曲线 为漏斗形 。 (2) 滨湖沼泽 研究区上三叠统滨湖亚相主要发育在层序 Ⅱ、 Ⅲ、Ⅳ低位和高位体系域 ,根据沉积物的组成以及沉 积构造特征 ,可以划分为高能滨湖和低能滨湖两种 类型 。高能滨湖由灰褐色 、灰绿色块状和浅灰色中 厚层粉 、细砂岩组成 ,在垂向上频繁间互 ,构成间断 性正韵律 ,粉细砂岩中厚层状 ,一般厚度为 1～4 m , 发育层系厚度为 1～5 m 的中小型波状交错层理 、透 镜状层理 、脉状层理 。低能滨湖实际上是滨湖沼泽 , 由灰黑色碳质泥岩 、灰绿色块状泥岩以及浅灰色中 厚层粉砂岩组成 ,含多层煤 ,反映水体相对较浅 ,泥 岩中富含植物化石碎片 ,顺层但无定向分布 ,泥岩可 见页理构造 ,碳质泥岩与灰绿色泥岩 、粉砂岩构成间 断性正韵律 ,每个韵律厚度为 8～10 m (图 2) 。 (3) 浅湖相 垂向剖面表现为浅湖砂坝与浅湖泥相间互层发 育 ,可见爬升沙纹层理以及变形构造 ,砂体单层厚度 为 1～5 m ,分布面积大小不一 ,以薄 —中层状粉 — 细砂岩为主 ,夹少量泥质粉砂岩 ,成层性较好 ,粉砂 岩中发育浪成沙纹层理 、条带状层理 ,为一类较为重 要的储集砂体类型 。
图 2 典型微相沉积序列图
三角洲前缘为辫状河三角洲的水下沉积部分 , 以发育水下分流河道和河口坝为主 。相对于水上辫 状分流河道 ,水下分流河道和河口坝砂体的粒度明 显变细 ,其中除主水道为含中 —粗粒砂岩为主 ,水下
三 、沉积相分布及其控制因素
1. 晚三叠世不同体系域沉积相展布 上三叠统沉积演化过程中 ,沉积早期发育海陆 交互相沉积体系 ,但由于海湾沉积体系在研究区持 续时间较短 、分布比较局限 ,占统治地位的是三角洲 沉积体系和湖泊沉积体系 。研究区西部为持续隆升
一 、地层沉积与层序格架
川西南地区位于川西前陆盆地南段 ,龙门山断 裂 —彭灌断裂以东 ,龙泉山断裂以西 ,峨眉 —瓦山断 裂以北 ,成都市 —温江以南 ,面积 16885 km2 。川西 南地区上三叠统具有天然气资源丰富 、储层厚 、圈闭 类型多样等特征 ,已经发现平落坝 、大兴西 、白马庙 等气田 ,勘探潜力大[1 ] 。 川西 南 地 区 晚 三 叠 世 为 周 缘 前 陆 盆 地 沉 积 阶 段 ,主要为海陆交互相地层沉积特征[225] 。上三叠统 地层厚度巨大 ,为盆地的沉积中心地区 ,地层厚度超 过 4000 m ,主要发育湖泊 、沼泽及河流 、三角洲相的 煤系沉积 。在钻 、测井及地震资料综合分析的基础 上 ,研究区可以识别出 5 个层序界面 ,包括 4 个不整 合面和一个沉积转化面 ,将川西前陆上三叠统须家 河组沉积地层划分 4 个三级层序 (图 1) 。其中层序 Ⅰ大致相当于须一段 (小塘子组) ,部分包含须二段 下部地层 ;层序 Ⅱ相当于部分须二段和须三段 ;层序 Ⅲ大致相当于须四段和须五段下部 ;层序 Ⅳ相当于 须五段上部及须六段 。每个层序发育低位 、湖侵和 高位体系域 。低位体系域一般为砂砾岩 、中砂岩组 成的三角洲沉积 ;湖侵体系域一般为泥岩或砂岩组 成的湖泊 —三角洲沉积 ,高位体系域主要为砂泥薄 互层 、煤层组成的三角洲沉积 。最大湖泛面一般发 育黑色泥岩 、煤层或碳质泥岩 。
沉积相 辫状河三角洲
湖泊 海湾 正常三角洲
亚相 平原
前缘
滨湖 浅湖 半深湖
平原 前缘
表 1 川西南地区须家河组沉积相类型表
微相
分流河道 、天然堤 、决口扇 、分流间洼地 、分流间沼泽 水下分流河道 、河口砂坝 、远砂坝 前缘席状砂 、分流间湾 滨湖泥 、滨湖滩坝砂 浅湖泥 、浅湖滩坝砂 半深湖泥 、浊积扇 海湾潟湖 、海岸平原 、滨浅海相 分流河道 、分流间湾
3 本文为中国石油天然气股份有限公司科技攻关项目 (编号 :06010122) 的部分成果 。 作者简介 :李熙喆 ,1963 年生 ,高级工程师 ;主要从事石油地质综合研究工作 。地址 : (065007) 河北省廊坊市 44 号信箱天 然气开发所 。电话 : (010) 69213156 。E2mail :lxz69 @pet rochina. com. cn
图 3 川西南须家河组层序 ⅡL ST 沉积相分布图
层序 Ⅲ沉积时期 ,与层序 Ⅱ的沉积格局相比较 , 层序 Ⅲ时期占统治地位的仍然是三角洲沉积 ,同时 物源供给的力度有明显不同 ,沉积格局也发生变化 , 研究区东南方向物源供给显著增强 。正常三角洲沉 积范围较层序 Ⅱ大 ,西北方向物源供给不足 ,辫状河 三角洲砂体范围变小 ,研究区在南北两侧主要发育 浅湖 、半深湖相沉积 (图 4) 。 层序 Ⅳ沉积时期主要发育三角洲 、滨浅湖沉积 以及半深湖沉积 ,研究区西北方向龙门山物源供给 减弱 ,辫状河三角洲范围相对层序 Ⅲ时期变小 ,同时 来自东南方向江南古陆方向的正常三角洲的范围逐 渐加大 。
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第 28 卷第 2 期 天 然 气 工 业 地质与勘探
水下分流河道 、河口坝 、分流间湾 、远砂坝
发育层位 层序 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的低位
层序 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 层序 Ⅰ
层序 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
2. 典型相序分析 (1) 辫状河三角洲 辫状河三角洲主要由三角洲平原和前缘组成 。 平原由辫状分流河道和分流间洼地等微相组成 (图 2) 。因地形较陡 ,分流河道水浅流急 ,侧向迁移 、分 流汇合和底冲刷作用频繁 ,每个分流河道都为正韵 律沉积序列 ,底部发育冲刷构造 ,之上为砾质或含砾 砂岩 ,主体以中 —粗粒砂岩为主 ,发育块状层理 、递 变层理 、大型板状和槽状交错层理 、平行层理 ,向上 过渡为具沙纹或波状层理的天然堤或决口扇微相的 粉砂岩 ,或者直接被河道间洼地微相的粉砂质泥岩 、 碳质泥岩覆盖 。在测井曲线上表现为钟型或齿化曲 线 ,也可见低幅平直曲线 。分流河道间洼地的沼泽 化作用更为普遍 ,碳质泥 、页岩和可采煤层 、煤线的 夹层更多和厚度较大 ,岩心可见硅化化石 。
的高山区 ,是盆地的主要物源供给区 ,发育近源的辫 状河三角洲沉积 ;研究区东南部地势较为平坦 ,物源 搬运距离较远 ,发育区域分布相对较稳定的 、以沉积 细粒为主的正常三角洲沉积体系 。研究区主要砂体 发育在层序 Ⅱ、Ⅲ的低位体系域 ,最大湖侵期为层序 ⅢTS T 。 层序 Ⅰ沉积早期环境属海湾体系[6] ,海湾向西 与广海相通 ,水体呈西深东浅特点 ,早期陆源碎屑供 给较少 ,在研究区西 、中部发育海湾沉积 ,盆地东南 部发育三角洲沉积 。由于川西龙门山持续的构造作 用 ,层序 Ⅰ中晚期研究区西北陆源碎屑供应加大 ,发 育面积较大辫状河三角洲沉积 ,在研究区东南部继 承性发育小规模的正常三角洲 ,湖盆面积变小 。 层序 Ⅱ占统治地位的是三角洲沉积 ,物源方向 除了受龙门山冲断带 、江南古陆的影响 ,康滇古陆也 开始供应物源 。层序 Ⅱ沉积早期 ,研究区西北部发育 继承性大型辫状河三角洲 ,康滇古陆供源在三江口形 成一个小型辫状河三角洲 ,东部受江南古陆的影响形 成小型正常三角洲 ,但砂体厚 ,砂地比高 (图 3) 。层序 Ⅱ中期 ,研究区主要发育滨浅湖 、半深湖沉积 ,层序Ⅱ晚 期湖盆收缩 ,发育滨浅湖及三角洲前缘沉积 。