第23卷 第4期2009年8月现 代 地 质GEOSCIENCEVol123 No14Aug12009
川中地区须五段—须六段浅水三角洲沉积特征与模式
刘柳红1,2,朱如凯1,2,罗 平1,2,周川闽1,2,张兴阳1,2,翟文亮1,2
(11中国石油勘探开发研究院,北京 100083;21中国石油天然气股份有限公司油气储层重点实验室,北京 100083)
收稿日期:2008212224;改回日期:2009205226;责任编辑:楼亚儿。 基金项目:国家重点基础研究发展计划“973”项目(2007CB209502);国家油气重大专项(2008ZX05001-02)。 作者简介:刘柳红,女,工程师,1977年出生,矿产普查与勘探专业,主要从事沉积储层研究工作。Email:llhong@petrochina1com1cn。摘要:针对川中地区须五段—须六段,在大量露头观察、岩心描述基础上,结合测井和地震分析,认为研究区为典型
的浅水三角洲。根据煤岩产状、砂岩中植物颈干与碎片、河道底部冲刷程度、滞留沉积类型、层理类型等特征将浅水
三角洲划分为上三角洲平原、下三角洲平原、三角洲前缘及前三角洲4种亚相。并在此基础上,建立了两种浅水三角
洲模式:一种为以须五段为代表的低物源供给浅水三角洲沉积模式;另一种为以须六段为代表的高物源供给浅水辫状
河三角洲沉积模式。低物源供给型的下三角洲平原发育的煤是良好烃源岩,高物源供给型的下三角洲平原分流河道及
决口沉积为优质储层发育相带,两者匹配,构成良好的生储组合,是岩性油气藏勘探的重点区块。
关键词:浅水三角洲;辫状河;沉积模式;四川盆地;须家河组
中图分类号:TE12113 文献标志码:A 文章编号:1000-8527(2009)04-0667-09
CharacteristicsandDepositionalModelsfortheShallow2waterDeltas
ofthe5th26thInterval,XujiaheFormation,UpperTriassicin
CentralSichuanBasin,China
LIULiu2hong1,2,ZHURu2kai1,2,LUOPing1,2,ZHOUChuan2min1,2,ZHANGXing2yang1,2,ZHAIWen2liang1,2
(11ResearchInstituteofPetroleumExplorationandDevelopment,PetroChina,Beijing 100083,China;21KeyLaboratoryforOilandGasReservoir,PetroChina,Beijing 100083,China)
Abstract:The5th26thinterval,oftheupperpartofXujiaheFormation,inCentralSichuanBasin,isthemain
studyingstratuminthispaper1Basedonmanyoutcrops,cores,loggingandseismicdata,XujiaheFormationis
onetypicalkindofshallow2waterdelta1Accordingtothecharacteristicsofcoalrocks,plantstems,leaves,
channelscouring,lags,andthestratification,shallow2waterdeltacouldbedividedintofourkindsofsubfacies1
Theyareupperdeltaplain,lowerdeltaplain,deltafrontandprodelta1Twotypesofmodelsforshallow2water
deltasaresummarizedinthispaper1Thefirstisoflowsupply,i1e1the5thinterval1Thesecondisofhighsup2
ply,i1e1the6thinterval1Coalrocksonthelowerdeltaplainofthedeltawithlowsupplyaregoodsource
rocks1Sandstonesofdistributarychannelandcrevassesplayonthelowerdeltaplainofdeltawithhighsupply
arethefavoritereservoirs1Favorablegenerating2reservingassemblagescouldbefoundonthelowerdeltaplainof
shallow2waterdelta,whichisthemajorexplorationzoneforlithologicalreservoirs1
Keywords:shallow2waterdelta;braidedriver;depositionalmodel;SichuanBasin;XujiaheFormation
0 引 言
浅水三角洲概念最早由Fisk1961年提出,他
将河控三角洲划分为深水型三角洲和浅水型三角洲两种。Postma1990年将低能盆地河控三角洲分
为浅水三角洲和深水三角洲两大类,并指出数十
米水深浅水盆地内发育的三角洲为浅水三角洲[1]。
Donaldson1974年及Coleman1982年将浅水三角洲
© 1994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net划分为上三角洲平原、下三角洲平原、三角洲前
缘与前三角洲等4个亚相[2-3]。
近年来,国内学者在不同沉积盆地研究中不
断提出“浅水三角洲”沉积类型,在浅水三角洲
发育条件、沉积相分布规律、聚煤作用等方面都
进行了较为系统的研究[4],如焉耆盆地侏罗系三
工河组浅水辫状河三角洲[5-7],渤中坳陷第三系
浅水三角洲[8],松辽盆地北部东区葡萄花油层浅
水三角洲[9],晋中北山西组浅水三角洲[10],鲁西
河控浅水三角洲[11],山东腾南矿区山西组浅水三
角洲[12],鄂尔多斯盆地中部下二叠统浅水三角
洲[13],秦岭北麓晚二叠世辫状河三角洲[14]。目前
多数国内学者比较认同的是:浅水三角洲一般发
育于湖底坡度小、河口区地形平缓的古地理背景
下;河道和水下分流河道骨干砂体是浅水三角洲
的典型特征。
四川盆地中部须家河组是近几年天然气勘探
的热点,也是四川盆地天然气增储增产的重要层
系。前人针对须家河组沉积的研究多集中在四川
盆地西部,川中一带近几年才受到关注。川中须
家河组岩性组合的最大特点是:须一段、须三段、
须五段及须六段顶部为大套粉砂质泥岩、泥质粉
砂岩、炭质页岩及煤的互层,并夹少量薄层细砂
岩;须二段、须四段、须六段主体为大套中、粗
砂岩。大多数学者认为川中须家河组为一套潮湿
气候下的三角洲沉积,并且主要产层以三角洲前
缘为主[15];个别学者认为须二段、须四段、须六
段为浅湖滩坝沉积,并提出了沉积模式[16]。随着
川中地区须家河组油气勘探的深入,明确该地区
产层的砂体类型与分布规律是下一步提高勘探成
功率的关键,同时对于发展和完善陆相湖盆沉积
学具有重要理论意义。
1 区域地质背景
四川盆地中部位于龙泉山深断裂以东,华蓥
山深断裂以西,北抵平昌—仪陇一线,南至仁寿
—资中—大足一线以内(图1)。该区在古生代处
于相对隆起区,在中生代位于川南和川东隆起的
斜坡位置。川中一带基底是中基性岩浆岩组成的
杂岩体,变质深,构成四川盆地中部刚性地
块[17]。基底性质直接影响了后期构造变动的强
弱。川中在晚三叠世,构造活动弱,倾角较小,
地形平缓。一方面,平缓的湖底地形导致三角洲在
河口区卸载能力弱,是浅水三角洲形成的关键;另一方面,平缓的地形导致湖岸线在洪水期与枯
水期摆动范围大,构成了“下三角洲平原”,这也
是浅水三角洲的重要组成部分,同时也是洪水期
大量碎屑物质卸载的地区。此外,晚三叠世气候
湿热,须一段、须三段、须五段煤岩在川中地区
广泛发育,这也是浅水三角洲相划分的关键标志。
图1 研究区位置图
Fig11 Thelocationmapofthestudyarea
2 相标志与亚相、微相划分
在详细观察并描述19口井岩心、6条野外露
头剖面的基础上,分析了约90口井的测井资料以
及5100km2的地震资料,对比研究须五段、须六
段沉积特征与发育规律,认为川中一带须家河组
沉积深度总体位于浪基面以上,处于三角洲前缘
与下三角洲平原的沉积区,未见前三角洲沉积,
不具备吉尔伯特型三层结构,属于典型的浅水三
角洲。分流河道与水下分流河道为三角洲的骨架
砂体。川中一带主要为下三角洲平原和三角洲前
缘亚相,下三角洲平原上广泛发育沼泽相,三角
洲前缘以水下分流河道为主,河口坝规模小。
潮湿气候背景下的浅水型三角洲,仅靠泥岩的
颜色来区分三角洲平原与三角洲前缘比较难,而且
对于辫状河底载荷型三角洲,粒度较粗,波浪对于
浅湖砂体的改造留下的痕迹也微乎其微,因此,单
从某一方面的证据来判断平原与前缘似乎很难,需
要从多方面寻找证据共同论证。通过大量露头、岩866现 代 地 质2009年
© 1994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net心观察,发现炭质泥岩与煤的发育程度、砂岩中植物颈干、植物碎片的发育程度、河道底部冲刷的程
度、滞留沉积的类型等方面特征可以初步识别出上
三角洲平原、下三角洲平原与前缘。
211 上三角洲平原
上三角洲平原是浅水三角洲长期的水上沉积
部分,主要为牵引流沉积,由分流河道、分流河
道间及溢岸沉积等微相组成;对于须六段辫状河
浅水三角洲,分流河道间沉积保存差,一般不发
育。具体的标志如下:
(1)大型的河道侵蚀,滞留沉积以石英岩砾、
硅化木(植物颈干)为主(图版Ⅰ中(a))。
(2)心滩沉积以河道砂坝(图版Ⅰ中(b))为
主,表现为大型的高角度交错层理与块状构造。
212 下三角洲平原
由于地形平缓,湖盆在洪水期与枯水期之间
的湖岸线摆动较大,导致大面积地区在洪水期处
于水下,在枯水期处于水上,这些地区称之为下
三角洲平原。下三角洲平原以长期的牵引流和短
暂的湖流、波浪及重力流作用为主。以分流河道、
分流间沼泽、分流间湾、洪泛湖泊、溢岸沉积、
废弃河道等微相为主。分流河道沉积有时以河道
砂坝为主,有时以河道砂坪为主,分流河道间以
炭质页岩为主,粉砂岩中可见水平层理、波状层
理、生物扰动构造。具体的标志如下:
(1)见河道侵蚀,滞留沉积以植物碎片、菱铁
矿结核、深灰色泥砾为主(图版Ⅰ中(c))。
(2)沼泽沉积,靠近浅湖边缘及分流河道间多
见,以炭质页岩、煤与粉砂岩互层为主(图版Ⅰ中
(d)),出现较多的薄层菱铁矿结核(图版Ⅰ中
(e)),泥岩中多见植物叶片。可见水平层理、波
状层理、生物扰动构造。
(3)废弃河道沉积。在辫状河平原中,河道
浅,尤其是下游,河水流线不固定,经常导致原
有河道废弃。
(4)溢岸沉积。一般为植物碎片、粉砂岩,见
水平层理(图版Ⅰ中(f))。在研究区经常见到在河
道顶部出现密集的植物碎片,杂乱分布。
(5)河道间湾决口沉积。在井下岩心中,经常
见到数米厚的块状砂岩,并且呈向上变粗层理,
测井曲线更为明显,植物碎屑及燧石无规则分布。
该种沉积应是河道在洪水期决口,洪水携带的粗
粒砂质沉积物在早期河口间湾处快速卸载,而由
于水体较浅、砂质较粗,波浪对河口卸载沉积物的改造作用较弱,因此呈现出块状层理。
213 三角洲前缘与浅湖沉积
三角洲前缘是湖岸线以内,常年位于水下的
部分。以牵引流、波浪、湖流的改造作用为主。
主要发育水下分流河道、河口坝、席状砂和水下
分流河道间沉积。以发育水下分流河道和河口坝
为主。与三角洲平原的主要区别在:该亚相的水
下分流河道和河口坝砂体的粒度明显变细,水下
分流河道一般由细粒砂岩组成,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。分
流河道滞留沉积以泥砾为主,分流河道间以泥岩
为主,并且出现的频率增大,河道冲刷作用弱。
主要证据如下:
(1)三角洲前缘水下分流河道浪成波状交错层
理(图版Ⅰ中(g))与流水型交错层理共生,这是
水下分流河道的主要特点。
(2)三角洲前缘水下分流河道底部冲刷作用
弱,底部以泥砾沉积为主(图版Ⅰ中(h))。
(3)三角洲前缘水下分流河道间可见砂纹层理
(图版Ⅰ中(i))、生物垂直钻孔。
(4)三角洲前缘河口坝具反韵律结构,发育波
状层理、爬升沙纹层理和滑塌变形层理(图版Ⅰ中
(j)),GR测井曲线呈漏斗形或微齿箱形或二者的
组合形态。
(5)浅湖沉积主要由浅湖滩坝、浅湖泥、浅湖
页岩及浅湖灰岩等组成,常见生物垂直钻孔、波
状层理、沙纹层理等构造。
3 须五段、须六段沉积相分布规律
311 纵向沉积相分布规律
须五段取心少,录井资料可信度差,笔者结
合川中须家河组取心段不同类型岩相的测井相特
征,建立岩相—测井相模板,并参考野外露头特
征,重新识别岩性,在此基础上进行亚相划分。
须五段主要为一套炭质页岩、煤、泥岩与粉砂岩
夹细砂岩沉积(图2)。自下向上,可以识别出3次
湖泛,2次湖侵与3次湖退构成了须五段内部的前
缘相—下平原相的旋回性沉积。初次湖泛位于须
五段底部或近底部,末次湖泛位于须五段近顶部,
首末两次湖泛的区域性分布特征表明:须五段作
为岩性段在川中具有可对比性。每次最大湖泛均
表现为一套深灰色泥岩与粉砂岩沉积,偶夹薄层
炭质页岩,为三角洲前缘—浅湖沉积。第二次湖
侵—湖退导致川中地区从下平原的沼泽相沉积过966 第4期刘柳红等:川中地区须五段—须六段浅水三角洲沉积特征与模式
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