川西拗陷中段中侏羅統(tǒng)沙溪廟組沉積體系的新認識

汪超平，劉甜甜

(1.長江大學地球科學學院，湖北　荊州　434023；2.長江大學計算機科學學院，湖北　荊州　434023)

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川西拗陷中段中侏羅統(tǒng)沙溪廟組沉積體系的新認識

汪超平1，劉甜甜2

(1.長江大學地球科學學院，湖北荊州434023；2.長江大學計算機科學學院，湖北荊州434023)

中侏羅統(tǒng)沙溪廟組沉積體系的研究對川西拗陷中段氣藏的勘探和開發(fā)具有重要的指導意義。通過物源研究、地震分析得出該區(qū)沙溪廟組可劃分為東、西兩個沉積體系，西部龍門山短軸物源控制的沉積體系主要由沖積扇-沖積平原(辮狀河)-辮狀河三角洲-湖泊等亞相組成；東部的長軸物源控制的沉積體系主要由沖積平原(曲流河)-曲流河三角洲-湖泊等亞相組成。這一新的認識對川西拗陷中段中侏羅統(tǒng)沙溪廟組的深入勘探和已發(fā)現(xiàn)氣藏的開發(fā)具有一定的指導意義。

川西拗陷；沙溪廟組;沉積體系

引言

中侏羅統(tǒng)沙溪廟組是川西拗陷重要的產(chǎn)氣層，以發(fā)育巖性氣藏和構(gòu)造-巖性氣藏為主。因此，對沙溪廟組沉積體系的研究具有重要的現(xiàn)實意義。

前人對川西拗陷侏羅系沙溪廟組的沉積體系及物源特征有過諸多研究，但存在較大爭議[1～6]。有學者認為沙溪廟組沉積體系是受龍門山北段單一物源控制的，自北西向南東依次為沖積扇相-河流相-三角洲相-湖泊相展布[7]；也有學者認為沙溪廟組以三角洲前緣沉積為主[8]；還有學者認為沙溪廟組發(fā)育有湖泊三角洲沉積體系，主要有曲流河三角洲沉積相和辮狀河三角洲沉積組成[3、6]，且分法不一[9-14]。由于這些研究的不確定性，直接影響了川西拗陷中侏羅統(tǒng)沙溪廟組有利儲層的預測和評價。

本文在前人研究的基礎上，通過285口井的鉆井資料、28條野外露頭觀察記錄、36口巖心觀察資料和15條井震聯(lián)合大剖面，對川西拗陷中段中侏羅統(tǒng)沙溪廟組沉積的物源進行更為深入綜合的研究，從而對該地區(qū)的沉積體系得出一些新的認識。

1　區(qū)域地質(zhì)概況

川西拗陷的構(gòu)造上位于上揚子地塊西北邊緣的川西前陸盆地西緣，南起峨眉-滎經(jīng)，北至米倉山-大巴山?jīng)_斷推覆帶，西以龍門山?jīng)_斷推覆帶為界，東以龍泉山構(gòu)造帶為界，外形似菱形。川西拗陷中段探區(qū)共有綿竹-綿陽，彭州-大邑和溫江-中江3個勘探區(qū)塊，面積共約10 000km2(圖1a)。

川西拗陷作為晚三疊世以來形成的前陸盆地，充填上三疊統(tǒng)至全新統(tǒng)地層，累積厚度達10 000m以上。三疊系上統(tǒng)地層厚度達2 600m左右，侏羅系地層總厚可達2 600m，其中沙溪廟組地層厚度可達800m，侏羅系地層齊全(圖1b)。以“嘉祥寨砂巖”之底為分界標志，將目的層沙溪廟組一分為二，其下為下沙溪廟組，其上為上沙溪廟組。下沙溪廟組由2～4 套灰色、紫灰色厚層中-細粒長石石英砂巖、長石砂巖與紫紅色泥巖、粉砂巖不等厚韻律互層組合疊加而成。根據(jù)巖心資料顯示，下沙溪廟組地層具有自三角洲相到河流相沉積向淺-半深湖相沉積連續(xù)過渡加深的演化特點；上沙溪廟組下部主要為厚層礫巖、砂礫巖和厚層砂巖，中部以紅色-暗紅色泥巖和灰紅色泥質(zhì)粉砂巖為主，上部主要表現(xiàn)為中-厚層中-細砂巖和紅-紫紅色泥巖。上沙溪廟組總體上顯示了由半深湖、淺湖向三角洲和河流相沉積連續(xù)變淺過渡的演化特點。整個沙溪廟組的氣藏具有低孔滲、低豐度的特點。

圖1構(gòu)造分區(qū)圖及地層序列圖

a.川西拗陷中段構(gòu)造分區(qū)示意圖[20]；b.侏羅系地層序列圖

Fig.1Tectonic division (a) and vertical sequence of the Jurassic strata (b) in central part of western Sichuan depression

2　沉積物源分析

根據(jù)川西地區(qū)侏羅系的鉆井資料及薄片鑒定資料，結(jié)合輕、重礦物分析、成像測井數(shù)據(jù)、礫巖的分布特征、砂巖巖性的分布特征、古地貌特征及周緣野外剖面古流向測量資料，對川西侏羅系沙溪廟組的沉積物物源及方向進行了分析研究，得出研究區(qū)沙溪廟組的主要分為西部龍門山短軸物源和東部米倉山-大巴山長軸物源。東部物源明顯，沉積中心由北向南遷移，從沙溪廟組沉積期開始，成都拗陷為沉積匯聚中心區(qū)。龍門山物源顯示突變，東部物源顯示漸變。

3　沉積體系分析

通過對野外剖面和井下巖心的觀察與對比，結(jié)合前述的物源分析成果，將研究區(qū)沙溪廟組劃分為東、西兩個沉積體系，即西部龍門山短軸物源控制的沉積體系，依次發(fā)育沖積扇-沖積平原-辮狀河三角洲-湖泊等沉積亞相；東部米倉山-大巴山長軸物源控制的沉積體系，在研究區(qū)依次僅發(fā)育沖積平原-曲流河三角洲-湖泊等沉積亞相，因遠離物源區(qū)而缺失沖積扇亞相。上沙溪廟組和下沙溪廟組在沉積體系上大體相似，僅在各相帶的分布位置上存在差異，上沙溪廟組的沉積規(guī)模明顯大于下沙溪廟組(圖2)。

3.1西部短軸辮狀河三角洲沉積體系

主要受龍門山短軸物源控制，沿龍門山發(fā)育5個規(guī)模不等的沖積扇，向盆地延伸方向依次發(fā)育以辮狀河為主的沖積平原、辮狀河三角洲朵體入湖。各亞相的巖相特征、測井相標志和地震相標志總結(jié)見表1。上述兩大沉積體系在川西拗陷中心帶交匯形成混源的沉積特征。

3.2東部長軸曲流河三角洲沉積體系

物源主要來自盆地北部的米倉山-大巴山，沿北東向南西向入湖，依次發(fā)育沖積扇-曲流河沖積平原-曲流河三角洲朵體。由于受川中古隆起的影響，盆地東部在古地形上為一大的緩坡背景。研究區(qū)發(fā)育的3個曲流河三角洲朵葉體為由一支主河道所控制的3個分支河道所形成。各亞相的巖相特征、測井相標志和地震相標志總結(jié)見表1。

圖2川西拗陷中段沙溪廟組沉積相圖

a.下沙溪廟組沉積相；b.上沙溪廟組沉積相

Fig.2Sedimentary facies map of the Jurassic Shaximiao Formation in the central part of western Sichuan depression

表1川西拗陷侏羅系沙溪廟組沉積相特征

Table 1Sedimentary facies analysis for the Jurassic Shaximiao Formation in the western Sichuan depression

3.3沉積相類型及其巖石相組合特征

3.3.1沖積扇

該區(qū)沖積扇主要發(fā)育于龍門山前，其典型的沉積相標志是極其發(fā)育的洪積層理。顆粒一般較粗，大小混雜，圓度不好，多呈次棱角狀，分選性差。有斜層理和交錯層理發(fā)育，但層理面不清晰。沖積扇沉積在自然伽瑪測井曲線上表現(xiàn)為塊狀低值。地震上沙溪廟組層序中有斷續(xù)、大傾角短軸、中振幅前積反射。

3.3.2辮狀河

辮狀河沉積體系主要發(fā)育于龍門山前。野外剖面中以大型槽狀交錯層理和側(cè)積交錯層理的廣泛發(fā)育為標志，底部見明顯的沖刷充填界面。前者為不穩(wěn)定河道頻繁改道所形成的心灘沉積，后者則為相對穩(wěn)定河道所形成的邊灘沉積。同時還可見大型板狀交錯層理、斜層理、平行層理和塊狀層理等。測井曲線上表現(xiàn)為下部低值塊狀曲線，向上逐步過渡為正旋回的鐘形曲線。在沙溪廟組地層中，地震反射呈連續(xù)、頂超、中振幅前積等反射特征。

3.3.3曲流河

曲流河主要發(fā)育于川西拗陷東部，以沙溪廟組最為發(fā)育。其沉積物粒度較辮狀河細，主要發(fā)育側(cè)向加積交錯層理，沖刷充填構(gòu)造較發(fā)育，且沖刷面上一般為泥礫。還可見槽狀交錯層理、平行層理和水平層理。沙溪廟組層序中具有斷續(xù)、較稀疏、小傾角短軸前積反射層。

3.3.4辮狀河三角洲沉積體系

該沉積體系是辮狀河入湖的產(chǎn)物，發(fā)育辮狀河三角洲平原、前緣和前三角洲等亞相，其沉積物主要有水上(平原)、水下(前緣)分流河道砂體、泛濫平原泥巖(水上)、分流間灣泥巖(水下)、決口扇砂(水上)、河口壩砂(水下)、前三角洲泥等。沉積構(gòu)造有沖刷面和泥礫、波狀層理、變形層理。地震反射具有密集較連續(xù)中-弱微下超振幅特征。

3.3.5曲流河三角洲沉積體系

曲流河三角洲是曲流河入湖的產(chǎn)物，主要發(fā)育于川西拗陷東側(cè)，主要沉積巖石類型為灰綠色、灰褐色細砂巖夾灰綠色泥質(zhì)砂巖、薄層炭質(zhì)泥巖、綠灰色泥巖。地震反射特征為斷續(xù)，中-弱振幅。沉積構(gòu)造有沖刷面、泥礫、滑塌構(gòu)造、泥質(zhì)團塊、交錯層理、平行層理、波狀層理和水平層理。

3.3.6湖泊相

該區(qū)的湖泊沉積較廣泛，巖性主要為灰色灰質(zhì)粉砂巖、灰黑色灰質(zhì)泥巖、深灰色灰?guī)r、黑色頁巖等。沉積構(gòu)造一般為水平層理。在濱淺湖亞相中發(fā)育有湖相砂壩砂體。湖泊相具有層狀較密集較連續(xù)中弱振幅反射特征，北端沙溪廟層序中，也可明顯看到層狀、稀疏、較連續(xù)變振幅上超反射層，屬湖(間)灣相反射。

4　結(jié)論

(1)研究區(qū)主要發(fā)育沖積扇、沖積平原、三角洲平原、辮狀河三角洲、曲流河三角洲、湖泊相等沉積相類型，這些沉積相構(gòu)成了沙溪廟組東西兩大沉積體系：西部為沖積扇-沖積平原(辮狀河)-辮狀河三角洲-湖泊沉積體系；東部為沖積平原-三角洲平原(曲流河)-曲流河三角洲-湖泊沉積體系，兩大沉積體系在成都凹陷中心部位交匯，在新繁-馬井-孝泉-新場一線形成混源。

(2)現(xiàn)有的勘探成果表明，沙溪廟組的氣藏主要發(fā)育在東部長軸曲流河三角洲沉積體系中，最早發(fā)現(xiàn)的新場氣田也處于混源帶。究其原因，是長軸曲流河三角洲沉積儲層的物性明顯好于短軸辮狀河三角洲沉積儲層。因此，上述沉積體系的新認識對研究區(qū)下一步的深入勘探和已發(fā)現(xiàn)氣藏的開發(fā)都具有一定的指導意義。

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Depositonal systems in the Middle Jurassic Shaximiao Formation in the central part of western Sichuan depression

WANG Chao-ping1， LIU Tian-tian2

(1.SchoolofGeosciences,YangtzeUniversity,Jingzhou434023,Hubei,China; 2.SchoolofComputerSciences,YangtzeUniversity;Jingzhou434023,Hubei,China)

In the light the provenance and seismic analysis, two depositonal systems are recognized for the Middle Jurassic Shaximiao Formation in the central part of western Sichuan depression, including the alluvial fan-alluvial plain (braided stream)-braided delta-lake depositonal system controlled by the Longmenshan provenance in the western part, and alluvial plain (meandering stream)-meandering delta-lake depositonal system controlled by the Micangshan-Dabashan provenance in the eastern part. The oil and gas accumulations reside mostly in the meandering stream-meandering delta depositonal system in the eastern part. Our knowledge of the depositonal systems in this study may be helpful to the future exploration and development of the oil and gas resources in the study area.

western Sichuan depression; Shaximiao Formation; depositonal system

1009-3850(2016)02-0062-05

2015-06-29； 改回日期： 2015-07-20

汪超平(1987-)，女，碩士研究生，地質(zhì)工程專業(yè)，研究方向為儲層地質(zhì)。E-mail：421783218@qq.com

TE121.3

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