四川盆地威遠(yuǎn)—高石梯地區(qū)二疊系棲霞階層序地層特征及有利儲(chǔ)層分布

李 凌，張照坤，李明隆，倪 佳，耿 超，唐思哲，楊文杰，譚秀成

（1.中國(guó)石油集團(tuán)碳酸鹽巖儲(chǔ)層重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室西南石油大學(xué)分室，成都 610500；2.油氣藏地質(zhì)及開(kāi)發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 610500；3.西南石油大學(xué)天然氣地質(zhì)四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 610500；4.中國(guó)石油西南油氣田分公司蜀南氣礦，四川瀘州 646000）

0 引言

近年來(lái)，四川盆地西部地區(qū)二疊系棲霞組中發(fā)現(xiàn)了一類(lèi)優(yōu)質(zhì)砂糖狀白云巖儲(chǔ)層，儲(chǔ)層厚度大，測(cè)試產(chǎn)能高，且證實(shí)其受到沉積相帶控制［1］，往往呈規(guī)模性地分布在臺(tái)地邊緣高能灘相中，橫向連續(xù)性較好［2］。隨著這類(lèi)白云巖儲(chǔ)層勘探陸續(xù)取得重大突破，其越來(lái)越受到學(xué)者們的關(guān)注，但在廣闊的臺(tái)內(nèi)地區(qū)尋找這類(lèi)白云巖儲(chǔ)層具有一定的挑戰(zhàn)性，也是目前勘探的熱點(diǎn)問(wèn)題。近期，川中地區(qū)的磨溪31X1、磨溪42、高石18 等井均在棲霞組白云巖儲(chǔ)層中獲得高產(chǎn)工業(yè)氣流［3］，展示出臺(tái)內(nèi)地區(qū)也具備良好的勘探前景。然而，臺(tái)內(nèi)地區(qū)棲霞組沉積相帶與川西地區(qū)存在明顯差異，前者沉積環(huán)境主要表現(xiàn)為由高能的臺(tái)緣灘轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬?duì)低能的臺(tái)內(nèi)灘［5］，白云巖儲(chǔ)層厚度明顯減小，縱向上的分布不穩(wěn)定，且非均質(zhì)性強(qiáng)，橫向分布范圍難以預(yù)測(cè)，這些因素嚴(yán)重制約著臺(tái)內(nèi)地區(qū)棲霞組的勘探進(jìn)展與開(kāi)發(fā)效率。精細(xì)地層序地層特征研究可以為白云巖儲(chǔ)層的形成與展布提供可靠的等時(shí)地層框架約束，有利于更好地理解儲(chǔ)層的形成機(jī)制及其古地理背景［4］，進(jìn)而能夠在等時(shí)層序格架內(nèi)探討有利儲(chǔ)層的發(fā)育和分布。學(xué)者們對(duì)四川盆地棲霞組的層序劃分存在差異，且大多以盆地或川西臺(tái)緣帶為研究對(duì)象，臺(tái)內(nèi)地區(qū)精細(xì)的層序地層特征研究相對(duì)較少，等時(shí)層序格架的建立有利于約束白云巖儲(chǔ)層的時(shí)空分布范圍，同時(shí)對(duì)沉積相展布、地層內(nèi)幕巖溶發(fā)育預(yù)測(cè)具有重要意義。

通過(guò)對(duì)威遠(yuǎn)—高石梯地區(qū)老井資料的復(fù)查和新井鉆探情況的分析，發(fā)現(xiàn)棲霞組縱向上發(fā)育2 套優(yōu)質(zhì)的白云巖薄儲(chǔ)層，且均具有良好油氣顯示，這為臺(tái)內(nèi)地區(qū)尋找白云巖儲(chǔ)層提供了良好的研究素材?；阢@井巖心、巖屑、測(cè)錄井、成像測(cè)井以及薄片等資料，在層序界面識(shí)別的基礎(chǔ)上，將威遠(yuǎn)—高石梯地區(qū)棲霞階劃分為3 個(gè)三級(jí)層序，并進(jìn)一步分析層序格架及平面分布，明確層序發(fā)育規(guī)律，指明有利儲(chǔ)層分布及控制因素，以期為臺(tái)內(nèi)地區(qū)棲霞階白云巖儲(chǔ)層勘探提供理論依據(jù)。

1 地質(zhì)概況

四川盆地是中國(guó)南方揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)的一個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元，屬于典型的含油氣疊合盆地［6］。研究區(qū)位于川中低緩褶皺帶—川南低陡褶皺帶的過(guò)渡區(qū)，包括威遠(yuǎn)、資陽(yáng)、富順、永川等地，總面積約為1.3×104km2（圖1）。石炭紀(jì)末期，云南運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致研究區(qū)二疊系沉積之前的地層抬升暴露，遭受長(zhǎng)時(shí)間的風(fēng)化剝蝕，形成不同層位的準(zhǔn)平原化基底，為早二疊世的廣泛海侵創(chuàng)造了條件［7］。二疊紀(jì)開(kāi)始，地殼開(kāi)始全面沉降，受加里東期古地貌影響，海水分別從東南和西北方向侵入［8］，使得棲霞階覆蓋在寒武系、奧陶系及志留系等地層的不整合面之上［9］。

圖1 四川盆地威遠(yuǎn)—高石梯地區(qū)二疊系沉積前古地質(zhì)（a）及二疊系棲霞階巖性地層綜合柱狀圖（b）Fig.1 Predepositional paleogeology of Permian（a and stratigraphic column of Permian Qixia Stage（b）in Weiyuan-Gaoshiti area，Sichuan Basin

研究區(qū)下二疊統(tǒng)發(fā)育梁山組、棲霞組和茅口組，底部的梁山組為一套碎屑濱岸相沉積［10-11］，巖性主要為泥巖和粉砂質(zhì)泥巖，偶見(jiàn)粉砂巖；隨著海侵持續(xù)進(jìn)行，向上逐漸過(guò)渡為棲霞組碳酸鹽巖臺(tái)地沉積體系［12-13］，巖性以石灰?guī)r為主，局部地區(qū)發(fā)育云質(zhì)灰?guī)r、白云巖，厚度為70～150 m。棲霞組可劃分為棲一和棲二2 個(gè)巖性段，內(nèi)部界面均為整合接觸，棲一段發(fā)育顏色相對(duì)較深的生屑泥晶灰?guī)r、泥晶灰?guī)r以及泥灰?guī)r，頂部偶見(jiàn)薄層的燧石結(jié)核灰?guī)r，其原巖多為泥晶生屑灰?guī)r；棲二段整體為一個(gè)快速海侵—緩慢海退的過(guò)程，頂部為重要的灘（丘）建造［14-15］，可細(xì)分為棲二b 段與棲二a 段，其巖性組合相似，底部以泥晶灰?guī)r、泥灰?guī)r、生屑泥晶灰?guī)r為主，向上逐漸過(guò)渡為顏色相對(duì)較淺的泥晶生屑灰?guī)r、亮晶生屑灰?guī)r，中上部常見(jiàn)云質(zhì)灰?guī)r、白云巖。棲霞組沉積末期，海平面下降，導(dǎo)致棲二段灘（丘）大面積暴露，遭受大氣淡水淋濾溶蝕［16］，沉積物接受了較長(zhǎng)時(shí)間的早成巖期巖溶改造［17］。茅口組底部為平行不整合面，隨著海平面的上升，其上沉積了一套典型泥灰?guī)r—灰?guī)r（也稱(chēng)之為眼球、眼皮狀灰?guī)r）韻律互層［18-19］。

2 層序界面特征及劃分方案

2.1 層序界面特征

基于鉆井剖面的自然伽馬和成像測(cè)井資料，結(jié)合巖心、巖屑的宏、微觀特征，在四川盆地威遠(yuǎn)—高石梯地區(qū)二疊系棲霞階自下而上識(shí)別出梁山組底界面（Ⅰ型）、棲一段頂界面（Ⅱ型）、棲二b 段頂界面（Ⅱ型）和棲霞組頂界面（Ⅰ型）等4 個(gè)三級(jí)層序界面。

關(guān)于梁山組與棲霞組的界線，已有研究揭示其并非三級(jí)層序界面，在露頭上可見(jiàn)梁山組至棲霞組為連續(xù)沉積，由碎屑濱岸砂泥巖沉積逐漸過(guò)渡為海相臺(tái)地碳酸鹽巖沉積［20-21］。四川盆地梁山組的分布具有“范圍廣，厚度小”的特征，沉積物主要以相對(duì)低能的濱岸、沼澤沉積為主［22］，二疊系沉積前的準(zhǔn)平原化夷平作用，使得河流等強(qiáng)動(dòng)力水流體系不具備大規(guī)模發(fā)育的背景，這就意味著物源的輸入能力不大，且研究區(qū)距物源較遠(yuǎn)，因此梁山組不具備等時(shí)沉積的條件，據(jù)此認(rèn)為梁山組與棲霞組的界面不是三級(jí)層序界面。

2.1.1 梁山組底界面（Ⅰ型）

研究區(qū)二疊系棲霞階梁山組與下伏地層接觸面為加里東—海西構(gòu)造旋回形成的不整合面，下伏地層在全盆均存在不同程度的侵蝕，是典型的Ⅰ型層序界面［13］。區(qū)內(nèi)該界面之下地層巖性包括寒武系白云巖、奧陶系灰?guī)r或頁(yè)巖、志留系頁(yè)巖；界面之上為梁山組，巖性以泥巖為主，局部地區(qū)發(fā)育薄層的粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖（圖2）。由于下伏地層剝蝕程度的差異，區(qū)內(nèi)梁山組與下伏地層的巖性差異較大，相應(yīng)的GR曲線形態(tài)、成像測(cè)井圖像表現(xiàn)出多種組合類(lèi)型。界面之下泥頁(yè)巖富含放射性元素Th，K和U，GR曲線往往呈鋸齒狀高值，灰?guī)r和白云巖由于黏土和有機(jī)質(zhì)含量均較低，GR曲線多為鋸齒狀或箱狀低值（圖3）；成像測(cè)井顯示頁(yè)巖電阻率很低，為暗色薄層條帶狀，白云巖與灰?guī)r電阻率較高，呈亮色中—厚層狀（圖4）。界面之上的泥巖、粉砂質(zhì)泥巖對(duì)應(yīng)的GR曲線往往表現(xiàn)為鋸齒狀高值；成像測(cè)井顯示泥巖電阻率較低，為暗色薄層條帶狀，粉砂質(zhì)泥巖電阻率較高，呈亮色條帶狀。當(dāng)下伏地層為志留系或奧陶系泥頁(yè)巖時(shí)常不易區(qū)分該界面。

圖2 四川盆地威遠(yuǎn)—高石梯地區(qū)二疊系棲霞階層序界面上、下巖性特征Fig.2 Lithologic characteristics of the upper and lower sequence boundaries of Permian Qixia Stage in Weiyuan-Goshiti area，Sichuan Basin

圖3 四川盆地威遠(yuǎn)—高石梯地區(qū)二疊系棲霞階三級(jí)層序界面巖電響應(yīng)特征Fig.3 Rock electrical response characteristics of the third-order sequence boundary of Permian Qixia Stage in Weiyuan-Goshiti area，Sichuan Basin

圖4 四川盆地威遠(yuǎn)—高石梯地區(qū)二疊系棲霞階層序界面成像測(cè)井響應(yīng)特征Fig.4 Imaging logging response characteristics of the third-order sequence boundary of Permian Qixia Stage in Weiyuan-Goshiti area，Sichuan Basin

2.1.2 棲一段頂界面（Ⅱ型）

研究區(qū)棲一段頂部普遍發(fā)生了短期暴露，可見(jiàn)明顯的薄風(fēng)化層和巖溶現(xiàn)象［20］，界面上、下巖性變化明顯，界面之下巖性為泥晶生屑灰?guī)r、亮晶生屑灰?guī)r等，可見(jiàn)較完整的有孔蟲(chóng)、棘皮類(lèi)等生屑顆粒，以亮晶充填為主，表現(xiàn)為中高能沉積；界面之上水體能量降低，沉積物普遍為泥灰?guī)r、泥晶灰?guī)r、生屑泥晶灰?guī)r等，鏡下可見(jiàn)以灰泥充填為主，表現(xiàn)為浪基面之下的低能沉積。該界面在巖心和露頭上較難區(qū)分，但在測(cè)井資料上特征清晰，為典型的Ⅱ型層序界面。界面之下GR曲線特征整體對(duì)應(yīng)平緩低值，且達(dá)到棲一段最低值，成像測(cè)井圖像上，泥晶生屑灰?guī)r和亮晶生屑灰?guī)r均表現(xiàn)為電阻率高，呈亮色中—厚層狀；界面之上GR曲線呈鐘形，界面處數(shù)值明顯升高，并迅速達(dá)到棲二b 段底部最大值，成像測(cè)井圖像上，泥晶灰?guī)r和泥灰?guī)r電阻率均較高，呈現(xiàn)出暗色薄—中層狀，生屑泥晶灰?guī)r由于泥質(zhì)含量的不同，導(dǎo)致電阻率存在差異，表現(xiàn)為亮、暗色薄層狀互層。

2.1.3 棲二b 段頂界面（Ⅱ型）

棲二b 段頂界面在露頭上較難識(shí)別，但研究區(qū)內(nèi)該界面附近巖性變化明顯，界面之下巖性主要為淺色中—厚層狀亮晶生屑灰?guī)r，鏡下可見(jiàn)有孔蟲(chóng)、棘皮、腕足類(lèi)等生屑顆粒，破碎程度較高，主要粒徑為0.5～5.0 mm，顆粒邊緣以亮晶膠結(jié)為主，向外側(cè)泥晶含量增大，表現(xiàn)為泥晶和亮晶共存的“非典型”顆粒巖特征［23］；界面之上巖性主要為生屑泥晶灰?guī)r，以泥質(zhì)充填為主，可見(jiàn)棘皮、雙殼類(lèi)生屑顆粒，呈漂浮狀分布，粒徑明顯減小，主要粒徑為0.1～0.2 mm，據(jù)此推斷界面之上水體加深，以低能的灰泥沉積為主，代表了一次相對(duì)短暫的海侵作用，為典型的Ⅱ型層序界面。界面之下GR曲線特征整體為平緩低值，局部為鋸齒狀或指狀較高值；成像測(cè)井圖像上，亮晶生屑灰?guī)r表現(xiàn)為亮色中—厚層狀，白云巖或云質(zhì)亮晶生屑灰?guī)r由于儲(chǔ)層氣侵的影響，表現(xiàn)為暗、亮色薄—中層狀互層，且伴隨著自然伽馬（GR）、聲波（AC）、密度（DEN）測(cè)井等孔隙度曲線跳動(dòng)和深、淺雙側(cè)向（Rt和Rxo）曲線明顯分離。界面之上地層GR曲線為箱狀或鐘形高值，在成像測(cè)井圖像上，生屑泥晶灰?guī)r表現(xiàn)為亮色薄—中層狀?yuàn)A暗色條帶。

2.1.4 棲霞組頂界面（Ⅰ型）

研究區(qū)棲二段整體為一個(gè)“緩慢海退”的格局，海退持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，頂部地層沉積厚度大，沉積末期經(jīng)歷了一次大范圍、相對(duì)長(zhǎng)時(shí)間的暴露，棲霞組頂界面為平行不整合面，界面上、下巖石類(lèi)型組合發(fā)生明顯變化［16］，為典型的Ⅰ型層序界面。界面之下巖性主要為淺色中—厚層狀泥晶生屑灰?guī)r、亮晶生屑灰?guī)r，鏡下可見(jiàn)有孔蟲(chóng)、棘皮類(lèi)、藻類(lèi)等，泥晶和亮晶共存，且亮晶膠結(jié)具較強(qiáng)的非均質(zhì)性；界面之上茅口組底部由黏土含量相對(duì)較高和富含有機(jī)質(zhì)的泥灰?guī)r—灰?guī)r韻律互層組成，形成了一個(gè)界面特征明顯的巖性轉(zhuǎn)換面。該區(qū)家46 井巖心揭示該界面之下發(fā)生垂向巖溶，巖溶影響深度大多小于1 m，且?guī)r溶通道發(fā)生白云巖化，而基巖基本不發(fā)生云化。界面之下GR曲線整體為平緩低值，局部為鋸齒狀或箱狀低值，成像測(cè)井圖像上，泥晶生屑灰?guī)r、亮晶生屑灰?guī)r電阻率均較高，表現(xiàn)為亮色中—厚層狀；界面之上GR曲線表現(xiàn)為漏斗狀或鋸齒狀高值，成像測(cè)井圖像上，泥晶灰?guī)r（眼球）電阻率較高，表現(xiàn)為亮斑狀，泥灰?guī)r（眼皮）電阻率較低，表現(xiàn)為暗色環(huán)帶狀，且圍繞著泥晶灰?guī)r分布。

2.2 層序劃分方案

有關(guān)四川盆地棲霞階層序劃分的問(wèn)題，一直存在不同觀點(diǎn)，目前主要存在3 種不同劃分方案［24-29］（圖5）。本次研究揭示在康滇古陸前緣凹陷、德陽(yáng)—綿陽(yáng)凹陷等二疊系沉積前的盆內(nèi)深坳區(qū)SQ1 層序之下發(fā)育了一套屬于梁山組+棲一段的地層，并將其劃分為SQ0 層序。目前層序劃分方案的差異主要在于棲霞階劃分三級(jí)層序個(gè)數(shù)、梁山組是否參與棲霞組層序劃分以及劃分為哪種體系域、盆內(nèi)凹陷區(qū)層序如何劃分等方面。

圖5 四川盆地威遠(yuǎn)—高石梯地區(qū)二疊系棲霞階層序劃分方案Fig.5 Classification scheme of sequences of Permian Qixia Stage in Weiyuan-Goshiti area，Sichuan Basin

綜合對(duì)比全盆棲霞階層序劃分方案發(fā)現(xiàn)：①在研究區(qū)選取方面，學(xué)者們的層序劃分研究區(qū)大多集中在盆地或川西臺(tái)緣帶，對(duì)臺(tái)內(nèi)地區(qū)的精細(xì)刻畫(huà)不足；②梁山組歸屬問(wèn)題上存在爭(zhēng)議，且對(duì)梁山組至棲霞組沉積過(guò)程的認(rèn)識(shí)尚未統(tǒng)一；③針對(duì)盆內(nèi)凹陷區(qū)層序地層的研究較少，目前層序劃分方案仍然存在一定的差異。

此次研究利用巖心、巖屑、GR測(cè)井以及成像測(cè)井等資料，在識(shí)別棲霞階三級(jí)層序界面特征的基礎(chǔ)上，根據(jù)GR曲線旋回特征，結(jié)合已有研究成果，應(yīng)用鉆測(cè)井資料的層序地層學(xué)分析理論和方法，劃分出3 個(gè)三級(jí)層序，該方案與巖石地層單位的大致對(duì)應(yīng)關(guān)系為：SQ1 對(duì)應(yīng)梁山組+棲一段，SQ2 對(duì)應(yīng)棲二段b 段，SQ3 對(duì)應(yīng)棲二段a 段（圖6）。研究區(qū)內(nèi)棲霞階沉積時(shí)長(zhǎng)大約為5 Ma，按Vail 的層序周期劃分標(biāo)準(zhǔn)［30］，三級(jí)層序?qū)?yīng)的周期為0.5～3.0 Ma，因此，將梁山組+棲霞組作為整體劃分為3 個(gè)三級(jí)層序也是恰當(dāng)?shù)摹?/p>

圖6 四川盆地威遠(yuǎn)—高石梯地區(qū)高石18 井二疊系棲霞階層序地層綜合柱狀圖Fig.6 Comprehensive column of sequence stratigraphy of Permian Qixia Stage of well Gaoshi 18 in Weiyuan-Goshiti area，Sichuan Basin

3 層序格架及充填規(guī)律

依據(jù)四川盆地威遠(yuǎn)—高石梯地區(qū)二疊系棲霞階層序劃分方案，選取區(qū)內(nèi)典型井進(jìn)行層序地層橫向?qū)Ρ?，建立層序格架，并結(jié)合層序平面分布，明確層序充填規(guī)律。

3.1 層序格架

以SQ1頂界面作為等時(shí)界面進(jìn)行層拉平，選取近北西—南東向和北東—南西向2 條層序地層剖面進(jìn)行橫向?qū)Ρ?，以展示研究區(qū)棲霞階層序充填特征。結(jié)果顯示，在北西—南東方向上，SQ1 層序呈現(xiàn)厚薄相間的變化特點(diǎn)；從資陽(yáng)1 井、高石32 井區(qū)向高石26 井、永頁(yè)1 井區(qū)（北西—南東向）地層呈逐漸減薄的變化趨勢(shì)；尤其體現(xiàn)在下部的海侵體系域（TST）和梁山組，表現(xiàn)為向安岳以南、永川以南地區(qū)逐漸超覆的特征，且梁山組在海侵期穿時(shí)現(xiàn)象明顯，由SQ1 的海侵體系域（TST）穿時(shí)到高位體系域（HST）（圖7）。榮縣—威遠(yuǎn)—安岳—潼南地區(qū)（南西—北東向）SQ1地層也展現(xiàn)出逐漸超覆的特征，但超覆程度較北西—南東向剖面低，梁山組亦表現(xiàn)出明顯的穿時(shí)特征（圖8）。總的來(lái)說(shuō)，SQ1 整體厚度較小且分異明顯，厚度小的區(qū)域只發(fā)育海侵體系域沉積。

圖7 四川盆地威遠(yuǎn)—高石梯地區(qū)北西—南東向二疊系棲霞階層序地層連井剖面對(duì)比Fig.7 Well-tie profile correlation of stratigraphic sequence of Permian Qixia Stage along NW-SE in Weiyuan-Gaoshiti area，Sichuan Basin

圖8 四川盆地威遠(yuǎn)—高石梯地區(qū)南西—北東二疊系棲霞階層序地層連井剖面對(duì)比Fig.8 Well-tie profile correlation of stratigraphic sequence of Permian Qixia Stage along SW-NE in Weiyuan-Gaoshiti area，Sichuan Basin

研究區(qū)SQ2 整體厚度較大，橫向上變化較小，在北西—南東向剖面上，資陽(yáng)1、包20、高石32 和螺3 井區(qū)地層厚度均較大，南西—北東向剖面上威寒103、資檢1 和高石18 井區(qū)地層厚度均較大，其余井區(qū)地層相對(duì)較薄。從縱向上來(lái)看，SQ2 在SQ1沉積厚度大的區(qū)域或厚薄過(guò)渡區(qū)總體表現(xiàn)出快速海侵、緩慢海退的特征。SQ3 頂部受到一定地削蝕作用，但對(duì)地層厚薄分布影響較小，總體來(lái)看SQ3橫向分布趨勢(shì)與SQ2 具有一定繼承性，橫向上厚度變化較小，僅在高石26 井區(qū)厚度明顯減小。

3.2 層序平面分布

在單井和連井層序劃分對(duì)比的基礎(chǔ)上，根據(jù)研究區(qū)內(nèi)70 多口井棲霞階層序厚度數(shù)據(jù)，采用內(nèi)插法和相帶約束法分別編制SQ1，SQ2 和SQ3 厚度等值線圖（圖9），以展示研究區(qū)層序平面分布。此次研究為了更好地展現(xiàn)棲霞階沉積前古地貌和層序地層厚度演化趨勢(shì)，用暖色調(diào)代表SQ1 厚度小的區(qū)域和SQ2，SQ3 厚度大的區(qū)域。

研究區(qū)SQ1 厚度總體上表現(xiàn)為北東—南西向分異的厚薄相間分布趨勢(shì)，整體厚度為10～26 m，其中西北緣、西南緣以及東部局部地區(qū)沉積較厚地層，往西部、南部以及中部等地區(qū)逐漸減?。▓D9a）。SQ2 沉積厚度相對(duì)較大，整體厚度為38～58 m；中部、西南緣等局部地區(qū)厚度小，普遍為40 m 左右；威遠(yuǎn)—資陽(yáng)—安岳—潼南和觀音場(chǎng)—自流井—富順—隆昌2 個(gè)條帶為沉積厚度大的區(qū)域；威寒103、資陽(yáng)1、高石21 以及瓦4 等井區(qū)沉積厚度較大，普遍大于56 m（圖9b）。SQ3 厚度平面分布與SQ2 相似，整體厚度為30～54 m；中部厚度小，普遍為32 m 左右；資陽(yáng)、威遠(yuǎn)—自貢、大足—隆昌—永川等3 個(gè)地區(qū)的沉積厚度大；瓦4、孔17、孔27 以及螺觀1 等井區(qū)沉積厚度較大，普遍大于50 m（圖9c）。

圖9 四川盆地威遠(yuǎn)—高石梯地區(qū)二疊系棲霞階層序厚度分布Fig.9 Sequence thickness contour of Permian Qixia Stage in Weiyuan-Goshiti area，Sichuan Basin

3.3 層序充填規(guī)律

通過(guò)分析棲霞階層序格架及平面分布，發(fā)現(xiàn)SQ1 層序具有逐漸向上超覆的特征，表現(xiàn)為不同的沉積地貌單元接受沉積的時(shí)間不同，低地較高地沉積早，沉積時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)致低處沉積較厚，高處沉積較薄，據(jù)此認(rèn)為沉積較薄的地區(qū)為相對(duì)古地貌高地，沉積較厚的地區(qū)為相對(duì)古地貌低地（圖10）。因此，認(rèn)為全區(qū)棲霞階沉積前古地貌總體上表現(xiàn)為北東—南西向分異的隆凹相間分布。SQ2 沉積初期，研究區(qū)仍為地貌起伏狀態(tài)，SQ1 之上廣泛發(fā)育一套較薄的海侵體系域沉積；沉積中后期，海平面頻繁升降，在高位體系域發(fā)育高頻旋回，旋回初期高地由于更接近正常浪基面而優(yōu)先沉積，可容空間充足，有利于丘灘復(fù)合體生長(zhǎng)，且以縱向加積為主；高頻旋回晚期，由于海平面下降和丘灘復(fù)合體快速建造，可容空間變小，丘灘復(fù)合體不斷發(fā)生側(cè)向遷移，使得SQ2 在沉積期地貌高地和坡折帶沉積相對(duì)較厚。SQ3 整體繼承了SQ2 的層序充填特征，在沉積期地貌高地優(yōu)先沉積且不斷發(fā)生側(cè)向遷移。

圖10 四川盆地威遠(yuǎn)—高石梯地區(qū)二疊系棲霞階層序充填規(guī)律示意圖Fig.10 Diagram of sequence filling pattern of Permian Qixia Stage in Weiyuan-Goshiti area，Sichuan Basin

綜上所述，棲霞階底部地層（SQ1）穿時(shí)現(xiàn)象明顯，具有向沉積前古地貌高地超覆的特征，中上部地層（SQ2和SQ3）由沉積期地貌高地不斷向低地遷移，呈現(xiàn)“底超、中上部遷移”的地層充填規(guī)律，形成了威遠(yuǎn)—高石梯地區(qū)棲霞階地層隆凹相間的分布格局。

4 有利儲(chǔ)層的控制因素及分布

4.1 相控作用

許多學(xué)者曾對(duì)四川盆地下二疊統(tǒng)棲霞組沉積相做過(guò)大量的研究［13，31-32］，對(duì)于臺(tái)內(nèi)的沉積環(huán)境，較多研究者認(rèn)為早二疊世棲霞期的古海洋環(huán)境總體可能受限［33-35］，能量普遍不高，露頭上發(fā)育微生物灰泥丘［36］，鏡下可見(jiàn)微生物黏結(jié)球粒、似球粒、生物碎屑等。結(jié)合區(qū)內(nèi)沉積特征，此次研究識(shí)別出的棲霞階沉積相類(lèi)型主要為丘灘復(fù)合體、半局限海、臺(tái)內(nèi)洼地和碎屑濱岸。

棲霞階沉積初期經(jīng)歷了一次較大范圍的海侵過(guò)程，SQ1 中下部以碎屑濱岸、半局限海沉積為主，上部發(fā)育較少的丘灘復(fù)合體，整體以泥巖、泥晶灰?guī)r等低能巖性為主。棲霞階沉積中后期，受短期快速海侵影響，SQ2 和SQ3 海侵體系域以薄層的泥灰?guī)r、泥晶灰?guī)r、生屑泥晶灰?guī)r沉積為主，巖石較為致密，表現(xiàn)為水體較深的臺(tái)內(nèi)洼地或半局限海沉積，偶見(jiàn)丘灘復(fù)合體沉積，多為非儲(chǔ)層；在高位體系域平均海平面相對(duì)穩(wěn)定，古地貌高地和坡折帶為高能沉積環(huán)境，發(fā)育厚度大、橫向上具連續(xù)性規(guī)模分布的丘灘復(fù)合體，其原始孔隙較發(fā)育［37］，為后期的成巖改造奠定了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)（圖11）。

圖11 四川盆地威遠(yuǎn)—高石梯地區(qū)資1—瓦4 井二疊系棲霞階沉積相連井剖面對(duì)比Fig.11 Well-tie profile correlation of sedimentary facies of Permian Qixia stage across well Zi 1 to well Wa 4 in Weiyuan-Goshiti area，Sichuan Basin

4.2 巖溶作用

早期研究認(rèn)為四川盆地二疊系棲霞組沉積末期經(jīng)歷了一次較大面積的抬升暴露［16］，頂部具有明顯的暴露不整合面，發(fā)育區(qū)域性的早成巖期巖溶作用［17］，但未對(duì)內(nèi)幕的高頻暴露引起重視。此次研究發(fā)現(xiàn)棲霞組內(nèi)幕高位體系域發(fā)育早期高頻旋回暴露，巖心上可見(jiàn)明顯暴露面（圖12）。該暴露面之上為黃褐色紋層狀泥質(zhì)風(fēng)化層，厚度為2～3 cm，風(fēng)化層之上為下一個(gè)高頻旋回初始海侵沉積，暗色泥質(zhì)夾淺色碳酸鹽巖碎屑沉積物沿層面分布，鏡下可見(jiàn)黑色泥質(zhì)充填物包裹生屑顆粒，推測(cè)與初始海侵?jǐn)噭?dòng)前期沉積物有關(guān)，表現(xiàn)為相對(duì)深水沉積物覆蓋于暴露面之上；暴露面之下為中—厚層亮晶生屑灰?guī)r。在這些高頻暴露面之下，發(fā)育大量早期高頻暴露溶蝕形成的巖溶系統(tǒng)，巖心宏、微觀上可見(jiàn)垂向溶溝、網(wǎng)狀溶溝、小型溶蝕孔洞等。成像測(cè)井圖像上也能識(shí)別出受早期巖溶改造形成的暗色斑塊，顯示溶蝕孔洞較發(fā)育［38］，對(duì)儲(chǔ)層起到建設(shè)性作用。這種向上變淺高頻暴露旋回頂部的水體通常能量較高，丘灘復(fù)合體原始孔隙發(fā)育較好，為早期淡水溶蝕提供了流體通道，逐漸形成相控巖溶系統(tǒng)，溶溝或斑狀溶洞充填物多發(fā)生白云巖化形成抗壓溶格架，保存了原有孔隙結(jié)構(gòu)，發(fā)育晶間溶孔等，從而形成現(xiàn)今的巖溶型白云巖薄儲(chǔ)集層。

圖12 四川盆地威遠(yuǎn)—高石梯地區(qū)二疊系棲霞組成巖作用微觀特征Fig.12 Microscopic characteristics of diagenesis of Permian Qixia Stage in Weiyuan-Gaoshiti area，Sichuan Basin

4.3 有利儲(chǔ)層分布

通過(guò)對(duì)研究區(qū)棲霞階層序充填規(guī)律以及對(duì)沉積、巖溶作用的影響分析發(fā)現(xiàn)，棲霞階高位體系域沉積時(shí)期，白云巖儲(chǔ)層具有顯著的相控性，相對(duì)高能的丘灘復(fù)合體是白云巖儲(chǔ)層形成的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，暴露期間接受早期巖溶作用形成相控型巖溶系統(tǒng)，疊加白云巖化后有利于儲(chǔ)層保存。依照優(yōu)勢(shì)儲(chǔ)集相帶疊合古地貌單元的研究思路，結(jié)合白云質(zhì)巖類(lèi)厚度分布，對(duì)威遠(yuǎn)—高石梯地區(qū)棲霞階有利儲(chǔ)集區(qū)帶進(jìn)行預(yù)測(cè)，認(rèn)為資陽(yáng)、自貢、隆昌和環(huán)內(nèi)江一帶等地區(qū)為有利儲(chǔ)集區(qū)帶（圖13）。四川盆地下二疊統(tǒng)棲霞組早期的勘探思路總體是尋找構(gòu)造控制的縫洞型油氣藏，主要集中在構(gòu)造高點(diǎn)，而此次研究結(jié)果表明威遠(yuǎn)—高石梯地區(qū)發(fā)育優(yōu)質(zhì)白云巖薄儲(chǔ)層，橫向連續(xù)分布，棲霞期坡折帶和高地具備規(guī)模成儲(chǔ)的條件，為下一步白云巖巖性油氣藏勘探的重點(diǎn)區(qū)域。

圖13 四川盆地威遠(yuǎn)—高石梯地區(qū)二疊系棲霞階有利儲(chǔ)集區(qū)帶分布Fig.13 Distribution of favorable reservoir belt of Permian Qixia Stage in Weiyuan-Goshiti area，Sichuan Basin

5 結(jié)論

（1）在四川盆地威遠(yuǎn)—高石梯地區(qū)二疊系棲霞階識(shí)別出2 個(gè)Ⅰ型層序界面（梁山組底界面和棲霞組頂界面），2 個(gè)Ⅱ型層序界面（棲一段頂界面和棲二b 段頂界面），據(jù)此將棲霞階劃分為SQ1—SQ3，分別對(duì)應(yīng)梁山組+棲一段、棲二b 段、棲二a 段，充實(shí)了原有層序劃分方案。

（2）四川盆地棲霞階底部地層（SQ1）穿時(shí)現(xiàn)象明顯，具有向沉積前古地貌高地超覆的特征，中上部地層（SQ2，SQ3）由沉積期地貌高地不斷向低地遷移，呈現(xiàn)出“底超、中上部遷移”的層序充填規(guī)律，形成了威遠(yuǎn)—高石梯地區(qū)棲霞階地層隆凹相間的分布格局。

（3）SQ2和SQ3高位體系域白云巖儲(chǔ)層為相控型儲(chǔ)層，古地貌高地和坡折帶發(fā)育相對(duì)高能的丘灘復(fù)合體，沉積厚度大、橫向連續(xù)性較好，奠定了儲(chǔ)層發(fā)育的物質(zhì)基礎(chǔ)；高位體系域存在早期高頻暴露巖溶，暴露期間接受早期巖溶形成相控型巖溶系統(tǒng)，繼而疊加白云巖化形成抗壓溶格架，儲(chǔ)集性能較好。

（4）明確研究區(qū)棲霞階層序劃分，并認(rèn)為沉積相和巖溶作用控制儲(chǔ)層的發(fā)育及展布，預(yù)測(cè)四川盆地資陽(yáng)、自貢、隆昌和環(huán)內(nèi)江一帶等區(qū)域?yàn)橛欣膬?chǔ)集區(qū)。