川西南地区上三叠统须家河组沉积相特征

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 。
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 。
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地质与勘探 天 然 气 工 业 2008 年 2 月
川西南地区上三叠统须家河组沉积相特征 3
李熙喆1 张满郎1 谢武仁1 李晓革2 盛日正2
(1. 中国石油勘探开发研究院廊坊分院 2. 中国地质大学 ·北京)
李熙喆等. 川西南地区上三叠统须家河组沉积相特征. 天然气工业 ,2008 ,28 (2) :54257. 摘 要 层序地层划分对比及有利沉积相带研究 ,对川西南地区油气勘探开发具有重要意义 。为此 ,通过岩 心 、地震及测井等资料的综合研究 ,认为该地区上三叠统须家河组地层可划分为 4 个三级层序 、12 个体系域 ,发育 海湾 、湖泊 、辫状河三角洲和正常三角洲这 4 种沉积相类型及 20 余种沉积微相 ,有利储集砂体为三角洲 (水下) 分 流河道及河口坝砂体 。沉积砂体分布既有继承性 ,又有分异性 ,并随不同时期主物源的变化而发生迁移 ,砂体发育 情况主要受构造 、物源供给 、古地貌等因素的控制 。 主题词 四川盆地 西南 晚三叠世 层序地层 体系域 三角洲 沉积相 控制因素
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 。
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第 28 卷第 2 期 天 然 气 工 业 地质与勘探
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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 。
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
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 。
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
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 。
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