0 引言

川中地区是四川盆地的重要产气区，主要产层为海相碳酸盐岩，储集层的发育受乐山—龙女寺古隆起的控制。其中，寒武系龙王庙组发育颗粒滩白云岩储集层。2012年9月，磨溪8井获高产气流^[1]，揭示了其良好的油气勘探前景。

颗粒滩相储集层属于沉积型碳酸盐岩，主要受古地理环境和沉积作用控制。前人对其发育条件、有利区分布特征等有着较为系统、清晰的认识^[2-3]。

龙王庙组白云岩颗粒滩主要发育在台隆区相对高部位，受海平面变化和古地貌的双重控制。依据钻井、露头、岩心和薄片等资料，认为古构造控制白云岩滩体分布，海平面的变化控制滩体发育期次^[4-5]。这种认识对于气藏宏观方面的研究具有指导意义，但是由于沉积等时性证据的匮乏，以岩性分层为主导的研究一般会导致海平面升降、空间分布的认识简单化，不利于勘探区带目标优选、气藏精细评价。为了改变这种局面，必须借助地震地层学的研究方法和手段。

地震地层学是以地震资料为基础，进行地层划分对比、沉积环境分析、岩相岩性预测的地层学分支学科^[6]。地震地层学理论依据是：地震反射同相轴基本上代表沉积等时面，而非岩性界面的反映。地震地层学可以克服空间采样资料严重不足而造成的井间对比的不确定性，对于认识等时沉积面在空间上的横向变化具有十分重要的作用^[7-9]。因此，本文利用地震及钻井资料，开展地震地层学解释，分析高石梯—磨溪地区寒武系颗粒滩白云岩优质储集层展布规律，以期进一步提高龙王庙组白云岩储集层的研究精度，指导气田勘探开发。

1 区域地质背景 1.1 构造地质背景

前人研究^[10-12]认为：乐山—龙女寺古隆起是震旦纪以来长期持续发育的继承性古隆起，即晚震旦世灯影组沉积期—寒武纪形成雏形，奥陶纪继承发展，志留纪末基本定型。震旦纪末的桐湾运动导致地壳隆升，四川盆地古地形趋势为西北隆、中部高、东南低。后经下寒武统筇竹寺组(包括麦地坪组)和沧浪铺组陆棚碎屑岩填平补齐后，古地貌趋于平缓。四川盆地寒武系底界与震旦系灯影组为假整合接触，顶界与奥陶系为假整合(西部)或整合(中、东部)接触。加里东期主要发生三次构造事件，即郁南事件、都匀事件和广西事件。寒武纪末的郁南运动使乐山—龙女寺古隆起震旦系、寒武系隆升，并遭受风化剥蚀和溶蚀作用，造成四川盆地西部寒武系不同程度缺失，而东部寒武系则比较齐全，基本上没有遭受剥蚀，并与上覆奥陶系呈整合接触；奥陶纪末的都匀事件造成志留系与奥陶系之间的不整合接触。前两次事件抬升剥蚀时间相对较短，剥蚀量不大，对油气成藏影响较小。最后一期构造事件——广西事件自中志留世末开始，导致四川盆地抬升、剥蚀，到石炭、二叠纪才再次沉降、接受沉积，持续时间长达120 Ma，不整合面上、下地层缺失多。

1.2 沉积背景

受早寒武世区域拉张构造环境的影响，基底断裂复活，断裂下降盘演化成为台内坳陷，而上升盘成为台隆区。因此，在龙王庙组颗粒滩白云岩储层开始沉积时，四川盆地总体表现为向东倾斜的隆坳相间的古地理格局^[10-12]，这种古地理背景对随后地层的发育和展布具有控制作用。

根据四川盆地整体、川中地区和威远地区寒武纪地层层序的研究^[13-15]，认为寒武纪可划分为两个半三级层序级别的海侵—海退旋回。最大海侵发生在早寒武世筇竹寺组沉积期，形成了一套巨厚的浅海陆棚相泥质烃源岩；随后发生大规模的海退，形成了沧浪铺组滨岸相和三角洲相碎屑沉积，发育障壁砂坝、分流河道、河口坝等潜在的砂岩储层；在早寒武世晚期发生第二次海侵，形成了龙王庙组局限台地相、开阔台地相沉积，发育台内鲕滩、砂屑滩等碳酸盐岩储层；中寒武世发生第二次海退，形成了高台组局限台地相沉积，砂泥坪、混合坪扩大，储层不甚发育；中、晚寒武世发生第三次海侵，形成了洗象池群局限台地相沉积，与龙王庙组类似，为一个重要的砂砾屑滩、鲕滩等碳酸盐岩储层发育期。

龙王庙组总体属于一个三级层序，包括海侵至海退的完整旋回。海侵期水体较深，以细粒沉积为主；海退期水体变浅，滩体发育。其中，龙王庙组高水位域大致经历了四期的次一级海平面变化，每一期相当于一个四级旋回，使龙王庙组纵向上发育了多期滩体。

1.3 古地貌分析

龙王庙组颗粒滩相白云岩为浅水台内滩沉积，储集层受海底古地貌高地控制^[2-3]。因此，对于颗粒滩等沉积型碳酸盐岩储集层，古地貌研究非常重要^[16-17]。

四川盆地川中高石梯—磨溪地区寒武系内部各群、组间基本为连续沉积^[10-12]。虽然郁南事件、广西事件对寒武系发育有影响，但都属于整体抬升剥蚀，现今的寒武系基本保留了原始沉积时的关系。因此，龙王庙组底界—奥陶系底界(下称研究目的层)残余时间厚度图(图 1)能够近似反映当时的沉积古地貌。

从图 1中可以看出，古地貌西北高、东南低。西部(红色区域)是寒武系部分遭受剥蚀的区域，而向东寒武系基本保存完整。同时，可见三个明显的区间，即红色、绿色和紫色范围，分别代表时间厚度主体为40~50ms、70~80ms和100~110ms，表明研究区存在时间厚度的突变带，研究目的层开始沉积时存在古地貌的陡坎带。残余厚度的细节变化对研究目的层的沉积环境及优质储集层的发育都具有十分重要的意义。

2 寒武系地震地层学解释 2.1 层序的识别和划分

在寒武系龙王庙组底界之上，在每一个古地形的隆起部位，都可见由一个波峰反射和一个波谷反射组成的反射波组上超于该隆起(图 2)。研究目的层一共出现这样的四组反射波组，每一组反射波组的上超位置都与时间厚度突变带相对应(图 1)，即出现在古地貌的陡坎带附近。同时，古地貌高与地震反射波组的上超边界有着良好的对应关系。

需要说明的是，图 2中第1和第4个(从左向右数)上超处厚度差异较小，由于成图精度不够，图 1未能清楚反映。相对地震剖面而言，厚度图表现细节的能力尚有不足，只是揭示了反映厚度差异大的第2和第3个上超处的陡坎带。

Vail等^[18]主要关心海岸上超的相对海平面意义，认为这些向陆终止反射层是近海沉积作用向陆边界的证据，代表着在低坡度的侵蚀海岸平原上地表沉积物或浅海—潮上碳酸盐岩沉积物的上超。由于坡度低，上超终止点可能高出平均海平面数米，但仍可近似视为海平面的位置。

将识别出的四组上超于古地貌高的反射波组划分为四个地震沉积层序，同一个波峰/波谷反射代表同一期海平面条件下沉积的时间地层，而不同上超反射波组之间整合接触，表示各波组反映的是不同时期海平面条件下时间地层的连续沉积。

2.2 单井海平面升降变化旋回划分

研究区内宝龙1井揭示的目的层沉积层序比较完整(图 3)。

宝龙1井龙王庙组底部自然伽马值约为55API，录井及测井解释表明主要岩性为灰色白云岩，构成了海侵体系域。龙王庙组中上部地层自然伽马值迅速降低为15 API左右，曲线呈平直箱状，为灰色鮞状白云岩和砂屑云岩，构成了第一期高位域和海退体系域。

进入高台组后，自然伽马曲线呈齿状，数值整体较高，可达40~70API(中位数)。岩性为深灰色泥质白云岩，并最终以一套深色页岩结束，为向上变细的正旋回，指示海水环境由浅变深，属于第二期海平面升降变化旋回的海侵体系域。

高台组顶部地层自然伽马值逐渐降低，由130API下降到40API，岩性逐渐变化为灰色砂质白云岩和灰色白云岩，为向上变粗的反旋回。指示海水深度由深变浅，构成了四级海平面下降旋回的高位域沉积。至此，第二个四级海平面升降变化旋回基本结束。

宝龙1井揭示的洗象池群厚度超过160m，共发育第三、第四个四级海平面升降变化旋回。第三个变化旋回始于洗象池群底界，止于4678m(自然伽马曲线尖峰处)。第四个变化旋回随即开始，直至奥陶系底界。

进入洗象池群后至4724m(自然伽马曲线第一个尖峰)，自然伽马值整体较高，曲线呈高频齿状，岩性从深灰色砂岩向上逐渐变化为灰色白云岩，反映出近岸条件下海平面的上升，构成四级海平面上升旋回的海侵体系域。4724~4678m，伽马曲线围绕中值线呈高频低幅度变化，显示岩性变化小。录井岩性为灰色白云岩，构成了四级海平面下降旋回的高位域沉积。至此，第三个四级海平面变化旋回基本结束。

从4678m至奥陶系底界，为一个四级旋回，自然伽马数值增高，变化幅度加大。岩性主要是深灰色白云质泥岩，反映出近岸条件下的海平面上升，构成了四级海平面上升旋回的海侵体系域，并终止于4633m(自然伽马曲线的尖峰处)。向上地层自然伽马曲线呈现中值下降的趋势，但尖峰较多，岩性演化为灰色白云岩，反映出近岸条件水体相对较深情况下的海平面下降旋回。至此，第四个四级海平面变化旋回基本结束。

利用上述方法，可以完成研究区内钻、测井海平面升降变化旋回划分(图 3)。

2.3 时间地层格架的建立

利用合成地震记录，可以将单井海平面升降变化旋回划分结果与井旁地震道进行对比、标定(图 4)。

宝龙1井的合成地震记录揭示，自然伽马的变化点基本上都对应于上超波组中波峰反射到波谷反射的过零点位置。这说明地震资料可以反映四级层序级别的海平面位置。每一个四级海平面升降旋回都对应着一组由一个波峰反射和一个波谷反射组成的上超反射波组，四期四级海平面变化旋回对应着四组上超波组。同时，波峰反射主要对应于海平面下降旋回，波谷反射主要对应于海平面上升旋回。

基于单井海平面升降旋回划分结果，可以选择典型联井地震测线进行地震沉积层序标定、对比与解释(图 5)。上覆于龙王庙组底界(沧浪铺组顶界，蓝色的地震拾取层位)之上的波峰反射(黑色)为龙王庙组白云岩地层。由此可见，龙王庙组底部具有一定规模的、较纯的颗粒白云岩并不是同时发育的，而是随着海平面的变化于不同时期沉积形成的，颗粒滩白云岩的发育主要受四期四级海平面变化中海退期的控制。

根据单井沉积层序划分结果，利用三维地震资料进行地震沉积层序对比。拾取每一组上超反射波组中波谷反射的峰值作为一期四级海平面变化旋回的结束(图 5中的红色拾取层位)，将上超发育位置作为海平面的发育位置，将上超反射终止位置作为海平面变化旋回的终止位置。依此可以对四个四期海平面升降变化旋回进行全区追踪和解释，从而建立时间—地层格架。

2.4 沉积相分析

Vail等^[18]认为海相上超反射包括海岸上超和海相深水上超两类，两种海相上超内部地震反射结构不同：海岸上超的地震反射结构主要以平行反射为主，属于浅海—潮上碳酸盐岩上超于侵蚀的海岸地层；而海相深水上超一般都表现出某种程度的上超充填，内部地震反射结构常常表现为杂乱、丘状、前积和(或)平行—发散类型。

目的层沉积层序地震反射结构为中—强振幅、似席状的中等连续的亚平行反射(图 3、图 5)，属于浅水海岸上超，反映了研究区从早寒武世晚期至寒武世末期处于宽阔而相对稳定的陆棚沉积环境。似席状的亚平行地震反射向西尖灭，因此西边为向陆的方向。研究区的上超地层主要为碳酸盐岩地层，可以推断属于浅海—潮上碳酸盐岩上超海岸地层，即在有一定起伏的海岸线的海岸附近直接发育海滩，因此可以确定目的层为浅海陆棚—台地相沉积环境。

海岸上超的地层中，是否在向盆地方向出现从陆相沉积相到浅海相的变化，或者是碳酸盐岩地层直接上超于大陆架之上，主要取决于海平面上升、盆地沉降与沉积速率之间的平衡关系^[18]。在有大量河流—三角洲沉积物补给的盆地中，在侵蚀海岸或高低起伏海岸，直接发育海滩并上超于海岸之上的现象是很少见的。而在本研究区，在向岸方向未发现陆源冲积的现象，说明陆源沉积物补给不足。由此可见，由于乐山—龙女寺古隆起为早寒武世沉积时期发育的古隆起，虽然盆地沉降引起海平面的相对上升，但由于古隆起的隆升速率大于沉积速率，导致在研究区的陆棚浅海沉积并没有充足的河流—三角洲沉积物补给，最终形成地震资料所示的碳酸盐岩地层直接上超于前寒武系之上。

3 颗粒滩白云岩优质储集层发育主控因素分析

在寒武纪，四川盆地川中地区属于乐山—龙女寺古隆起，发育缓坡古地貌，沉积环境为相对宽缓的局限台地。目前钻遇的龙王庙组白云岩属于沉积型储集层，其沉积期次受控于四级海平面变化。

海侵期海水深度快速增大，白云岩沉积主要为细粒沉积；在海退期，由于向陆方向水体较浅且水动力能量强，发育颗粒白云岩沉积；而在向海方向，由于水体变深和水动力能量的减弱，颗粒滩的发育明显变弱，直至发育细粒沉积。海侵、海退的交互作用，造成颗粒滩体在垂向上表现为多期叠置，并呈阶梯状向陆方向展布(图 6)。

如上所述，海退期近岸部位的水动力高能区控制了颗粒滩白云岩的分布，每一个海退期沉积形成的颗粒滩在平面上具有带状展布的特征。不同时期发育的颗粒滩体在纵向上呈阶梯状、平面上大面积相连。海平面升降变化旋回终止位置基本代表了海岸线大致位置，颗粒滩白云岩储集层主要沿海岸线近岸发育，因此四期四级海平面升降变化旋回终止位置平面图(图 7)可用于确定优质颗粒滩白云岩储集层的分布，高石梯—磨溪地区寒武系颗粒滩白云岩优质储集层主要受海平面变化和古地貌双重控制。

3.1 海平面变化控制颗粒滩白云岩优质储集层的展布范围

颗粒滩储集层主要发育在高频海退时期，其中优质储集层发育在时代较老的地层上(即与沧浪铺组直接接触)。这是由于该沉积部位水体较浅，滩体发育，同时，近岸波浪作用造成水动力较强。

在层序地层框架下，可利用地震属性和地层体切片技术等^[19-20]研究储层发育质量。颗粒滩白云岩储集层主要是在浅水滨岸环境中形成的，近岸水动力较强，颗粒滩白云岩物性好，与上覆地层之间的波阻抗差异较大，形成强反射波峰；而在向海的方向，随着水动力能量的变化，以及由于水体变深造成沉积岩性的变化，沉积地层与下伏地层之间的波阻抗差异逐渐减小，地震反射能量明显减弱。因此，在建立了全区的时间—地层格架之后，可利用层序界面间地震反射的最大振幅属性(图 8)反映颗粒滩沉积中水动力最强、滩体物性最优的部位。强振幅(红色区域)主要分布在海平面升降变化旋回终止位置附近，证实了优质颗粒白云岩储集层主要发育在上超位置附近。

分析钻井试气产量与不同时期海平面升降变化旋回终止边界的对应关系(图 7)，发现高产井一般在不同时期海平面升降变化旋回终止边界以内，且与边界距离较近，如MX8、MX11、MX12、MX27、MX101井等；相反，低产井一般在不同时期海平面升降变化旋回终止边界以外，如MX18、MX21、MX16、MX17、MX19、MX202、MX203井等。已钻井试气产量与不同时期海平面升降变化旋回终止边界的对应关系从一个侧面说明，海平面变化对颗粒滩白云岩优质储集层平面展布具控制作用。

3.2 古地貌局部起伏控制颗粒滩白云岩优质储层的发育

四级海平面的变化控制了颗粒滩体的发育，即沿着层序边界呈条带状展布。但是，沿着层序边界颗粒滩体的发育质量也是有变化的，其主要受控于古地貌的局部起伏。古地貌较高部位，水体较浅，颗粒滩生长旺盛，颗粒较粗；而在局部古地貌低部位，水体相对较深，沉积颗粒较细，储集层质量下降。

四个层序地层厚度图(图 9)与其相应的最大波峰振幅属性(图 8)对比可见，振幅强与地层厚度小(古构造高部位)有很好的对应关系。沿着第二期海平面升降变化旋回终止边界，为红色显示区，最大波峰振幅较强(图 8b)。但是在研究区西侧有一处振幅明显减弱的区域，与图 9b对比可以看出，该处地层厚度明显增大，说明当时水体相对较深。每一期沉积地层的振幅强与地层厚度小(古构造高部位)有很好的对应关系，说明在海平面变化控制颗粒滩体白云岩优质储集层平面展布的基础上，古地貌微幅度变化进一步控制储集层物性。

4 结论

(1) 下寒武统龙王庙组—中上寒武统洗象池群间发育4个四级层序，即4个海平面升降变化旋回。

(2) 高石梯—磨溪地区寒武系颗粒滩白云岩优质储集层主要受海平面变化和古地貌双重控制。海平面变化控制颗粒滩白云岩优质储集层的展布范围，古地貌局部起伏控制颗粒滩白云岩优质储层的发育。颗粒滩白云岩储集层的发育受四级海平面变化旋回中海退期的控制，优质储集层发育在层序上超位置附近，平面上具有带状展布特征。

(3) 通过对下寒武统龙王庙组—中上寒武统洗象池群间地层的地震地层学解释，可以确定颗粒滩白云岩优质储集层发育区。这将为下一步该区类似油气藏条件的奥陶系储层研究提供可以借鉴的方法。