岩石学报  2017, Vol. 33 Issue (4): 1285-1294   PDF    
川中高石梯-磨溪地区震旦系灯影组碳酸盐岩岩石类型及分布规律
文龙1,2, 王文之2, 张健3, 罗冰2     
1. 中国石油勘探开发研究院, 北京 100083;
2. 中石油西南油气田分公司勘探开发研究院, 成都 610000;
3. 中国石油西南油气田分公司, 成都 610041
摘要: 四川盆地川中地区震旦系气藏储量规模大,储层分布面积广。在Folk(1959)碳酸盐岩分类方案与张荫本等(1996)对粘结岩分类方案研究的基础之上,结合四川盆地震旦系灯影组的具体情况,提出新的划分方案。研究表明:①高石梯-磨溪地区震旦系灯影组碳酸盐岩岩石类型可分为3个亚类,10个微类。该方案不同之处在于把凝块(石)云岩归位颗粒岩,同时根据藻的形态把藻云岩进一步细分;②沉积岩类的发育和分布受沉积层序的控制。海侵体系域(TST)沉积阶段,以泥-粉晶云岩、微生物岩等正化学岩沉积为主。高位体系域(HST)沉积阶段,以凝块云岩、砂屑云岩等异化颗粒岩沉积为主。纵向上,岩性具有从暗色泥晶云岩→藻云岩→颗粒云岩→浅色泥晶云岩演化的特征,即泻湖亚相→藻丘亚相→颗粒滩亚相→台坪亚相的规律;③凝块云岩、砂屑云岩等颗粒岩是主要的储集岩类;④灯影组碳酸盐岩不同岩类的发育和分布对储层的发育起到控制作用。对灯影组的油气勘探,除了对岩溶作用的研究之外,还需要重视沉积古地貌、岩相展布特征的分析,有助于有效的预测灯影组储层"甜点区"。
关键词: 川中     震旦系     灯影组     岩类     分布规律    
Classification of Sinian Dengying Formation and sedimentary evolution mechanism of Gaoshiti-Moxi area in central Sichuan Basin
WEN Long1,2, WANG WenZhi2, ZHANG Jian3, LUO Bin2     
1. PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration & Development, Beijing 100083, China;
2. Research Institute of Exploration and Development, PetroChina Southwest Oil & Gasfield Company, Chengdu 610000, China;
3. PetroChina Southwest Oi l& Gasfield Company, Chengdu 610041, China
Abstract: The reserves of the Sinian Dengying gas reservoirs in central Sichuan Basin are large and the reservoirs are widely distributed. On the basis of Folk (1959) carbonate classification scheme and Zhang et al. (1996) rock classification scheme, combined with Dengying Formation of Sinian in Sichuan Basin, and the carbonate rocks of the Dengying Formation can be divided into 3 sub-classes, 10 kinds of micro-classes. The classification scheme is difference in that thrombolite belongs to grain rock, and microbial carbonate rocks are divided into three sub-classes according to their form. In addition, the development and distribution of sedimentary rocks are controlled by sedimentary sequences. The main sedimentary rock is orthochemical rock in the TST stage, such as micritic dolomite, microbolite and so on. The main sedimentary rock is allochemical rock, such as thrombolite, dolarenite and so on. In the vertical direction, the evolutionary characteristics of lithology is deep color micrite dolomite→microbial carbonate→grain dolomite→light color micrite dolomite, and which is lagoon subfacies→algal mound subfacies→grain beach subfacies→table subfacies. The thirdly, grain rock is the main reservoir rocks, such as thrombolite and dolarenite. The last, the development and distribution of different rocks in Dengying Formation carbonate rocks play a controlling role in reservoir development. In addition to the study of karstification, it is necessary to pay attention to the analysis of the characteristics of sedimentary palaeogeomorphology and lithofacies distribution, which can help to effectively predict the "reservoir dessert zone" of Dengying Formation.
Key words: Central Sichuan Basin     Sinian     Dengying Formation     Rock type     Distribution    
1 引言

Burne and Moore (1987) 首次提出了微生物岩 (microbolite) 是由底栖微生物群落 (BMC) 捕获和黏结碎屑沉积物, 并且形成矿物沉淀, 通过这种方式加积的生物成因沉积即为微生物沉积岩。研究表明微生物岩在地史时期和现代生物礁的建造过程中皆为常见, 微生物群落约占地球现代生物圈中生物总量的80%, 也约占地球生命史时间段的80%(Knoll and Fischer, 2006; Schieber, 2007;史晓颖等, 2008), 具有重要的研究价值。国内学者对微生物岩的研究已取得大量成果 (王士峰和向芳, 1999;张廷山等, 2002;方少仙等, 2003;王建波等, 2009;曹瑞骥和元训来, 2009;王月等, 2011;常玉光等, 2013;施泽进等, 2013;王文之等, 2016)。国外学者对微生物岩的沉积及储层成因解释做了大量工作, 并发现了大量油田, 如美国墨西哥湾上侏罗统Smackover组 (Mancini et al., 2004)、阿曼盐盆 (Schrder et al., 2005)、哈萨克斯坦 (Kenter et al., 2005) 均发现规模大小不等的地质储量。2011年, 四川盆地中部震旦系灯影组勘探取得重大突破, 发现了高石梯-磨溪地区灯影组大气藏, 该气藏具有产层多、累计厚度大等特点 (邹才能等, 2014;王文之等, 2016), 至2015年底, 高石梯-磨溪地区灯影组地质储量规模已超万亿方。灯影组储层分布面积广, 但钻探表明其储层均有明显的非均质性。不同学者对灯影组的岩溶作用及其对储层的控制开展了大量研究 (刘树根等, 2013;杨雨等, 2014;姚根顺等, 2014;汪泽成等, 2014;周正等, 2014), 也从沉积相的宏观分布规律上对储层的展布开展了研究 (邹才能等, 2014;李凌等, 2013)。但在灯影组沉积岩类划分、分布及其各岩类与储层发育和分布的关系方面研究较少。本文阐述了该气藏灯影组碳酸盐岩各类岩石的宏观、微观的识别特征、发育的沉积环境及分布规律, 并指出对灯影组沉积古地貌、岩相展布特征的分析, 是有效的预测古老碳酸盐岩储层"甜点区"重要基础。

2 灯影组碳酸盐岩类型划分及特征 2.1 灯影组碳酸盐岩类型划分 2.1.1 灯影组碳酸盐岩类型划分研究简况

震旦系灯影组属于隐生宙地层, 年代古老, 藻类十分发育, 白云石化程度高, 与显生宙沉积岩在岩石结构特征上有较大差异, 研究难度大, 已有的文献对灯影组岩石学特征及岩类划分较少。但前人对藻白云岩的分类开展了大量工作, 在国内, 生产上主要采用张荫本等(1996) 针对四川盆地灯影组提出的划分方案 (已写入国标), 该方案将灯影组富含藻类的白云岩分为层纹、叠层、棉层和粘连4种基本类型, 再以形态特征细分为若干亚类, 这种方法摆脱了单纯以蓝藻化石作为名称分类依据的束缚, 指导了油气田的科研生产。在国外, 也主要是按照可描述的形态对微生物碳酸盐岩进行分类, 如Riding (2000) 提出将微生物碳酸盐岩划分为叠层石、凝块石、树形石、均一石等4类。

这些方案对富藻类岩石进行了合理的划分, 并阐述了在平面上的位置关系。但多集中在藻类的形态研究, 种类繁多, 在实际生产操作中具有一定的难度。对贫藻类岩石的划分相对薄弱, 对颗粒岩与微生物岩的关系尚未明确, 凝块石的成因、归属仍存在争议。"凝块"一词, 来源于希腊字thrombos, 意思是血凝块, Aitken (1967) 首次提出凝块石 (thrombolite) 的概念——"一种与叠层石有关的、但缺乏纹层的、具有宏观凝块结构的隐藻结构", 刘效曾 (1983) 将"凝块石"一词引入国内, 并认为是潮下带的隐藻类的微生物碳酸盐岩。后来为便于术语的统一, 将藻凝块、藻团块结构发育的岩石定义为凝块石。但张荫本等(1996) 在制定粘结岩分类命名的行业标准时, 对四川盆地灯影组主要岩石类型进行了详细研究, 并认为凝块石不属于微生物碳酸盐岩, 且无自身特有的识别标志, 建议不使用此术语。

对岩石类型的划分, 油气勘探界广泛采用Dunham (1962) 年的分类方案, 实质上是结构分类, 既简单又实用, 适合野外和井场的地质人员使用。该方案的优点是部分量化的客观术语, 反映沉积环境的"能量", 不需要显微镜观察即可命名等优点被全球石油工业界广泛采纳。但由于主要基于生物粘结作用的有无、灰泥的有无、颗粒与杂基之间的支撑关系进行分类, 但常难以确定岩石是颗粒支撑还是泥质支撑, 尤其是对非常大的或不规则的颗粒难以判别。Folk (1959) 对碳酸盐岩分类方案具有量化的描述性术语, 包含了重要的环境信息; 术语的选择性多样, 可从颗粒的大小、成分命名, 更为详细, 因此准确的命名需要使用显微镜观察, 被全球学术界广泛采用。而震旦系灯影组属于隐生宙地层, 缺乏生物和常规颗粒, 发育大量低等不抗浪的微生物粘结岩, 因此Folk的分类方案更使用于灯影组的岩石学特征研究。

2.1.2 灯影组碳酸盐岩类型划分方案

在高石梯-磨溪地区灯影组气藏勘探研究过程中, 岩石类型划分是分析储层形成机制的重要基础, 需要判识灯影组储层发育机制究竟是以相控为主、还是岩溶控制为主。本文主要分析各类岩石的沉积水动力背景, 从而明确储层的主控因素, 为预测有利的储层发育分布区奠定岩石学基础。

本文将Folk (1959) 对碳酸盐岩分类与结合张荫本等(1996) 对粘结岩的分类方案相结合, 将灯影组主要碳酸盐岩分为3个亚类, 10个微类 (表 1), 并评价了形成每一类岩石环境的能量指数与空间位置。该方案将存在归属争议的凝块 (石) 云岩定义为由大于2 mm塑性砾屑组成的颗粒岩, 即海退期古地貌高部位的前期沉积物被近距离搬运低部位沉积形成的异化颗粒岩。将先前名目繁多的藻云岩 (微生物岩) 化繁为简归位三个微类, 前期使用的藻凝块云岩归位粘连状云岩, 以免与凝块 (石) 云岩混淆。

表 1 四川盆地震旦系灯影组主要岩石类型 Table 1 Rock types of Dengying Formation in Sinian, Sichuan Basin
2.2 灯影组碳酸盐岩分类特征 2.2.1 颗粒岩 2.2.1.1 凝块云岩

本文将凝块石定义为由大于2 mm的塑性泥晶或含藻泥晶砾屑组成的岩石, 宏观上藻的形态不明显, 颜色通常较为斑杂, 浅色凝块边缘模糊, 与角砾岩棱角分明有明显的区别; 微观上, 多为泥晶结构, 常伴随砂屑颗粒, 储集空间以中小溶洞为主。通过对野外、钻井岩心资料详细研究后, 发现川中高石梯-磨溪地区凝块石主要分布在灯二、四上亚段, 多发育于海退期 (图 1)。宏观上, 以川东城口灯影组露头为例, 凝块云岩与泥晶云岩不等厚互层与高磨地区高石1井取心有良好的对应关系 (图 1c, d), 均发育在高水位体系域, 属于海平面频繁震荡的时期。露头上, 可见凝块组构有明显近距离搬运的现象, 并发育包卷构造 (图 1a); 微观上, 凝块大小不一, 粒径常大于2 mm的泥晶颗粒, 常与砂屑混杂堆砌, 结构成熟度低; 其次, 凝块的边缘发生塑性变形与开裂 (图 1b), 这说明凝块的母岩可能尚处在早成岩的阶段的泥晶云岩或藻云岩, 由于海平面相对下降, 导致泥晶云岩或藻云发生近距离搬运过程中形成的一种颗粒岩 (图 1e, f)。

图 1 四川盆地震旦系灯影组颗粒岩典型特征 (a) 包卷构造, 城口县和平剖面, 灯二段; (b) 凝块云岩, 凝块颗粒边缘塑性变形, 并伴生砂屑, 城口县和平剖面, 灯二段; (c) 凝块云岩与泥晶云岩互层, 城口县和平剖面, 震旦系灯二段; (d) 凝块云岩与泥晶云岩互层高石1井, 灯四段, 4976.15~4976.98 m;(e) 凝块云岩, 孔洞发育, 磨溪105井, 灯四段, 5312.06~5312.24 m;(f) 凝块云岩间伴生大量砂屑, 粒间孔洞发育, 磨溪105井, 灯四段, 5312.14 m;(g) 藻砂屑云岩, 资4井, 灯二段, 4540 m;(h) 藻砂屑云岩, 见砂屑颗粒与藻砂屑呈颗粒支撑结构, 资4井, 灯二段, 4540 m Fig. 1 The typical characteristic of grainstone in Dengying Formation in Sinian, Sichuan Basin (a) convolute structure, outcrops of Heping section in Chengkou County, the second member of Dengying Fm.; (b) clotted dolomite, the edge of clotted grain is distorting and dropping sandy bioclastic limestone, outcrops of Heping section in Chengkou County, the second member of Dengying Fm.; (c) clotted dolomite interbedding with dolomicrite, outcrops of Heping section in Chengkou County, the second member of Dengying Fm.; (d) clotted dolomite interbedding with dolomicrite, in Well-Gaoshi1, the fourth member of Dengying Fm., 4976.15~4976.98m; (e) dissolved pores in clotted dolomite, in Well-Moxi 105, the fourth member of Dengying Fm., 5312.06~5312.24m; (f) clotted dolomite with a large number of sand-clastic limestone and pores, in Well-Moxi 105, the fourth member of Dengying Fm., 5312.14m; (g) sand-algal clastic dolomite. in Well-Zi 4, the second member of Dengying Fm., 4540m; (h) sand-algal clastic dolomite, particle-supported structure, in Well-Zi 4, the second member of Dengying Fm., 4540m
2.2.1.2 砂屑云岩

粒径2~0.125 mm的砂屑云岩。统计表明:灯影组砂屑云岩的砂屑的含量60%~90%, 大小混杂, 粒径介于0.25~2 mm, 以0.4~1 mm居多, 磨圆度和分选性均较好。颗粒主要为泥晶云岩碎屑或藻屑, 重结晶强烈, 粒间多充填粉晶白云石。由于分选性好, 在岩心上, 该类岩石的颜色较为单一, 常发育针孔, 而中小溶洞欠发育, 与凝块云岩形成鲜明的对比。

2.2.2 藻云岩 2.2.2.1 层纹状云岩

层纹状云岩也称层纹石、纹理石, 在手标本或镜下均可见到近于平直的暗色藻纹层组构, 识别标志有三:纵向上藻纹层较为稀疏, 层与层间夹有薄层的泥-粉晶云岩 (图 2a, b); 藻纹层横向上断续, 起伏不大, 较为平直; 镜下观察各纹层之间缺乏空腔结构, 而常见鸟眼结构 (图 2c)。这说明其沉积环境处于潮间-潮上带的浅水低能环境。

图 2 四川盆地震旦系灯影组微生物碳酸盐岩典型特征 (a) 层纹状云岩, 先锋剖面, 灯二段; (b) 层纹状云岩, 磨溪108, 灯四段; (c) 层纹状云岩, 鸟眼孔发育, 高石18, 灯四段; (d) 典型叠层状云岩, 峨边先锋, 灯二段; (e) 叠层状云岩, 层间的空腔结构发育, 先锋剖面, 灯二段; (f) 叠层状云岩内的空腔结构特征, 先锋剖面, 灯二段; (g) 典型的粘连状云岩, 磨溪105, 灯四段 (h) 粘连状云岩内部发育浅灰色凝块颗粒, 磨溪105, 灯四段; (i) 粘连状云岩内部发育大量蓝藻菌遗迹, 泥晶结构, 见少量砂屑, 磨溪105, 灯四段 Fig. 2 The typical characteristic of microbialite in Dengying Formation in Sinian, Sichuan Basin (a) laminated dolomite, outcrops in Xianfeng section, the second member of Dengying Fm.; (b) laminated dolomite, core samples in Well-Moxi 108, the fourth member of Dengying Fm.; (c) laminated dolomite, Birds eye solution pores, in Well-Gaoshi 18, the fourth member of Dengying Fm.; (d) stromatolithic dolomite, outcrops in Xianfeng section, the second member of Dengying Fm.; (e) the cavum structure in stromatolithic dolomite, Xianfeng section, the second member of Dengying Fm.; (f) the cavum structure in stromatolithic dolomite, Xianfeng section, the second member of Dengying Fm.; (g) adhesion of microbial dolomite, the second member of Dengying Fm.; (h) light grey clot particles in adhesion of microbial dolomite, in Well-Moxi 105, the second member of Dengying Fm.; (i) a large number of cyanobacterium ruins developed in the adhesion of microbial dolomite, in Well-Moxi105, the fourth member of Dengying Fm.
2.2.2.2 叠层状云岩

叠层石的发现距今已有两百多年历史, 在这两百多年中, 人们对叠层石的认识在不断地深化。研究发现许多叠层石在生长形态上相似于珊瑚和海绵, 认为这些穹形纹层的叠加和分叉柱体的生长趋向是生物寻求光线和食物的反映, 因此其形态能对古地貌、古水流向、沉积环境分析等提供一定的参考 (Bathurst, 1980; Bouma et al., 1980; Krause et al., 2004; Adnres and Reid, 2006)。叠层状云岩按形态可分为锥状、波状、柱状、半球状等形态, 研究区以波状叠层状云岩为主, 也是灯影组最易识别的一类岩石其识别标志如下:纵向上藻纹层发育, 各藻纹层起伏趋势基本一致 (图 2d); 横向上较为连续, 有起伏 (图 2e); 各藻纹层间常见空腔结构, 可见叠层石的藻纹层其实是由众多藻粒呈串珠状相连的 (图 2f), 这与现代蓝藻菌颇为相似。结合现代沉积观察, 其沉积环境主要为潮间带下部-潮下带上部的中-低能环境。

2.2.2.3 粘粘状云岩

灯影组粘连状云岩颜色较为斑杂, 多为泥晶结构, 无论是手标本, 还是普通显微镜下都可见大量的蓝藻菌或藻类遗留的形态, 较为杂乱, 没有明显的规律 (图 2g)。藻粘结灰泥形成凝块, 凝块发育形状大小不一, 凝块呈条带状-层状、极不规则 (图 2h)。镜下观察, 常见少量砂屑颗粒 (图 2i), 其胶结物整体数据泥晶结构, 局部可见亮晶结构, 这说明该类岩石的水动力环境强于层纹状云岩、叠层状云岩、粘连状云岩等微生物碳酸盐岩的沉积环境。

根据对川中高石梯-磨溪地区近2000m的取心资料统计表明, 该区震旦系灯影组主要发育颗粒岩和藻云岩, 藻砂屑、核形石、角砾岩等颗粒岩以及晶粒云岩的认识不存在争议且易于识别故不再赘述。

3 不同岩石类型发育的沉积相带及沉积模式 3.1 灯影组沉积相及岩石类型

纵向上, 川中高石梯-磨溪地区在灯影组经历了由于局限台地→半局限台地→开阔台地的演化, 并且可进一步细分为藻丘、颗粒滩、台坪、泻湖四个亚相 (表 2), 而研究区内主要发育藻丘和颗粒滩亚相为主, 其中颗粒滩对储层发育最为有利。

表 2 川中高石梯-磨溪地区灯影组沉积相类型 Table 2 The sedimentary facies types in Gaoshi-Moxi area in Dengying Formation in Sinian, Sichuan Basin

澳大利亚鲨鱼湾的沉积环境是最接近元古代的现代沉积环境, 根据前人的研究 (Allwood et al., 2006;李朋威等, 2015), 潮上带主要发育灰泥结构或含泥质, 叠层石主要发育在潮下带上部-潮间带, 整体环境较为安静。根据这些特征, 恢复灯影组从古地貌高部位至低部位的沉积相序列为:潮上带主要发育台坪亚相, 发育泥晶云岩、层纹状云岩; 潮下带上部至潮间带为藻丘亚相, 发育叠层状云岩、粘连状云岩、层纹状云岩、泥晶云岩等, 是微生物碳酸盐岩主要发育的相带; 潮下带上部至浪基面附近为颗粒滩亚相, 主要发育凝块云岩、砂屑云岩、核形石等颗粒岩。

3.2 岩石类型的分布规律

海平面的升降对碳酸盐岩地层的厚度、古生物兴衰、岩类的组合等具有显著的控制作用, 因此恢复古海平面的升降史具有重要的意义。本文利用测井数据定量计算灯影组可容纳空间升降模型。根据对古海平面升降曲线的斜率, 可将震旦系灯影组划分为2个二级层序或4个三级层序, 并进一步划分为若干个海侵体系域 (TST)和高水位体系域 (HST) 阶段 (图 3)。

图 3 高石1井震旦系灯影组沉积相综合柱状图 Fig. 3 The synthesis column map of sedimentary facies in Dengying Formation in Sinian, Well-Gaoshi 1, Sichuan Basin

在TST阶段 (图 4a), 海平面相对上升, 可容纳空间增速大于碳酸盐岩的生产速率, 以泥-粉晶云岩、藻云岩 (微生物岩)等正化学岩沉积为主, 常发育藻丘亚相、台坪亚相; 最大海泛面之后, HST阶段 (图 4b), 海平面相对下降, 可容纳空间增速小于碳酸盐岩的产能速率, 沉积物必然向可容纳空间大的低洼区进积或加积, 前期在古地貌高部位沉积的大量正化学岩被近距离搬运 (图 1a), 在这一过程中形成大量的颗粒岩 (异化学岩), 有利于颗粒滩亚相发育。这一规律, 在现代沉积观察中也被观察到, 根据对巴哈马台地的观察, 最大海泛面之后, 过快的碳酸盐岩沉积物产率使得大量的碳酸盐岩沉积物被搬运至附近的低洼区 (Archer and Feldman, 1986; Smith et al., 2001; Kim et al., 2012)。

图 4 可容纳空间变化与岩相的关系图 (a) TST阶段, 可容纳空间增速递增, 海平面持续上升, 以微生物岩、泥晶云岩沉积为主; (b) HST阶段, 可容纳空间增速递减, 海平面相对下降, 以颗粒岩沉积为主 Fig. 4 The diagram of accommodate space change and lithofacies (a) statistics show that major sedimentary rocks is thochemical rocks, such as micritic dolomite, microbolite and so on when the sea level is rising and the accommodate space is increasing in the TST stage; (b) during the HST stage, it is suggest that grainstone was developed as the sea level descend and the accommodate space reduced

灯影组岩类的演化表现为, 从古地貌高部位至低部位, TST阶段常具有泥晶云岩→层纹状云岩→叠层状云岩→粘连状云岩→泥质泥晶云岩, 即台坪亚相→藻丘亚相→泻湖亚相, 颗粒滩亚相欠发育; HST阶段, 常具有泥晶云岩→层纹状云岩→粘连状云岩→凝块云岩→砂屑云岩→粉屑云岩→泥质泥晶云岩演化, 即台坪亚相→颗粒滩亚相→泻湖亚相, 藻丘亚相欠发育。纵向上, 从TST至HST演化过程, 具有从暗色泥晶云岩→藻云岩→颗粒云岩→浅色泥晶云岩演化的特征, 即泻湖`亚相→藻丘亚相→颗粒滩亚相→台坪亚相的基本规律。总之, 在纵向上, 灯影组的沉积演化具有典型的旋回性特征, 横向上, 遵循瓦尔特相律。

在上述研究的基础上, 结合现代沉积观察, 本文认为研究区灯影组为浅水潮控型碳酸盐岩台地沉积模式 (图 5)。该模式整体上处于"浅水低能"的沉积环境, 易受海平面频繁升降的影响, 导致横向上岩性变化不稳定, 非均质性强, 纵向上, 频繁暴露, 同生期遭受大气淡水淋滤改造。这样的沉积环境有利于藻类的生长繁殖, 有利于提高Mg/Ca比值完成白云岩化。此外, 由于水浅低能环境, 相对缺乏波浪等地质营力对沉积物产生分异作用, 因此导致灯影组各岩类间的差异性小, 电性曲线起伏小, 难以识别等困难。特殊的沉积环境, 形成别具一格的储层特征, 在横向上灯影组储层广泛发育, 在纵向上灯影组储层单层薄、累计厚度大等特征。通过对研究区内近2000 m岩心的统计表明, 震旦系灯影组的主要储集岩为颗粒滩亚相的凝块云岩和砂屑云岩, 而这些岩石主要分布在高水位体系域。

图 5 四川盆地震旦系灯影组碳酸盐岩各岩类分布模式 Fig. 5 Distribution patterns of rocks of Sinian Dengying Formation, Sichuan Basin
4 油气地质意义

灯影组经历了桐湾Ⅰ、Ⅱ幕两期大范围的构造运动, 灯二、灯四段发育大量的表生期岩溶 (梅冥相等, 2006;杨雨等, 2014;姚根顺等, 2014)。因此长期以来, 对四川盆地灯影组储层的控制因素主要归因于岩溶作用, 认为灯影组的储层是普遍发育的, 差异不明显。但钻探表明, 灯影组储层的发育程度纵横向上都存在明显差异, 用岩溶作用这一单一因素无法有效预测储层发育的"甜点区"。实际上灯影组的储层发育与分布受到岩相与岩溶作用共同控制, 前人对灯影组的岩石类型划分注重微生物岩的形态特征进行分类描述, 而对各岩类与储层的关系、各岩类纵横向上的相序关系涉及较少。因此在实际的油气勘探生产过程中, 往往是对岩溶作用进行了很好描述, 但对预测储层"甜点区"仍然较为困难。实际上灯影组碳酸盐岩地层中, 虽然部分富藻的云岩在岩溶作用下有储集能力, 但凝块云岩、砂屑云岩等颗粒岩才是最主要的储集岩类。各岩类物性统计表明, 凝块云岩和砂屑云岩等颗粒岩平均孔隙度分别为3.45%、3.07%, 而微生物岩或泥晶云岩等正化学岩平均孔隙度小于2%, 这种差异表明储层具有明显的相控特征。震旦系灯影组在高水位域阶段才能形成凝块云岩, 叠合多期岩溶凝块云岩常发育均匀的中小溶洞 ( > 2 mm), 砂屑云岩则形成分布均匀的孔隙 ( < 2 mm), 能形成良好的孔、洞、缝搭配。而海侵阶段则不具备上述条件, 因此在通过沉积古地貌恢复, 层序结构的识别, 在高水位域阶段寻找凝块云岩与砂屑云岩发育区, 是单井高产、稳产的关键。

灯影组优质储层是有利岩相叠加岩溶综合作用的结果。川中高石梯-磨溪地区震旦系灯影组组台缘带高产富集区的勘探实践表明, 对灯影组古沉积地貌的成功刻画, 是更为有效的预测灯影组优质储层"甜点区"的关键。

5 结论

(1) 高石梯-磨溪地区震旦系灯影组碳酸盐岩岩石类型可分为3个亚类, 10个微类。把争议较大的凝块 (石) 云岩归为颗粒岩, 其次根据藻的形态把藻云岩细分为层纹状云岩、叠层状云岩、粘连状云岩三个微类, 为灯影组沉积微相的研究提供依据。

(2) 总体上, 各类岩石在纵向上的展布规律由正化学岩向异化学岩转化, 即TST阶段, 以泥-粉晶云岩、微生物岩等正化学岩沉积为主; HST阶段, 以凝块云岩、砂屑云岩等异化颗粒岩沉积为主。即泻湖亚相→藻丘亚相→颗粒滩亚相→台坪亚相。台地上由高至低的展布规律, 总体表现正化学岩向以化学岩转化, 即台坪亚相→藻丘亚相→颗粒滩亚相→泻湖亚相。

(3) 采用新的岩类划分方案, 对灯影组岩心小样物性统计表明:震旦系灯影组储集岩类丰富, 虽然部分富藻的云岩在岩溶作用下有一定的储集能力, 但凝块云岩、砂屑云岩等颗粒岩是灯影组最主要的储集岩类, 换言之, 灯影组储层仍然受到强烈的相控, 而非岩溶控制为主。

(4) 对灯影组的油气勘探, 除了对岩溶作用的研究之外, 还需要重视沉积古地貌、岩相展布特征的分析, 有助于有效的预测灯影组储层"甜点区"。

参考文献
[] Adnres MS, Reid RP. 2006. Growth morphologies of modern marine stromatolites: A case study from Highborne Cay, Bahamas. Sedimentary Geology, 185(3-4): 319–328. DOI:10.1016/j.sedgeo.2005.12.020
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