海相碳酸盐岩油气藏一直是世界油气资源勘探的热点与重点，大量的研究发现碳酸盐岩台地是海相碳酸盐岩油气藏形成的最重要沉积环境^{[1, 2, 3]}，在广阔的碳酸盐台地上，台内滩常可演化为优质的储集体^{[4, 5, 6, 7, 8, 9]}。四川盆地为我国最主要的海相碳酸盐岩盆地，目前已在盆地内震旦系灯影组、石炭系黄龙组、上二叠统长兴组、下三叠统飞仙关组、中三叠统雷口坡组等多套地层中相继发现了高石梯、双家坝、普光、龙岗等优质天然气藏，其中绝大多数气藏均与碳酸盐岩滩相颗粒岩有关。随着近期四川盆地下寒武统龙王庙组天然气勘探取得重大突破，在川中磨溪地区龙王庙组发现了中国迄今为止最大的单体海相碳酸盐岩气藏。龙王庙组储层作为一类典型的滩相白云岩储层^{[9, 10]}，其发现进一步促进了四川盆地碳酸盐岩滩相气藏的勘探，同时也揭示了龙王庙组储层的发育与颗粒滩密切相关。

国内外研究发现碳酸盐岩颗粒滩的发育与分布主要受到板块运动与基底断裂^{[11, 12]}、相对海平面变化^{[13, 14, 15, 16]}、沉积微地貌^{[15, 17, 18, 19, 20]}、洋流及潮汐变化^{[16, 21]}）等多种地质因素影响。对于四川盆地龙王庙组颗粒滩而言，现有研究认为滩体的发育主要与古构造、海平面升降及沉积期古地貌等因素有关。姚根顺等^[9]通过对四川盆地早寒武世龙王庙期台内滩分布规律的研究认为，龙王庙组台内滩的分布具有一定稳定性和连续性，主要受控于古构造和海平面变化；赵文智等^[10]、杜金虎等^[22]对川中龙王庙组颗粒滩储层发育特征及分布进行研究后认为川中颗粒岩储层发育良好，颗粒滩面积可达2×10⁴ km²，其分布与沉积期乐山—龙女寺水下古隆起密切相关。这些研究均认为龙王庙组沉积期磨溪地区整体位于局限台地内台内滩亚相中，区内发育了广泛的颗粒岩。然而，在实际勘探过程中发现研究区虽然整体是处于台内滩这一有利的沉积相带，但即使是在小区块内储层平面上也具有明显的非均质性，包括颗粒岩的岩性、厚度以及储集性能等均表现出明显的差异。为了更深入地了解磨溪地区下寒武统龙王庙组的沉积环境，并结合磨溪地区龙王庙组气藏的实际勘探需要，本次研究将以研究区最新的钻井、录井、测井及地震解释资料为基础，结合区域沉积背景对磨溪地区下寒武统龙王庙组岩石类型、沉积构造、沉积序列、测井响应等沉积相标志进行详细分析，探讨磨溪地区下寒武统龙王庙组沉积微相特征及其分布规律。

磨溪气田位于四川盆地川中古隆中斜平缓构造带南部（图 1），是近年来盆地天然气勘探开发的重点区域^[23]。研究区自震旦系沉积后经历了多期同沉积隆起及剥蚀隆起，受加里东运动及海西运动的影响，研究区长时间暴露剥蚀因而普遍缺失石炭系、泥盆系、志留系及部分奥陶系地层。四川盆地在早寒武世初期，经筇竹寺组和沧浪铺组陆棚碎屑的填平补齐后，盆地内古地貌趋于平缓，地势呈现西高东低的特点^[24]。受区域拉张构造的影响，川中地区乐山—龙女寺水下古隆起初具雏形，而川东则下降成为凹陷区。至早寒武世龙王庙沉积期，四川盆地总体呈现为向东倾斜的凹隆相间的碳酸盐岩台地环境^{[25, 26, 27]}，受周缘古陆和水下隆起的层层围限，川中地区发育了碳酸盐岩局限台地沉积^{[10, 24, 28]}。

图 1 川中地区构造位置及早寒武世龙王庙期岩相古地理图，龙王庙组岩石结构剖面图 Fig. 1 Location map and stratigraphy generalized features of Lithology and depositional facies of Lower Cambrian Longwangmiao Formation.

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下寒武统龙王庙组沉积期，磨溪地区受乐山—龙女寺水下古隆起影响，整体处于一个水体较浅，水动力中等—较强的沉积环境，沉积产物主要由泥质白云岩、泥晶白云岩、晶粒白云岩及颗粒白云岩组成。纵向上，龙王庙组由两个向上变浅的沉积旋回构成（图 2），单旋回下部主要由泥质白云岩、泥粉晶白云岩构成，含有少量石膏假结核和局限海环境的生物群落，如有孔虫和小壳等生物化石，未见正常海洋生物化石；中上部由“针孔状”砂屑白云岩和晶粒白云岩构成，顶部的晶粒白云岩中可见干裂碎片、窗格孔隙、收缩裂缝、帐篷构造等浅水和暴露沉积构造，表明单旋回晚期沉积界面可处于海平面之上。其储层主要发育在各旋回的中上部，储层与沉积旋回之间的关系极为明显。

图 2 磨溪地区下寒武统龙王庙组典型沉积相剖面（图例见图 1所示） Fig. 2 Generalized feature of lithology,logging and depositional facies of well Moxi13. the well is a representative exploration well in the Moxi area. See Fig. 1 for the lithological legend

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磨溪地区龙王庙组岩性以白云岩为主，偶含少量碎屑物质。其中，白云岩又以颗粒白云岩占绝对优势，其次为晶粒白云岩，少见砂质白云岩和泥质白云岩。

（1）颗粒云岩。主要为砂屑云岩和鲕粒云岩(图 3a)，少量豆粒云岩。颗粒云岩形成于水体能量较高的环境，主要发育在龙王庙组上下段的中上部，溶蚀孔洞极为发育(图 3b)，常形成“针孔状”砂屑（鲕粒）云岩，为龙王庙组最主要的储集岩。

（2）晶粒云岩。主要包括浅灰—褐色粉晶云岩(图 3c)以及具颗粒残余结构的粉—细晶云岩(图 3d)。粉晶云岩形成于浅水低能的环境，主要发育在龙王庙组上下段的上部至顶部；具残余颗粒结构的粉—细晶云岩形成于水体能量较高的环境，沉积时为颗粒灰岩，后期经过白云石化作用成为晶粒白云岩，原始沉积结构遭受破坏，发育在龙王庙组上部。晶粒在后期埋藏过程中受重结晶作用改造，少部分可形成细—中晶白云岩。其中，粉—细晶白云岩晶间（溶）孔最为发育，为较常见的储集空间。

（3）泥晶云岩。为深灰色泥晶云岩与泥质泥晶云岩互层（图 3e）。岩性致密含较多泥质条带，形成于海侵时期水体局限、能量较低的沉积环境，主要发育在龙王庙组下部。岩芯中可见生物钻孔、石膏假结核、泥质纹层变形等指示局限静水环境的沉积构造。

图 3 磨溪地区龙王庙组岩石学特征及沉积构造特征 A.亮晶鲕粒云岩，4 688.23~4 688.43 m，磨溪19井；b.颗粒云岩，针孔发育，4 678.33~4 687.51 m，磨溪32井；c.粉晶云岩，晶间溶孔发育，4 618.25 m，磨溪13井；d.具残余砂屑幻影的粉晶云岩，4 655.02~4 655.02 m，磨溪19井； e.含泥质纹层泥晶云岩，具生物扰动构造及石膏假结核等，4 716.69~4 679.88 m，磨溪17井；f.泥晶云岩，石膏假结核被白云石充填，4 588.73 m，磨溪13井；g.褐灰色颗粒白云岩，发育交错层理，溶洞顺层理发育，4 615.99~4 616.12 m，磨溪13井；h.颗粒云岩，发育下细上粗的逆粒序层理，磨溪17井； i.浅灰白色粉晶云岩，鸟眼孔发育，4 737.63 m，磨溪203井。 Fig. 3 Lithologic features and sedimentary structures of Longwangmiao Formation in Moxi area

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在磨溪地区下寒武统龙王庙组底部的泥晶云岩、泥质泥晶云岩中发育大量的低能静水沉积构造，如泥质纹层、水平虫迹、石膏结核等（图 3f）。在龙王庙组中上部的颗粒云岩中见交错层理（图 3g）、低角度斜层理以及逆粒序层理(图 3h)等滩体发育的标志性沉积构造。龙王庙组上部晶粒云岩中可见鸟眼孔、干缩裂缝及碎片等暴露标志(图 3i)。

通过对野外剖面和岩芯观察，结合测录井等资料以及区域沉积背景分析，认为川中磨溪地区在龙王庙组沉积期主要位于局限台地内，包括台内滩、澙湖、云坪等多种亚（微）相。

潟湖亚相位于局限台地内的低洼部位，水体局限能量较低。结合区域沉积背景可知，澙湖亚相主要发育在川东地区，以膏质澙湖、膏云质澙湖为主。磨溪地区由于水下古隆起的影响，仅在研究区周围发育了泥云质澙湖微相，主要沉积了一套深色的泥晶白云岩、泥质泥晶云岩夹泥质条带。泥质条带在压实作用下发生变形形成似脉状、波状及透镜状层理（图 4a）。同时由于澙湖水体局限，蒸发形成的高密度CaSO₄流体在重力作用下由高部位向低洼处聚集，形成一些膏质结核，石膏溶解后形成的膏模孔（洞）后期被白云石充填（图 3f）。潟湖中常有局限海环境的生物群落，如有孔虫和小壳等生物化石，形成一些泥晶介壳云岩薄层夹于含泥质条带的泥质泥晶云岩中，生物扰动、钻孔等生物作用痕迹保存较好（图 3e）。澙湖沉积在测井曲线上具有高GR值和较低的电阻率值等特征（图 2），在成像测井上表现为暗色高电导异常，一般平行于层面比较规则 (图 4a)。

图 4 不同的沉积微相类型在成像测井上的响应特征 a.泥晶白云岩与泥质条带互层，泥云质澙湖，4 725.08~4 725.15 m，磨溪202井；b.褐灰色颗粒云岩，溶蚀孔洞发育，滩核微相，4 616.95~4 617.21 m，磨溪13井；c.深灰色泥晶云岩夹亮晶颗粒云岩，滩翼微相，4 666.62~4 666.83 m，磨溪17井；d.含泥质纹层泥晶云岩，滩间微相，4 677.62~4 677.75 m，磨溪17井。 Fig. 4 Imaging logging response features of different sedimentary microfacies

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受沉积期乐山—龙女寺水下古隆起影响，磨溪地区主要位于隆起高部位，主体发育了滩相沉积。平面上，龙王庙组颗粒滩在不同沉积微地貌上堆积的颗粒岩规模和厚度均有所不同，因此本论文根据颗粒岩累计厚度、单滩体颗粒岩厚度等将颗粒滩划分为滩主体（滩核）、滩翼以及滩间洼地三个微相。同时，受海平面升降变化影响，颗粒滩在横向上的迁移将造成纵向上三个微相的相互叠置，形成不同的岩性组合特征（图 5）。

图 5 磨溪32井龙王庙组颗粒滩沉积微相相序图 Fig. 5 Microfacies characteristics of grain shoal in Longwangmiao Formation in Moxi 32 well

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滩核是指滩的主体部位，即是纵向上颗粒滩生长的主要位置，也是平面上颗粒滩堆积最主要的部位。滩从核部开始发育，向外扩张，颗粒堆积厚度大、继承性强。主要由浅灰色砂屑白云岩、鲕粒白云岩及少量砾屑云岩、豆粒云岩等颗粒岩组成，形成于水动力较强的水下高地。滩核主要由厚层—块状的单层或多层颗粒岩叠合而成，单滩体颗粒岩厚度可达数米不等，个别井龙王庙组上段颗粒岩累计厚度可达35 m，颗地比一般大于0.7，最高可达0.9。滩核部位由于海水动荡，细粒黏土物质淘洗干净而呈颗粒支撑，通常具有较高的原生孔隙^{[29, 30, 31, 32]}。同时由于海平面的下降或是颗粒滩体垂向加积速度的变快，滩顶可间隙性暴露^[33]，颗粒岩受到大气淡水的淋滤作用，发生组构选择性溶蚀改造，从而形成一些粒内、粒间溶孔。在测井响应上，滩核通常具有较低的自然伽马值和密度值，较高的声波和中子值，深浅双侧向差异明显（图 2），表明岩石渗透性较好。溶蚀孔洞在成像测井上表现为比较明显的暗色高电导异常，呈黑色斑点状分布（图 4b）。

滩翼分布在滩核的四周，是滩核堆积产物的扩散地，沉积厚度薄，小型透镜体较多。沉积物主要由薄层颗粒白云岩与泥晶白云岩呈指状交叉互层产出（图 5）。滩翼部位可发育小型交错层理及递变层理，颗粒白云岩与泥晶白云岩之间常可见冲刷突变面。滩翼微相中颗粒岩累计厚度较小，单层颗粒岩厚度一般小于1 m，颗地比小于0.7，滩翼部位的颗粒岩主要为泥晶砂屑白云岩，偶夹薄层亮晶砂屑白云岩，亮晶鲕粒白云岩。受沉积微古地貌控制，滩翼部位沉积的颗粒白云岩与泥晶白云岩互层不利于后期成岩作用对颗粒云岩的改造，因而滩翼发育的颗粒岩较致密。成像测井上，滩翼微相表现出明显的亮色低电导夹暗色高电导异常（图 4c）。

滩间洼地位于两个滩主体之间的水下低洼处，海水受限但没有完全封闭，水体能量低，不利于厚层颗粒岩的堆积，颗地比一般小于0.5。沉积物以致密块状深灰色泥晶云岩为主，夹少量泥质纹层及极薄层的异地滚落的颗粒白云岩。沉积物中常发育生物扰动和膏质假结核，泥质条带和白云岩互层而形成的眼球状或似眼球状变形构造。成像测井上表现为纹层状暗色高电导异常（图 4d）。

云坪发育在滩体的顶部，台内滩体由于不断的垂向加积或者次级海平面的继续相对下降，沉积界面逐渐露出海面，颗粒滩停止生长，此时水体浅能量弱，形成了一套薄层浅色细粒的粉晶云岩。纵向上，云坪以滩盖的形式覆盖在颗粒滩的顶部（图 2），发育一些鸟眼构造等浅水暴露标志（图 3i）。

通过对磨溪地区龙王庙组不同沉积微相发育的岩石储层物性统计发现（表 1），滩核微相沉积的砂屑云岩及具残余颗粒结构的晶粒云岩具有最高的孔隙度和渗透率，孔隙度范围在3.70%~10.09%，平均孔隙度为5.49%，渗透率值范围位于在0.02~108.1×10^-3 μm²，平均渗透率值12.40×10^-3 μm²。沉积在滩翼微相的互层状砂屑云岩与晶粒云岩岩性明显较致密，孔隙度位于0.73%~4.94%，平均孔隙度为2.58%，渗透率范围为0.001~60.6×10^-3 μm²，平均渗透率为4.85×10^-3 μm²。滩间洼地沉积的含泥质泥晶云岩含少量颗粒岩物性明显变差，孔隙度均低于2%，平均值为1.22%，平均渗透率值为2.71×10^-3 μm²。云坪微相沉积的粉晶云岩岩性较纯，孔隙度位于1.74%~6.81%，平均孔隙度为3.33%，渗透率范围为0.001~66.4×10^-3 μm²，平均渗透率为5.6×10^-3 μm²。而澙湖沉积的含泥质条带的泥晶云岩储层物性最差，平均孔隙度仅有1.06%，平均渗透率为0.184×10^-3 μm²。

纵向上，受高频海平面变化影响，滩核与滩翼呈多期叠置关系，滩核部位的颗粒岩由于厚度大，岩性均匀，具有较高的原始孔隙度，且由于颗粒岩为骨架支撑，有利于原生孔隙的保存^[20]，因而，往往具有更高的孔隙度。同时，这些原生孔隙可作为流体通道，有利于后期成岩改造形成溶蚀孔洞。因而，单个旋回顶部的滩核为储层的有利发育部位。

下寒武统龙王庙组沉积时经历了两次成滩期，分别对应龙王庙组上段和下段的沉积，而每一次成滩期在研究区均发育了多期单滩体。从图 6可以看出，单滩体规模均较大，发育密度较高。同时，在研究区同一个成滩期内，滩体具有明显的向东迁移特征，连井对比图上呈现往东逐渐抬升的趋势，表明随海平面的下降，滩体有逐渐向深水迁移的趋势。

图 6 磨溪—高石梯地区北东—南西向龙王庙组沉积相连井剖面图 Fig. 6 Multi-wells section diagram of sedimentary facies of Longwangmiao Formation in Moxi-Gaoshiti area

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通过单井沉积微相描述及连井微相对比分析，发现储层厚度与颗粒滩厚度呈正相关性，储层在地震上具有强振幅特征，通过提取强振幅属性进行平面成图，再结合单井及连井沉积微相解释结果，对研究区龙王庙组上下段分别进行了沉积微相平面刻画（图 7）。其中，颗地比在0.7~1之间为滩核微相；0.7~0.5为滩翼微相；小于0.5为滩间洼地微相。

图 7 磨溪地区龙王庙组颗地比等值线图与沉积微相平面展布图 Fig. 7 Microfacies distribution of Longwangmiao Formation in Moxi area

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龙王庙组下段沉积微相具有北东南西向展布的特征，磨溪地区以发育颗粒滩亚相为特征，其中滩核微相以砂屑云岩、鲕粒云岩沉积为主，颗粒岩累计厚度及单滩体沉积厚度大，颗地比常大于0.7，颗粒云岩中针孔发育。其中滩核微相主要分布于磨溪201—磨溪9井—磨溪10井区、磨溪8—磨溪205—磨溪11井区以及高石9—高石11井区，为本区最有利的储集相带（图 7a）。由滩核向外缘依次发育了滩翼微相、云质澙湖微相，其中在滩翼微相中的局部地貌低地可发育滩间洼地微相。滩翼分布较广，围绕滩核生长，主要以颗粒云岩与晶粒云岩互层为特征，颗粒岩累计厚度较滩核部位小，颗地比一般小于0.6。滩间洼地微相位于局部的水下低地，云质澙湖围绕磨溪地区颗粒滩亚相外缘部位发育。

龙王庙组上段沉积微相的发育继承了龙王庙组下段的格局，但受海平面持续下降的影响，沉积水体变浅、能量更强。滩核部位无论是颗粒岩累计厚度还是单滩体颗粒岩沉积厚度均较下段更大，龙王庙组上段滩核微相的颗地比可高达0.9。平面上滩核的规模也明显扩大，主要集中在磨溪19—磨溪202—磨溪16井区、高石6—高石10井区以及高石17井区（图 7b）。总体而言，滩核微相是在龙王庙早期滩核的基础上发育并扩大。龙王庙组上段滩翼微相的面积也呈现出扩大的趋势，滩间洼地进一步缩小，澙湖亚相几乎完全退出研究区。整体而言，龙王庙组上段沉积期，海水向东缓慢退去，颗粒滩具有明显向东迁移的趋势。

碳酸盐岩台地内的微地貌高地易处于浪基面之上，水动力条件较强，从而可发育颗粒滩沉积。而位于微地貌高地的颗粒滩沉积速率始终较台地内其他微相区沉积速率快^[20]，该地貌差异在沉积过程中将得到强化^[34]，因而可根据颗粒岩沉积厚度恢复沉积期微古地貌。根据单井沉积相的精细描述，在沉积相连井剖面对比的基础上，结合沉积期微古地貌特征，建立了磨溪地区龙王庙组颗粒滩的沉积演化模式（图 8），这一沉积模式主要受控于沉积微古地貌及海平面升降变化。在浅水碳酸盐岩台地内，滩体主要发育于水下古地貌高地，海平面的相对升降造成滩体的垂向加积和侧向迁移。从已有钻井测试结果来看处于沉积微地貌高地即滩核部位的井测试产能均超过100×10⁴ m³/d，而微地貌低地尤其是滩间洼地部位的井测试产能多小于10×10⁴ m³/d，说明沉积微相与微地貌及测试产能关系密切（图 8）。

图 8 磨溪地区下寒武统龙王庙组沉积期沉积模式 Fig. 8 Sedimentary evolution model of Longwangmiao Formation in Moxi area

图选项

（1）早寒武世龙王庙期川中地区位于碳酸盐岩局限台地内，磨溪地区受水下古隆起影响，主要发育了澙湖、台内滩及云坪三个亚相，沉积产物以晶粒云岩与颗粒云岩为主。

（2）磨溪地区下寒武统龙王庙组纵向上由两个向上变浅的沉积旋回构成，旋回底部以潟湖沉积为主，中上部为颗粒滩沉积，顶部为云坪沉积。其中，颗粒滩亚相根据岩性、沉积构造、颗粒岩累计厚度以及单滩体颗粒岩厚度可进一步细分为滩核、滩翼及滩间洼地三个微相。

（3）磨溪地区早寒武世龙王庙期沉积相带的展布具有一定的继承性，较龙王庙组下段而言，上段沉积时滩体的沉积范围、规模均有所扩大，同时颗粒滩具有向东迁移的趋势，这与海水向东退去的特征一致。

（4）受沉积期微古地貌及相对海平面变化的影响，滩核微相位于水下高地，颗粒岩沉积厚度最大，原始孔隙度高，最容易遭受后期岩溶改造，为最有利的储集相带；云坪微相溶蚀作用强，储集性能较好，为较有利储集相带；滩翼微相沉积物储集性能次之；滩间微相沉积产物储集性能最差；澙湖为非储集相带。