普光氣田飛仙關組層序特征及有利儲層分析

肖夢華,姜建偉,王化鴿,王 琪,王 芳

（中國石油化工股份有限公司河南油田分公司石油勘探開發研究院,河南南陽 473132）

普光氣田飛仙關組層序特征及有利儲層分析

肖夢華,姜建偉,王化鴿,王 琪,王 芳

（中國石油化工股份有限公司河南油田分公司石油勘探開發研究院,河南南陽 473132）

為了對普光氣田主體碳酸巖沉積體系和各種微相特征深入研究,建立區域地層格架,對普光氣田主體井層序界面進行識別與劃分。研究表明:主要發育有升隆侵蝕層序不整合面、海侵上超層序不整合面、水下沉積間斷層序不整合面、局部暴露層序不整合界面和巖性巖相轉換界面等五種三級層序界面,同時發育巖性的突變面、沉積相轉換面、GR值正向漂移和成巖作用變化等四種四級層序界面。普光102-1井下三疊統飛仙關組可劃分為一個二級層序、兩個三級層序和九個四級層序,并對其中可作為有利儲層的層序進行分析。

層序地層;飛仙關組;普光氣田

Abstract:In order to take in-depth research of the characteristics of the main carbonate sedimentary system and a variety of micro-phase in Puguang Gasfield,and establish the regional stratigraphic framework of the Puguang gas field,we identify and classify the sequence boundary of main wells in Puguang Gasfield.Five kinds of gradeⅢsequence boundaries developed,such as a unconformity sequence surface of the upwarped erosion,transgressive sequence on the super-unconformity surface,subaquatic unconformity sequence surface of the interruption in deposition,unconformity sequence surface of the local exposure,and conversion interface of the lithology and the lithofacies.Four kinds of the gradeⅣsequence boundaries developed such as the surface of discontinuity of the lithology,conversion surface of the sedimentary facies,the surface of the positive drift of the GR value,and the surface of the alternation of the diagenic metamorphism.Lower Triassic Feixianguan Formation of Puguang 102-1 well can be divided into one gradeⅡsequence,two gradeⅢsequences and nine gradeⅣsequences,and some analysis was done to sequences can be used as favorable reservoir.

Key words:sequence stratigraphy;Feixianguan Formation;Puguang Gasfield;

普光氣田位于四川盆地東北部宣漢—達縣地區黃金口構造雙石廟—普光構造帶的北傾伏端,地處川東斷褶帶的東北段,北鄰北西西向的大巴山前緣推覆構造帶,是兩組構造線的交匯處,為一構造—巖性復合型大型氣藏（圖1）。氣藏圈閉面積為45.6 km2,主要含氣層段為下三疊統飛仙關組及上二疊統長興組,均為白云巖儲層。氣藏埋藏深度大,飛仙關組氣藏中部埋深大于4 980m[1]。已有學者對普光氣田飛仙關組層序地層劃分方案進行過探討[2],綜合分析這些界面（圖2）,參考沉積相研究成果,完成了飛仙關組層序地層劃分。

圖1 普光氣田地質構造圖Fig.1 The geological map of Puguang Gasfield

圖2 川東北地區上二疊統長興組—下三疊統飛仙關組層序地層劃分Fig.2 The sequence stratigraphic division of upper Permian Changxing Formation—lower Triassic Feixianguan Formation in northeast Sichuan district

1 三級層序界面識別標志

1.1 升隆侵蝕層序不整合面

升隆侵蝕不整合在層序界面附近主要表現為長期遭受暴露侵蝕的古巖溶喀斯特和古土壤層的界面,界面之上一般為低水位體系域,其低水位體系域的構成可以是古風化殼、古土壤層或是基底殘積物改造后的陸源硅質碎屑巖等初始海侵沉積等。

1.2 海侵上超層序不整合界面

海侵上超層序不整合界面主要形成于全球海平面主體上升期,層序界面表現為海侵上超面,界面之上為向上變細、變深的沉積組合體。研究區海侵上超層序不整合界面主要形成在晚二疊世時期。在晚二疊世時期,由于海平面的快速上升,使得盆地相頁巖、硅質頁巖不斷向深緩坡相灰巖海侵上超,形成了海侵上超層序不整合界面。

1.3 局部暴露層序不整合界面

局部暴露層序不整合界面形成于全球海平面主體下降時期,因而在巖石地層具有明顯反映海平面下降的記錄。局部暴露層序不整合界面之上的沉積物性質主要取決于沉積間斷的時間長短及相關的其他作用。研究區局部暴露層序不整合界面在不同時代的地層中均有發育,如上二疊統長興組生物礁頂部、下三疊統飛仙關組四段等均存在局部暴露侵蝕不整合,上述局部暴露侵蝕不整合多表現為弱沖刷充填、淡水溶蝕和弱暴露等標志（圖 3）。

圖3 普光102-1井長興組頂部侵蝕不整合,左為侵蝕后充填,右為淡水溶蝕的溶孔Fig.3 The unconformity of exposure and erosion at the top of Changxing Formation in Puguang102-1 well

1.4 水下沉積間斷層序不整合界面

水下沉積間斷層序不整合界面在研究區主要形成在二疊系中,代表海平面主體上升階段的早期。短周期的海平面下降被長周期的海平面上升掩蓋,所以海平面下降時沒有造成陸上暴露。研究區水下沉積間斷層序不整合面的巖石學特征為成巖間斷,沉積物表面與海水之間有早期成巖作用形成的硬地和疊加的沉積間斷[3]。

2 四級層序界面識別標志

海平面的變化是控制層序發育的主要因素之一,一個完整的層序反映一次完整的海進—海退旋回。研究區四級層序界面特征如下:

2.1 巖性突變面

層序界面往往是巖性突變面。在沉積水體相對較深、沉積特征對海平面升降變化響應明顯的斜坡和臺地內部,這種巖性突變表現明顯。如界面上是粉晶白云巖,界面下是鮞粒云巖,如普光102-1井4 906 m,界面上是深灰色白云巖,界面下是深灰色灰巖。

2.2 沉積相轉換面

沉積相向陸、向盆地方向的遷移在單井層序上會表現為層序界面是沉積相的轉換面。這種相轉換面在研究區可表現為兩種不同類型相的轉換。

2.3 GR值正向漂移

上升旋回和下降旋回的轉換面是海侵轉換面,上升旋回在自然伽馬曲線上表現為 GR值逐漸增大的退積變化趨勢,而下降旋回在自然伽馬曲線上表現為 GR值逐漸減小的進積變化趨勢。在沉積相分析的基礎上通過自然伽馬曲線的疊置樣式變化是進行層序劃分的重要方法和手段。

2.4 成巖作用的變化

海侵體系域主要發生海底成巖作用,以海底膠結作用和泥晶化作用為主;高位體系域形成時由于海平面下降,可能導致大氣淡水進入,發生與大氣淡水有關的成巖作用,如混合水白云巖化、淡水膠結作用及溶蝕滲濾作用等。如層序頂部鮞粒白云巖容易發生早期暴露,形成鮞粒內溶孔[4-5]。

3 普光102-1井層序地層劃分

普光102-1井是部署在普光構造高點的一口開發井（定向井）。該井飛仙關組與上下地層均呈整合接觸,長興組未穿。根據該井地層巖性和沉積發育特征,將該井下三疊統飛仙關組劃分為兩個三級層序（其中飛一、飛二段為一個三級層序,飛三、飛四段為一個三級層序,自下而上分別命名為 T1f-Sq1、T1f-Sq2）和九個四級層序（圖4）。

圖4 普光102-1井層序地層與沉積相劃分綜合柱狀圖Fig.4 The synthesis column map of sequence and sedimentary facies of Puguang 102-1 well

3.1 三級層序劃分

（1）T1f-Sq1層序:該層序底界面與上二疊統長興組頂界面為一個巖性—巖相轉換面,界面下為上二疊統長興組的深灰色灰質白云巖,界面上為飛一段深灰色中厚層狀灰巖。該層序內部分為兩個體系域:海侵體系域（TST）和高水位體系域（HST）。

（2）T1f-Sq2層序:該層序底界面與下三疊統飛仙關組飛二段頂界面一致,為一個巖性—巖相轉換面。該層序界面上為灰質白云巖,下伏飛二段為質純的巨厚層狀白云巖,分界明顯。該層序內部分為兩個體系域:海侵體系域（TST）和高水位體系域（HST）。其中,TST為一套局限臺地相沉積,上部為灰色灰巖、白云質灰巖夾灰質白云巖,下部為厚層灰色白云巖和灰質白云巖。HST為局限臺地—蒸發臺地—局限臺地沉積,主要巖性為灰色膏質灰巖與棕紅色泥質白云巖、深灰色白云巖呈不等厚互層,該部分有電性特征可見向上變淺變粗的進積—加積準層序組。

3.2 四級層序劃分

普光102-1井飛仙關組以碳酸鹽臺地沉積為主,在飛二段發育有碳酸鹽臺地邊緣沉積,處于T1f-Sq1的HST中。飛仙關組在研究區共發育兩個三級層序T1f-Sq1和T1f-Sq2。T1f-Sq1相當于飛一段和飛二段地層,自下而上包括 T1f-Ms1、T1f-Ms2、T1f-Ms3、T1f-Ms4 、T1f-Ms5、T1f-Ms6等六個四級層序;T1f-Sq2相當于飛三段和飛四段地層,包括 T1f-Ms7、T1f-Ms8、T1f-Ms9等三個四級層序。

（1）T1f-Ms1:分布于飛一段底部,層序底界位于井深5 856m,頂界位于井深5 792 m,視厚64 m,巖性下部為一套厚層深灰色灰巖,上部為深灰色云巖。

（2）T1f-Ms2:分布于飛二段下部,層序底界位于井深5 792 m,頂界位于井深5 740 m,視厚52 m,為一套厚層白云巖,色均,質純,性硬、脆,巖屑呈片狀,成份為白云石與 HCl-,熒光試驗無顯示。

（3）T1f-Ms3:分布于飛二段中下部,層序底界井深5 740 m,頂界井深5 690 m,視厚50 m,巖性為厚層狀白云巖。

（4）T1f-Ms4:分布于飛二段中上部,層序底界井深5 690 m,頂界井深5 555 m,視厚135 m,由大套殘余鮞粒白云巖、溶孔粉晶鮞粒白云巖、溶孔殘余砂屑粉晶白云巖、溶孔粉—亮晶殘余鮞粒白云巖、溶孔粉—細晶殘余鮞粒白云巖、砂屑粉晶白云巖、灰色粉晶白云巖不等厚互層,溶孔發育,被方解石和炭質瀝青充填,廣泛發育縫合線構造,斜交裂縫和垂直裂縫較發育,見少量瓣腮類生物痕跡。

（5）T1f-Ms5:分布于飛二段上部,層序底界井深5 555 m,頂界面井深5 518 m,視厚37 m,由厚層灰色、深灰色白云巖、粉晶白云巖、灰質云巖構成,為局限臺地相。

（6）T1f-Ms6:分布于飛二段頂部,層序底界井深5 518 m,頂界面井深5 480 m,視厚28 m,巖性為厚層灰色、深灰色白云巖,為局限臺地相。

（7）T1f-Ms7:分布于飛三段下部,層序底界井深5 480 m,頂界面井深5 424 m,視厚56 m,主要巖性厚層灰色白云巖、云質灰巖和灰質白云巖,為局限臺地灰云坪相。

（8）T1f-Ms8:分布于飛三段上部,層序底界井深5 424 m,頂界面井深5 360 m,視厚64 m,主要巖性為灰質云巖和云質灰巖,為局限臺地沉積,處于三級層序海平面上升晚期—下降早期,顆粒巖不發育。

（9）T1f-Ms9:分布于飛三段頂部—飛四段,層序底界井深5 360 m,頂界井深5247 m,視厚113 m。在區域性水體變淺的格局下形成了一套灰質云巖、灰色膏質灰巖與棕紅色泥質白云巖、深灰色白云巖不等厚互層的巖石組合。

4 有利儲層分析

三級層序內部分為兩個體系域:海侵體系域（TST）和高水位體系域（HST）。

TST為一套開闊臺地相沉積,主要由深灰色中厚層狀灰巖組成,可見由中厚層灰巖夾少量泥質條帶組成的向上變深的退積準層序組,不能作為有利儲層。HST為局限臺地—臺地邊緣—局限臺地沉積,顆粒含量較高,主要由深灰色白云巖、粉晶白云巖、亮晶鮞粒白云巖、粉晶砂屑白云巖、細晶白云巖、殘余鮞粒白云巖組成,可見由厚層亮晶含鮞粒砂屑云巖組成的向上變淺變粗的進積—加積準層序組。巖石類型與沉積相帶判斷,可以作為有利儲層。

四級層序總共分為九個。

（1）T1f-Ms1:本層序上升旋回處于三級層序T1f-Sq1的上升時期（TST）,沉積水體較深,顆粒巖不發育,儲集性較差;下降半旋回時,水體變淺,巖性發生變化,沉積環境由開闊臺地向局限臺地演變。

（2）T1f-Ms2:本層序處于 T1f-Sq1高位域海平面的下降初期,沉積水體開始變淺,為局限臺地云坪微相,儲集性能較差。

（3）T1f-Ms3:本層序處于 T1f-Sq1高位域海平面的下降期,沉積水體持續變淺,仍為局限臺地云坪微相,儲集性能較差。

（4）T1f-Ms4:本層序內顆粒巖發育,沉積水體持續變淺,沉積水體能量強,為臺地邊緣鮞灘相,可以作為良好儲層段。

（5）T1f-Ms5:本層序下部巖性為深灰色白云巖—粉晶白云巖沉積,粒度變細,說明水體有所上升;上部巖性為灰質云巖—白云巖沉積,說明水體有所下降,儲集性能較差。

（6）T1f-Ms6:本層序處于 T1f-Sq1海平面下降末期,沉積水體持續變淺,沉積水體能量較強,顆粒巖發育,儲集性能較好。

（7）T1f-Ms7:本層序處于三級層序 T1f-Sq2的海侵體系域內,水體加深,顆粒巖分布規模減小,儲集性能逐漸偏差。

（8）T1f-Ms8:主要巖性為灰質云巖和云質灰巖,為局限臺地沉積,處于三級層序海平面上升晚期—下降早期,顆粒巖不發育,儲集性能最差。

（9）T1f-Ms9:在區域性水體變淺的格局下形成了一套灰質云巖、灰色膏質灰巖與棕紅色泥質白云巖、深灰色白云巖不等厚互層的巖石組合,儲集性能較好,可以作為良好的儲層段。

5 結論

通過對普光102-1井三級層序、四級層序的分析表明:

（1）普光氣田飛仙關組屬碳酸鹽臺地相,可細分為開闊臺地、局限臺地、蒸發臺地和臺盆等四個亞相。巖石以砂屑灰巖、鮞粒灰巖、生物碎屑灰巖、顆粒白云巖、硅質巖和泥灰巖為主,其中鮞粒灰巖和生物碎屑灰巖為主要的儲集層。

（2）該井飛仙關組地層劃分為兩個三級層序。高位體系域多形成高能鮞灘、介殼灘及生物礁環境,從而發育鮞粒灰巖、生物碎屑灰巖等儲集巖層。而海侵體系域則可形成于蒸發環境的白云巖,發育云坪和孔隙型白云巖。在 T1f-Ms4中發育臺地邊緣鮞灘相,為該井良好儲層段,位于層序的高位體系域中;在 T1f-Ms2、T1f-Ms3層序中發育局限臺地潮坪相,白云巖大量發育,有相當的儲集能力。

[1]馬永生.四川盆地普光超大型氣田的形成機制[J].石油學報,2007,28（2）:9-14.

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[3]朱永進,劉玲利 ,趙睿,等.普光氣田飛仙關組層序地層劃分[J].斷塊油氣田,2009,16（2）:1-4.

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[5]Vail P R.Sequence stratigraphy workbook,fundamental of sequence stratigraphy[C]//Vail P R,Sangree J B.AAPGAnnual Convention Short Course:Sequence Stratigraphy Interpretation of Seismic Well and Outcrop Data,Houston,Texas,1988.

The sequence characteristics and favorable reservoir of Feixianguan Formation in Puguang G asfield

Xiao Menghua,Jiang Jianwei,Wang Huage,Wang Qi,Wang Fang

（Research Institute of Petroleum Exploration&Development of SINOPEC Henan Oilf ield Company,Nanyang473132）

TE121.3

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2010.04.050

1008-2336（2010）04-0050-06

2010-05-12;改回日期:2010-07-28

肖夢華,男,1984年生,長江大學礦物學巖石學礦床學專業,現從事沉積學與層序地層學方向研究。E-mail:xmh110@126.com。