川东北龙会场-铁山地区飞仙关组层序地层划分

李　凯

(贵州省煤层气页岩气工程技术研究中心，贵州贵阳 550000)

川东北龙会场-铁山地区飞仙关组层序地层划分

李凯

(贵州省煤层气页岩气工程技术研究中心，贵州贵阳 550000)

摘要：川东北龙会场—铁山地区在飞仙关期飞二段发生相变，导致T1f1～T1f3地层不易对比划分，前人划分层序标准不一，致使无法精细刻画沉积相展布范围。运用层序地层学的理论，以最大海泛面为依据，确定长兴组和飞仙关组的分层界面，以沉积旋回为表示方法，从岩性、电性上进行对比，将飞仙关组从下至上划分为5个沉积旋回，并建立地层层序格架进行对比分析，在等时单元内对沉积相带进行精细刻划，为正确认识有利微相在等时格架内的纵横向分布奠定坚实的基础。

关键词：川东北；龙会场—铁山地区；飞仙关组；层序地层；沉积旋回；沉积相

1区域概况

龙会场—铁山区块处于四川省达县和渠县境内，属于川东南中隆高陡构造区双石庙构造群，西有龙岗气田，东邻双家坝气田(图1)，沉积分区隶属于长兴中晚期-飞仙关早期发育于上扬子台地北缘的开江-梁平海槽西侧[1-2]。

图1　研究区位置图

2飞仙关组顶底界面

研究表明[3-6]，研究区飞仙关组顶界是一个二级层序的Ⅱ型层序界面。飞仙关组是相对海平面上升速率由快速到缓慢的过程中形成的高水位体系域沉积，总体为一向上变浅的沉积序列。

2.1飞仙关组顶界

飞仙关组飞四段和嘉陵江组之间为一层序界面，飞四晚期沉积作用发生在海平面加速下降的过程中，形成向上变浅、间歇暴露和有强蒸发的潮坪沉积，岩性由紫红色-褐灰色的泥岩、泥质白云岩、云质泥岩、云质灰岩夹膏岩组成，富含黄褐色、紫红色泥页岩。飞四段沉积期由于海平面的急剧下降，全区演变为蒸发-潮坪环境，部分沉积物出露水面，沉积物间歇暴露，受大气淡水作用，形成了规模大小不一的溶蚀孔隙，局部还发生了选择性白云岩化，具有典型的暴露面的沉积特点。界面之上的嘉陵江组，早期海平面缓慢上升，为开阔台地或局限台地沉积，发育中-厚层泥晶灰岩、泥晶砂屑灰岩，白云岩和膏岩。通常飞仙关组顶部电测曲线自然伽马比嘉陵江组高、电阻率较嘉陵江组低，高自然伽马、低电阻率的特征在各井之间较易识别和对比，据此容易确定飞仙关组的顶界。

2.2飞仙关组与长兴组的分界面

从目前的资料来看，研究区飞仙关组与其下伏的上二叠统长兴组为整合接触，二者之间的沉积过程是连续的，层序地层研究表明，二者之间为一最大海泛面。飞仙关组底部一般为薄层状钙质泥岩或泥灰岩，颜色较浅，在野外风化后常呈浅灰、灰白色，不含硅质结核；长兴组顶部为深灰色含燧石结核生物泥晶灰岩或深灰色灰岩、礁灰岩(云岩)层较厚，一般富含二叠纪生物化石，常见有硅质结核，二者在野外较易区分。

3飞仙关组内部层序划分与对比

根据区域沉积背景、野外剖面调查、井下岩心观察，结合前人的研究成果[5-9,12-16]，根据层序地层学的理论和方法[11]，以识别相对海平面的升降变化为基础，以沉积旋回为表示方法，通过研究区内典型井与地面资料的仔细研究，发现研究区和邻区飞仙关组碳酸盐岩地层中的泥质变化有一定规律可循，主要表现在自然伽马、电阻率及声波时差曲线上，据此对各井的层序变化从岩性、电性上进行详细对比，并结合勘探需要，将在目前资料条件下可进行区域横向对比的层序界线识别出来，最终将飞仙关组从下至上划分为5个沉积旋回(即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ旋回)。

3.1飞仙关组内部各层序划分标志

3.1.1Ⅰ旋回(飞一段下部)和Ⅱ旋回(飞一中上部)的界面

这一界面为三级层序界面，在飞一段发育厚层状泥灰岩、泥岩等，电测曲线上体现高自然伽马段，代表高水位体系域，与长兴组顶部海进期的含硅质灰岩、生物灰岩共同组成完整的层序，之后的块状高阻低伽马段是飞一段第一个层序的海进体系域，以含泥质灰岩、含鲕粒灰岩为主(图2)。

图2　铁山13井Ⅰ、Ⅱ旋回岩性、电性对比

Ⅰ旋回在底部为高伽马低电阻率段，其伽马值在飞仙关组内部最高(除飞四段)，向上伽马值明显降低，电阻率增高，顶部一般以高伽马或略高伽马、低电阻率段结束。顶部高伽马段较薄。Ⅱ旋回下部总体为低伽马高电阻率段，向上伽马值逐渐增高，电阻率降低，顶部以高伽马或略高伽马、低电阻率段结束。

Ⅰ旋回底部为泥灰岩、泥岩，向上泥质含量降低，上部可发育鲕粒灰岩，厚度较薄，顶部一般以泥晶灰岩、泥晶云岩结束，个别井在旋回顶部见藻灰岩及石膏。Ⅱ旋回岩性特征：中下部鲕粒灰岩发育，部分井见鲕粒云岩，鲕粒岩中偶见薄层的泥岩或泥晶云岩。顶部通常为一套薄层泥晶灰岩、泥晶含云质灰岩组合，部分井见泥晶云岩，个别井见石膏。

3.1.2Ⅱ旋回(飞一)和Ⅲ旋回(飞二)之间的界面

Ⅲ旋回是三级层序的高位体系域，与Ⅱ旋回组成一个完整的层序。与传统岩性四分相比Ⅲ旋回相当于飞二段。Ⅲ旋回下部总体为低伽马高电阻率段，向上伽马值明显增高，电阻率降低，上部为高伽马、低电阻率段，部分井可见尖高伽马段。中下部鲕粒灰岩发育，部分井见鲕粒云岩，上部-顶部为一套薄层泥晶灰岩、泥粉晶云岩组合(图3)。

图3　龙会5井Ⅱ、Ⅲ旋回岩性电性对比

3.1.3Ⅲ旋回(飞二段)与Ⅳ旋回(飞三段中上部)界面

飞二段与飞三段岩性差异较为显著，飞二段以紫红色泥灰岩、钙质泥页岩为主,飞三段底部为灰色泥质泥晶灰岩。飞二段顶部与飞三段下部岩石颜色差异明显，这主要是由于飞二期海平面缓慢下降，晚期沉积物暴露，至飞三早期，海平面快速上升，发生沉积作用。飞二和飞三期是一个海平面逐渐升高的过程，是一个相转换面，属典型层序界面。

Ⅳ旋回中下部为低伽马高电阻率段，向上伽马值逐渐增高，上部至顶部通常为高伽马、低电阻率段，可见1～2个尖高伽马段，横向可以进行追踪对比。通常下部可见鲕粒灰岩，但厚度减薄，上部通常为一套薄层泥晶灰岩、泥粉晶云岩组合，泥粉晶云岩较为发育。

3.1.4Ⅳ(飞三段中下部)与Ⅴ旋回(飞三～飞四段)的界面

Ⅴ旋回中下部为略低伽马段，中上部至顶部为高伽马、低电阻率段(相当于飞四段)。下部偶见鲕粒灰岩，厚度薄，其上为一套薄层泥晶云岩、泥灰岩、泥岩及石膏组合，横向分布稳定。Ⅳ旋回与Ⅴ旋回分层界面较为明显，飞四晚期海平面加速下降，沉积环境逐渐趋于蒸发环境，岩性岩性由黄灰色-褐灰色的泥岩、泥质白云岩、云质泥岩、云质灰岩夹膏岩组成，富含黄褐色和紫红色泥页岩，干裂浅水暴露构造十分常见(图4)。

图4　铁山5井Ⅳ、Ⅴ旋回岩性电性对比

3.2飞仙关组内部各层序划分与对比结果

从研究区所在的海槽西侧的勘探实际来看，原T1f1～T1f4的划分已很难为鲕粒岩及储层的分布研究提供一个合理的时间标准。由于川东北部飞仙关期经历了一个台地增生、海槽退缩消亡的过程，相带的展布是在不断的演化，建立在岩性变化基础之上的地层对比划分在区域上往往不具有等时的意义。因为在沉积相带不断演化迁移的情况下，根据同时异相和相带穿时的原则，在同一时间界线下，平面上通常存在不同的岩相组合，而在剖面上，相同的岩相组合常常是穿越时间界线的。

从目前对铁山东部地区的研究来看，飞仙关组内部包含了若干个向上变浅的准层序组，旋回特征明显，主要从岩性、电性上对各井的层序变化进行详细对比，将飞仙关组从下至上划分为5个次级旋回。目前所划分的次级旋回基本上与区域海平面升降相对应，具有等时的意义，且从飞仙关组内部各层序划分与对比的结果来看，无论是从厚度，还是从岩性上看均呈现变化，对比效果比传统的划分效果好。

4飞仙关组沉积相展布

4. 1飞仙关组沉积相平面展布

本次研究采用冯增昭单因素分析多因素综合作图法[14]，在建立颗粒岩的测井-地质解释模型的基础上，对区内的已钻探井和开发井进行了精细的岩性解释；以沉积旋回为单位，统计颗粒岩厚度与地层厚度的比例，编制了飞仙关组旋回Ⅰ～Ⅴ的地层厚度、颗粒岩分布平面图，然后叠加各岩相图趋势形态特征，综合分析判断鲕粒滩的分布形态。

根据各旋回颗粒滩平面展布图分析：Ⅰ旋回碳酸盐台地初具雏形，分布范围相对狭小，海槽分布范围较大，台缘鲕粒滩开始发育；Ⅱ旋回海槽边界向北东迁移，台缘鮞粒滩大面积发育，横向分布较广；Ⅲ旋回时期经历了一次海平面略有上升又迅速下降，海槽向北东迁移出了研究区范围，研究区内台缘鲕粒滩沿Ⅱ旋回继承性发育分布，分布范围更广；Ⅳ旋回时期研究区大部分为开阔台地环境，台内鲕粒滩发育且达鼎盛阶段，台内鲕粒滩分布广泛，主要分布在铁山南、铁山北以及龙会场部分区域，单层厚度变薄，非均质强。Ⅴ旋回阶段沉积环境略有加深又迅速变浅，区内几乎全为开阔台地和蒸发-局限环境，基本无鲕粒岩类分布。

4.2飞仙关组沉积相纵向展布

飞仙关组沉积相自下而上，整体特征显示水体变浅，呈斜坡-台地边缘-开阔台地-蒸发局限台地趋势变化。内部含有若干个向上变浅的相序变化，旋回特征明显，台地边缘鲕粒灰岩最发育，为强沉积水动力环境，在台内则发育较弱，且沉积水动力也较弱。飞仙关顶部为填平补齐时期，飞四段发育一套混积潮坪沉积；有利储集相带——台缘鲕粒滩及台内鲕粒滩主要分布于Ⅱ、Ⅲ旋回。

纵观研究区整个飞仙关组沉积环境演化，在总体向上变浅的旋回中又经历了若干次由于海平面频繁升降所引起的次级旋回，台地不断加积增生、海槽退缩消亡。区内沉积环境呈现出在平面上不断迁移，纵向上重复叠置的特征。除Ⅴ旋回上部外，其余各旋回顶部变浅层序所发育的泥晶云岩与膏质云岩(灰岩)组合明显变薄或消失，偶见鲕粒滩穿时迁移。

5结论

(1)以层序地层学的理论和方法为指导，以识别海平面的相对升降变化为基础，以沉积旋回为表示方法，运用最大海泛面为划分依据，依据岩性和电性的详细对比将飞仙关组从下至上划分为5个沉积旋回，并建立地层层序格架。

(2)飞仙关组是海平面相对上升速率由快速到缓慢的过程中形成的高水位体系域沉积，总体为一向上变浅的沉积序列。飞仙关组内部包含了若干个向上变浅的沉积旋回，从内部各层序划分与对比的结果来看，无论是从厚度，还是从岩性上看变化都较为明显，对比效果较好。

(3)飞仙关组台缘鲕粒坝相是鲕滩储层最有利的储集微相类型，台内鲕粒滩次之，前者多集中发育在Ⅱ、Ⅲ旋回，单层厚度较大，横向连续性较好。飞仙关组沉积相自下而上，整体特征显示水体变浅，内部含有若干个向上变浅的相序变化，旋回特征明显，有利储集相带——台缘鲕粒滩及台内鲕粒滩主要分布于Ⅱ、Ⅲ旋回。

(4)整个飞仙关组沉积环境演化，在总体向上变浅的旋回中又经历了若干次由于海平面频繁升降所引起的次级旋回，台地不断加积增生、海槽退缩消亡。区内沉积环境呈现出在平面上不断迁移，纵向上重复叠置的特征。

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编辑：吴官生

文章编号：1673-8217(2016)02-0005-04

收稿日期：2015-12-28

作者简介：李凯，硕士，1986年生，2014年毕业于西南石油大学矿产普查与勘探专业，现从事非常规油气地质研究工作。

中图分类号：TE111.3

文献标识码：A