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四川盆地三疊紀蒸發巖盆地形成環境及白云巖儲層

2010-12-26 02:26陳莉瓊沈昭國侯方浩方少仙
石油實驗地質 2010年4期
關鍵詞:石鹽硬石膏四川盆地

陳莉瓊,沈昭國,侯方浩,3,方少仙,3

(1.中國石油化工股份有限公司 江蘇油田分公司 地質研究院,江蘇 揚州 225009;2.西南石油大學 成都 610500; 3.中國石油天然氣股份有限公司 杭州石油地質研究院,杭州 310023)

四川盆地下三疊統嘉陵江組可劃分為5個巖性段,中三疊統雷口坡組可劃分為4個巖性段,有的巖性段又可劃分出2~4個亞段(圖1),與上覆上三疊統須家河組為侵蝕接觸關系。盆地內嘉二段—雷四段地層厚達1 000~1 500 m或更厚,主要為白云巖—硬石膏巖或白云巖—硬石膏巖—石鹽巖多期旋回的蒸發巖組合地層,局部有少量石灰巖,川中和川西局部地區石鹽巖之上還有鈣芒硝巖和雜鹵石巖[1]。根據四川盆地嘉陵江期和雷口坡期構造發育史、沉積環境演化、巖石組合特征,特別是對蒸發巖組合在盆地內展布規律的分析研究,認為:嘉陵江中期—雷口坡期,隨著周邊山系的抬升和相對擠壓,長軸為北東—南西向的四川盆地形成,在地殼均衡補償作用和干熱氣候的影響下,盆地區發育為深盆坳陷濃縮超咸海盆。超咸海盆也隨之由東向西推進。蒸發巖組合是深盆濃縮的沉積體,局部時間發生海侵和受潮濕氣候影響,沉積少量石灰巖地層。

圖1 四川盆地三疊系嘉陵江組及雷口坡組剖面

嘉陵江和雷口坡組蒸發巖組合地層的白云巖是四川盆地天然氣主要產層之一,儲集空間為粉晶白云巖晶間孔或準同生期溶孔,或兩者兼之,在后期構造裂縫發育的情況下,則能改善其儲滲性能。

1 古地理和古環境概況

早三疊世飛仙關期,四川海域西側已存在康滇古陸,西北緣的龍門山—九頂山島鏈(龍門山推覆帶)有所抬升,并向東側提供陸源碎屑物質,加之北面漢南海隆以及東北大巴山海隆(大巴山推覆帶)的存在,限制四川海域與川西海槽的溝通,形成西高東低的古地理格局。海水主要來自南面的古特提斯洋和東南方的古太平洋。

嘉陵江初期,四川海域周邊海隆逐漸抬升,特別是江南古陸升起,位于江南古陸西緣的雪峰山向東北相對方向開始擠壓推覆,使川—湘交界處呈北北東向的七曜山升起,繼后又導致瀘州—開江水下隆起不斷抬升,形成四川盆地。由于周邊山系,特別是西北的龍門山和東南面的雪峰山及瀘州—開江隆起的相對抬升、推覆和擠壓,在地殼均衡補償作用下,四川海域內部形成近北東向持續下陷的補償坳陷盆地。江南海隆的抬升,阻隔了東南方向與古太平洋海水的溝通,坳陷盆地內主要靠來自南面、翻越黔北淺水碳酸鹽臺地—貴陽海隆的海水補給。但是,貴陽海隆的地形由南向北不斷抬升,海水不斷變淺,在蒸發量較大的氣候條件下,海水的含鹽度亦由南向北不斷增高,流速減緩。因此,即使在正常氣候條件下,注入四川海域內的海水咸度亦較開闊海洋的要高。此外,在海侵期,龍門山—九頂山島鏈間的低洼溢口以及康滇古陸間的溢口處亦可有少量海水向盆地內補給。

嘉陵江早中期—雷口坡期,受多期構造升降運動和干、濕氣候交替影響,在干旱氣候及海退條件下,補償坳陷盆地內海水濃縮,重鹵水向盆地低洼處匯聚,成為白云巖、硬石膏巖和石鹽巖沉積的蒸發盆地,周邊成為白云巖或白云巖硬石膏巖坪沉積環境(圖2);在潮濕氣候及海侵條件下,盆地中心成為石灰巖、白云巖沉積盆地,周邊成為石灰巖坪沉積環境[2-3]。

嘉陵江中后期,隨著雪峰古陸的急劇升起并向西北推覆,形成瀘州—開江水下隆起,其隆升幅度較周邊,特別是較龍門山隆起的幅度要大。至雷口坡期,瀘州—開江水下隆起的南端上升為陸,成為剝蝕區。這樣,四川盆地由西高東低逐漸演化為東高西低的閉塞咸化海盆古地理環境。同時,在地殼均衡補償作用下,四川海域北東向坳陷盆地的軸線不斷向西遷移,最明顯的標志是強蒸發環境生成的硬石膏巖、石鹽巖的沉積中心逐漸向北北西方向遷移。嘉二時,鹽盆規模小,中心位于川鄂交界處的湖北建南和四川萬縣地區;嘉四、嘉五以及雷一、雷三時,鹽盆中心軸線位置已向北西西方向推移至四川墊江、南充;而雷四時已西遷至成都地區。 由嘉陵江組二段以上至雷口坡組沉積期,蒸發巖沉積盆地的總面積可達10×104km2左右[4-5]。

圖2 四川盆地中三疊世雷口坡期

2 蒸發巖盆地沉積條件和過程

2.1 海洋中蒸發巖形成的水化學條件

海水濃縮蒸發過程中,各種蒸發礦物在不同濃縮階段析出[6]。由于正常海水對方解石和白云石是飽和的,因而在正常海水略為濃縮后,方解石即可沉淀出來;當海水蒸發濃縮到原體積的19%以下時,或海水含鹽度達到15%~17%以上,密度為1.1 g/cm3時,石膏和硬石膏類礦物開始析出;當海水含鹽度達到26%,密度為1.2 g/cm3時,石鹽開始析出;海水含鹽度為31%~32%,密度為1.28 g/cm3時,瀉利鹽開始析出;進一步濃縮至33%~34%,密度為1.31 g/cm3時,鉀石鹽開始析出;濃縮至35%,密度為1.34 g/cm3時,光鹵石開始析出,最后共結析出的礦物是水氯鎂石。正常海水的Mg/Ca比大致為3∶1,當海水略為濃縮,Mg/Ca比略大于3∶1~4∶1時,首先有方解石或文石質灰泥析出。在氣候干旱的條件下,海水中Mg/Ca比繼續提高,在此過程中,Mg2+離子將交代早先沉積的灰泥而成為白云石,即常說的準同生白云石化。其原因是,Mg2+離子半徑為0.75×10-10m,小于Ca2+離子的半徑(1.01×10-10m),白云石結晶時需大于方解石結晶時的晶格能,即除飽和度外,還需克服動力學障礙,因此白云石一般是準同生期交代略先于它沉積的方解石(灰泥)的產物。隨著Mg2+離子的帶入和多余Ca2+離子的帶出,白云石晶徑將繼續增大,晶間孔隙亦相應增加。

礦物結晶過程中晶體的多少、大小主要取決于2個因素,一是水介質中溶質的濃度,二是環境的溫度變化。在干旱炎熱的氣候條件下,海水發生濃縮,當海水濃縮到原體積的19%以下時,或含鹽度由正常海水的3.5%濃縮增至大于15%~17%,海水密度大于1.1 g/cm3時,將有硬石膏析出。那么,當海水含鹽度濃縮至硬石膏析出之前的一段時間內,必然先沉積出粉晶白云石,而粉晶白云石的晶徑又與海水含鹽度濃縮到大于15%~17%之前所持續的時間長短成正相關,時間較長 (如海水含鹽度在10%~15%之間持續一個相當長的時間段) ,白云石晶徑可較粗,相應晶間孔亦較發育。如鄂爾多斯盆地馬家溝組馬五段中含硬石膏結核的粉晶白云巖、呈互層狀或過渡層的粗粉晶白云巖中晶間孔可達5%~8%或更多[7]。

2.2 蒸發巖盆地的沉積過程

如前所述,三疊紀嘉陵江初期四川盆地為西高東低的開闊陸棚海。嘉二后,周邊山系陸續隆升,特別是東南面江南古陸的隆升,盆地與外海海水溝通受阻,在地殼均衡補償作用下,盆地基底有所下陷。在干旱炎熱的氣候條件下,四川盆地演化為局限海盆,沉積蒸發巖類地層組合;只有在氣候潮濕的海進期,如嘉三和雷三的局部時間段,盆地與外海溝通,有石灰巖類沉積。嘉二時,由于干、濕氣候周期性交替,嘉二段沉積在盆地內主要為白云巖—硬石膏巖多旋回韻律層序。只有在盆內地形凹陷較深的“小洼盆地”內,因重鹵水不斷積聚,出現石鹽巖沉積,以白云巖—硬石膏巖多旋回韻律層序中的夾層產出。川中勘探實踐證明,嘉二段地層“巖性變化大,相帶展布亦欠清晰”,“由于起伏不平的微地貌單元,造成水動力條件和沉積環境組合及結構特征的明顯差異”,在這套地層組合中主要發育硬石膏巖之下的粉晶白云巖晶間孔儲層。嘉三時,發生較大規模海侵,四川盆地周邊沉積石灰巖、生物(屑)石灰巖,而盆地中部除石灰巖外,局部夾白云質石灰巖和石灰質白云巖。嘉四時,南面貴陽水下隆起逐漸抬升,特別是東南面江南古陸的急劇隆起和擴大,位于其西部前緣的雪峰山隆起速度較四川盆地周邊山系,特別是較盆地西北的龍門山推覆帶要快,并向北西方向推覆擠壓,在兩者相互推覆擠壓下,鑄成四川北東—南西向的菱形盆地。伴隨著各山系的抬升和隆起,在地殼均衡補償作用下,盆地內基底下陷發育順菱形盆地北北東向長軸的補償坳陷盆地。此后,在干旱炎熱期,盆地與外海隔絕,盆內海水急劇濃縮,以致蒸干,沉積白云巖—硬石膏巖—石鹽巖,甚至其上還有鈣芒硝巖、雜鹵石巖的層序組合。當發生海侵時,如雷三時,盆內海水淡化,可沉積石灰巖和白云巖等。

在此過程中,坳陷補償盆地的發育和海水曾經多次濃縮甚至干涸的事實,可以從以蒸發巖為主的地層厚度得到證實。如位于川西成都鹽盆的大深1井,僅雷口坡組殘厚(頂為風化殼)達1 075.7 m,加上嘉二段以上地層總厚可達1 800 m以上。只有當補償坳陷盆地基底在持續坳陷的背景下,才能沉積如此厚度的以蒸發巖為主的地層。類似情況發生在我國鄂爾多斯盆地中奧陶世馬家溝期,由于西面賀蘭山裂谷擴張導致盆地西緣裂谷肩部翹升,在地殼均衡補償作用下,盆地中東部發育大型補償坳陷盆地。位于坳陷盆地中心的榆9井,在連續取心的710 m巖層中(馬二段中上部—馬五段下部),石鹽巖就有412 m,硬石膏近200 m,白云巖80余 m,而石灰巖不足10 m[8-9]。世界上最著名的類同實例曾發生在地中海,地中海晚中新世墨西拿期曾多次濃縮,甚至蒸干,干鹽湖底最深處可能在今日海平面之下2 000 m,在250×104km2內廣泛發育白云巖—硬石膏巖—石鹽巖層序。在地中海不同部位,這一層序在垂向上可多達10~15個,即不同部位曾經歷10~15次海水蒸干過程,其間夾海侵期“深海沉積”夾層。稱之為“干縮深盆地”[6],也可稱之為“變干燥的深水盆地”[10]。此外還有德國蔡希斯坦發育于晚三疊世的大型碳酸鹽巖—硫酸鹽巖—石鹽巖—鉀鹽巖盆地等。盆地海水濃縮蒸干后可稱為“似潮坪”環境[6]。

盡管四川盆地海域內基底整體下陷成補償坳陷盆地,但由于江南古陸隆升的速度和幅度都較龍門山及周邊其他山系要快、要大,導致江南古陸西側(亦即四川盆地東部)亦發生相對抬升。這一結果,使得四川盆地原來西高東低的海底地貌逐漸轉變為東高西低,即發生“蹺板式”變化。另一方面,江南古陸及其西緣雪峰山的隆升和向北西方向推覆擠壓的強度也較龍門山強大,致使川湘交界處的七曜山升起,隨之在川東—川中之間形成北北東走向的瀘洲—開江水下隆起。在四川盆地東南面江南古陸和西北緣龍門山之間差異性推覆、擠壓下,補償坳陷盆地的軸線不斷向北北西方向遷移,更重要的是,補償坳陷盆地基底下陷的深度亦由東向西增加,導致鹽盆面積和沉積蒸發巖的厚度也由東向西不斷增大。

2.3 蒸發巖盆地的空間展布

圖3,4是四川盆地三疊系石鹽巖隨時間變化的縱橫分布圖[4-5]??梢钥闯?,蒸發盆地濃縮后期石鹽巖盆發育層位由東向西不斷升高,石鹽巖盆規模也由東向西不斷增大。蒸發巖盆地發育始于嘉二時,僅限于最東面川鄂交界的萬縣地區,規模較小且分布零星,分布層位除嘉二段外,已見于嘉四段。向西到川東墊江地區鹽盆規模亦有所擴大,其層位已由嘉四段向上延至雷一段。再向西到川中地區,即南充鹽盆區,是四川鹽盆發育的鼎盛時期,石鹽巖發育于嘉四段—雷三段,延續時間最長,已知僅石鹽巖總厚度大于200 m。到雷口坡末期,即雷四時,鹽盆僅限于川西成都地區。

圖3 四川盆地三疊系石鹽巖盆地分布

圖4 四川盆地三疊系石鹽巖盆地分布和演化

從蒸發巖盆地規模來看,嘉二時,盡管周邊山系已陸續隆起,四川盆地與外海的溝通逐漸受阻,但山系間仍有局部溢口成為向盆地內注入海水的通道,特別是有來自南部翻越黔北正在隆升的淺水碳酸鹽巖臺地的海水補給。此時氣候干旱炎熱,所補給海水的含鹽度亦較正常海水要高。盆內海水雖不斷濃縮,海平面降低,但整體含鹽度仍不高,尚未達到全海盆內硬石膏析出的濃度。另一方面,嘉二時四川盆地仍繼承了嘉一時西高東低的地貌,濃縮重鹵水向東流動,受海底微地貌影響,在地形相對低洼處匯聚,形成分散的、鹽度高的廣海靜水下含鹽“小洼盆地”,其內沉積白云巖—硬石膏巖。嘉二時,僅川東局部地區形成一些零散的“小鹽盆”。嘉四、嘉五和雷一時,蒸發巖盆中心已由川東墊江地區向西遷至川中南充—遂寧間,僅石鹽巖分布面積就超過4.8×104km2。雷二時,由于瀘洲—開江水下隆起快速抬升,其南端上升為陸,成為剝蝕區,蒸發巖盆中心再度向西延展到成都和威遠以西。雷二和雷四段石鹽巖分布面積達2.3×104km2(圖4)。從所沉積蒸發巖地層厚度來看,以雷口坡組為例,川東“小鹽盆”一般不超過500 m,到川中鹽盆的角13井為895.5 m,關基井為875 m,再向西至成都鹽盆西南面的大深1井,厚度為1 075.5 m,無論川中鹽盆或川西鹽盆,雷口坡組在眾多井下剖面中由下向上均表現出硬石膏巖和石鹽巖在地層厚度中所占比例不斷增加的特點。如大深1井,雷口坡組殘余厚度1 075.5 m,其中硬石膏巖368.5 m,石鹽巖160 m,尚有33 m的鈣芒硝和22 m的雜鹵石,總厚583.5 m,占雷口坡組地層厚度的54.3%。更有意義的是,無論川中、成都或威西蒸發巖盆,硬石膏巖和石鹽巖含量均由下向上遞增,主要發育在頂部雷四段中。大深1井雷四段殘厚630 m,其中硬石膏巖、石鹽巖兩者厚度近550 m,還有55 m的鈣芒硝巖和雜鹵石巖,其余為硬石膏質白云巖等,而純凈白云巖僅29 m,無石灰巖。上述規律說明,雷四時,由于瀘洲—開江隆起和龍門山推覆帶的相互強烈擠壓,發育于其間的補償坳陷盆地深度不斷加大,匯聚其中的重鹵水數量亦多,加上四川盆地氣候極度干旱炎熱,鹽盆中鹵水高度濃縮,間歇性地被蒸干。

雷口坡組沉積后,印支早幕運動使揚子地臺與華北大陸拼接,四川盆地海相沉積史結束,晚三疊世演化為前陸盆地,接受含煤碎屑巖沉積。

3 嘉二段—雷口坡組沉積特征和相模式

四川盆地嘉二時以后,雖然干旱炎熱,發育海退環境下的蒸發巖為主,但亦多次發生不同規模的海侵,如嘉三和雷四時。海平面多次升降,干旱和潮濕氣候多次交替,沉積剖面旋回性明顯。據此,筆者建立了嘉陵江組二段—雷口坡組沉積模式(圖5)。模式是據瀘州—開江隆起以西—龍門山康滇古陸間沉積特征建立的,瀘州—開江隆起以東蒸發巖盆規模雖小,但沉積規律相同。

3.1 最大海侵期

如嘉三和雷二早中時,盡管當時氣候炎熱,蒸發量較高,但由于海水不斷補給,僅顯示出等效弱蒸發現象,海平面基本穩定在一定水平(圖5a,高海平面Ⅰ)。全盆地均以石灰巖沉積為主,近盆地的淺水區主要沉積粒屑石灰巖、生物石灰巖,交錯層理、楔狀層理、沙紋層理等床沙形態較發育,具灘相沉積特征,有利于生物活動。盆地中心水體較深,沉積薄層微晶石灰巖,含泥質微晶石灰巖,見水平紋理、微波狀紋層理,生物活動較弱,局部時期有底流(洋流)作用,形成波狀沙紋層理,弱沖刷和硬底構造以及生物(屑)小透鏡體等。在盆地邊緣,主要是西部,有一些陸源碎屑物補給,有時露出水面,故灰巖中泥質含量較高,常含少量(不等量)陸源石英碎屑,散布于灰巖中,也可呈紋層或沙紋出現,甚至形成鈣泥質粉砂巖薄夾層,表現出混積坪沉積特征。

3.2 海平面相對下降期

如嘉三和雷二晚時,當海侵強度減弱,隨著蒸發加強,海平面相對下降(圖5a,高海平面Ⅱ),東南面瀘州—開江水下隆起的阻隔作用增強,盆地淺水區仍為石灰巖沉積,盆地斜坡帶較深水靜水區缺乏薄板狀微晶灰巖沉積,也無底流影響,除有泥質微晶白云巖、灰質微晶白云巖等沉積外,可出現藻層紋石、分散狀硬石膏晶體交代白云巖現象。盆地斜坡中、下部,少量CaSO4飽和的重鹵水順坡流向盆地中心,沉積硬石膏巖。

3.3 海水補給受阻的低海平面期

如嘉四、五和雷一、三部分時期,氣候干旱炎熱,海平面降低(圖5b,低海平面Ⅰ),瀘州—開江隆起露出水面,海水補給進一步受阻,強烈蒸發作用使盆內水體變得越來越淺,成為淺海靜水鹽盆環境。原淺水區變成潮間—潮上環境,主要沉積白云巖、藻層紋石白云巖夾粒屑石灰巖、微晶石灰巖,并有硬石膏化。在盆地斜坡帶可沉積白云巖及硬石膏巖。在盆地中部由于Mg2+濃度升高,CaSO4飽和,主要沉積白云巖、硬石膏巖,并有石鹽巖產出,在平面上形成“牛眼狀”相帶分布。在這樣的環境中,白云石晶出時間較長,晶徑較大,可發育晶間孔隙。據朱洪發等[4]研究,雷三中段自下而上發育多個沉積旋回,其每一旋回組合為:含菊石的泥晶灰巖—紋層、薄層狀白云巖—紋層狀硬石膏巖—厚大的結晶透明石鹽巖(可具沙鐘構造)—角礫狀、疊層石狀硬石膏巖。該組合中夾頁片狀泥巖,其中富扁平狀、紋飾清晰而細、保存完好的漂游瓣鰓化石,并表現為受“毒化”的蠕蟲強烈擾動的毫米級水平紋層理灰巖、白云巖。此外,在盆地內具水平紋理的灰巖中亦見到來自斜坡帶的水下滑塌角礫巖。表明雷三中時雖然為靜水鹽盆環境,但有時受到海水補給(盆地基底脈動式沉陷),也可以是周期性潮濕氣候,使盆地海平面有所升高、海水有所淡化,兼具“深、淺水”的沉積特征。

圖5 四川盆地中三疊世嘉陵江組二段時—雷口坡期補償坳陷蒸發海盆沉積相模式

3.4 盆地完全蒸發干縮(涸)期

如嘉四、五部分時期和雷四時,由于海水補給長期受阻(隔絕),氣候又長期干旱炎熱,盆地海水完全蒸發干縮(涸),變成位于海平面以下的“深海洼地”,盆地底變成鹽坪或干鹽湖的“似潮坪”環境(圖5b,低海平面Ⅱ)。盆地邊緣沉積的石灰巖發生白云石化和硬石膏化,盆地斜坡上有硬石膏巖沉積,盆地中心因鹵水不斷濃縮,CaSO4和NaCl過飽和,相繼沉積硬石膏巖和厚層石鹽巖,甚至沉積鈣芒硝、雜鹵石。四川盆地中心部位的嘉四、嘉五期和雷一1部分時期以及雷四時的沉積環境大致如此。在這些層位中能見到“極淺水和干化”的標志,如溝道扁平礫石、垂直潛穴、波狀和小型舟狀交錯層理、底沖刷和礫狀內碎屑、蠕蟲狀白云巖(即密集蟲穴和蟲跡構成的芝麻點白云巖)、SH型疊層石白云巖、干裂紋及泥巖收縮裂片、鳥眼構造、雜鹵石疊瓦狀收縮裂紋以及沉積小間斷面等[4]。除粗粉晶白云巖中發育晶間孔隙外,間歇性大氣降水可在白云巖、硬石膏巖和石鹽巖中形成同生期溶孔,在后兩者中受埋藏成巖期塑性變形作用而“消失”,而在白云巖中則能保存下來,發育石鹽巖、硬石膏巖下白云巖兼具晶間孔和同生期溶孔儲層。如果隨著厚層石鹽巖的堆積,盆地被填平,海水被蒸干,石鹽巖層之上可以有層紋狀硬石膏巖(硬石膏化)、鈣芒硝巖等沉積。從川中、成都和威西蒸發盆地來看,除嘉三時和雷三早、中時海侵規模較大外,其他時期即使發生多次海侵,其規模均較小,均未超出圖5b的模式。故除嘉三和雷三早、中時沉積的下、中部地層外,較少有灰巖沉積,而主要為白云巖夾灰巖、硬石膏巖(地面剖面為溶塌角礫白云巖)或白云巖、硬石膏巖、石鹽巖的不等厚多旋回韻律層,局部層段夾鈣芒硝巖和雜鹵石巖。后種情況在坳陷盆地中心部位的嘉四段、嘉五段、雷一段下部和雷四段表現最明顯。

由于構造運動再次活躍,又可有海水入侵,或者周期性氣候潮濕,盆地內海平面上升,鹽度被淡化,又可出現上述沉積模式中不同巖性組合的沉積旋回。如石灰巖—白云巖—石膏巖—石鹽巖、白云巖—硬石膏巖—石鹽巖、白云巖—硬石膏巖—石鹽巖及鈣芒硝巖,或白云巖—硬石膏巖—白云巖—石灰巖—白云巖—硬石膏巖—石鹽巖等多旋回不同巖性組合地層。在四川盆地周邊的地面剖面,如雷三下、中段地層中,沒有由硬石膏巖溶解形成的溶塌角礫白云巖。向盆地方向,無論地面或是井下剖面中,溶塌角礫白云巖層不斷增多,而到坳陷盆地區出現硬石膏巖層,并沿軸線方向層數增多、厚度增大。

4 白云巖儲層發育規律

嘉陵江組二段—雷口坡組是四川盆地天然氣主要產層之一,儲層均為蒸發巖組合地層的硬石膏巖、石鹽巖之下的粉晶白云巖,儲集空間主要為白云石晶間孔或準同生期形成的溶孔,或兩者兼具之,如疊加有后期裂縫,則對儲滲性能有較好改善。以川中為例,目前已在嘉二1、嘉二2、嘉三、嘉五2、雷一1、雷三和雷四等7個層段中發現天然氣,其中嘉二1、嘉二2和雷一1獲工業氣流。嘉二段儲層主要為硬石膏巖層之下的粉晶白云巖,儲集空間為白云石晶間孔隙;雷一1亞段儲層為石鹽巖—硬石膏巖之下的粉晶白云巖,儲集空間為白云石晶間孔隙和沉積(準同生)期溶孔。四川盆地其他地區情況雷同,如川東臥龍河氣田,儲層發育在嘉五1、嘉四3小層,儲層上下均為硬石膏巖和石鹽巖,儲層為粉晶白云巖夾石灰巖和泥質白云巖,儲集空間為白云石晶間孔和針孔狀溶孔,孔隙度可高達18.9%,平均5.26%,后期構造裂縫發育,孔縫相互搭配,成為高產儲層。此外,川西北中壩氣田雷口坡組,厚度在550~590 m,下部均為泥質硬石膏巖,上部為硬石膏巖,氣層主要分布在中上部雷三段白云巖地層中,厚96~108 m,部分是顆粒和蘭菌藻白云巖碎屑的白云巖,儲集空間也是白云石晶間孔,同時也有準同生期溶孔,后者在局部層段較發育。

從上看出,作為儲層的粉晶白云巖是在盆地海水蒸發濃縮過程中,或盆內含鹽度一度淡化后再次蒸發濃縮過程中的沉積體。因此,其上或其上、下均發育有硬石膏巖或硬石膏巖和石鹽巖層,縱向上形成多套天然氣儲蓋組合。

5 結束語

四川盆地下三疊統嘉陵江組二段以上及中三疊統雷口坡組以蒸發巖為主的地層分布總面積達10×104km2以上,地層厚度最厚可達1 800 m左右?,F代的薩勃哈沉積環境,如阿布扎比、卡塔爾、波斯灣及下加利福尼亞灣等實例,無條件運用到四川盆地嘉陵江期和雷口坡期大型白云巖—硬石膏—石鹽巖蒸發盆地的環境解釋[11](包括對鄂爾多斯盆地中奧陶統馬家溝組的解釋)是不恰當的。早在1978年,著名沉積學家 Reading[10]在討論古代大鹽床沉積時就指出:“蒸發巖研究向我們展示了自相矛盾的論證。我們很容易從所研究的現代環境中識別出古薩勃哈來,但是還有許多大型(無論從面積或者厚度上看)蒸發巖盆地,以石鹽沉積為主,而對此尚未找到相應的現代類似物?!逼湟馑际敲鞔_的,即現代薩勃哈的認識是不能無條件地用來解釋古代大型膏鹽盆地的沉積環境。同時指出,存在“深水”(實際是指盆地干涸前被海水充盈)和“淺水”沉積模式?,F代薩勃哈屬“淺水”蒸發巖沉積,而古代大型蒸發巖盆地屬“深水”沉積。

嘉陵江組二段以上及雷口坡組中的白云巖和膏鹽巖是目前四川盆地天然氣的重要產層和蓋層,正確認識四川盆地嘉陵江組和雷口坡組多旋回蒸發巖地層層序的形成環境以及縱向和平面上的演化展布規律,特別是正確認識該層序中白云巖儲集的空間類型、展布規律和控制因素,對四川盆地油氣勘探、開發具有重要現實意義。

參考文獻:

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