李明隆 ，譚秀成 ，楊雨，倪華玲，羅冰，文龍，張本健，肖笛 ，許強

（1. 中國石油天然氣集團有限公司碳酸鹽巖儲層重點實驗室西南石油大學(xué)研究分室，成都 610500；2. 天然氣地質(zhì)四川省重點實驗室，西南石油大學(xué)，成都 610500；3. 油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點實驗室，西南石油大學(xué)，成都 610500；4. 中國石油西南油氣田公司，成都 610000；5. 中國石油東方地球物理公司西南物探研究院，成都 610213）

0 引言

四川盆地二疊系棲霞組白云巖是繼下組合震旦系燈影組和寒武系龍王廟組氣藏之后的又一重要的天然氣戰(zhàn)略接替領(lǐng)域[1]，并在四川盆地西部（簡稱川西）臺緣帶及臺內(nèi)獲得了勘探突破，相繼發(fā)現(xiàn)了雙魚石[2]、平落壩[3]、高磨[4]等一系列棲霞組白云巖氣藏。目前，學(xué)術(shù)界逐漸達成了該套白云巖儲集層受丘灘相和海平面升降控制的早成巖期巖溶復(fù)合控制的共識[5-8]。早期由于資料豐度與資料點分布不均的影響，難以建立地表和地腹地層的準(zhǔn)確對比，因而多針對盆內(nèi)棲霞組開展層序地層研究和基于“單因素分析、多因素綜合作圖法”的古地理重建工作[9-15]，提出了總體為開闊且西部受限的鑲邊臺地以及碳酸鹽緩坡兩種主要認(rèn)識[13-17]，并認(rèn)為古地貌受到加里東古隆起以及峨眉地幔柱隆升約束，有利相帶具有“一緣一環(huán)帶”，即川西臺緣與環(huán)樂山—龍女寺古隆起分布的特征[18-20]。川西臺緣帶的提出對于臺緣帶雙魚石和平落壩的重大勘探突破和探明具有重要的實踐意義。然而，棲霞組沉積期處于海西構(gòu)造旋回擠壓-拉張轉(zhuǎn)換期[21]，構(gòu)造-沉積過程復(fù)雜，這導(dǎo)致對該區(qū)域特別是臺內(nèi)地區(qū)的巖相古地理認(rèn)識一直存在分歧。究其原因有二：①通過類比塔里木盆地疊覆于區(qū)域性不整合面之上、從晚泥盆世—早石炭世的穿時地層單元東河砂巖段，下二疊統(tǒng)梁山組—棲霞組的碎屑巖-混積巖-碳酸鹽巖的連續(xù)相變和疊覆于區(qū)域不整合面之上的持續(xù)海侵背景表明[13-16]，作為巖石地層單位的梁山組往往作為 1個單獨的三級層序解剖顯然無法更好厘清棲霞階的地層充填過程和構(gòu)造古地理格局；②碳酸鹽臺地古地理重建過程中，往往忽略基于層序地層充填過程分析的構(gòu)造古地貌重建及與巖性的耦合關(guān)系，致使編制的巖相古地理圖對有利區(qū)帶預(yù)測性和勘探生產(chǎn)指導(dǎo)性不強，從而很大程度限制了對非臺緣地區(qū)棲霞組白云巖規(guī)模儲集層的勘探進程。

2017年以來，隨著盆內(nèi)揚子克拉通北緣鉆探資料日趨豐富和盆緣露頭高精度自然伽馬測定工作的開展，為重新認(rèn)識四川盆地及周緣地層充填過程和構(gòu)造古地理格局奠定了基礎(chǔ)。鑒于此，本次研究優(yōu)選區(qū)內(nèi)446口鉆井、129份野外剖面區(qū)域地質(zhì)調(diào)查資料及 20條野外剖面實測資料，將下二疊統(tǒng)棲霞階（梁山組—棲霞組）作為 1個有機整體予以解剖，以 Vail[22]經(jīng)典層序地層學(xué)理論與方法為指導(dǎo)，在厘清層序劃分和充填過程的基礎(chǔ)上，重建古地理格局，恢復(fù)各層序巖相古地理及其演化，聚焦有利儲集區(qū)帶分布，以期為棲霞組進一步規(guī)模油氣發(fā)現(xiàn)提供方向。

1 地質(zhì)背景

四川盆地位于華南板塊西北部，周緣為安寧河、龍門山、勉略縫合線及城口等深大斷裂所環(huán)繞[23]（見圖1a）。受加里東末期與海西期多次大規(guī)模構(gòu)造抬升與剝蝕影響，下二疊統(tǒng)梁山組、棲霞組和中二疊統(tǒng)茅口組依次沉積于不整合面之上。梁山組超覆于區(qū)域不整合之上，與上覆棲霞組呈整合接觸，為具有泥巖、砂巖、薄煤層的潮坪-沼澤-潟湖沉積環(huán)境[24]。棲霞組與上覆茅口組呈假整合接觸，為具白云巖、（白云質(zhì)）生屑灰?guī)r、生屑泥晶灰?guī)r、泥晶灰?guī)r的淺海臺地沉積環(huán)境[25]。華南棲霞組發(fā)育于整個空谷期[26]，而基于川西棲霞組碳同位素組成曲線特征（見圖1b），可以大致判斷盆內(nèi)棲霞組發(fā)育于空谷中晚期。棲霞階的持續(xù)海侵使上揚子地區(qū)重新接受海相沉積，但盆地周緣高地甚至到棲霞組沉積晚期才開始接受沉積。而梁山組到棲霞組巖性具有“石英砂巖—鈣質(zhì)石英砂巖—砂質(zhì)灰?guī)r—生屑泥晶灰?guī)r”的連續(xù)漸變特征[15-16]，表明梁山組到棲霞組為一連續(xù)沉積過程。綜合兩者界線附近出現(xiàn)巖性漸變特征，認(rèn)為梁山組與塔里木盆地晚泥盆世—早石炭世東河砂巖段具有相同的持續(xù)海侵超覆背景[27]，梁山組是棲霞階在此背景下的潮坪-沼澤-潟湖沉積體系，是一穿時的巖石地層單元[28]?；谶@一認(rèn)識，棲霞階厚度可近似反映沉積前的構(gòu)造古地貌特征。如圖1a所示，盆地周緣存在厚度急劇減薄和增厚區(qū)，盆緣的康滇、神農(nóng)架、漢南以及雪峰山地區(qū)厚度較薄，僅為20～80 m；而成都—綿陽、康滇前緣、江口以及宜昌地區(qū)厚度超300 m；盆地內(nèi)部地層厚度一般為80～160 m。

圖1 四川盆地及鄰區(qū)下二疊統(tǒng)棲霞階地層厚度及廣元長江溝剖面棲霞組綜合柱狀圖

2 層序地層特征與古地理格局

通過四川盆地及鄰區(qū)的地表-地腹資料分析，首先識別棲霞階的層序界面，搭建等時地層格架，進行層序劃分，分析層序地層充填特征，進而在層序格架內(nèi)研究棲霞階沉積期古地理格局演化規(guī)律?；趲r性、電性和地球化學(xué)資料，在研究區(qū)下二疊統(tǒng)棲霞階共識別出兩種類型共 4個層序界面，其中梁山組底界、SQ3頂界為Ⅰ型層序界面，SQ0頂界、SQ1頂界為Ⅱ型層序。

2.1 棲霞階層序界面特征

2.1.1 下伏地層與梁山組界面（SBⅠ）

棲霞階底界，即梁山組底界為加里東—海西構(gòu)造運動形成的不整合面，是典型的Ⅰ型層序界面（見圖2a）。界面之下地層時代多變，盆緣多為石炭系，盆內(nèi)多為寒武系—志留系；界面之上可見風(fēng)化殼，向上逐漸過渡為梁山組潮坪—潟湖—沼澤相泥巖、泥質(zhì)粉砂巖（見圖2a）。界線附近伽馬曲線正向漂移明顯（見圖 3a）。成像測井上，下伏地層靜態(tài)圖呈黃色中阻，動態(tài)圖呈平行薄層狀，可見穿層狀褐色巖溶系統(tǒng)；上覆地層靜態(tài)圖呈褐色低阻，動態(tài)圖呈平行薄層狀，明暗互層（見圖3a）。

2.1.2 SQ0與SQ1界面（SBⅡ）

SQ0與SQ1界面為短暫暴露的Ⅱ型層序界面。界面之下為細粉晶白云巖，或（白云質(zhì)）泥晶生屑灰?guī)r，且多具暴露溶蝕孔，而之上為薄—中層狀生屑泥晶灰?guī)r、泥晶灰?guī)r或泥灰?guī)r（見圖 2b、圖 2c）。伽馬曲線具正向漂移特征（見圖3b），此界面多為短期暴露面，界面之下碳同位素組成常具負(fù)偏移特征（見圖4a）。

2.1.3 SQ1與SQ2界面（SBⅡ）

SQ1與SQ2界面也為短暫暴露的Ⅱ型層序界面。界面之下為（白云質(zhì)）生屑灰?guī)r、泥晶生屑灰?guī)r、細粉晶白云巖或燧石結(jié)核灰?guī)r，并可見鐵質(zhì)結(jié)殼、溶溝及溶蝕孔洞等暴露巖溶標(biāo)志（見圖2d—圖2f）；界面之上為相對低能的深灰色白云巖（見圖 2d）泥灰?guī)r、泥晶灰?guī)r。界線附近伽馬曲線具正向漂移特征（見圖3c），成像測井上，界面之下靜態(tài)圖呈黃白色高阻，動態(tài)圖呈塊狀，可見穿層狀褐色巖溶系統(tǒng)；界面之上靜態(tài)圖呈黃色中阻，動態(tài)圖呈平行薄層狀，明暗互層（見圖 3）。界面之下碳、氧同位素組成因為淡水淋濾改造的而具有負(fù)偏移特征（見圖4b）。

圖2 層序界面巖石學(xué)特征

2.1.4 SQ2與茅口組界面（SBⅠ）

SQ2與茅口組界面為一長期暴露的Ⅰ型層序界面。界面之下為（白云質(zhì)）生屑灰?guī)r、泥晶生屑灰?guī)r，溶溝發(fā)育，部分地區(qū)還可見紅色-黃色黏土層組成的風(fēng)化殼；界面之上為茅口組灰黑色眼皮狀灰?guī)r（見圖2g—圖 2i）。界面附近伽馬曲線具典型的正向漂移特征（見圖3d）。成像測井上，界面之下靜態(tài)圖整體呈黃白色高阻，動態(tài)圖呈塊狀，發(fā)育大量斑點狀、穿層狀褐色溶蝕孔洞；界面之上動靜態(tài)圖均呈低中阻平行中—薄層狀，明暗互層（見圖3d）；碳、氧同位素組成常由于淡水溶蝕作用而在界面之下具負(fù)偏移特征；界面附近鍶同位素組成由于海平面下降，陸源影響增加而上升；界面之下Sr/Ba值降低，表明海平面逐漸下降，界面之上則開始增高，是海平面上升的響應(yīng)（見圖4c）。

圖3 棲霞階各層序界面附近測井特征（Δt—聲波時差）

圖4 棲霞階各層序界面附近地球化學(xué)特征

2.2 層序劃分方案

在層序界面特征分析的基礎(chǔ)上，將研究區(qū)棲霞階劃分為3個三級層序。為了跟盆內(nèi)前人研究[16-17]統(tǒng)一，將3個層序從下到上標(biāo)示為SQ0、SQ1和SQ2，層序由TST和HST組成，局部高地可缺失TST。研究區(qū)內(nèi)棲霞階沉積時間大約為5～10 Ma，按Vail的層序周期劃分標(biāo)準(zhǔn)，三級層序?qū)?yīng)的周期為0.5～3.0 Ma，因此，將梁山組和棲霞組作為整體劃分為 3個三級層序在時間尺度上也是合理的。

2.3 層序地層特征

選取北西—南東向?qū)有蚋窦芷拭?，拉平SQ1與SQ2界面，以揭示區(qū)內(nèi)棲霞階層序格架內(nèi)的地層充填規(guī)律。

北西—南東向剖面表明（見圖5），SQ0具有非對稱型的層序結(jié)構(gòu)，并由小魚洞向ST1井方向上超尖滅。SQ1由盆地西緣向雪峰山地區(qū)逐漸減薄，在冷水溪厚20 m，僅發(fā)育高位域，雪峰山地區(qū)則缺乏 SQ1。SQ2厚度整體由盆地中心向北西、南東兩個方向逐漸減薄，盆內(nèi)普遍厚75～105 m，而雪峰山地區(qū)僅厚30 m。

圖5 北西—南東向棲霞階層序地層橫向?qū)Ρ葓D（剖面位置見圖1）

根據(jù)前述的層序劃分方案，對區(qū)內(nèi)鉆井與野外露頭進行層序劃分，并繪制出各層序厚度平面圖。結(jié)果表明，SQ0僅分布于康滇前緣（鎮(zhèn)雄—樂山地區(qū)）、成都—綿陽、江口以及宜昌地區(qū)。持續(xù)海侵使得SQ1整體覆蓋于上揚子臺地之上，僅在康滇、神農(nóng)架以及雪峰山部分地區(qū)尚未接受沉積。SQ1厚度具有呈北東和北西厚薄分異的特征，其增厚區(qū)在SQ0 地層分布區(qū)繼承發(fā)展，并向盆緣古隆以及盆內(nèi)逐漸減??；SQ1盆內(nèi)厚度多為8～36 m，并盆內(nèi)存在多個北東—南西、北西—南東向薄值區(qū)（見圖6a）。SQ2僅在康滇地區(qū)（西昌地區(qū)）缺失，薄層低值區(qū)分布于BD1井—新基姑、漢中、神農(nóng)架、獅子山剖面—冷水溪剖面地區(qū)；盆內(nèi)主要存在長江溝—PT1井、GT2井—GS128井—Z1井以及WT1井—W114井—瀘州—TT1井3個北東—南西厚層高值區(qū)，而四川盆地西北部的YB7地區(qū)同時存在向北西方向展布的趨勢。SQ2厚值區(qū)展布大多與SQ1薄層低值區(qū)展布區(qū)域較為相似，僅在川東存在一定的差異（見圖 6b）。

圖6 棲霞階SQ1、SQ2層序地層厚度圖

SQ0、SQ1厚度較大時，發(fā)育非對稱型的層序結(jié)構(gòu)，海侵體系域的沉積厚度大于高位體系域，揭示其具有緩慢海侵—快速海退的海平面變化特征。就巖性而言，SQ0、SQ1持續(xù)超覆，因而地層厚度薄的區(qū)域代表越晚接受沉積的古地貌高地，且以相對高能沉積為特征（見圖5）。SQ2同樣發(fā)育非對稱型的層序結(jié)構(gòu)，但其高位體系域沉積厚度大于海侵體系域，揭示其具有快速海侵—緩慢海退的海平面變化特征。統(tǒng)計表明，SQ2厚度較大時，沉積能量較高的巖性占比較大，表明厚值區(qū)多為沉積前古地貌高地等高水動力環(huán)境。值得注意的是，康滇、雪峰山以及其前緣地區(qū)（如冷水溪剖面以及獅子山剖面）由于地貌較高，沉積可容空間不足，缺失部分層序結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致地層厚度減薄（見圖5）。

根據(jù)不同層序的充填特征和沉積響應(yīng)，指示盆地內(nèi)普遍地貌較高，存在廣旺、鎮(zhèn)巴、川東3個局部洼地。

2.4 棲霞階沉積期的構(gòu)造環(huán)境

這樣的古地貌特征可能與早二疊世多方向拉張應(yīng)力相關(guān)。棲霞階沉積期，上揚子地區(qū)為位于赤道附近的華南板塊被東側(cè)古亞洲洋（泛大洋）和西側(cè)的古特提斯洋所環(huán)繞[30-31]，并受到金沙江—哀牢山洋盆和勉略洋盆俯沖消減的影響，因而上揚子地區(qū)早二疊世持續(xù)海侵和臺地碳酸鹽沉積分異是對華南地區(qū)整體構(gòu)造伸展沉降的響應(yīng)。盡管古太平洋板塊向華夏板塊在距今約280 Ma已經(jīng)開始向現(xiàn)今的華南東部發(fā)生初始俯沖，但下?lián)P子（華南板塊西部）地區(qū)的棲霞組以發(fā)育臺地相為主，說明古太平洋的初始俯沖并未對華南地區(qū)地貌和沉積的分異產(chǎn)生顯著影響。而受到古特提斯洋多島洋俯沖增生的控制，金沙江—哀牢山洋盆向北（東）俯沖并在上揚子以西形成巖漿島弧（義敦島?。?，導(dǎo)致早中二疊世在義敦島弧以北、昆侖—秦嶺地塊以南和揚子板塊以西形成以甘孜—理塘洋盆為主的弧后拉張洋盆[32-33]（見圖 7a、圖 7c）。因此揚子板塊西緣在早—中二疊世形成向西北拉張的被動大陸邊緣，西南緣活動陸緣以東的康滇古陸山前至南盤江地區(qū)弧后拉張形成坳陷盆地。上揚子地塊北側(cè)的勉略洋自泥盆紀(jì)開始自西向東打開，從而成為被動陸緣的構(gòu)造環(huán)境（見圖 7b、圖 7c）。

圖7 早二疊世地球動力學(xué)模式示意圖

綜上所述，在這一系列拉張構(gòu)造環(huán)境的影響下，研究區(qū)展現(xiàn)出整體為高地與洼地間互發(fā)育的古地貌特征。盆地內(nèi)部依然存在較為明顯高低分異，展現(xiàn)出南東—北西向為主、南西—北東向為輔，高低相間的棋盤狀展布格局。

3 層序格架內(nèi)棲霞階巖相古地理特征

3.1 主要沉積相類型及特征

參考前人研究成果[6]，并根據(jù)巖性及相序組合特征，認(rèn)為棲霞階整體以發(fā)育弱鑲邊的海相碳酸鹽臺地為特征，可劃分為潮坪—潟湖、半局限臺地、臺地邊緣3類沉積相具體細分如表1所示。

表1 棲霞階沉積相類型簡表

潮坪—潟湖主要發(fā)育潮下帶外緣（簡稱潮緣）丘灘體、混積潮坪以及混積 潟 湖 3類亞相。潮下帶外緣丘灘體主要分布于棲霞組下部，巖性以（砂質(zhì)）白云巖、（砂質(zhì)或白云質(zhì)）泥晶生屑灰?guī)r為主；混積潮坪主要分布于梁山組之中，巖性以（鈣質(zhì)）石英砂巖為主，偶見泥灰?guī)r；潟湖巖性以鋁土質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r、泥質(zhì)白云巖為主，偶見煤層。

半局限臺地主要發(fā)育臺內(nèi)丘灘體、半局限海、臺內(nèi)緩坡、臺內(nèi)洼地以及臺坪5類亞相。臺內(nèi)丘灘體巖性以巖性以白云巖以及（白云質(zhì)）生屑灰?guī)r為主；半局限海廣泛分布于碳酸鹽臺地中，巖性以泥晶灰?guī)r、生屑泥晶灰?guī)r為主。臺內(nèi)洼地主要分布于棲霞階沉積前的相對低地，且SQ1、SQ2均有發(fā)育，巖性以泥灰?guī)r、泥晶灰?guī)r、生屑泥晶灰?guī)r為主，而臺內(nèi)緩坡分布于臺內(nèi)洼地外緣，僅發(fā)育于 SQ2，巖性以泥晶灰?guī)r、生屑泥晶灰?guī)r為主。臺坪分布于雪峰山前緣區(qū)域，僅發(fā)育于 SQ2，巖性以泥灰?guī)r、泥晶灰?guī)r以及生屑泥晶灰?guī)r為主。

臺地邊緣主要發(fā)育臺緣丘灘體與丘灘間兩類亞相。臺緣丘灘體僅僅發(fā)育于 SQ2，巖性以白云巖以及（白云質(zhì)）生屑灰?guī)r為主；丘灘間分布于臺緣丘灘體之間相對低能的區(qū)域，巖性以泥晶灰?guī)r、生屑泥晶灰?guī)r為主。

3類丘灘體則發(fā)育于不同特征的向上變淺序列中（見圖8）。臺緣丘灘體發(fā)育于多個向上變淺旋回中，其單灘體厚約3 m（見圖8a）。旋回底部為丘灘間，巖性為（白云質(zhì)）生屑泥晶灰?guī)r（見圖8c），向上變?yōu)榕_緣丘灘體，巖性為中粗晶白云巖，孔隙較為發(fā)育，見凝塊幻影（見圖8b）。臺內(nèi)丘灘體發(fā)育于向上變淺旋回中，單灘體厚度約1 m（見圖8d）。旋回底部為半局限海沉積，巖性為生屑泥晶灰?guī)r（見圖8f），向上過渡為臺內(nèi)丘灘體的（白云質(zhì)）生屑灰?guī)r、中晶白云巖，生屑灰?guī)r內(nèi)?？梢婐そY(jié)結(jié)構(gòu)（見圖8e）。潮下帶外緣丘灘體發(fā)育多個向上變淺旋回中，單個丘灘體厚約0.5 m（見圖8g）。旋回底部為相對高能的潮下帶外緣丘灘體，巖性為中—細晶白云巖，可見凝塊幻影（見圖8i），向上逐漸過渡為 潟 湖沉積，巖性為泥白云巖（見圖8h）。

圖8 棲霞階丘灘相序列特征

3.2 構(gòu)造-層序巖相古地理特征及演化

綜合前述分析發(fā)現(xiàn)，總體持續(xù)海侵背景下，各層序期地層厚度與沉積古地貌密切相關(guān)，而相對高能的碳酸鹽巖也與正形地貌密切相關(guān)，而通過老井復(fù)查、取心、露頭、巖電特征統(tǒng)計編制的丘灘體厚度、白云巖厚度等單因素圖件也印證了這兩類巖性分布與古地貌高或環(huán)高密切相關(guān)。據(jù)此，以三級層序為編圖單位，采用優(yōu)勢相原則，綜合考慮古地理、古地貌與巖性巖相的關(guān)系，重建各個層序巖相古地理圖。

3.2.1 SQ0巖相古地理

SQ0時期，海平面緩慢上升，由于加里東末期—海西期的剝蝕夷平作用，導(dǎo)致區(qū)內(nèi)大部分地區(qū)地貌差異較小，整體上陸源供給較弱，所以僅在近陸地區(qū)發(fā)育混積潮坪沉積，洼地內(nèi)由于海侵范圍逐漸擴大，僅在底部發(fā)育初始海侵的陸源碎屑沉積，主體上以碳酸鹽巖為主的半局限海和潮緣丘灘體沉積為主（見圖9a）。

圖9 棲霞階各層序巖相古地理特征

3.2.2 SQ1巖相古地理

SQ1時期，海平面緩慢上升，沉積分異特征不明顯，區(qū)內(nèi)除康滇、神農(nóng)架以及雪峰山地區(qū)以外，先期剝蝕夷平的廣大地區(qū)快速為海水淹沒，近古陸地區(qū)發(fā)育混積潮坪與潮緣丘灘體，而其他地區(qū)僅僅在SQ1早期發(fā)育陸源碎屑與風(fēng)化殼相關(guān)的鋁土質(zhì)泥巖和鈣質(zhì)砂巖，向上海域逐漸擴大，陸源后退而相變?yōu)榍逅妓猁}巖沉積。考慮本層序下部普遍存在不同厚度的陸源碎屑，但占比皆未超過 50%，根據(jù)優(yōu)勢巖相編圖的原則，這一期巖相古地理圖仍以反映高位碳酸鹽巖沉積為特征（見圖9b）。臺內(nèi)洼地巖性以泥晶灰?guī)r、生屑泥晶灰?guī)r為主，缺乏高能沉積；潟湖主要分布于臺地內(nèi)部微古地貌低地，巖性為泥灰?guī)r、泥晶灰?guī)r、生屑泥晶灰?guī)r；臺內(nèi)丘灘體發(fā)育規(guī)模相對較小，主要分布在沉積古地貌高地，如漢南古隆以及冷水溪剖面—恩施地區(qū)，巖性為生屑灰?guī)r、泥晶生屑灰?guī)r，有時可見白云石化的穿層狀斑塊與硅質(zhì)結(jié)核。研究區(qū)其余地區(qū)均為半局限海沉積，巖性以生屑泥晶灰?guī)r以及泥晶灰?guī)r為主。SQ1時期，海侵主要方向為北西—南東向，次要為南北向以及東西向。

3.2.3 SQ2巖相古地理

SQ2時期，由于晚古生代冰期的結(jié)束，海平面快速上升，為丘灘體發(fā)育提供足夠的可容空間，使得研究區(qū)具有明顯的沉積分異特征。該時期僅有康滇古陸地區(qū)未被海水淹沒，其邊緣存在環(huán)陸分布的混積潮坪以及潮緣丘灘（見圖9c）。臺內(nèi)洼地分布于棲霞階沉積前的鎮(zhèn)雄—樂山、成都—綿陽、廣旺以及川東部分地區(qū)。臺內(nèi)緩坡則環(huán)繞臺內(nèi)洼地分布。 潟 湖分布于原神農(nóng)架古陸（瓦屋灣剖面地區(qū)）以及康滇古陸前緣的BD1井區(qū)域，巖性以低能泥灰?guī)r、泥白云巖、泥巖為主。臺坪則主要分布與雪峰山前緣（冷水溪剖面—恩施地區(qū)），巖性以較為低能的泥灰?guī)r、泥晶灰?guī)r以及生屑泥晶灰?guī)r為主。 潟 湖與臺坪分布區(qū)向四川盆地一側(cè)均受到臺內(nèi)丘灘所圍限，加之古地貌相對較高，沉積可容空間不足，因此沉積能量較低。四川盆地內(nèi)部微古地貌高地以及環(huán)洼地邊緣分布有大量臺內(nèi)丘灘體，常具有薄層白云巖發(fā)育，整體呈現(xiàn)出北西—南東向與北東—南西向的展布特征。臺緣丘灘體主要分布于龍門山山前的長江溝剖面—PT1井一線地區(qū)，局部夾有丘灘間沉積。臺緣丘灘體內(nèi)厚層白云巖發(fā)育較為普遍，其分布區(qū)是棲霞組最重要的孔洞型白云巖儲集層發(fā)育區(qū)。其余大部分地區(qū)則以半局限海沉積為主。該時期海侵方向與SQ1一致，主要為北西—南東向，次為南北向以及東西向。

4 油氣地質(zhì)意義

4.1 棲霞組丘灘體與有利儲集層分布

此次研究通過對全盆及其鄰區(qū) 158口鉆井（巖屑與測井資料）與38個露頭巖性資料復(fù)查發(fā)現(xiàn)，棲霞組普遍發(fā)育白云質(zhì)巖類（白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r/灰質(zhì)白云巖），且其厚度分布與SQ2丘灘體分布具有良好的耦合關(guān)系（見圖10），暗示了沉積作用在棲霞組白云質(zhì)巖類成儲機制中所占的重要地位。最新的研究認(rèn)為，棲霞組的高能相帶為特殊古環(huán)境背景之下的丘灘復(fù)合體沉積[34]。在海平面高頻波動的背景下，可容空間不足導(dǎo)致丘灘體發(fā)生疊置遷移，使海水進一步受限，從而為白云石化提供了流體來源，這也為棲霞組白云巖多具典型的海源流體特征所印證[35-37]。同時，丘灘體建隆的正形地貌，常會因高頻海平面下降而暴露溶蝕優(yōu)儲[38]。這樣的成儲過程不僅存在于臺緣帶，也普遍發(fā)育于臺內(nèi)丘灘帶中，因此SQ2沉積期大規(guī)模發(fā)育的丘灘體是棲霞組規(guī)模性白云質(zhì)巖類儲集層發(fā)育的最有利儲集相帶。有利丘灘、白云質(zhì)巖類儲集層具有沿臺緣帶規(guī)模分布的特征。

圖10 研究區(qū)棲霞階SQ2白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖厚圖分布圖

4.2 棲霞組有利儲集區(qū)帶劃分

就目前勘探現(xiàn)狀而言，川西北雙魚石棲霞組超深層灘相白云巖儲集層與九龍山白云質(zhì)灰?guī)r儲集層已經(jīng)進入規(guī)模效益開發(fā)階段[39]，川西南地區(qū) PT1井的突破預(yù)示著臺緣帶勘探已經(jīng)從局部逐漸轉(zhuǎn)向整體。而臺內(nèi)高磨—合川地區(qū)近年來也屢獲突破，多口鉆井測試與試采工作均揭示了臺內(nèi)白云巖薄儲集層具有高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)能力。隨著這些區(qū)塊的勘探日益成熟，棲霞組下個有利勘探區(qū)帶與方向的選擇日益成為突出問題。

綜合此次等時格架下恢復(fù)的巖相古地理特征與棲霞組白云質(zhì)巖類的分布特征，結(jié)合目前盆地內(nèi)棲霞組儲集層發(fā)育特征，將四川盆地棲霞組劃分為兩類共 5個最有利儲集區(qū)帶（見表2）。將白云巖厚度大于15 m，并且沉積相以臺緣丘灘體為主的地區(qū)劃分為Ⅰ類有利儲集區(qū)帶，主要分布在川西地區(qū)的龍門山前帶臺緣帶，其儲集層巖性以厚層孔洞型白云巖為主。已建產(chǎn)的雙魚石氣田位于該有利儲集區(qū)帶，是目前四川盆地棲霞組最重要的有利儲集區(qū)。將白云巖厚度小于15 m，白云質(zhì)灰?guī)r厚度大于5 m，并且沉積相以臺內(nèi)丘灘體為主的區(qū)域劃分為Ⅱ類有利儲集區(qū)帶，主要分布在成都—綿陽地區(qū)、廣旺地區(qū)、川中—川南地區(qū)以及川東地區(qū)，其儲集層巖性以薄層孔隙型、孔洞型白云巖/白云質(zhì)灰?guī)r為主。已探明的九龍山氣田與高磨—合川氣田分別位于環(huán)廣旺與川中—川南地區(qū)（見表2）。值得注意的是，成都—綿陽地區(qū)目前鉆井相對較少，川東地區(qū)鉆井多位于背斜地區(qū)，鉆井分布不均導(dǎo)致鉆遇棲霞組臺內(nèi)丘灘體較少，但這些地區(qū)有限的鉆井中依然有鉆遇棲霞組薄層白云質(zhì)灰?guī)r儲集層，且油氣顯示豐富，因此以上地區(qū)是下一步棲霞組臺內(nèi)薄層白云質(zhì)巖類儲集層勘探重點區(qū)域（見圖11）。

圖11 四川盆地棲霞組碳酸鹽巖儲集層有利區(qū)分布圖

表2 棲霞組有利儲集層發(fā)育區(qū)典型鉆井儲集層特征與天然氣測試簡表

5 結(jié)論

四川盆地及其鄰區(qū)下二疊統(tǒng)棲霞階（梁山—棲霞組）厚度分布揭示盆地周緣存在古隆/古陸，盆地內(nèi)部則為高低起伏的構(gòu)造古地貌格局。

棲霞階可識別出2個Ⅰ型和2個Ⅱ型層序界面，據(jù)此可劃分出3個三級層序，其中SQ0僅發(fā)育于盆緣4大坳陷，廣大盆內(nèi)地區(qū)則發(fā)育SQ1、SQ2，而盆緣4大隆起或古陸周緣僅發(fā)育SQ2層序或SQ1和SQ2層序高位域；層序充填具有從低洼區(qū)向盆內(nèi)和高地漸次海侵超覆和下部層序或體系域缺失的特征，形成區(qū)域不整合面之上具碎屑巖到碳酸鹽巖組合特征的層序結(jié)構(gòu)，建立了梁山組由SQ0海侵體系域到SQ2高位體系域的大穿時層序地層充填模式。

棲霞組沉積期整體為半局限碳酸鹽臺地體系，丘灘體與白云質(zhì)巖類和白云巖類與古地貌格局密切相關(guān)，總體具有沿高環(huán)洼發(fā)育的特征；其中 SQ0、SQ1主要為半局限海沉積，SQ2則以大范圍分布于環(huán)洼地邊緣與微古地貌高地的丘灘體為特征，呈現(xiàn)出北東—南西向為主、北西—南東向的棋盤狀相帶展布規(guī)律。

棲霞階盆內(nèi)發(fā)育南西—北東向與南東—北西向兩組伸展構(gòu)造，控制地貌呈現(xiàn)出南東—北西向為主、南西—北東向為輔分布，也控制了康滇古陸東側(cè)以及綿陽—成都地區(qū)盆內(nèi)地貌分異的形成；因而上揚子早二疊世持續(xù)海侵和臺地碳酸鹽沉積分異是對華南地區(qū)整體構(gòu)造伸展沉降的響應(yīng)，呈現(xiàn)出丘灘體高能帶分布的特征。

四川盆地臺緣地區(qū)厚層白云巖儲集層依然是目前擴大勘探的重點領(lǐng)域，臺內(nèi)成都—綿陽、廣旺以及川中—川南地區(qū)是下一步棲霞組白云質(zhì)巖類儲集層最有利的勘探區(qū)，川東地區(qū)依然存在發(fā)育白云質(zhì)巖類薄儲集層的物質(zhì)基礎(chǔ)，可作為潛在的勘探區(qū)域。

研究形成的“海平面升降、層序充填、古地貌、巖相”4要素適用于評區(qū)選帶的油氣巖相古地理編圖方法，不僅拓展了巖相古地理研究手段，對進一步勘探和同類研究具有重要的指導(dǎo)作用。