沉积体系特征分析：关键因素探究

1)沉积相和沉积标志

从地面露头揭示、钻井岩心观察描述和测井曲线特征等资料显示,渝东南地区五峰—龙马溪组为海相陆棚沉积,以浅水陆棚和深水陆棚亚相为主,其微相主要由泥质深水陆棚、泥质浅水陆棚、砂质浅水陆棚相组成。 沉积岩石类型主要有泥页岩、浊积岩、震积岩、地震岩席、风暴岩、粉沙质泥页岩,沉积标志主要有浊流沉积、静水沉积、球枕构造、滑塌变形、风暴沉积、波状层理和泥岩撕裂屑(表6.7)。

表6.7　渝东南地区沉积相类型及沉积标志

浅水陆棚主要发育含有机质混合质页岩,条带状韵律发育,波纹层理,而笔石发育较少(图6.14);深水陆棚主要为富有机质硅质页岩,有机质含量高,黄铁矿含量高,笔石发育较多(图6.15、图6.16)。

图6.14　浅水陆棚岩心照片

图6.15　深水陆棚岩心照片

图6.16　YC4 井沉积相综合柱状图

2)单井沉积相分析

对研究区7 口井岩心观察与测井解释表明,渝东南为深水陆棚与浅水陆棚交替的沉积环境,龙马溪组发育两个三级层序,海侵体系域与高位体系域交替,底部普遍发育富有机质硅质页岩,不同的沉积构造特征揭示了不同的勘探潜力(图6.17—图6.26),深水陆棚相中的海侵体系域是最有利的勘探目标区,即五峰组和龙马溪组下部是页岩气最有利勘探部位。

图6.18　YQ1 井层序综合柱状图

图6.19　QQ1 井层序综合柱状图

图6.20　QY1 井层序综合柱状图

图6.21　YC4 井层序综合柱状图

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图6.22　YC6 井层序综合柱状图

图6.23　YC7 井层序综合柱状图

图6.24　YC8 井层序综合柱状图

3)连井沉积相分析

在单井沉积划分完成的基础上,对研究区内5 口井进行了连井层序地层格架内沉积相的对比。 本次建立连井剖面所使用的井由南向北为:渝参8 井、渝参7 井、渝参6 井、黔浅1井和渝参4 井。

单井沉积旋回分析,整个渝东南地区主要经历了1 个三级旋回,包括海侵体系域和高水位体系域。 其中,五峰组和龙马溪组下部黑色页岩发育在海侵体系中。 从连井剖面中也可以看出,在整个连井剖面的底部表现为高GR 值,反映了泥岩含量高,根据单井相分析和岩心露头分析这套高GR 值的泥岩为高TOC 的黑色页岩(图6.25),属于海侵体系域的产物。而且在渝参7 井中厚度最大,向南向北西逐渐变薄,正好反映了整个渝东南地区在晚古生代所处的地理位置。 其西侧为川中隆起,东南侧为雪峰隆起,在整个渝东南地区表现为两隆夹一盆,因此,在渝参7 井位置,黑色页岩沉积厚度最厚。

连井剖面向上为高水位体系域,随着海平面逐渐减低,黑色页岩沉积逐渐转变为粉砂质泥岩、泥质粉砂岩沉积。 它不仅是对全球海平面下降的反映,还说明了雪峰隆起的时间。在高水位体系域中可分为高泥岩层和低泥岩层,高泥岩层通过单井分析和岩心分析为粉砂质泥岩、泥质粉砂岩,而低泥岩层则为粉砂岩。 它们都是由于海平面降低后,陆源碎屑不断注入后形成的砂质沉积物。

图6.25　渝东南地区连井剖面GR 曲线反演图

海侵体系域和高水位体系域中主要发育3 个沉积相:深水泥质陆棚相,浅水泥质陆棚相和浅水砂质陆棚相(图6.26)。 其中,海侵体系域中发育的黑色泥岩为深水陆棚相的沉积产物,粉砂质泥岩、泥质粉砂岩为浅水泥质陆棚相的产物,而粉砂岩为浅水砂质陆棚相沉积产物。 从连井剖面看,由深到浅,由南东向北西的相变表现了全球海平面变化以及川中隆起和雪峰隆起对渝东南地区的影响。

图6.26　渝东南地区连井剖面沉积相分析

4)沉积相平面展布

沉积相的平面展布研究是在层序划分的基础上,通过统计研究区内10 口井和5 条露头剖面各个体系域的砂岩厚度、地层厚度、黑色泥岩厚度、灰色泥岩厚度,结合各种相标志、单井相、露头岩心相、剖面相及统计分析结果,对沉积相在平面上的展布作出分析和划分。 本次研究对研究区目的层的2 个体系域的沉积相展布特征进行详细分析(图6.28、图6.29)。

海侵体系域:海侵体系域沉积时水体相对较深,根据岩心相和露头剖面特征,在单剖面沉积相划分的基础上进行了连井沉积体系划分对比,由于海侵体系域主要发育黑色泥岩和少量粉砂岩(图6.27),其沉积相类型主要为深水泥质陆棚沉积,岩石类型主要为黑色泥岩和灰色泥岩,在研究区东部和南部发育少量薄层砂体,为浅水砂质陆棚沉积。

图6.27　研究区TST 沉积体系平面展布图

高位体系域:高位体系域时期,水体深度逐渐降低,根据岩心相和露头剖面特征,在单剖面沉积相划分的基础上进行了连井沉积体系划分对比,建立了海侵体系域的沉积相图(图6.28)。 对比海侵体系域,高水位体系域的深水盆地相面积向北西方向逐渐减小,而浅水砂质陆棚相由东北部和西南部逐渐向西扩大,表现了雪峰隆起对整个陆缘碎屑物质的控制。

到了新滩组沉积时期,雪峰隆起进入成熟期,开始发育三角洲前缘沉积,沉积了巨厚层粉砂岩和中砂岩。 黑色页岩沉积结束。

图6.28　研究区HST 沉积体系平面展布图