梁萍萍等：盐津—珙县地区五峰组一龙马溪组页岩气富集成藏条件 227 地层 龙马溪组上段 浅 陆 龙马溪组 下段 观音桥段 五峰组 陆 棚 路阳日 面位置正 N 图3沉积相连井剖面图 Fig.3 Connecting-well profile of sedimentary facies 素，通常有机碳含量高的页岩具有较高的生烃潜力、高 型.平均有机质成熟度为2.65%，达到过成熟干气阶段 孔隙度、高吸附性特征.以有机碳含量(TOC)的高低 从有机地化特征来看，该区具有很好的生烃条件. 将其划分为高(>4%)、中高(2%~4%)、中(1%~ 3.2页岩储层储集条件 2%)、低(<1%)四个级别.在垂向上如图4所示，有 3.2.1岩石矿物学特征 机碳含量向上逐渐减小，龙马溪组底部有机碳含量均 页岩中脆性矿物含量与黏土矿物含量对岩石力学 值在2.2%~6%之间，主要为中高一高有机碳含量，为 性质、物性及含气量具有重要影响团.脆性矿物的发 形成有利的页岩气藏提供了物质基础.图5分析了具 育可以改善压裂增产效果，提高单井产量.X衍射分 体四口井和一个剖面.根据五峰组一龙马溪组富有机 析表明，研究区内五峰组一龙马溪组脆性矿物含量为 质黑色页岩对比剖面图，有机碳含量>2%的页岩厚度 碳酸盐矿物含量最高，达到36%，黏土矿物平均含量 约为30~46m.同时结合古生物地层的知识，将五峰 为29%，石英含量约为27%.脆性矿物含量从上到下 组-龙马溪组划分为13个笔石带网，其中五峰组4个 逐渐增加，黏土矿物含量具有从上到下逐渐递减的趋 笔石带，龙马溪组9个笔石带.笔者认为五峰组-龙马 势，由图4可以看出在底部30~40m之间脆性矿物含 溪组页岩气“甜点段”主要集中在五峰组一段一四段 量和有机碳含量具有明显的正相关性 和龙马溪组一段一五段，大约沉积于距今448~441 3.2.2页岩储集空间特征 Ma口.该区峰组一段一四段和龙马溪组一段一五段发 在常规油气勘探开发过程中，由于页岩致密超低 育完整，厚度约为30~50m,研究区内化石分异度普遍 渗，不具有孔隙和渗透能力，通常作为烃源岩或盖层. 较高，富有机质页岩形成于Dicellograptus complexus至 2010年邹才能等在四川盆地志留系页岩气储层孔隙 Cystograptus vesiculosus笔石带，与沉积微相相、岩相有 结构中发现了大量纳米级孔隙，证实了页岩也可以作 重要关系.究其原因，在五峰组和龙马溪沉积早期，海 为储层图.基于产状和结构将孔隙类型分为有机质 平面上升，川南地区出现静水和相对深水的陆棚沉积 孔、粒内孔、粒间孔，如表1所示，由于裂缝既可为页岩 环境，水体中富含硅质海绵骨针、放射虫等硅化生物， 气提供一定的储集空间，又可为页岩气提供运移通道， 这种环境对生物死亡后的埋藏和保存起着积极作用， 不受单个基质颗粒的控制，因此将其单独分析四. 有利于形成富有机质页岩网.而到龙马溪组晚期，海 通过岩心观察、氩离子抛光一扫描电镜发现，研究 平面开始下降，川南深水水域转变为封闭的半深水陆 区含气量高的黑色页岩层段中孔隙类型主要有有机质 棚一浅水陆棚，陆源粗碎屑物质增多，使底部缺氧环境 孔和黄铁矿晶间孔以及石英、方解石间堆积的孔隙等， 遭受破坏，表层水体浮游生物生产力降低，有机质保存 晶内溶蚀孔则主要分布在方解石胶结物和白云石中， 条件变差Ⅲ，因此有机碳含量从下到上逐渐降低 并在该孔隙中发现大量的流体包裹体.其中，有机质 干酪根显微组分及干酪根碳同位素分析表明，该 内孔隙是页岩气储集主要场所，当有机质处于高-过 区五峰组一龙马溪组有机质类型以I型为主，局部为Ⅱ 成熟阶段，干酪根分解所产生的孔隙，属干酪根内部的梁萍萍等: 盐津--珙县地区五峰组--龙马溪组页岩气富集成藏条件 图 3 沉积相连井剖面图 Fig． 3 Connecting-well profile of sedimentary facies 素，通常有机碳含量高的页岩具有较高的生烃潜力、高 孔隙度、高吸附性特征． 以有机碳含量( TOC) 的高低 将其划分为高( ＞ 4% ) 、中高( 2% ～ 4% ) 、中( 1% ～ 2% ) 、低( ＜ 1% ) 四个级别． 在垂向上如图 4 所示，有 机碳含量向上逐渐减小，龙马溪组底部有机碳含量均 值在 2. 2% ～ 6% 之间，主要为中高--高有机碳含量，为 形成有利的页岩气藏提供了物质基础． 图 5 分析了具 体四口井和一个剖面． 根据五峰组--龙马溪组富有机 质黑色页岩对比剖面图，有机碳含量 ＞ 2% 的页岩厚度 约为 30 ～ 46 m． 同时结合古生物地层的知识，将五峰 组--龙马溪组划分为 13 个笔石带［5］，其中五峰组 4 个 笔石带，龙马溪组 9 个笔石带． 笔者认为五峰组--龙马 溪组页岩气“甜点段”主要集中在五峰组一段—四段 和龙马溪组一段—五段，大约沉积于距今 448 ～ 441 Ma［1］． 该区峰组一段—四段和龙马溪组一段—五段发 育完整，厚度约为 30 ～ 50 m，研究区内化石分异度普遍 较高，富有机质页岩形成于 Dicellograptus complexus 至 Cystograptus vesiculosus 笔石带，与沉积微相相、岩相有 重要关系． 究其原因，在五峰组和龙马溪沉积早期，海 平面上升，川南地区出现静水和相对深水的陆棚沉积 环境，水体中富含硅质海绵骨针、放射虫等硅化生物， 这种环境对生物死亡后的埋藏和保存起着积极作用， 有利于形成富有机质页岩［6］． 而到龙马溪组晚期，海 平面开始下降，川南深水水域转变为封闭的半深水陆 棚--浅水陆棚，陆源粗碎屑物质增多，使底部缺氧环境 遭受破坏，表层水体浮游生物生产力降低，有机质保存 条件变差［1］，因此有机碳含量从下到上逐渐降低． 干酪根显微组分及干酪根碳同位素分析表明，该 区五峰组--龙马溪组有机质类型以Ⅰ型为主，局部为Ⅱ 型． 平均有机质成熟度为 2. 65%，达到过成熟干气阶段． 从有机地化特征来看，该区具有很好的生烃条件． 3. 2 页岩储层储集条件 3. 2. 1 岩石矿物学特征 页岩中脆性矿物含量与黏土矿物含量对岩石力学 性质、物性及含气量具有重要影响［7］． 脆性矿物的发 育可以改善压裂增产效果，提高单井产量． X-衍射分 析表明，研究区内五峰组--龙马溪组脆性矿物含量为 碳酸盐矿物含量最高，达到 36% ，黏土矿物平均含量 为 29% ，石英含量约为 27% ． 脆性矿物含量从上到下 逐渐增加，黏土矿物含量具有从上到下逐渐递减的趋 势，由图 4 可以看出在底部 30 ～ 40 m 之间脆性矿物含 量和有机碳含量具有明显的正相关性． 3. 2. 2 页岩储集空间特征 在常规油气勘探开发过程中，由于页岩致密超低 渗，不具有孔隙和渗透能力，通常作为烃源岩或盖层． 2010 年邹才能等在四川盆地志留系页岩气储层孔隙 结构中发现了大量纳米级孔隙，证实了页岩也可以作 为储层［8］． 基于产状和结构将孔隙类型分为有机质 孔、粒内孔、粒间孔，如表 1 所示，由于裂缝既可为页岩 气提供一定的储集空间，又可为页岩气提供运移通道， 不受单个基质颗粒的控制，因此将其单独分析［9］． 通过岩心观察、氩离子抛光--扫描电镜发现，研究 区含气量高的黑色页岩层段中孔隙类型主要有有机质 孔和黄铁矿晶间孔以及石英、方解石间堆积的孔隙等， 晶内溶蚀孔则主要分布在方解石胶结物和白云石中， 并在该孔隙中发现大量的流体包裹体． 其中，有机质 内孔隙是页岩气储集主要场所，当有机质处于高 － 过 成熟阶段，干酪根分解所产生的孔隙，属干酪根内部的 · 722 ·