保存條件對(duì)四川盆地及周緣海相頁(yè)巖氣富集高產(chǎn)的影響機(jī)制

魏祥峰，李宇平，魏志紅，劉若冰，余光春，王慶波

(中國(guó)石化 勘探分公司，成都 610041)

保存條件對(duì)四川盆地及周緣海相頁(yè)巖氣富集高產(chǎn)的影響機(jī)制

魏祥峰，李宇平，魏志紅，劉若冰，余光春，王慶波

(中國(guó)石化 勘探分公司，成都 610041)

以四川盆地及周緣牛蹄塘組和五峰組—龍馬溪組2套頁(yè)巖層為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)不同地區(qū)、不同含氣性和產(chǎn)量的典型頁(yè)巖氣井進(jìn)行解剖，探討了影響頁(yè)巖氣保存條件的主控因素及評(píng)價(jià)體系。研究認(rèn)為：頂?shù)装鍡l件、頁(yè)巖自身封蓋作用是該區(qū)頁(yè)巖氣早期滯留于頁(yè)巖內(nèi)的關(guān)鍵因素，后期構(gòu)造改造強(qiáng)度與所持續(xù)的時(shí)間對(duì)頁(yè)巖氣藏的含氣豐度具有明顯的調(diào)整作用；保存條件對(duì)頁(yè)巖氣層的含氣量、孔隙度、含水飽和度、電阻率以及頁(yè)巖氣氣體組分等有明顯的影響，保存條件差，頁(yè)巖氣層含氣量、孔隙度、電阻率通常較低，含水飽和度、N2含量則較高，這些被影響的參數(shù)可以作為評(píng)價(jià)頁(yè)巖氣保存條件優(yōu)劣的間接指標(biāo)。建立了四川盆地及周緣復(fù)雜構(gòu)造區(qū)下古生界海相頁(yè)巖氣5大類(lèi)、28項(xiàng)參數(shù)的保存條件綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，即主要是封蓋條件、頁(yè)巖氣層自身封堵性、構(gòu)造作用(構(gòu)造改造時(shí)間、斷裂作用、地層變形強(qiáng)度等)等條件在時(shí)間和空間上的組合關(guān)系，另外頁(yè)巖氣層含氣性表征參數(shù)和壓力系數(shù)同樣可在一定程度上指示保存條件的優(yōu)劣。

保存條件；含氣性表征參數(shù)；頁(yè)巖氣；牛蹄塘組；五峰—龍馬溪組；四川盆地及周緣

中國(guó)頁(yè)巖氣勘探研究近年來(lái)在四川盆地南部取得了商業(yè)性發(fā)現(xiàn)，但整體來(lái)說(shuō)，全國(guó)頁(yè)巖氣勘探研究仍處于起步階段，特別是對(duì)頁(yè)巖氣保存條件的研究。在中國(guó)頁(yè)巖氣早期勘探選區(qū)評(píng)價(jià)過(guò)程中，由于對(duì)中國(guó)與北美地區(qū)地質(zhì)背景的差異性認(rèn)識(shí)不夠，更多地強(qiáng)調(diào)了一些靜態(tài)指標(biāo)進(jìn)行類(lèi)比研究[1-6]，降低了保存條件的評(píng)價(jià)比重，認(rèn)為頁(yè)巖氣對(duì)保存條件的要求并不苛刻，因此在早期的勘探實(shí)踐中，國(guó)內(nèi)外大型石油公司借鑒北美頁(yè)巖氣理論與技術(shù)，在南方海相富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖發(fā)育區(qū)部署實(shí)施的LY1、EY1等10多口探井勘探效果并不理想。隨著勘探、研究的逐漸深入，勘探者和研究者也逐漸認(rèn)識(shí)到中國(guó)南方海相頁(yè)巖具有時(shí)代老、成因復(fù)雜、構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈、含氣性差異大等特點(diǎn)，并不是“有頁(yè)巖就有頁(yè)巖氣，有頁(yè)巖氣就具備商業(yè)開(kāi)發(fā)價(jià)值”，而保存條件則是決定頁(yè)巖氣能否富集的關(guān)鍵因素[7-14]。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合四川盆地及周緣頁(yè)巖氣典型井解剖研究，對(duì)頁(yè)巖氣保存條件進(jìn)行探討，以期對(duì)中國(guó)南方頁(yè)巖氣高效勘探與開(kāi)發(fā)提供一定的借鑒。

1 頁(yè)巖氣保存條件制約因素

頁(yè)巖氣層頂?shù)装鍡l件、頁(yè)巖自身封蓋作用決定了頁(yè)巖氣是否能夠在早期主生烴期就保存、富集于頁(yè)巖氣層內(nèi)，而晚期構(gòu)造作用(深埋階段后抬升階段的構(gòu)造作用)是南方頁(yè)巖氣保存條件的關(guān)鍵因素。

1.1 頂?shù)装?、?yè)巖自身封蓋作用

四川盆地及周緣下古生界五峰組—龍馬溪組、牛蹄塘組海相頁(yè)巖氣層都經(jīng)歷了早期持續(xù)深埋大量生烴和晚期持續(xù)抬升生烴停止、氣層含氣性調(diào)整2個(gè)階段。頂?shù)装宸馍w條件、頁(yè)巖自身封蓋作用在早期持續(xù)深埋階段的早期，即頁(yè)巖氣的生成開(kāi)始就對(duì)頁(yè)巖氣賦存于頁(yè)巖氣層內(nèi)起到關(guān)鍵的封堵作用。

1.1.1 頂?shù)装宸馍w條件

四川盆地及周緣下古生界五峰組—龍馬溪組和牛蹄塘組分布范圍廣、TOC含量高，但到目前為止，只有五峰組—龍馬溪組取得了頁(yè)巖氣規(guī)模性、商業(yè)性開(kāi)發(fā)，頂?shù)装鍖?duì)頁(yè)巖氣的封堵作用是造成這2套頁(yè)巖層系勘探效果差異巨大的原因之一。

圖1 四川盆地及周緣下古生界海相頁(yè)巖氣層頂?shù)装迥Ｊ?/p>

1.1.2 頁(yè)巖自身封蓋作用

五峰組—龍馬溪組和牛蹄塘組海相泥頁(yè)巖在生成大量頁(yè)巖氣的過(guò)程中具有較大比表面積，且親烴性的有機(jī)質(zhì)孔大量形成，而頁(yè)巖氣首先吸附在這些孔隙表面，之后才會(huì)呈游離狀態(tài)儲(chǔ)集在孔徑較大的孔隙或裂縫內(nèi)。由于頁(yè)巖對(duì)烷烴氣體具有較大吸附力，因此相對(duì)于常規(guī)天然氣脫離常規(guī)儲(chǔ)層，同樣氣量的頁(yè)巖氣若逸散出頁(yè)巖，還需要克服此吸附阻力，而吸附阻力不僅與巖性有關(guān)，還明顯與巖層的厚度有關(guān)[15]。通常TOC含量越高、粉砂質(zhì)含量越少、較純的頁(yè)巖(或泥巖)，此吸附阻力越大；厚度越大，頁(yè)巖氣脫離整個(gè)頁(yè)巖氣層所需克服的吸附阻力越大[15]。

頁(yè)巖除了其吸附能力有利于頁(yè)巖氣在其儲(chǔ)集空間內(nèi)發(fā)生滯留，另外其物性封閉能力相對(duì)較強(qiáng)也是一個(gè)重要的原因。研究發(fā)現(xiàn)，在深埋條件下，頁(yè)巖的物性封閉能力明顯增強(qiáng)，孔隙度和滲透率都明顯降低，尤其滲透率變化更為敏感。覆壓物性試驗(yàn)顯示，涪陵頁(yè)巖氣田五峰組—龍馬溪組優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖在有效壓力從3.5 MPa升高到40 MPa過(guò)程中，滲透率基本上降低了2個(gè)數(shù)量級(jí)(圖2)。從上述實(shí)驗(yàn)可以判斷，在斷裂不發(fā)育加之埋深較大的地區(qū)，頁(yè)巖滲透性相對(duì)較差，對(duì)頁(yè)巖氣具有自我封閉能力。

圖2 涪陵頁(yè)巖氣田JY2井龍馬溪組頁(yè)巖物性—有效壓力關(guān)系

1.2 晚期構(gòu)造改造作用

深埋階段后的晚期持續(xù)抬升階段構(gòu)造作用強(qiáng)烈，生烴停止、頁(yè)巖氣將發(fā)生不同程度的逸散。而此階段構(gòu)造改造強(qiáng)度與改造時(shí)間控制了頁(yè)巖氣藏的含氣豐度，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用越弱、改造的時(shí)間越短，頁(yè)巖氣藏的含氣豐度越高，反之，頁(yè)巖氣將發(fā)生大規(guī)模的逸散。

可變位移泵是液壓元件,能夠通過(guò)液壓或電動(dòng)改變泵的位移輸出量[8].液壓操縱器的泵是軸向活塞式,通過(guò)調(diào)整墊板的角度來(lái)控制輸出流量,由壓力調(diào)節(jié)的液壓控制活塞作用于彈簧負(fù)載.

1.2.1 構(gòu)造作用強(qiáng)度

構(gòu)造作用強(qiáng)度主要通過(guò)斷裂作用、抬升剝蝕及褶皺作用來(lái)反映其大小，其打破了頁(yè)巖氣藏原有的聚散平衡，頁(yè)巖氣將通過(guò)新產(chǎn)生的擴(kuò)散或滲流通道發(fā)生逸散。

(1)斷裂作用。涪陵頁(yè)巖氣田勘探開(kāi)發(fā)表明，斷裂的性質(zhì)、規(guī)模、期次以及所派生高角度縫是影響頁(yè)巖氣層保存條件的重要因素，其影響含氣量、產(chǎn)量變差的寬度范圍明顯不同。其中體現(xiàn)走滑性質(zhì)、斷層規(guī)模較大的烏江斷裂(斷距1 km、延伸長(zhǎng)度31 km)，距其6 km范圍內(nèi)的頁(yè)巖氣井，鉆井液漏失嚴(yán)重、含氣性變差，頁(yè)巖氣井無(wú)阻流量一般小于15.0×104m3/d；而同為逆斷層，但不體現(xiàn)走滑性質(zhì)、斷層規(guī)模略小的平橋西斷裂(斷距0.9 km、延伸長(zhǎng)度25 km)對(duì)頁(yè)巖氣的逸散影響較小，距其約1.8 km的JY8HF井測(cè)試獲20.9×104m3/d的頁(yè)巖氣流，無(wú)阻流量達(dá)到24.4×104m3/d。在構(gòu)造主體內(nèi)弱變形區(qū)，更小規(guī)模的斷裂影響微弱，典型井如JY5-2HF井，該井水平段橫穿了一條斷距約50 m的小斷層，測(cè)試產(chǎn)量依然達(dá)到了32.76×104m3/d。從斷裂活動(dòng)期次來(lái)看，位于斷裂帶附近的JY5井比位于構(gòu)造弱變形區(qū)的JY1井活動(dòng)期次多，JY5井包裹體均一溫度顯示至少有4期流體活動(dòng)(每期的平均溫度分別為139.2，149，169.5，196 ℃)，而JY1井包裹體均一溫度僅顯示出3期(每期的平均溫度分別為110.3，164.2，206 ℃)，JY5井測(cè)試產(chǎn)量為4.5×104m3/d，較JY1井的20.3×104m3/d明顯要差，這也在一定程度上反映了除構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)度外，主生烴期后構(gòu)造活動(dòng)的頻繁性對(duì)頁(yè)巖氣層含氣性同樣有一定的影響。

(2)抬升剝蝕及褶皺作用。抬升剝蝕作用破壞區(qū)域蓋層的完整性及封蓋性能，隨著地層抬升到一定程度，頁(yè)巖等將發(fā)生剪切性的破裂，產(chǎn)生大量開(kāi)啟性的微裂縫，從而封閉性降低?？碧綄?shí)踐表明，區(qū)域蓋層殘留面積較小、厚度較薄、地表出露為三疊系之下的地層，對(duì)五峰組—龍馬溪組頁(yè)巖氣的勘探效果總體不太理想，且上覆地層殘余厚度越小、地表出露地層越老，頁(yè)巖氣層段含氣性越差。

地層傾角大小則是反映褶皺作用強(qiáng)弱程度的一個(gè)重要體現(xiàn)。頁(yè)巖層在距離斷層或是頁(yè)巖露頭區(qū)較近距離范圍內(nèi)，由于地應(yīng)力的減小，頁(yè)巖氣的擴(kuò)散或滲流作用在順層方向?qū)@著增強(qiáng)，而地層傾角增大，又會(huì)明顯地加劇上述現(xiàn)象。分析造成這種結(jié)果的主要原因是由泥頁(yè)巖本身性質(zhì)即水平縫(頁(yè)理縫、層間滑動(dòng)縫等)決定的，造成頁(yè)巖水平方向的滲透率遠(yuǎn)大于垂直方向的滲透率[12]。

1.2.2 構(gòu)造改造時(shí)間

對(duì)中上揚(yáng)子區(qū)來(lái)講，由于燕山—喜馬拉雅期的構(gòu)造活動(dòng)處于下古生界2套海相頁(yè)巖主生烴期后，對(duì)頁(yè)巖氣層含氣豐度具有明顯調(diào)整作用，總體具有其對(duì)頁(yè)巖氣層抬升剝蝕作用開(kāi)始的時(shí)間越晚，對(duì)頁(yè)巖氣保存于頁(yè)巖氣層中越有利。而磷灰石裂變徑跡表明[16-17]，四川盆地及其周緣從盆外到盆內(nèi)，燕山—喜馬拉雅期起始抬升時(shí)間表現(xiàn)出從早到晚有序遞進(jìn)的特征，這也反映從盆外到盆內(nèi)頁(yè)巖氣逸散的時(shí)間也由長(zhǎng)到短有序地遞進(jìn)。

2 保存條件影響頁(yè)巖含氣性表征參數(shù)

保存條件的好壞直接決定了頁(yè)巖氣層含氣量的大小。除此之外，保存條件對(duì)頁(yè)巖氣層物性中的孔隙度、含氣性中的含水飽和度、電性中的電阻率以及頁(yè)巖氣氣體組分等有明顯的影響。

2.1 含氣量和孔隙度

含氣量和孔隙度是決定頁(yè)巖氣層產(chǎn)能和資源規(guī)模的關(guān)鍵參數(shù)。川東南地區(qū)五峰組—龍馬溪組優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖段[w(TOC)≥2%]平均孔隙度、含氣量和壓力系數(shù)總體具有良好的耦合關(guān)系(圖3)。

對(duì)于涪陵氣田及鄰區(qū)五峰組—龍馬溪組頁(yè)巖層來(lái)說(shuō)，其烴源性是優(yōu)越的，在早期深埋階段，頁(yè)巖氣層孔隙度、含氣豐度與TOC含量具有良好的相關(guān)關(guān)系；但在后期抬升階段，起決定作用的是其壓力封存性，即保存條件。保存條件好，深埋階段生成的頁(yè)巖氣在抬升階段沒(méi)有發(fā)生大規(guī)模的逸散，頁(yè)巖氣層含氣性好，孔隙內(nèi)流體壓力大，而高的流體壓力可以減緩有機(jī)質(zhì)孔等塑性孔被壓實(shí)，孔隙得到保持(圖4)；保存條件差，頁(yè)巖氣將發(fā)生逸散，進(jìn)而導(dǎo)致頁(yè)巖孔隙內(nèi)流體壓力降低，在壓實(shí)作用下有機(jī)質(zhì)孔、黏土礦物孔等塑性孔隙將發(fā)生變形甚至被破壞，從而使頁(yè)巖有效儲(chǔ)集空間大幅減少。以RY1井為例，其含氣量一般小于1 m3/t，壓力系數(shù)小于1.0，平均孔隙度也僅為0.74%(圖4)。

2.2 含水飽和度

除含氣量外，含水飽和度同樣是反映頁(yè)巖氣層富氣程度的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。四川盆地及周緣地區(qū)由于頁(yè)巖氣層本身的性質(zhì)以及保存條件的影響，含水飽和度在不同地區(qū)表現(xiàn)出明顯的差異性。已開(kāi)發(fā)的涪陵、長(zhǎng)寧、威遠(yuǎn)等頁(yè)巖氣田，位于四川盆地內(nèi)，構(gòu)造變形相對(duì)較弱，五峰組—龍馬溪組頁(yè)巖氣保存條件較好，顯示高壓或超高壓，含氣量高、含水飽和度較低。如JY4、JY8和N201井，優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖[w(TOC)≥2%]含水飽和度主要介于20%～50%，且含水飽和度與TOC含量呈較明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系；而TY1井，由于井周大規(guī)模斷裂及伴生的高角度縫發(fā)育，破壞了頁(yè)巖氣藏的整體性，在縱向上形成頁(yè)巖氣逸散的通道，同時(shí)地表水等將通過(guò)這些通道侵入頁(yè)巖氣層，造成頁(yè)巖氣層含氣豐度極低，而含水飽和度較高，主要介于50%～80%之間(圖5)。

圖3 川東南主要探井五峰組—龍馬溪組優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖平均孔隙度、含氣量與壓力系數(shù)的關(guān)系

圖4 川東南主要探井五峰組—龍馬溪組優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖孔隙度與含氣量的關(guān)系

2.3 頁(yè)巖氣層電阻率

電阻率和頁(yè)巖氣層的含氣量、保存條件密切相關(guān)。以五峰組—龍馬溪組為例，在頁(yè)巖氣層TOC相當(dāng)、Ro主要在2.2%～2.8%之間的情況下，表現(xiàn)出處于構(gòu)造穩(wěn)定區(qū)、保存條件好—中等的富氣優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖氣層，電阻率較高，一般大于10 Ω·m，且大于20 Ω·m顯示含氣性更好；而處于構(gòu)造變形較強(qiáng)、保存條件不好的貧氣頁(yè)巖氣層，電阻率較低，一般小于10 Ω·m，有的極低，小于1 Ω·m，而含氣性也表現(xiàn)出極差的特征，一般小于0.2 m3/t(圖6)。

圖5 四川盆地及周緣重點(diǎn)探井龍馬溪組頁(yè)巖含氣飽和度分布

圖6 四川盆地及周緣重點(diǎn)井龍馬溪組優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖電阻率特征與含氣性關(guān)系

Passey等[18]認(rèn)為，熱演化程度對(duì)富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖電阻率具有明顯的影響，一些過(guò)成熟富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖(Ro>3%)的電阻率，相較于低—高成熟頁(yè)巖(1%

2.4 氣體組分

保存條件對(duì)頁(yè)巖氣氣體組分有一定的控制作用，通常保存條件越好，頁(yè)巖氣的烴類(lèi)氣體含量就越高，N2含量就越低，反之，N2含量越高。四川盆地外由于強(qiáng)烈的抬升剝蝕僅殘留下古生界奧陶系—震旦系等古老地層，五峰組—龍馬溪組頁(yè)巖氣層總體埋藏深度較小甚至在構(gòu)造高部位出露于地表，頁(yè)巖氣將通過(guò)斷裂、頁(yè)理縫或?qū)娱g滑動(dòng)縫等縱、橫向的通道發(fā)生逸散，而在這些地區(qū)，頁(yè)巖氣中N2含量相對(duì)于保存條件好的地區(qū)則明顯升高，一般在5%以上；而在焦石壩、長(zhǎng)寧、威遠(yuǎn)等構(gòu)造穩(wěn)定區(qū)，保存條件好，地層多為高壓、超高壓，氣體組分主要為烴類(lèi)，N2含量一般小于1%。

3 保存條件評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

根據(jù)頁(yè)巖氣在頁(yè)巖中賦存和自身保存條件的特殊性，參考常規(guī)油氣保存條件的評(píng)價(jià)方法和綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的研究成果[19-22]，結(jié)合四川盆地及周緣典型頁(yè)巖氣鉆井的解剖研究，初步建立了四川盆地及周緣下古生界海相頁(yè)巖氣5大類(lèi)、28項(xiàng)參數(shù)的保存條件評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(表1)，主要綜合了封蓋條件、頁(yè)巖氣層自身封堵性、構(gòu)造作用(構(gòu)造改造時(shí)間、斷裂作用、地層變形強(qiáng)度等)等條件在時(shí)間和空間上的組合關(guān)系，另外頁(yè)巖氣層含氣性表征參數(shù)和壓力系數(shù)同樣可在一定程度上指示保存條件的優(yōu)劣。因此在評(píng)價(jià)過(guò)程中，應(yīng)將頁(yè)巖氣保存條件的評(píng)價(jià)參數(shù)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，客觀地評(píng)價(jià)打分，從而能夠有效地指導(dǎo)南方海相頁(yè)巖氣保存條件的選區(qū)評(píng)價(jià)。

4 結(jié)論

(1)四川盆地及周緣下古生界頁(yè)巖氣保存條件受頂?shù)装宸馍w條件、頁(yè)巖自身封蓋作用、主生烴期后構(gòu)造作用強(qiáng)度以及改造持續(xù)的時(shí)間等因素的制約。

(2)保存條件對(duì)頁(yè)巖氣含氣量、孔隙度、含水飽和度、頁(yè)巖氣層電阻率、氣體組分中的N2含量有明顯的控制作用，可將這些被控制的參數(shù)作為評(píng)價(jià)頁(yè)巖氣保存條件的間接指標(biāo)。

(3)以封蓋條件、頁(yè)巖自身封蓋作用、構(gòu)造作用等為關(guān)鍵的評(píng)價(jià)要素，結(jié)合頁(yè)巖氣層含氣性表征參數(shù)和壓力系數(shù)，建立了四川盆地及周緣復(fù)雜構(gòu)造區(qū)下古生界海相頁(yè)巖氣5大類(lèi)、28項(xiàng)參數(shù)的保存條件綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，可對(duì)頁(yè)巖氣保存條件作出準(zhǔn)確和合理的評(píng)價(jià)。

表1 四川盆地及周緣海相頁(yè)巖氣保存條件綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

[1] 張金川,聶海寬,徐波,等.四川盆地頁(yè)巖氣成藏地質(zhì)條件[J].天然氣工業(yè),2008,28(2):151-156.

Zhang Jinchuan,Nie Haikuan,Xu Bo,et al.Geological condition of shale gas accumulation in Sichuan Basin[J].Natural Gas Industry,2008,28(2):151-156.

[2] 郭少斌,黃磊.頁(yè)巖氣儲(chǔ)層含氣性影響因素及儲(chǔ)層評(píng)價(jià)：以上揚(yáng)子古生界頁(yè)巖氣儲(chǔ)層為例[J].石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì),2013,35(6):601-606.

Gun Shaobin,Huang Lei.Gas-bearing influential factors and evaluation of shale gas reservoir:A case study of Paleozoic shale gas reservoir in Upper Yangtze region[J].Petroleum Geology & Experiment,2013,35(6):601-606.

[3] 燕繼紅,李啟桂,朱祥,等.四川盆地及周緣下寒武統(tǒng)頁(yè)巖氣成藏主控因素與勘探方向[J].石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì),2016,38(4):445-452.

Yan Jihong,Li Qigui,Zhu Xiang,et al.Main factors controlling shale gas accumulation and exploration targets in the Lower Cambrian,Sichuan Basin and its periphery[J].Petroleum Geology & Experiment,2016,38(4):445-452.

[4] 高占京,鄭和榮,黃韜.美國(guó)俄克拉荷馬州伍德福德頁(yè)巖甜點(diǎn)控制因素研究[J].石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì),2016,38(3):340-345.

Gao Zhanjing,Zheng Herong,Huang Tao.Attributes of sweet spots in the Devonian Woodford shales in Oklahoma,USA[J].Petroleum Geology & Experiment,2016,38(3):340-345.

[5] 劉光祥,金之鈞,鄧模,等.川東地區(qū)上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M頁(yè)巖氣勘探潛力[J].石油與天然氣地質(zhì),2015,36(3):481-487.

Liu Guangxiang,Jin Zhijun,Deng Mo,et al.Exploration potential for shale gas in the Upper Permian Longtan Formation in eastern Sichuan Basin[J].Oil & Gas Geology,2015,36(3):481-487.

[6] 郭少斌,付娟娟,高丹,等.中國(guó)海陸交互相頁(yè)巖氣研究現(xiàn)狀與展望[J].石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì),2015,37(5):535-540.

Guo Shaobin,Fu Juanjuan,Gao Dan,et al.Research status and prospects for marine-continental shale gases in China[J].Petro-leum Geology & Experiment,2015,37(5):535-540.

[7] 郭旭升.南方海相頁(yè)巖氣“二元富集”規(guī)律：四川盆地及周緣龍馬溪組頁(yè)巖氣勘探實(shí)踐認(rèn)識(shí)[J].地質(zhì)學(xué)報(bào),2014,88(7):1209-1218.

Guo Xusheng.Rules of two-factor enrichiment for marine shale gas in southern China:Understanding from the Longmaxi Formation shale gas in Sichuan Basin and its surrounding area[J].Acta Geologica Sinica,2014,88(7):1209-1218.

[8] 郭彤樓,張漢榮.四川盆地焦石壩頁(yè)巖氣田形成與富集高產(chǎn)模式[J].石油勘探與開(kāi)發(fā),2014,41(1):28-36.

Guo Tonglou,Zhang Hanrong.Formation and enrichment mode of Jiaoshiba shale gas field,Sichuan Basin[J].Petroleum Exploration and Development,2014,41(1):28-36.

[9] 郭旭升.涪陵頁(yè)巖氣田焦石壩區(qū)塊富集機(jī)理與勘探技術(shù)[M].北京:科學(xué)出版社,2014.

Guo Xusheng.Enrichment mechanism and exploration technology of Jiaoshiba area in Fuling shale gas field[M].Beijing:Science Press,2014.

[10] 郭旭升,胡東風(fēng),魏志紅,等.涪陵頁(yè)巖氣田的發(fā)現(xiàn)與勘探認(rèn)識(shí)[J].中國(guó)石油勘探,2016,21(3):24-37.

Guo Xusheng,Hu Dongfeng,Wei Zhihong,et al.Discovery and exploration of Fuling shale gas field[J].China Petroleum Exploration,2016,21(3):24-37.

[11] 胡東風(fēng),張漢榮,倪楷,等.四川盆地東南緣海相頁(yè)巖氣保存條件及其主控因素[J].天然氣工業(yè),2014,34(6):17-23.

Hu Dongfeng,Zhang Hanrong,Ni Kai,et al.Main controlling factors for gas preservation conditions of marine shales in southeastern margins of the Sichuan Basin[J].Natural Gas Industry,2014,34(6):17-23.

[12] 魏志紅.四川盆地及其周緣五峰組—龍馬溪組頁(yè)巖氣的晚期逸散[J].石油與天然氣地質(zhì),2015,36(4):659-665.

Wei Zhihong.Late fugitive emission of shale gas from Wufeng-Longmaxi Formation in Sichuan Basin and its periphery[J].Oil & Gas Geology,2015,36(4):659-665.

[13] 王濡岳,丁文龍,龔大建,等.黔北地區(qū)海相頁(yè)巖氣保存條件：以貴州岑鞏區(qū)塊下寒武統(tǒng)牛蹄塘組為例[J].石油與天然氣地質(zhì),2016,37(1):45-55.

Wang Ruyue,Ding Wenlong,Gong Dajian,et al.Gas preservation conditions of marine shale in northern Guizhou area:A case study of the Lower Cambrian Niutitang Formation in the Cen’gong block,Guizhou Province[J].Oil & Gas Geology,2016,37(1):45-55.

[14] 劉樹(shù)根,鄧賓,鐘勇,等.四川盆地及周緣下古生界頁(yè)巖氣深埋藏—強(qiáng)改造獨(dú)特地質(zhì)作用[J].地學(xué)前緣,2016,23(1):11-28.

Liu Shugen,Deng Bin,Zhong Yong,et al.Unique geological features of burial and superimposition of the Lower Paleozoic shale gas across the Sichuan Basin and its periphery[J].Earth Science Frontiers,2016,23(1):11-28.

[15] 呂延防,張紹臣,王亞明.蓋層封閉能力與蓋層厚度的定量關(guān)系[J].石油學(xué)報(bào),2000,21(2):27-30.

Lü Yanfang,Zhang Shaochen,WangYaming.Research of quantitative relations between sealing ability and thickness of cap rock[J].Acta Petrolei Sinica,2000,21(2):27-30.

[16] 李雙建,肖開(kāi)華,汪新偉,等.南方志留系碎屑礦物熱年代學(xué)分析及其地質(zhì)意義[J].地質(zhì)學(xué)報(bào),2008,82(8):1068-1076.

Li Shuangjian,Xiao Kaihua,Wang Xinwei,et al.Thermochronology of detrital minerals in the Silurian strata from Southern China and its geological implications[J].Acta Geologica Sinica,2008,82(8):1068-1076.

[17] 梅廉夫,劉昭茜,湯濟(jì)廣,等.湘鄂西—川東中生代陸內(nèi)遞進(jìn)擴(kuò)展變形:來(lái)自裂變徑跡和平衡剖面的證據(jù)[J].地球科學(xué)(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào)),2010,35(2):161-174.

Mei Lianfu,Liu Zhaoxi,Tang Jiguang,et al.Mesozoic intra-continental progressive deformation in western Hunan-Hubei-eastern Sichuan provinces of China:Evidence from apatite fission track and balanced cross-section[J].Earth Science(Journal of China University of Geosciences),2010,35(2):161-174.

[18] Passey Q R,Bohacs K,Esch W L,et al.From oil-prone source rock to gas-producing shale reservoir:Geologic and petrophysical characterization of unconventional shale gas reservoirs[C]//International Oil and Gas Conference and Exhibition in China,8-10 June,Beijing,China.Beijing:Society of Petroleum Engineers,2010.

[19] 李明誠(chéng),李偉,蔡峰,等.油氣成藏保存條件的綜合研究[J].石油學(xué)報(bào),1997,18(2):41-48.

Li Mingcheng,Li Wei,Cai Feng,et al.Integrative study of pre-servation conditions of oil and gas pools[J].Acta Petrolei Sinica,1997,18(2):41-48.

[20] 樓章華,李梅,金愛(ài)民,等.中國(guó)海相地層水文地質(zhì)地球化學(xué)與油氣保存條件研究[J].地質(zhì)學(xué)報(bào),2008,82(3):387-396.

Lou Zhanghua,Li Mei,Jin Aimin,et al.Hydrogeological and hydrogeochemical characteristics and hydrocarbon preservation conditions for marine strata in China[J].Acta Geologica Sinica,2008,82(3):387-396.

[21] 馬永生,樓章華,郭彤樓,等.中國(guó)南方海相地層油氣保存條件綜合評(píng)價(jià)技術(shù)體系探討[J].地質(zhì)學(xué)報(bào),2006,80(3):406-417.

Ma Yongsheng,Lou Zhanghua,Guo Tonglou,et al.An exploration on a technological system of petroleum preservation evaluation for marine strata in South China[J].Acta Geologica Sinica,2006,80(3):406-417.

[22] 馬力,陳煥疆,甘克文,等.中國(guó)南方大地構(gòu)造和海相油氣地質(zhì)(上)[M].北京:地質(zhì)出版社,2004.

Ma Li,Chen Huanjiang,Gan Kewen,et al.Tectonic and marine petroleum geology of the South China (the first volume)[M].Beijing:Geological Publishing House,2004.

(編輯 徐文明)

Effects of preservation conditions on enrichment and high yield of shale gas in Sichuan Basin and its periphery

Wei Xiangfeng, Li Yuping, Wei Zhihong, Liu Ruobing, Yu Guangchun, Wang Qingbo

(SINOPECExplorationCompany,Chengdu,Sichuan610041,China)

The main controlling factors of shale gas preservation conditions and evaluation of the Niutitang and Wufeng-Longmaxi formations in the Sichuan Basin and its periphery, were considered in view of typical shale gas wells in different regions with different gas contents and production. The preservation conditions of shale gas were controlled by several factors such as the roof and bottom rocks, the sealing properties of shale itself, the structural reformation degree, and the timing of when the shale reservoirs were reformed, etc. Adjacent rock conditions and its sealing effect was the basic factor determining whether the early formed hydrocarbons were preserved. Late tectonic activity controlled the effusion, degree and abundance of shale gas, and it was a key factor in shale gas preservation. Meanwhile, we found that preservation conditions had an obvious effect on gas content, porosity, electrical resistivity, water saturation and gas composition. With poor preservation conditions, the gas content, porosity and resistivity were low, but water saturation and N2content were high. All these parameters could be used as indirect indexes of shale gas preservation evaluation. A preservation evaluation system with 5 types and 28 parameters for the Lower Paleozoic marine shale gas was set up, illustrating the time and space combination of sealing conditions, the sealing properties of shale itself, and tectonic effects (structural reformation time and degree, fault). The parameters of gas-bearing capacity of shale layer and the pressure coefficients also guide the evaluation of preservation conditions.

preservation condition; characterization parameters of gas bearing capacity; shale gas; Niutitang Formation; Fufeng-Longmaxi formations; Sichuan Basin and its periphery

2016-09-30；

2017-02-15。

魏祥峰(1984—), 男, 博士，高級(jí)工程師，從事沉積學(xué)、非常規(guī)油氣地質(zhì)研究。E-mail: weixiangfeng1984@163.com。

中國(guó)石化科技部基礎(chǔ)研究項(xiàng)目(P15074)和中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目(12120115003901)資助。

1001-6112(2017)02-0147-07

10.11781/sysydz201702147

TE132.2

A