湖北遠安區(qū)塊上奧陶系五峰組-下志留系龍馬溪組頁巖氣成藏條件分析

摘 要：遠安區(qū)塊是湖北西部頁巖氣的戰(zhàn)略要地，為了弄清該區(qū)上奧陶系五峰組-下志留系龍馬溪組成藏條件，基于單井巖心分析、地化分析、掃描電鏡及成像測井等數(shù)據(jù)開展了分析研究，結(jié)果表明：該區(qū)生烴潛力好，儲集條件與國內(nèi)主力頁巖氣開發(fā)區(qū)塊相當，具備較好的成藏條件。

關(guān)鍵詞：頁巖氣;生烴;儲集;成藏條件

中揚子地區(qū)是我國南方海相頁巖氣地層的重要富集區(qū)，該區(qū)泥頁巖分布廣、厚度大、有機質(zhì)豐、富，具有廣闊的資源前景，目前區(qū)內(nèi)主要發(fā)育震旦系陡山陀組、寒武系水井沱組、上奧陶統(tǒng)五峰--下志留統(tǒng)龍馬溪組3套海相頁巖氣有利層位，本次以湖北遠安區(qū)塊上奧陶系五峰組--下志留系龍馬溪組頁巖研究基礎，基于該區(qū)地化分析、巖心分析資料，結(jié)合國內(nèi)主要開發(fā)區(qū)塊相同層位相關(guān)參數(shù)，通過參數(shù)對比，綜合分析開展該區(qū)成藏條件分析。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

遠安區(qū)塊構(gòu)造上位于中揚子地塊鄂中褶皺帶當陽復向斜西翼，屬于秦嶺、大別山南緣大洪山?jīng)_段褶皺帶的前緣。區(qū)內(nèi)目的層整體呈西高東低單斜構(gòu)造，被北西向和近東西向斷層不規(guī)則切割，埋深2200～4800m;區(qū)內(nèi)主要出露二疊系及下三疊統(tǒng)地層，地面南北向展布溝壑相間，地面海拔100～800m，整體呈北高南低，西低東高地表形態(tài)。

2 區(qū)域沉積特征

2.1 區(qū)域地層發(fā)育特征

區(qū)內(nèi)在前震旦系變質(zhì)巖基底上發(fā)育震旦系至下三疊統(tǒng)淺海碳酸鹽巖及碎屑巖，厚達6000～7000m，除泥盆系、石炭系發(fā)育不全外，其余層系發(fā)育良好;中三疊統(tǒng)為海陸過渡相碎屑巖沉積，上三疊統(tǒng)至侏羅系為湖泊相砂、泥巖沉積。

區(qū)內(nèi)目的層為龍馬溪組和五峰組，龍馬溪組上、中部深灰色、灰黑色泥巖，下部為深灰色、黑灰色頁巖，由下到上共劃分為一、二兩段，二段為泥質(zhì)含量較高的灰黑色頁巖，一段為頁巖與粉砂巖相間，龍一段由下到上又分為2個亞段，兩者均為頁巖，主要區(qū)別在于顏色，Ⅰ亞段顏色較深呈灰黑色，Ⅱ亞段呈深灰色，五峰組頂部為灰黑色頁巖，底部為薄層灰色灰質(zhì)泥巖。

2.2 含氣頁巖段沉積特征

五峰組--龍一1亞段是該區(qū)主要含氣頁巖層段，根據(jù)硅碳含量可以將含氣層段分為4種巖石類型，由下至上分別為低硅高碳頁巖相，高硅富碳相，高硅高碳頁巖相，中硅低碳頁巖相。通過巖心觀察，發(fā)育大量層理構(gòu)造，主要為平行層理（圖1）、水平層理等，局部可見黃鐵礦條帶（圖2），表明水動力條件相對較弱、且缺氧，是深水陸棚條件下形成的產(chǎn)物。普見筆石類化石，化石含量豐富，代表了典型的深水陸棚沉積環(huán)境，除了富含筆石化石外，還可見放射蟲等硅質(zhì)類骨骼生物化石，代表水體更深的深水陸棚沉積環(huán)境，發(fā)育深水硅泥質(zhì)陸棚微相和深水泥質(zhì)陸棚微相。

3 烴源巖特征

3.1 有機質(zhì)類型

通過對含氣層段頁巖干酪根碳同位素分析，δ13C2小于-29‰，有機顯微組分顯示鏡質(zhì)組含量占75%～90%，殼質(zhì)組占10%～17%，鏡質(zhì)組和惰質(zhì)組含量比較少見，干酪根類型指數(shù)（TI）為86-95，有機質(zhì)類型以I型為主，顯示該區(qū)主要為腐泥型母質(zhì)生成的天然氣。

3.2 有機質(zhì)豐度及成熟度

含氣層段五峰組--龍一13TOC為1.3-7.3%，TOC含量普遍大于2，主要分布在3%～5%之間，平均值3.79%，屬于高豐度，生烴基礎較好。

含氣層段五峰組--龍一13Ro為2.37-3.08%，平均值為2.79%，均大于2%，Ro>2%的占比為80.8%，有機質(zhì)處于過成熟演化階段，利于干氣的大量生成。

4 儲層特征

4.1 巖石礦物學特征

X衍射顯示目的層段主要礦物為粘土和石英，占總礦物組分80%以上，其次是斜長石和黃鐵礦，斜長石含量5%～10%，黃鐵礦含量3%～7%，其他各種礦物組分含量低于5%。粘土和石英含量分段性比較明顯，在五峰組頂部至龍一12，石英含量較高，占60%以上，粘土占20～30%;龍一13以上，石英含量基本在40%以下，粘土基本在65%以上。

4.2 孔滲特征

含氣層段儲層薄片和電鏡掃描分析，本區(qū)頁巖儲層儲集類型主要有裂縫和微孔隙。根據(jù)樣品分析顯示，該區(qū)含氣頁巖層段孔隙度為2.2～4.3%，其中龍一11和龍一12小層孔隙度均達到4%以上，五峰組次之，龍一13較小。有2個樣品測出裂縫滲透率，分別為0.387mD和0.128mD，基質(zhì)滲透率為0.0000172～0.105mD，屬于特低（下轉(zhuǎn)第237頁）（上接第235頁）孔特低滲儲層。

4.3 含氣性特征

含氣層段頁巖巖心現(xiàn)場解析結(jié)果顯示該區(qū)含氣性較好：解吸氣含量為0.03～2.14m3/t，恢復損失氣含量介于0.03～2.49m3/t，總含氣量為1.7-4.7%，其中龍一11和龍一12小層含氣量最高，為3.2-4.7%，五峰組次之，龍一13較小，總氣含量大于2m3/t的占比45.6%。

4.4 Ⅰ+Ⅱ類儲層占比

根據(jù)中石油頁巖氣儲層分類標準，該區(qū)優(yōu)質(zhì)頁巖厚度為19.4-29.3m，分布在五峰組-龍一13小層，龍一14小層基本上為Ⅳ類儲層，不屬于優(yōu)質(zhì)頁巖范疇。Ⅰ+Ⅱ類儲層厚度占比63%。

4.5 裂縫分布特征

成像測井顯示五峰組至龍二段發(fā)育高導縫和高阻縫，高導縫發(fā)育41條，傾角主頻為41°，其中五峰組3條，龍一13小層1條，龍一2至龍二段37條，高阻縫發(fā)育7條，傾角主頻為33°，五峰組2條，龍一11小層1條，龍一2至龍二段4條，主要發(fā)育高角度高導縫，含氣目的層段裂縫發(fā)育較少，目的層段以上裂縫更發(fā)育。

5 成藏條件對比分析

通過與其他開發(fā)區(qū)塊頁巖氣成藏條件對比（表1），認為本區(qū)TOC豐度高，生烴基礎好，有機質(zhì)成熟度高，具備較好的生烴條件;但優(yōu)質(zhì)頁巖厚度小于其他區(qū)塊，Ⅰ+Ⅱ類儲層厚度占比、孔隙度、含氣量、裂縫發(fā)育程度與其他區(qū)塊相當或稍差，儲集條件與國內(nèi)開發(fā)區(qū)塊基本相當。

頁巖氣是一種自生自儲氣藏，蓋層對其保存條件的要求并不嚴格，但礁石壩開發(fā)實踐證實，保存條件的優(yōu)劣對頁巖氣的聚集、生產(chǎn)效果等起到了至關(guān)重要的作用?？紤]到本區(qū)構(gòu)造復雜，且在含氣層段以上裂縫發(fā)育，不利于頁巖氣保存，可能對頁巖氣局部聚集成藏造成一定的影響。

6 結(jié)論

①遠安區(qū)塊上奧陶系五峰組--下志留系龍馬溪組深水硅泥質(zhì)陸棚微相為該區(qū)頁巖氣提供了有利的生烴條件;②遠安區(qū)塊上奧陶系五峰組--下志留系龍馬溪組生烴條件好，儲集條件與國內(nèi)主力區(qū)塊基本相當，具備較好的成藏條件。

作者簡介：

易建華（1985- ）男，漢族，碩士，工程師，研究方向：油氣田勘探地質(zhì)研究。

基金項目：國家重大科技專項“大型油氣田及煤層氣開發(fā)-頁巖氣工業(yè)化建產(chǎn)區(qū)評價與高產(chǎn)主控因素研究”（編號：2017ZX05035-004）。