渝东南地区志留系龙马溪组海相页岩气富集主控因素

摘要

中国页岩气勘探近年来在焦石坝页岩气示范区取得了重大突破，但是，其他地区的页岩气勘探开发进展缓慢，其主要原因是对页岩气富集机理及其主控因素不清楚。为阐明上述问题，采用页岩样品地球化学分析、薄片鉴定、x-射线衍射、氮气吸附实验、扫描电镜实验和现场解析等方法，开展了系统的页岩岩相、储层特征、保存条件和赋存状态研究。结果表明，五峰一龙马溪组底部富气页岩(G工P＞2m2）以粘土一粉砂级细粒沉积为主，岩相为富有机质硅质页岩，有机碳含量为0.08%～8.49%，成熟度(Ro)为1.73%～3.19%均达到高过成熟阶段，矿物成分中脆性矿物尤其石英含量高，高分辨率扫描电镜揭示样品中纳米级有机孔隙、粒间孔隙发育，孔径分布表现为中孔(50nm>d>2nm)为主。页岩气赋存状态已游离气为主，占总含气量的47.22%～82.78%;阐明了我国海相页岩气富集的主控因素，宏观上受控于构造背景和保存条件，构造背景控制海相页岩气富集：盆地内部较盆地外部富集（构造活动弱，保存条件好）区域上页岩气富集区构造样式为宽缓向斜和小倾角单斜，裂缝密度低、剥蚀厚度小、单层厚度大和扩散系数低是页岩气保存的关键控制因素，沉积背景控制海相页岩气富集：深水陆棚相较浅水陆棚相富集（有机质更加丰富）；微观上受控于页岩孔隙结构，页岩微观孔隙结构结构控制海相页岩气富集，包括孔隙类型孔径分布、孔体积、比表面积等。研究成果应用于四川盆地志留系龙马溪组海相页岩气勘探和评价选区，（图1）。结果表明，后期构造演化弱，保存条件好的焦页l井目的层现今埋深2400米左右，压力系数1.5，保存条件好，游离气占比60%，总含气量2.89m3/t;而构造演化相对较强，保存条件较差的渝参4井目的层现今埋深700米左右，压力系数l，保存条件较差，游离气占比30%，总含气量1.83m3/t。龙马溪组页岩经历持续深埋和后期剧烈构造抬升演化过程，但不同地区的演化过程存在差异，直接影响了页岩气赋存状态及含气量。