中上扬子地区寒武系页岩储层特征及其主控因素探讨

摘要

有机孔普遍欠发育是我国南方寒武系页岩气勘探中遇到的实际地质问题,然而,造成有机孔欠发育的主控因素及演化机制迄今为止仍然存在很大争议。该文综合整理了笔者团队近年来对中上扬子不同地区寒武系页岩储层的研究进展,进一步讨论了下寒武统页岩孔隙发育特征与总有机碳含量(TOC)和成熟度的关系,以及排烃作用对下寒武统富有机质页岩孔隙发育的影响。研究表明,中上扬子地区下寒武统富有机质页岩的TOC含量、矿物组成和岩相特征在横向和纵向上波动较大,有机孔发育特征也表现出很强的非均质性。整体上,下寒武统富有机质页岩孔隙度随TOC含量的增加呈先增大后减小趋势,但在不同地区存在较大差异。另一方面,尽管研究区下寒武统页岩已经普遍进入过成熟阶段,但相比之下,位于过成熟早-中期(Eq R_(o)=2.0%~3.0%)的鄂西宜昌地区和陕南汉中地区下寒武统页岩有机孔发育情况相对优于过成熟晚期(Eq R_(o)=3.0%~3.5%)的四川威远地区,而成熟度最高(Eq R_(o)>4.0%)的黔北地区有机孔发育情况则最差。此外,页岩孔隙发育特征与矿物组成、TOC含量在鄂西宜昌地区ZK003井、EYY1井和贵州开阳ZK909钻孔等研究剖面上均表现出明显二分段性,其中,富有机质页岩二段(上段)具有中等TOC含量和富黏土矿物的典型特征,其发育有机孔情况优于高TOC含量的富有机质页岩一段(下段),与黏土矿物伴生的有机质孔隙十分发育。因此,除了高TOC含量页岩容易被压实和过高成熟有机质发生碳化使得有机孔塌陷和被充填这两种可能的影响机制外,近年来笔者团队还重点提出了排烃对寒武系页岩孔隙发育的影响,特别是下寒武统富有机质页岩一、二段在生油窗的排烃效率差异,不仅解释了其孔隙发育差异的原因,而且研究结果也为寒武系页岩优质储层筛选及页岩气勘探的“甜点段”预测提供了重要参考。