四川盆地下古生界存在页岩气的地球化学依据

页岩气及其成藏条件概述2010年7月，在四川川南地区中国石油集团公司第一口页岩气井（威201井）顺利完成加砂压裂施工任务，标志着中国石油集团公司进入了页岩气的实战阶段。

页岩气是一种非常规天然气资源，其储量巨大，有关统计表明全球页岩气资源量约为456.24×1012m3。

较早对页岩气进行研究的是美国和加拿大，这些国家在勘探和开发中都取得了丰富的成果，形成了较为完备的页岩气系统理论，进入了快速的发展阶段；而我国对页岩气的勘探开发还在初级阶段，研究相对程度相对落后，但我国页岩气资源量也十分丰富（预测为30-100×1012m3）。

据有关专家介绍，随着我国经济发展对油气资源的需求，页岩气将是我国今后油气资源勘探和开发的重点。

1 页岩气及其特点1.1 页岩气储量从世界范围来看泥、页岩约占全部沉积岩的60%，表1 世界较大页岩气储量地区表(×1012m3)其资源量巨大。

全球页岩气资源量为456.24×1012m3，主要分布在北美、中亚和中国、中东和北非、太平洋地区、拉美、前苏联等地区（表1）在我国的松辽盆地白垩系、江汉盆地的第三系、渤海湾盆地、南华北、柴达木以及酒泉盆地均具有页岩气资源的分布。

其中，四川盆地的古生代海相沉积环境形成的富有机碳页岩与美国东部的页岩气盆地发育相似。

仅四川川南威远、泸州等地区的页岩气资源潜力（6.8-8.4×1012m3）,相当于整个四川盆地的常规天然气资源的总量。

1.2 页岩气及特点页岩是由固结的粘土级的颗粒物质组成，具有薄页状或薄片层状的一种广泛分布的沉积岩。

页岩致密且含有大量的有机质故成暗色（如黑色、灰黑色等）。

在大多数的含油气盆地中，页岩既是生成油气的烃原岩也是封存油气的盖层。

在某些盆地中，如果在纵向上沉积较厚（几十米-几百米），横向上分布广泛（几百-几万平方公里）的页岩同时作为了烃原岩和储集岩，且在其内聚集了大量的天然气，那就是页岩气。

美国页岩气开发现状及对四川盆地页岩气开发的建议张家振张娟孙永兴戴强杜济明川庆钻探钻采技术研究院钻完井中心，广汉，618300；摘要：伴随着世界能源供需矛盾的加剧和美国页岩气商业性开发的巨大成功，全世界将目光不约而同的聚焦于页岩气开发。

四川盆地拥有潜力巨大的页岩气资源，且作为中国天然气的主要产区之一，加快页岩气的勘探开发及配套技术的研究和战略储备已迫在眉睫。

本文着重调研了美国几个主要页岩气藏的完井开发现状，对四川区块的页岩气勘探开发做了简要概述，并针对目前情况提出了几点建议。

页岩气是产出于暗色泥页岩或高碳页岩中的天然气资源，和煤层气、致密砂岩气藏一样属于非常规天然气范畴。

全球页岩气资源量巨大，据专家预测可能为常规天然气资源量的2倍，全世界的页岩气总资源量约为456×1012m3[1]。

页岩气藏储层一般呈低孔、低渗透率的物性特征，气体的阻力比常规天然气大，采收率比常规天然气低，一般认为必须采用水平井钻探并进行大型水力压裂增产作业，或采用多分支井等其他技术增加井眼与气藏沟通面积才可获得商业油气流[2]。

1 美国页岩气资源美国本土48个州范围内页岩气藏的分布广泛，其中蕴藏的页岩气资源也非常丰富。

钻井和改造技术的进步为页岩气的商业开采做出了巨大贡献。

美国页岩气产量近几年内飞速增长，产气量由2006年的311×108m3增至2008年的507×108m3，2009年的900×108m3，预计2010年页岩气产量将占美国天然气产量的13%。

图1展示的是美国本土48州中富含天然气的高碳泥页岩分布范围。

图1美国页岩气藏分布范围美国页岩气藏的开采达到商业化依赖于以下三种因素的综合作用：水平井钻井技术的巨大进步、水力压裂技术的极大成熟、近年来天然气价格的快速增长。

其中，水力压裂技术的进步对页岩气商业开采起到了至关重要的作用。

前两项技术的贡献使得许多之前无法开采的天然气资源实现了商业性开发。

页岩气“三元”成藏模式初探王亚青【摘要】页岩气藏本质上是游离气和吸附气处于动态平衡状态下以泥页岩为储集层的特殊类型的天然气藏.页岩层缝洞孔隙中的游离气在保存条件不佳的情况下容易散失,游离气和吸附气的动态平衡决定了吸附气也会转变成游离气而散失掉.多年的页岩气勘探实践证明,并不是具有巨厚的暗色泥岩层就会形成页岩气藏,页岩气成藏需要3个必要的成藏要素,即气源层、储集层和保护层.三者的有机组合共同组成页岩气的“三元”成藏模式.中国页岩气尚处于初期勘探阶段,存在许多待突破的难题.随着科学技术的进步,中国页岩气的勘探和开发一定会在不断探索中取得更大的成绩.【期刊名称】《新疆石油地质》【年(卷),期】2013(034)003【总页数】3页(P255-257)【关键词】页岩气;气源层;储集层;保护层;三元成藏;成藏模式【作者】王亚青【作者单位】中国海油研究总院,北京100027【正文语种】中文【中图分类】TE112.41页岩气藏本质上是一个游离气、吸附气处于动态平衡状态下以泥页岩为储集层的天然气藏。

游离气的存在决定了页岩气需要缝洞孔隙等储集空间，也决定了游离气在缺少保护层和保存条件的情况下容易散失。

存在于黏土和有机质中的吸附气和游离气时刻保持着动态平衡，这也决定了吸附气也会随时转变成游离气而散失掉。

美国是最早进行页岩气研究和开采的国家，并取得巨大成功，截至2011年，页岩气产量占美国天然气总产量的25%[1]，在一定程度上改变了美国的能源结构，并对世界油气勘探产生了重要影响，激发了加拿大、中国等国家对本土页岩气勘探开发的热潮。

研究认为，中国页岩气资源丰富，其形成的地质条件和美国具有可类比性，但也具有自己的特点[2-5]。

从地质条件上看，中国页岩气大致可以分为以下几种类型：中高演化程度的海相型、陆相型以及低演化程度的生物气型。

海相型主要以中国南方和中国西部广大区域为主，陆相型主要以中西部和东部陆相盆地为主。

生物气型以柴达木盆地等存在低成熟生物气的盆地为主[6]。

中国页岩气形成机理地质特征及资源潜力摘要：页岩气是以自生自储为主的非常规天然气，是油气资源中的新型矿种。

由于页岩气储层低孔低渗，要实现大规模开采必须克服许多理论和技术上的难题。

本文分析中国页岩气基本特征、形成机理与富集条件、面临的难题等, 对中国页岩气资源潜力进行预测, 以期为中国页岩气的研究和勘探开发提供依据。

关键词：非常规油气 ;页岩气;源岩油气页岩气是一种潜在资源量非常巨大的非常规天然气资源，具有含气面积广、资源量大、开采技术要求高、生产寿命长、稳产周期长等特点。

近年来，严峻的能源紧张形势使页岩气资源在世界范围内受到了广泛的关注。

一、页岩气勘探开发现状油气工业的发展主要历经构造油气藏、岩性地层油气藏、非常规油气藏三个阶段。

油气藏分布方式分别有单体型、集群型、连续型三种类型。

从构造油气藏向岩性地层油气藏转变是第一次理论技术创新,以寻找油气圈闭为核心;从岩性地层圈闭油气藏向非常规连续型油气藏转变是第二次理论技术创新或革命,以寻找有利油气储集体为核心,致密化“减孔成藏”机理新论点突破了常规储集层物性下限与传统圈闭找油的理念。

随着勘探开发技术不断进步,占有80%左右资源的非常规油气，如页岩气、煤层气、致密气、致密油、页岩油等已引起广泛关注,并得到有效开发, 在油气储产量中所占比例也逐年提高。

传统观点仅认识到页岩可生油、生气,未认识到页岩亦可储油、储气,更未认识到还能聚集工业性页岩油、页岩气。

近年来,典型页岩气的发展尤为迅速,地质认识不断进步,优选核心区方法、实验分析技术、测井评价技术、资源评价技术、页岩储集层水平井钻完井、同步多级并重复压裂等先进技术获得应用, 形成“人造气”是页岩气快速发展的关键因素。

页岩气突破的意义在于:突破资源禁区,增加资源类型与资源量。

2、挑战储集层极限,实现油气理论技术升级换代,水平井多级压裂等核心技术，应用于其他致密油气等非常规和常规油气储集层中更加经济有效,可大幅度提高油气采收率。

0　引言四川盆地南部（以下简称川南地区）上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组黑色页岩是中国非常规页岩气勘探开发的主力层系，经过多年的勘探开发，研究程度较高[1-2]。

优质相带是页岩气藏形成的物质基础，开展页岩岩相的分析可为页岩有利勘探目标的预测提供依据[3]。

页岩即是发育页理的泥岩（小于0.0625 mm ），主要由硅质矿物、碳酸盐矿物和黏土矿物组成，矿物成分含量的不同是导致不同页岩差异明显的主要因素。

已有大量学者开展了细粒岩沉积方面的研究，2016年赵建华等[4]根据矿物成分及粒度分级将五峰组—龙马溪组页岩划分为7种岩相：硅质页岩、粉砂质页岩、黏土质页岩、灰质页岩、含介壳灰岩泥质/泥灰岩、粉砂岩—细砂岩和斑脱岩。

2016年冉波等[5]根据石英百分含量、纹层发育特征建立了9种不同类型的页岩岩相：贫硅不平行纹层页岩、中硅不平行纹层页岩、富硅不平行纹层页岩、贫硅平行纹层页岩、中硅平行纹层页岩、富硅平行纹层页岩、贫硅不明显纹层页岩、中硅不明显纹层页岩、富硅不明显纹层页岩。

2018年王超等[6]根据矿物含量识别出了焦石坝地区五峰组—龙马溪组一段发育硅质类页岩、混合类页岩和黏土类页岩3大类，并进一步细分为8种亚类页岩岩相。

目前页岩分类命名具有粒度和矿物成分2种不同成因类型的分类方案，并未形成统一的页岩岩相命名方案，且研究多集中在川南地区的某一工区，对于不同工区岩相演化序列的差异性及其成因分析较少。

为此，选取盆内威远及永川地区、盆缘林滩场地区开展岩相类型划分，结合纹层特征、地球化学特征、笔石特征、测井特征总结各类页岩的岩相特征，并从古地貌、沉积环境、陆源碎屑物质基金项目：中国石化科技部重点科技项目“深层页岩气综合评价及开发技术政策”（编号：P18058-1）。

作者简介：史洪亮，1976年生，高级工程师，博士；主要从事页岩气地质研究工作。

地址：（610041）四川省成都市高新区吉泰路688号。

E-mail:**************通信作者：王同，1987年生，助理研究员，博士；主要从事页岩气地质研究工作。

摘要:复杂多变的构造作用是影响四川盆地南部（以下简称川南地区）下志留统龙马溪组页岩气保存条件的主要原因之一。

为了进一步明确该区各类构造变形的特征及其与龙马溪组页岩气保存条件的关系，依据地震、露头和钻井等资料划分了构造带，分析了构造变形、演化与构造的主控因素，预测了页岩气保存的有利区。

研究结果表明：①川南地区可划分为基底逆冲构造带（齐岳山、大娄山的山前带）、盖层滑脱构造带（齐岳山、大娄山和华蓥山之间的区域）和基底升降构造带（华蓥山南段以西区域），分别具有“双滑脱层、基底逆冲断层”“三滑脱层、坡坪式断层”“深层伸展、浅层挤压”的剖面结构特征；②志留纪末形成二叠系与志留系之间的不整合，晚侏罗世至早白垩世齐岳山至川东地区NE—SW 向构造开始发育，晚白垩世大娄山及其北部地区近E—W向构造开始发育，新生代赤水地区及其北部形成近S—N 向构造；③川南地区构造的形成与滑脱层的分布和变形层系的受力方式有关，滑脱层主要为中—下寒武统膏盐岩、龙马溪组泥页岩和下三叠统嘉陵江组膏盐岩，变形层系的受力方式取决于基底及其活动方式；④基底逆冲构造带除了盆缘水平挤压外，垂向隆升强且中—下寒武统膏盐岩较薄，部分规模较大的基底断层断穿了膏盐岩。

结论认为：①基底逆冲构造带中，断层常断穿龙马溪组，高角度裂缝发育，构造变形强，宽缓褶皱、断背斜的倾没端和单斜的缓斜坡为页岩气保存的有利区；②盖层滑脱构造带中，断层通常不断穿龙马溪组，以低角度裂缝为主，页岩气总体保存条件好；③基底升降构造带中，构造变形弱，页岩气保存条件好。

关键词：四川盆地南部；下志留统龙马溪组；构造样式；盐构造；构造演化；断层；页岩气保存条件0 引言四川盆地南部（以下简称川南地区）下志留统龙马溪组页岩气资源丰富，优质页岩储层分布相对稳定（厚度介于30～50 m），是目前我国页岩气勘探开发的主要层系。

龙马溪组页岩气的勘探主要集中在齐岳山和大娄山的山前带和盆内永川至南川附近的隔档式褶皱，在构造相对宽缓的地区（涪陵、威远、长宁双河和太阳—大寨等）已探明若干页岩气田，而埋深较大的赤水与威远地区南部则是今后的勘探方向。

页岩气及其成藏机理张金川!，薛会"，张德明!，蒲军"（!#中国地质大学能源地质系，北京!$$$%&；"#石油大学盆地中心，北京!$""’(）收稿日期："$$&)$*)"*基金项目：国家自然科学基金项目（’$"+"$,"；’$!+"$*"）。

作者简介：张金川，男，副教授，博士，!(,’年出生，石油地质学专业，从事非常规天然气、成藏机理及资源评价的研究。

页岩气是以多种相态存在并富集于泥页岩（部分粉砂岩）地层中的天然气。

!%"!年在美国-./01/020/县钻探的第一口天然气生产井就是页岩气井（在井深"!3处，从%3厚的页岩裂缝中产出天然气）。

!((%年美国的页岩气当年采气量超过了!$$亿3&，其发现储量占美国天然气探明储量的"#&4。

页岩气是目前经济技术条件下天然气工业化勘探的重要领域和目标。

根据-05167等人的资料分析页岩气具有如下基本特征：（!）岩性多为沥青质或富含有机质的暗色、黑色泥页岩（高炭泥页岩类），岩石组成一般为&$48*$4的粘土矿物、!*48"*4的粉砂质（石英颗粒）和!48"$4的有机质，多为暗色泥岩与浅色粉砂岩的薄互层；（"）页岩气可以主要来源于生物作用或热成熟作用，!（9:-）介于$8"*4之间，镜质体反射率介于$#’48"4之间；（&）页岩本身既是气源岩又是储集层，目前可采的工业性页岩气藏埋深最浅为!%"3。

页岩总孔隙度一般小于!$4，而含气的有效孔隙度一般只有!48*4，渗透率则随裂缝发育程度的不同而有较大的变化；（’）页岩具有广泛的饱含气性，天然气的赋存状态多变，吸附态天然气的含量变化于"$48%*4之间；（*）页岩气成藏具有隐蔽性特点，不以常规圈闭的形成存在，但当页岩中裂缝发育时，有助于游离相天然气的富集和自然产能的提高。

天　然　气　工　业Natural Gas Industry 第41卷第5期2021年5月· 42 ·四川盆地西南缘山地复杂构造区页岩气富集模式及勘探启示：一个页岩气新区杨平1,2　余谦1,2　牟传龙1,2　汪正江1,2　刘伟1,2赵瞻1,2　刘家洪1,2　熊国庆1,2　邓奇1,21.中国地质调查局成都地质调查中心2.自然资源部沉积盆地与油气资源重点实验室摘要：四川盆地南部页岩气是目前中国海相页岩气勘探开发最为成功的地区，为了进一步开拓页岩气的新战场，寻找新的页岩气储量、产量接替区块，需要不断丰富、完善和建立不同构造背景下的页岩气评层选区标准。

前期的勘探实践表明，四川盆地西南缘山地复杂构造区页岩含气性差异大，系统研究分析该区页岩气富集规律对于寻找页岩气勘探新区具有重要的意义。

为此，基于四川盆地西南缘山地复杂构造区5口井的实钻资料，在对龙马溪组页岩露头和岩心、岩屑有机地球化学、物性、含气量、生烃史和孔隙演化史开展系统实验和分析的基础上，探讨了页岩含气性的主要控制因素和页岩富集模式，为一个页岩气新区的诞生奠定了坚实的地质基础。

研究结果表明：①四川盆地西南缘山地复杂构造区龙一段1亚段页岩平均TOC为3.02 %～4.97 %，R o为2.38 %～3.37%，局部富集区平均总含气量可达4.62 m3/t，属于优质页岩；②生烃史研究表明，页岩具有“慢热低熟”特征，生烃时间晚，热演化速率慢，现今成熟低，晚期扩散时间短，为页岩气的富集创造了有利条件；③孔隙演化史揭示页岩孔隙演化可以划分为孔隙锐减、孔隙减少、有机孔形成、孔隙保存、有机孔消亡和岩溶作用等6个演化阶段，有机质孔及有机碳含量是页岩含气量最直接的控制因素；④有利陆棚沉积相带利于形成规模储集空间和有效孔隙，不同构造样式和构造部位保存条件的差异性控制了不同孔隙演化阶段，山地复杂构造区页岩气具有水平分带、差异富集的特点，“慢热低熟”和“构造缓抬”有利于页岩气的长期富集与保存。