川东南志留系龙马溪组页岩沥青反射率和笔石反射率的应用

川东南地区龙马溪组页岩笔石与沉积环境关系的探讨笔石是川东南地区龙马溪组页岩中宏观上唯一可识别生物大化石，其广泛分布与特殊的沉积环境具有相关性。

研究区龙马溪组划分7个笔石带，下段鲁丹阶为深水陆棚沉积环境，上段埃朗阶为浅水陆棚沉积环境。

沉积环境的转变导致笔石基本生存条件及遗体保存条件变化，从下到上呈现笔石丰度降低，分异度升高的特征。

笔石与沉积环境具有相关性，笔石的深度分带模式指示了沉积环境类型：深水相笔石到浅水相笔石的变化反映了沉积水体由深变浅；生物特征的演化反映出水体开放程度、水动力条件增强，生物竞争加剧；化石的保存特征反映出腕足生物扰动、细菌分解及氧化性等条件；层面上笔石杂乱无序、聚集或分散式分布反映了水动力条件整体不强。

标签：龙马溪组；笔石；沉积环境；关系川东南地区龙马溪组发育典型的黑色笔石页岩相，笔石作为研究区龙马溪组页岩中宏观上唯一可识别大化石类型，其广泛分布与特殊的沉积环境具有相关性。

笔者总结川东南地区龙马溪组页岩中笔石分带模式、生物特征、分布保存方式等，结合该地区的沉积环境分析，进而探讨笔石与沉积环境的关系。

1 川东南地区笔石分带及生物特征川东南地区龙马溪组富含笔石化石，大多以碳质硬体薄膜形式顺层分布，黄铁矿化立体-半立体笔石在中上部可见。

代表剖面綦江观音桥剖面、石柱打风坳剖面整个地层均含笔石，底部地层中较为富集，但以观音桥剖面龙马溪组底部20m范围内笔石化石最为丰富[1]。

龙马溪组笔石类生物属种多样，各类型发育较为齐全，根据林宝玉、金淳泰等对綦江观音桥剖面的研究[2，3]，由于剖面未见盘旋半耙笔石带内所属化石，以通常奥氏笔石带代替，笔石带从下到上依次为：赛氏单笔石带；通常奥氏笔石带；三角半耙笔石带；李氏锯笔石/曲背锯笔石带；泡沫直笔石带；尖削尖笔石带；雕刻雕笔石带。

观音桥剖面底部笔石丰度最高，所见笔石化石种类均为正笔石目有轴亚目，共计可见4科19属68种[1，3]。

剖面从下往上，由双笔石科逐渐演化为单笔石科，中间存在尖笔石科、两形笔石科的过渡，且丰度降低，分异度升高。

e
f
l
e
c
t
i
ondependsont
hec
omb
i
na
t
i
onf
o
rm o
fs
t
r
e
s
sands
l
i
d
i
ngr
a
t
e.I
ti
se
a
s
i
e
rt
of
o
rm spe
cu
l
a
rr
e
f
l
e
c
t
i
onunde
rh
i
spe
edandh
i
s
t
r
e
s
sc
ond
i
t
i
ons.Unde
rl
owspe
edandl
ows
t
cu
l
a
rr
oughne
s
si
sve
r
ow,u
yl
,
(
)
sua
l
l
i
n
t
h
e
m
i
c
r
o
m
e
t
e
r
l
e
v
e
l
t
h
e
a
v
e
r
a
e
r
o
u
h
n
e
s
s
r
a
n
e
i
s
o
n
l
a
f

第36卷第1期2024年1月岩性油气藏LITHOLOGIC RESERVOIRSV ol.36No.1Jan.2024收稿日期：2023-07-25；修回日期：2023-09-01；网络发表日期：2023-11-13基金项目：中国石油化工股份有限公司科技项目“白马地区常压页岩气富集高产机理与目标评价”（编号：P21087-1）资助。

第一作者：包汉勇（1981—），男，博士，研究员，主要从事油气勘探开发综合研究工作。

地址：（430223）湖北省武汉市东湖高新区大学园路18号勘探开发研究院。

Email ：**********************。

文章编号：1673-8926（2024）01-0014-09DOI ：10.12108/yxyqc.20240102引用：包汉勇，刘超，甘玉青，等.四川盆地涪陵南地区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组页岩古构造应力场及裂缝特征［J ］.岩性油气藏，2024，36（1）：14-22.Cite ：BAO Hanyong ，LIU Chao ，GAN Yuqing ，et al.Paleotectonic stress field and fracture characteristics of shales of OrdovicianWufeng Formation to Silurian Longmaxi Formation in southern Fuling area ，Sichuan Basin ［J ］.Lithologic Reservoirs ，2024，36（1）：14-22.四川盆地涪陵南地区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组页岩古构造应力场及裂缝特征包汉勇1，刘超1，甘玉青1，薛萌2，刘世强2，曾联波2，3，马诗杰2，罗良2（1.中国石化江汉油田分公司勘探开发研究院，武汉430223；2.中国石油大学（北京）地球科学学院，北京102249；3.北京大学能源研究院，北京100871）摘要：通过岩石力学实验、声发射实验和地震资料综合解释，利用有限元数值模拟方法，对涪陵南地区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组海相页岩古构造应力场进行了数值模拟，并结合岩心实测结果，预测了构造裂缝的发育特征。

地质通报GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA第30卷第2~3期2011年3月Vol．30，No s ．2~3Mar.，2011美国Fort Worth 盆地为前陆盆地，石炭系Bar -nett 页岩是一套碎屑岩和碳酸盐岩混合沉积，主要由黑色页岩、黑色钙质页岩、泥灰岩、黑色白云质页岩和黑色含磷质页岩5种岩性构成[1-2]。

盆内Barnett 页岩覆盖面积约1.29×104km 2[3]，最大厚度可达305m ，平均厚度76m [4]，埋深为1982～2592m [5]，可采天然气地质储量达(0.85～1.24)×1012m 3[2，6]，页岩气产量超过0.99×108m 3/d [3]。

四川盆地是一个叠合盆地，构造和沉积演化较Fort Worth 盆地复杂，志留系龙马溪组也是一套碎屑岩和碳酸盐岩混合沉积，岩性四川盆地志留系龙马溪组页岩与美国Fort Worth 盆地石炭系Barnett 组页岩地质特征对比曾祥亮，刘树根，黄文明，张长俊ZENG Xiang-liang,LIU Shu-gen,HUANG Wen-ming,ZHANG Chang-jun成都理工大学/油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川成都610059State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation/Chengdu University of Technology,Chengdu 610059,Sichuan,China摘要：从沉积学、地球化学、生烃演化、构造演化等方面，对美国Fort Worth 盆地石炭系Barnett 页岩和四川盆地下志留统龙马溪组页岩进行了对比性研究，发现四川盆地志留系，特别是川南志留系页岩气具有较好的勘探前景。

2套烃源岩共性与个性共存，具有相似的沉积背景、厚度、有机质类型（Ⅰ~Ⅱ1）和生烃演化史。

川东南页岩气储层的岩石物理特征分析刘文革;尹成;陈康;田发发;彭达【期刊名称】《西南石油大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2024(46)3【摘要】四川盆地志留系龙马溪组页岩因富含有机质、埋藏深度适中的特点,已成为国内页岩气勘探的主要层位之一。

页岩气储层非均质性强,物性参数所表现出的各向异性及脆性特征会受到多种因素的影响,不利于勘探中的测井解释和地震“甜点”的预测。

基于以上原因,在四川长宁双河、重庆华蓥山三百梯等野外地质露头剖面采集页岩样品,利用X射线衍射分析页岩的矿物成分及含量,在实验条件下研究围压和温度的变化对地震速度的影响,确定地震速度与矿物成分的关系,以及页岩各向异性参数的变化规律。

研究成果在一定程度上揭示了川东南地区含气储层黏土含量对页岩各向异性和脆性的控制作用,并总结出各向异性参数变化的经验关系,从而为岩石物理建模、各向异性参数反演以及脆性评价等提供地质依据。

【总页数】10页(P27-36)【作者】刘文革;尹成;陈康;田发发;彭达【作者单位】西南石油大学地球科学与技术学院;中国石油物探重点实验室页岩气地球物理研究室;中国石油西南油气田公司勘探开发研究院;中国石油长庆油田分公司第五采油厂【正文语种】中文【中图分类】TE132【相关文献】1.总有机碳的地球物理响应——页岩气储层岩石-物理模型新突破2.涪陵页岩气田焦石坝区块五峰组—龙马溪组一段页岩气储层地球物理特征分析3.页岩气储层总孔隙度与有效孔隙度测量及测井评价——以四川盆地龙马溪组页岩气储层为例4.四川盆地龙马溪组页岩气储层各向异性岩石物理建模及应用（英文）5.四川焦石坝地区页岩气储层岩石物理正演模拟及分析因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

四川盆地下志留统龙马溪组页岩气勘探前景胡顺庆;王兴志;庞江平;李鑫;向海洋;杨佳玲【摘要】利用野外露头、岩心、薄片及相关测试分析对四川盆地南部龙马溪组页岩气勘探前景分析。

页岩厚度可达700m，有机碳丰度为0.15%～8.75%、生烃潜力大；页岩裂缝较发育，为页岩气提供了充足的储集空间。

页岩其本身具有较强的抗破坏能力，是良好的盖层。

四川盆地南部龙马溪组页岩层与美国成功开采的页岩气盆地的成藏条件相似，展示了该套页岩层具有良好的勘探潜力。

%Based on the outcrop, core, thin section and test, the exploration prospects of shale gas in Lower Silurian Longmaxi Formation in Sichuan Basin are analysed. This shale has a great thickness about 700m, high organic content with 0.15~8.75%,. As the reservoir, according to analyses of rock core and logging, there exit s great quantity of cracks, which offers sufficient accumulated space for shale gas. As the reason of its strong damage resistance, shale can also be capping formation. Reservoir-forming conditions of shale gas is similar to several basins in USA, which had been successfully produced, indicating the great potential of shale gas.【期刊名称】《科技创新导报》【年(卷),期】2015(000)014【总页数】2页(P72-73)【关键词】四川盆地;龙马溪组;页岩气;勘探潜力【作者】胡顺庆;王兴志;庞江平;李鑫;向海洋;杨佳玲【作者单位】西南石油大学地球科学与技术学院四川成都 610500; 中国石油川庆钻探工程公司地质勘探开发研究院四川成都 610500;西南石油大学地球科学与技术学院四川成都 610500;中国石油川庆钻探工程公司地质勘探开发研究院四川成都 610500;成都北方石油勘探开发技术有限公司四川成都 610500;中国石油川庆钻探工程公司地质勘探开发研究院四川成都 610500;中国石油川庆钻探工程公司地质勘探开发研究院四川成都 610500【正文语种】中文【中图分类】P618.13页岩气已成为重要的非常规油气资源，由于其特殊的成藏条件和较强的保存能力，开辟了油气资源勘探的新领域，成为国内外学者研究的重点领域[1]。

第４２卷　第３期２０２０年５月物探化探计算技术ＣＯＭＰＵＴＩＮＧＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳＦＯＲＧＥＯＰＨＹＳＩＣＡＬＡＮＤＧＥＯＣＨＥＭＩＣＡＬＥＸＰＬＯＲＡＴＩＯＮＶｏｌ．４２　Ｎｏ．３Ｍａｙ２０２０　　收稿日期：２０１９ １０ ０９基金项目：中国石化研发项目（Ｐ１８０７４－３）第一作者：肖鹏飞（１９７９－），男，博士，高级工程师，主要从事油藏地球物理方法研究工作，Ｅ ｍａｉｌ：ｘｉａｏｐｆ．ｓｗｔｙ＠ｓｉｎｏｐｅｃ．ｃｏｍ。

文章编号：１００１ １７４９（２０２０）０３ ０３２４ ０８页岩气储层保存条件关键参数地震预测及在川东南的应用肖鹏飞，林正良，胡华锋（中国石油化工股份有限公司　石油物探技术研究院，南京　２１１１０３）摘　要：四川盆地东南缘志留系海相页岩具有良好的物质基础，但由于后期改造强烈，页岩气储层保存条件成为勘探开发的关键。

立足于改进ＣＰＳ模型单井地层压力预测流程，通过不同层段采用不同计算方法、引入相对挤压构造应力与压力因子等手段，有效提高了双复杂地区地层压力预测结果可靠性，预测结果与实测结果相对误差在１．５％以内；利用闭合应力比参数与页岩气储层“易恢复”特征的相关关系，提出了闭合应力比保存条件预测思路，间接分析了页岩气储层保存条件。

以构造作用和演化历史为基础背景，依据页岩气富集成藏因素，通过地震解释综合断裂－裂缝预测结果、地层压力预测、闭合应力比等结果，建立了适应复杂地表复杂构造区特征的页岩气储层保存条件关键参数地震预测流程，并成功应用于四川盆地东南缘志留系海相页岩气储层。

关键词：页岩气储层；保存条件；地震预测；四川盆地东南缘；压力预测；弹性参数中图分类号：Ｐ６３１．４ 文献标志码：Ａ 犇犗犐：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１ １７４９．２０２０．０３．０４０　引言四川盆地东南缘志留系海相页岩气勘探实践表明，海相泥页岩热演化程度高［１］，页岩具有良好的物质基础，具有普遍含气特征，但试气效果千差万别，保存条件是决定页岩气储层富集高产的关键因素［２－４］。

页岩气水平井高产层段判识方法及其应用——以四川盆地威远页岩气示范区下志留统龙马溪组为例石强;陈鹏;王秀芹;刘凤新【期刊名称】《天然气工业》【年(卷),期】2017(037)001【摘要】在页岩气勘探开发过程中,准确界定目的层中高产层段,对页岩气的效益开发具有十分重要的意义.为此针对四川盆地威远页岩气示范区高产层难以判定、导致水平井产气量差异巨大的问题,建立了水平井高产层段测井判识方法.首先以导眼井中游离气含气饱和度计算为基础,确定游离气富集的高含气饱和度层段,再以导眼井标志层测井组合特征建立小层划分标准,根据钻井旋回的连续性及沉积地层不可逆性原则,创建了“极值方波旋回对比”小层对比方法,准确界定了各水平井钻遇的地质小层.并利用同一井组各水平井钻遇不同小层厚度、实际压裂级数与产气量相关分析方法进行了方法验证.在此基础上对威远地区页岩气高产层段进行了判识,明确指出威远地区页岩气高产层段是下志留统龙马溪组底部的1套中高伽马值(超低去铀伽马)硅质页岩段,其厚度介于1.5～6.0 m,页岩气赋存方式以游离态为主.相关研究成果对该区块页岩气中高产层段的准确判识、界定并及时掌握其分布规律提供了技术支撑.【总页数】6页(P60-65)【作者】石强;陈鹏;王秀芹;刘凤新【作者单位】中国石油勘探开发研究院廊坊分院;中国石油勘探开发研究院廊坊分院;中国石油勘探开发研究院廊坊分院;中国石油勘探开发研究院廊坊分院【正文语种】中文【相关文献】1.利用地球物理综合预测方法识别页岩气储层甜点——以四川盆地长宁区块下志留统龙马溪组为例 [J], 陈胜;张连群;常鑫;赵文智;欧阳永林;曾庆才;杨青;侯华星;盖少华;包世海;李新豫2.基于测井资料识别页岩气储层的方法优选——以四川盆地长宁区块下志留统龙马溪组为例 [J], 刘璐;范翔宇;桑琴;赵鹏斐;梁永昌;崔荣龙3.四川盆地长宁-威远页岩气示范区下志留统龙马溪组泥页岩吸附特征及影响因素分析 [J], 李笑天;潘仁芳;鄢杰;李夏露;李晓薇;胡斌4.基于游离气为核心的页岩气层类型划分方法——以川南地区下志留统龙马溪组海相页岩气层为例 [J], 石强;蒋春碧;陈鹏;陈云天;王秀芹;刘凤新5.四川盆地东南缘页岩气富集模式——以丁山地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩为例 [J], 倪楷;王明筏;李响因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

目录摘要 (2)关键字 (2)1 生烃条件 (3)1.1 地层和岩性特征 (3)1.2 有机碳含量 (4)1.3 有机质类型 (4)1.4 热演化程度 (5)2 储集条件 (5)2.1 孔隙 (5)2. 2缝和不整合面 (6)2.3 吸附气含量 (6)3 封盖及保存条件 (7)4 气测显示及有利地区预测 (7)5 结论 (8)6 参考文献 (8)四川盆地下志留统龙马溪组页岩气成藏条件及有利地区分析蒲泊伶1蒋有录1王毅2包书景2刘鑫金1（1、中国石油大学地球资源与信息学院山东东营 257061；2、中国石化石油勘探开发研究院北京 100083）摘要:四川盆地下志留统龙马溪组发育富含有机质页岩。

作为页岩气的源岩，该套页岩在盆地内分布广泛,厚度大，有机质含量高,有机质类型好，热演化程度高，生气潜力大；作为储层,页岩中孔隙和裂缝发育，为页岩气提供了充足的储集空间,并且等温吸附实验也表明，页岩具有较强的气体吸附能力；由于页岩的致密性及抗构造破坏性,本地区构造条件满足页岩气成藏要求。

多口井下志留统页岩的气测显示也为页岩气的存在提供了有利证据。

根据页岩厚度、有机碳含量、热演化程度和生烃强度等信息，预测宜宾---自贡---泸州一带及达州---万县一带为页岩气的有利勘探区域。

关键词:四川盆地；龙马溪组；页岩气；热演化程度；气体吸附能力；成藏条件；有利勘探区带中图分类号: TE112 文献标识码: A 文章编号:0253-2697(2010)02-0225-06 Reservoir-forming conditions and favorable exploration zones of shale gas in Lower Silurian Longmaxi Formation of Sichuan Basin PU Boling1JIANG Youlu1 WANG Yi2BAO Shujing2LIU Xinjin1（1. College ofGeo-resources and Information, China University of Petroleum,Dongying257061, China;2.Sinopec Research Institute of Petroleum Exploration and Production, Beijing100083,China）Abstract: There develops shale with rich organic matters in Longmaxi Formation of the Lower Silurian in Sichuan Basin. This shale with a great thickness is the source of shale gas and widely distributed in the basin. As the source,the shale is characterized as high organic content,good organic type and high organic thermal evolution degree.As the reservoir,there exits great quantity of cracks,porous and wrinkles,which offers sufficient accumulated space for shale gas. The isothermal adsorption test shows that the shale has strong ability of gas adsorption. The structural condition in this basin is available for forming shale gas reservoir. The gas shows of many wells drilled in the shale strata of the Lower Silurian in this area indicated the great potential of shale gas. The shale indexes of thickness distribution, organic carbon content, thermal evolution degree and gas generation level in Sichuan Basin show that Yibin- Zigong-Luzhou and Dazhou-Wanxian areas are the favorable zones for shale gas exploration.Key words: Sichuan Basin; Longmaxi Formation; shale gas; thermal evolution degree; ability of gas adsorption;reservoir-forming conditions; favorable exploration zone页岩气是一种非常规油气资源，是以“自生自储”方式赋存在页岩层中的天然气。

油气藏评价与开发PETROLEUM RESERVOIR EVALUATION AND DEVELOPMENT2022年第12卷第1期贵州习水骑龙村奥陶系五峰组—志留系龙马溪组剖面刘树根1,2，冉波1，叶玥豪1，王世玉3，杨迪1，罗超4，韩雨樾1，宋金民1，张旋4（1.油气藏地质及开发工程国家重点实验室（成都理工大学），四川成都610059；2.西华大学，四川成都610039；3.陕西延长石油（集团）有限责任公司研究院，陕西西安710075；4.中国石油西南油气田分公司，四川成都610041）摘要：对贵州习水骑龙村奥陶系五峰组—志留系龙马溪组剖面实测，通过古生物对比、薄片鉴定、扫描电镜和氮气吸附等方法对五峰组—龙马溪组开展了系统性的研究，其主要认识有：①骑龙村五峰组—龙马溪组剖面出露完整，与上覆志留系石牛栏组和下伏奥陶系涧草沟组均为整合接触，发育12个笔石带，无地层缺失；②骑龙村五峰组—龙马溪组剖面黑色页岩主要发育6种页岩岩相；③骑龙村五峰组—龙马溪组剖面页岩中的石英含量从底到顶逐渐减少，而黏土矿物却逐渐增加，因此脆性矿物的含量从底到顶逐渐减少，页岩易压裂性降低；④骑龙村剖面五峰组—龙马溪组有机质类型主要为Ⅰ型和Ⅱ1型，高总有机碳含量（TOC ）优质页岩主要分布在五峰组和龙马溪组下段；⑤骑龙村剖面五峰组—龙马溪组古生产力相对较低，优质黑色页岩沉积环境为缺氧—贫氧条件，其有机质含量高得益于高有机质埋藏效率；⑥骑龙村剖面五峰组—龙马溪组有机质孔主要分布在龙马溪组下段和五峰组，龙马溪组上段与观音桥段有机质孔不发育，纵向上表现为小孔径孔隙占比随地层向上递减，大孔径孔隙占比随地层向上递增；⑦骑龙村剖面五峰组—龙马溪组天然气吸附量最小为1.62m 3/t ，最大为2.8m 3/t ，平均值为2.13m 3/t ，表现为TOC 值越大，相应的吸附能力也越强，反映出有机质含量对富有机质页岩的含气能力起决定性的作用。

冲推覆构造带的稳定区为勘探有利区，保存条件是主控因素； Louisiana盆地
Haynesville页岩气高产井分布在孔隙度较高（6-7%）的地区，储层物性是主控因素。
②中国南方与北美页岩气地质条件存在明 显差异，主要表现在页岩发育层系老，热演化 程度高，构造作用期次多、改造强，断裂发育 等。因此，页岩气保存条件（断层系统、压力 系数、顶底板封闭性及含水性、与目的层出露 区距离等）、热演化程度、储层物性等可能的 主控因素有待分区深入评价、研究。
地表条件 可上钻面积/ 稳定区面积 （%） ＞40 20-40 丰富 中等 水资源
长（km） 宽（km）
Ⅰ Ⅱ
＞300 100-300
＞25 15-25
＞10 5-10
500-3000 3000-4500 ＞4500或 ＜500
＜5 5-10
Ⅲ
＜100
＜15
＜5
＞10
＞20
＜20
差
2、明确了保存条件是稳定区的核心
（3）优选出多个有利稳定区
2、明确了保存条件是稳定区的核心
（4）确定了桑柘坪向斜为突破目标
3、钻探验证了评价结论
彭页1井揭示了深水陆棚相优质页岩
直井取参数
4、深化研究，厘定甜点段评价标准
甜点段优选原则
好中选优：富有机质泥岩中优选有机质含量最高的页岩； 高中选低；优质页岩中选择高伽马段中的相对低伽马段； 脆中选脆：脆性页岩段中选择石英含量相对高的层； 甜中选甜：页岩段成藏“甜点”层中选择工程“甜点”段。
（二）钻井周期长、成本高 钻井成本高
（1）页岩气水平井埋藏深、水平段长、位移大， 需要采用旋转导向技术克服摩阻和控制井眼轨迹， 目前旋转导向钻井技术掌握在外国公司手中，服务 成本较高； （2）页岩层层理发育，水平段井壁易失稳，需要 采用油基钻井液维护井壁稳定，目前国产油基钻井 液渐趋成熟，但成本依然很高； （3）地形、地貌复杂，钻前工程大，特别是勘探

川南下志留统龙马溪组优质页岩识别与评价作者：周维娜胡华伟熊亮康保平何显莉付晓宁来源：《科技风》2016年第09期摘要：川南地区龙马溪组页岩气勘探开发潜力大，但页岩储层的低孔、特低渗性导致其测井响应变化较弱。

在川南地区龙马溪组优质页岩的测井响应特征上，建立了直观、有效、快速识别优质页岩的方法：曲线重叠法、雷达图法、聚类分析法，建立了矿物组分、TOC、孔隙度、脆性等页岩参数的测井计算模型，对川南页岩气储层进行了综合分类评价，应用效果良好。

关键词：川南地区；龙马溪组；优质页岩；快速识别；综合分类评价四川盆地是国内页岩气资源最丰富的地区[ 1 ]。

近年来川南油气勘探也展示了巨大的勘探开发潜力，但页岩气储层含气测井响应变化较弱，为此，建立一套快速、有效识别和评价优质页岩气储层的测井方法。

1 识别优质页岩储层的方法1.1 优质页岩测井相应特征川南龙马溪组下部岩性为灰黑色、黑色碳质页岩，向上颜色逐渐变浅为深灰色、灰色页岩。

勘探实践表明：优质页岩具有“三高两低（高伽马、高声波、高电阻、低密度、较低中子）”的测井响应特征（图1）。

据川南优质页岩测井相应特征及地化等资料，采用了曲线叠合法、雷达图法和聚类分析法。

1.2 识别优质页岩储层的测井方法1.2.1曲线重叠法曲线重叠法是将伽马、密度、中子三条曲线重叠来判别优质页岩发育段，叠合面积越大，含气指示性越好（图1）。

此法简单快速，效果直观，适合于定性-半定量判别优质页岩层段。

1.2.2雷达图法该法较为直观地确定井剖面地层岩性，识别储层流体，适用于对更多属性特征进行表征。

优质页岩为典型的“五角星”形，普通页岩由于有机质丰度低，有机孔相对不发育，含气量低，“挖掘效应”不明显，造成其为“仓”形，二者形状和面积差异较大，容易区分（图2），适合于半定量判别优质页岩层段。

1.2.3聚类分析法聚类分析法是研究“物以类聚”的一种数理统计的方法[ 2 ]。

K-means聚类是基于距离的聚类算法。

川东南DS地区龙马溪组页岩气形成及富集控制因素何顺;秦启荣;周吉羚;钟城;范存辉【摘要】为研究川东南DS地区页岩气富集情况,综合分析DS地区页岩气生气条件、储集空间以及保存条件,对该地区页岩气富集条件进行研究.结果表明:研究区页岩有机质类型以Ⅰ型干酪根为主,厚度大,TOC为2.00％～6.67％,Ro为2.20％～3.36％,处于过成熟产干气阶段;页岩有机质含量高,有机质孔及微裂缝发育,提供页岩气储集空间及横向渗流通道;DY2、DY4井埋藏深度适中,压力系数大于1.2,单井日产量分别为10.5×104m3/d和20.0×104m3/d,属高产页岩气井.通过对烃源、储集空间及保存条件的综合分析,认为有机质及孔隙发育、埋藏适中、压力系数大、保存条件良好的区域是页岩气有力勘探区.该研究可为今后相似地区的页岩气勘探提供借鉴.【期刊名称】《特种油气藏》【年(卷),期】2018(025)006【总页数】7页(P70-76)【关键词】川东南;DS地区;龙马溪组;页岩气;控制因素;富集条件【作者】何顺;秦启荣;周吉羚;钟城;范存辉【作者单位】油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川成都 610500;西南石油大学,四川成都 610500;油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川成都 610500;西南石油大学,四川成都 610500;四川省页岩气资源与环境协同创新中心,四川成都610500;中国石油西南油气田分公司,四川成都 629000;油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川成都 610500;西南石油大学,四川成都 610500;油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川成都 610500;西南石油大学,四川成都 610500;四川省页岩气资源与环境协同创新中心,四川成都 610500【正文语种】中文【中图分类】TE122.10 引言页岩气勘探是现今国内外非常规油气勘探的重点领域，成熟页岩层普遍含气[1-3]。

第42卷 第6期2023年 11月 地质科技通报B u l l e t i n o f G e o l o g i c a l S c i e n c e a n d T e c h n o l o g yV o l .42 N o .6N o v . 2023谭玉涵,张凤生,姚亚彬,等.页岩纹层的测井评价方法研究:以川南五峰组-龙马溪组为例[J ].地质科技通报,2023,42(6):281-296.T a n Y u h a n ,Z h a n g F e n g s h e n g ,Y a o Y a b i n ,e t a l .L o g g i n g e v a l u a t i o n o f s h a l e l a m i n a e :A c a s e s t u d y f r o m t h e W u f e n g -L o n gm a x i f o r m a t i o n s i n t h e s o u t h e r n S i c h u a n B a s i n [J ].B u l l e t i n o f G e o l o g i c a l S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y,2023,42(6):281-296.页岩纹层的测井评价方法研究:基金项目:油气资源与工程全国重点实验室开放课题资助(P R E /o pe n -2303);中石油 昭通-长宁区块页岩储层纵横向甜点测井综合评价 课题(C P L 2021-B 05)作者简介:谭玉涵(1990 ),女,工程师,主要从事页岩气测井资料解释与评价工作㊂E -m a i l :390817824@q q.c o m 通信作者:年 涛(1987 ),男,讲师,主要从事测井资料处理与解释及沉积储层方面的研究工作㊂E -m a i l :n i a n t a o o @163.c o m©E d i t o r i a l O f f i c e o f B u l l e t i n o f G e o l o g i c a l S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y .T h i s i s a n o pe n a c c e s s a r t i c l e u n d e r t h e C C B Y -N C -N D l i c e n s e .以川南五峰组-龙马溪组为例谭玉涵1,张凤生1,姚亚彬1,吴 恒2,年 涛3(1.中国石油集团测井有限公司地质研究院,西安710000;2.河北地质大学河北省战略性关键矿产资源重点实验室,石家庄050031;3.西安石油大学地球科学与工程学院,西安710065)摘 要:纹层制约着页岩储层的品质和压裂效果,而传统纹层研究依靠的是地质资料,充分挖掘测井数据中蕴含的页岩纹层信息可以为钻孔页岩纹层评价提供新的思路和方法㊂依托四川盆地南部五峰组-龙马溪组页岩的取心钻孔,基于岩心㊁全直径岩心C T ㊁大尺寸薄片㊁全岩衍射和有机碳含量厘定的纹层组构特征,通过地质刻度测井,从元素扫描㊁电成像㊁阵列声波㊁常规和核磁共振测井中提取表征页岩纹层不同属性的测井信息,阐述页岩纹层测井评价的方法体系㊂研究指出目的层主要发育了富硅质弱纹层㊁富硅质纹层㊁富钙质纹层和富黏土纹层4种纹层类型㊂元素扫描测井用于确定纹层矿物组分和有机碳含量㊂电成像㊁阵列声波各向异性指数和常规测井用于评价纹层密度或发育程度㊂电成像指示纹层厚度,而核磁共振侧重分析纹层的孔隙结构变化㊂测井分辨率和响应的多解性虽然制约着页岩纹层的测井解释精度,但基于岩石物理属性出发的各类测井方法是页岩纹层以及纹层组评价的有益补充㊂关键词:四川盆地;五峰组-龙马溪组;页岩纹层;地球物理测井;评价方法2022-07-19收稿;2022-09-07修回;2022-09-13接受中图分类号:P 618.13;P 631.81 文章编号:2096-8523(2023)06-0281-16d o i :10.19509/j .c n k i .d z k q.t b 20220385 开放科学(资源服务)标识码(O S I D ):L o g g i n g e v a l u a t i o n o f s h a l e l a m i n a e :A c a s e s t u d y fr o m t h e W u f e n g -L o n gm a x i f o r m a t i o n s i n t h e s o u t h e r n S i c h u a n B a s i n T a n Y u h a n 1,Z h a n g F e n g s h e n g 1,Y a o Y a b i n 1,W u H e n g 2,N i a n T a o 3(1.G e o l o g i c a l R e s e a r c h I n s t i t u t e ,C N P C L o g g i n g C o m p a n y Li m i t e d ,X i 'a n 710000,C h i n a ;2.H e b e i K e y L a b o r a t o r y o f S t r a t e gi c C r i t i c a l M i n e r a l R e s o u r c e s ,H e b e i G E O U n i v e r s i t y ,S h i j i a z h u a n g 050031,C h i n a ;3.S c h o o l o f E a r t h S c i e n c e s a n d E n g i n e e r i n g ,X i 'a n S h i y o u U n i v e r s i t y,X i 'a n 710065,C h i n a )A b s t r a c t :S h a l e l a m i n a e i n f l u e n c e s h a l e r e s e r v o i r q u a l i t y a n d f r a c t u r i n g,w h e r e a s p r e v i o u s s t u d i e s a r e s i m -p l y b a s e d o n g e o l o g i c a l m a t e r i a l s .T a k i n g f u l l a d v a n t a g e o f g e o p h y s i c a l l o g g i n g da t a c o u l d p r o v i d e n o v e l i n -s i g h t s f o r s h a l e l a m i n a e e v a l u a t i o n i n d r i l l e db o r e h o l e s .[M e t h o d s ]C o r e d b o r e h o l e s i n t h e W u f e n g -L o n g-m a x i f o r m a t i o n s i n t h e s o u t h e r n S i c h u a n B a s i n a r e u t i l i z e d i n t h i s s t u d y .S h a l e c o r e s ,C T s c a n n i n g ba s e dh t t p s://d z k j q b.c u g.e d u.c n地质科技通报2023年o n f u l l-d i a m e t e r c o r e s,l a r g e-s i z e d t h i n s e c t i o n s,X-r a y d i f f r a c t i o n,a n d T O C c o n t e n t a r e f i r s t i n t e g r a t e d t o c l a r i f y s h a l e l a m i n a e f a b r i c s.E l e m e n t a l s c a n n i n g,m i c r o r e s i s t i v i t y e l e c t r i c a l i m a g i n g,m u l t i p o l e a r r a y a-c o u s t i c,c o n v e n t i o n a l a n d n u c l e a r m a g n e t i c r e s o n a n c e l o g g i n g t e c h n i q u e s a r e i n t e r p r e t e d t o c h a r a c t e r i z e s h a l e l a m i n a e b y g e o l o g i c a l c a l i b r a t i o n,a n d t h e m e t h o d o l o g y o f l o g g i n g e v a l u a t i o n o n s h a l e l a m i n a e h a s b e e n s e t o u t.[R e s u l t s]I t i s c o n c l u d e d t h a t t h e t a r g e t f o r m a t i o n h a s d e v e l o p e d f o u r t y p e s o f b e d,i n c l u d-i n g t h e s i l i c i c b e d(l a m i n a p o o r l y d e v e l o p e d),s i l i c i c l a m i n a,c a l c a r e o u s l a m i n a,a n d a r g i l l a c e o u s l a m i n a.E l e m e n t a l s c a n n i n g i s i m p l e m e n t e d t o d e t e r m i n e l a m i n a e m i n e r a l s a n d T O C c o n t e n t.E l e c t r i c a l i m a g i n g a n d t h e a n i s o t r o p y i n d e x d e r i v e d f r o m m u l t i p o l e a r r a y a c o u s t i c a n d c o n v e n t i o n a l l o g s a r e u s e d t o e v a l u a t e l a m i n a d e n s i t y o r d e v e l o p m e n t d e g r e e.B e s i d e s,e l e c t r i c a l i m a g i n g i s a b l e t o r e f l e c t t h e l a m i n a t h i c k n e s s. N u c l e a r m a g n e t i c r e s o n a n c e i s p e r f o r m e d t o a n a l y z e t h e v a r i a t i o n i n l a m i n a p o r e s t r u c t u r e.[C o n c l u s i o n]A l-t h o u g h l o g g i n g r e s o l u t i o n a n d r e s p o n s e c o m p l e x i t y c a n s i g n i f i c a n t l y a f f e c t t h e a c c u r a c y o f l o g g i n g i n t e r p r e-t a t i o n o f s h a l e l a m i n a e,l o g g i n g t e c h n i q u e s r o o t e d i n p e t r o p h y s i c a l p r o p e r t i e s a r e v a l u a b l e s u p p l e m e n t s f o r t h e e v a l u a t i o n o f s h a l e l a m i n a e a n d l a m i n a a s s o c i a t i o n s.K e y w o r d s:S i c h u a n B a s i n;W u f e n g-L o n g m a x i f o r m a t i o n s;s h a l e l a m i n a e;g e o p h y s i c a l l o g g i n g;e v a l u a t i o n m e t h o d sR e c e i v e d:2022-07-19;R e v i s e d:2022-09-07;A c c e p t e d:2022-09-13纹层是页岩最薄的沉积单位,高频叠覆的纹层促使页岩表现出特征性的沉积页理属性[1]㊂已有研究表明纹层不仅记录了页岩沉积时的古气候和古水体性质[2-3],其发育同样制约着页岩储层品质[4-5],以及页岩水力压裂的效果[6-9],是继总有机碳含量w(T O C)㊁有效孔隙度㊁脆性矿物和含气量等之后页岩储层的另一个重要的评价指标[10-12]㊂因此,近些年页岩纹层的发育特征得到了较为广泛的关注,相继在三塘湖盆地二叠系芦草沟组[13]㊁准噶尔盆地二叠系芦草沟组[14]㊁渤海湾盆地古近系[15-16]㊁松辽盆地白垩系青山口组[17]㊁鄂尔多斯盆地三叠系延长组[18]等主力页岩地层中开展了页岩纹层的地质特征描述和成因机理解释㊂然而,细观方面前人对页岩纹层的研究仍是沿用岩心和离散的显微薄片对纹层的矿物组分㊁粒度㊁厚度㊁界面形态以及纹层之间的组合类型进行观察,分析纹层发育的控制因素和形成机理㊂岩心能从肉眼可辨的宏观层面显示页岩纹层在不同深度段的发育特征及组成成分,但取心成本高且通过岩心去细数较长井段中页岩纹层的数量既耗时,也不太现实,而页岩属于典型的细粒沉积[19],岩心矿物组分的定量划分及孔隙结构研究多是通过定深度点的岩样全岩衍射和压汞等方法实现的;显微薄片能准确揭示页岩纹层的矿物组分及含量㊁薄片视域范围内纹层的纵向排布,但薄片始终是定深度点采样,较难全面展现全井段连续的纹层分布特征㊂具体到选层五峰组-龙马溪组,前人同样是基于地质显微组构对其纹层进行了研究㊂施振生等[20]通过川东北巫溪2井的岩心㊁显微薄片和X衍射,将龙马溪组页岩纹层划分为富有机质㊁含有机质㊁黏土质和粉砂质4类,且垂向上富有机质纹层逐渐减少,黏土质纹层和粉砂质纹层逐渐增加㊂林长木等[4]基于川南长宁-双河剖面五峰组-龙马溪组开展了显微薄片的纹层观察,划分了富硅质纹层㊁富钙质纹层和富黏土纹层,其中五峰组以钙质纹层和黏土纹层为主,龙马溪组自下而上硅质纹层减少,钙质纹层增加;王超等[5]对川东焦石坝钻井岩心中的纹层也进行了相同类型的划分,并结合薄片统计的纹层密度和最大纹层厚度对纹层发育特征进行了量化评价㊂施振生等[21]进一步利用威201等典型钻井的岩心和长宁-双河剖面将龙马溪组一段划分为泥纹层和粉砂纹层组合,并按照二者的形态㊁接触关系和厚度细分了条带状粉砂纹层㊁砂泥递变纹层和砂泥薄互层3类纹层组合㊂杨博伟等[22]在川东南涪陵地区页岩硅质(石英)纹层㊁钙质(碳酸盐岩)纹层和黏土纹层分类的基础上又增加了黄铁矿纹层和云母纹层㊂华柑霖等[23]同样利用威远地区5口钻井中的显微薄片对龙马溪组的纹层形态和组成进行了描述,并与井壁电成像测井划分的纹层类型进行了匹配,认为龙马溪组宏观上发育中厚纹层组合㊁薄纹层组合和块状无纹层组合结构,且中厚纹层组合在微观上表现为水平等厚纹层和透镜体状纹层结构,薄纹层组合对应水平不等厚纹层和水平-小型波状纹层结构㊂反观海陆相页岩纹层的上述研究现状突显了传统地质资料研究页岩纹层的优点,但也反映了其在纹层研究方面的不足,尤其是较难高效而准确地提取全井段纹层的发育特征㊂地球物理测井可以在深度域上对地层不同岩石物理属性进行连续的表征和数据采集,是揭示井眼地层岩性㊁矿物组分和地层结282第6期 谭玉涵等:页岩纹层的测井评价方法研究:以川南五峰组-龙马溪组为例构信息的重要手段[24]㊂因此,在岩心和薄片纹层观察的基础上,充分挖掘不同尺度的电测井㊁声测井和放射性测井等方法中蕴含的纹层信息应是当下页岩纹层表征的必由之路,而通过建立页岩纹层测井识别划分的方法体系,分析纹层对优质储层的控制作用,也是目前页岩纹层研究的前沿热点问题之一[25]㊂鉴于此,笔者拟聚焦四川盆地南部(以下简称 川南 ),通过典型钻井五峰组-龙马溪组的常规测井㊁地层元素㊁阵列声波㊁电成像和核磁共振资料,对页岩纹层的发育特征进行系统的测井表征,重在阐述如何使用测井资料开展纹层研究,并对不同测井方法纹层研究存在的不足进行探讨,以期为后续的相关研究提供参考㊂1 地质背景及基础数据1.1地质背景四川盆地是扬子板内次级克拉通演化而来的中新生代大型叠合盆地[26-27],现今地理格局西抵龙门山造山带㊁北接米仓山-大巴山造山带㊁东邻湘黔鄂冲断带㊁南至峨眉山-凉山冲断带㊂晚奥陶世,整个华南地块由扬子板块和东南缘的华夏板块组成,并作为一个独立的单元处于冈瓦纳大陆北缘的赤道海域(图1-a)㊂华夏板块在这一时期向北俯冲与扬子板块发生挤压碰撞,使得黔中和雪峰古隆起抬升出水面,并与西南部的康滇古陆相连形成滇黔桂古陆[30];同时,北部的被动大陆边缘也向华北板块俯冲㊁秦岭洋收缩汇聚[31]㊂在上述挤压构造背景下,上扬子海成为被古陆包围和水下低隆阻隔的半封闭局限陆棚海域(图1-b ),盆区由奥陶纪早中期 西浅东深 的被动大陆边缘逐渐转变为 三隆夹一坳 的构造古地理格局[31-32]㊂区内奥陶系分为三统七阶[33],志留系分为四统七阶[34]㊂按照地层的岩电响应特征,志留系龙马溪组一段(简称龙一段)又被进一步划分为龙一1亚段和龙一2亚段,其中,龙一1亚段细分为4个小层(图1-c )㊂地层现今埋深在川南地区变化较大,盆缘浅层深度在1500m 以内,到昭通㊁长宁-威远延伸至3500m ,至沉积中心的泸州地区埋深普遍大于3500m ㊂奥陶纪五峰组沉积期,结束了早中奥陶纪碳酸盐岩浅水台地的沉积环境,在川中古隆起㊁黔中古隆起和江南-雪峰古隆起的围限下,在隆后上扬子海低能缺氧的深水陆棚环境中发育了五峰组中下部的黑色笔石页岩㊂五峰组沉积晚期全球冰盖事件(赫南特冰期)导致海平面大幅度下降[35],在川南地区发育了含赫南特贝的观音桥段薄层灰岩,其出现代表奥陶系的结束和志留系的开始㊂早志留龙马溪组沉积早期(龙一1亚段),赫南特冰盖的快速融化a .早志留世(约440M a )构造古地理格局;b .五峰组-龙马溪组沉积期原型盆地特征;c .地层综合柱状图,笔石带及年代时间图1 川南五峰组-龙马溪组沉积期构造古地理及地层分布特征(改自文献[28-29])F i g .1 T e c t o n o -p a l e o g e o g r a p h y a n d t h e s t r a t i g r a p h i c c o l u m n d u r i n g t h e W u f e n g -L o n g m a x i f o r m a t i o n s d e po s i t i o n a l s t a ge s i n t h e s o u t h e r n S i c h u a n B a s i n 382h t t p s ://d z k j q b .c u g.e d u .c n 地质科技通报2023年使得海平面快速上升[35-37],川南地区再次出现缺氧的深水陆棚沉积环境,沉积了富有机质的硅质和碳质页岩㊂龙马溪组沉积的中晚期(龙一2亚段-龙二段),扬子板块向北的碰撞作用加剧,海平面下降㊁水体变浅,陆源供给增多,沉积环境由深水陆棚向钙质浅水陆棚转化,形成了贫有机质的粉砂质页岩㊁钙质页岩和泥灰岩[28,38-39]㊂川南地区五峰组-龙马溪组沉积期,深水沉积中心具有继承性,整体沿盐津-泸州-漆辽-巫溪一线呈北东-南西长条状展布(图1-b)㊂1.2数据本次研究基于川南海相页岩系统取心井Y a n g104(井位见图1-b ),遵循岩心刻度测井的评价思路,首先在岩心㊁岩心C T ㊁常规和大尺寸显微薄片中厘定五峰组-龙马溪组页岩纹层的宏微观地质特征,然后开展系统的页岩纹层测井方法研究㊂该井在目的层进行了180.2m 的连续取心(1022.8~1203.0m ),并对1148.2~1203.0m 重点层段的岩心进行了全直径C T 扫描,对纹层特征段取样,并在不同深度点共制作69个常规薄片㊁10个大尺寸薄片;与常规薄片同深度位置处还配套测试了69组全岩和黏土X 射线衍射数据(X R D )㊁有机碳含量w (T O C )和含气量测试数据(点位见图2-a )㊂同时,全配套采集了常规测井(自然伽马㊁纵波时差㊁密度和电阻率)㊁元素测井(l i t h o s c a n n e r )㊁阵列声波(s o n i c -s c a n n e r )㊁井壁电成像(F M I),以及核磁共振测井(C M R ),测井数据(954.7~1202.6m )覆盖了整个五峰组-龙马溪组㊂研究还选取与Y a n g104相邻的Y S 147井作为了平行参照井,其数据分布见图2-b, 平行对照 符合科学研究的基本原则㊂图2 Y a n g104(a )及Y S 147(b )测井和分析测试数据F i g .2 L o g g i n g a n d t e s t d a t a i n t h e w e l l s Y a n g104a n d Y S 147 薄片在陕西省油气成藏地质学重点实验室完成,使用徕卡D M 6M 型显微镜进行观察描述㊂全直径岩心双能C T 在中科院地球与地球物理研究所完成,仪器扫描分辨率0.8mm ,可以刻画高于电成像测井(5mm )的纹层细节,用于测井解释标定㊂测井数据处理在斯伦贝谢T e c h l o g 测井解释软件平台中开展㊂其中,元素测井基于元素剥谱结果和对地层可能含有的矿物组分的认识,采用Q u a n t i .E L A N方法,输入元素测井测量得到硅㊁钙㊁铁㊁硫㊁铝㊁镁㊁钾㊁碳等干重曲线,来反演地层的矿物/岩性剖面;阵列声波采用正交偶极测量方法(B C R ),以研究地层的各向异性;井壁电成像经速度校正和均一化处理等[40-41],提供1ʒ2~1ʒ10的动态图像,大比例尺的图像更能直观地显示平缓页岩地层的纹层特征,且基于过井轴图像投影的切片技术可以更加清晰地刻画纹层垂向变化特征;核磁共振T 2截止值使用专482第6期谭玉涵等:页岩纹层的测井评价方法研究:以川南五峰组-龙马溪组为例门针对页岩地层的1,2,4,8,16,32,64m s,其中有效孔隙度和自由流体截止值分别采用3,30m s,各分区T2截止值用来划分不同孔径的孔隙度㊂高品质的测井资料保证了本次研究的测井数据基础㊂2川南页岩纹层地质特征2.1纹层页岩纹层的地质特征划分可以依据有机质含量[20]㊁纹层厚度㊁纹层界面[23]和矿物组分[4-5,18,22]㊂本次研究考虑矿物组分和纹层特征将五峰组-龙马溪组纹层划分为富硅质弱纹层㊁富硅质纹层(长英质纹层)㊁富钙质纹层和富黏土纹层㊂除矿物组分以外,每种类型的纹层在厚度和孔隙结构等方面也存在较大的差异,而与前人对五峰组-龙马溪组纹层描述的侧重点不同,此处通过岩心和薄片着重与测井评价相关的纹层属性㊂(1)富硅质弱纹层富硅质弱纹层集中在五峰组中下部(W F1-W F3;编号见图1-c)和龙马溪组下部(L M1-L M5)的优质页岩气层段,典型特征是纹层界面整体模糊㊁横向连续性差,局部层段近于 均质块状层 (图3-a ~f)㊂微晶石英集合体呈圆形或椭圆形,体积分数在40.0%~75.0%之间,碳酸盐矿物(方解石和白云石)在5.0%~30.0%之间,黏土矿物在10.0%~40.0%之间㊂纹层弱发育的原因与水深及其导致的外部物源供给不足等因素有关,而 富硅质 是由于硅质浮游生物壳体和黏土矿物成岩转化过程中形成了大量的自生石英[42-43]㊂(2)富硅质纹层富硅质纹层主要在龙一2亚段中下部(L M6-L M7),龙一2亚段上部(L M8)局部层段,纹层界面较为清晰,与叠覆互层的富黏土纹层易于识别(图3-g~i)㊂该类纹层主要由粉砂级和黏土级的陆源碎屑组成,石英含量较富硅质弱纹层明显降低,介于33.0%~40.0%之间,但长石(斜长石和钾长石)含量增大,在8.0%~18.0%之间,碳酸盐含量在2.0%~15.0%之间,黏土矿物含量在22.0%~ 47.0%之间㊂单个纹层厚度在0.04~2.5mm之间㊂富硅质纹层发育晶间孔和长石溶蚀孔㊂(3)富钙质纹层富钙质纹层发育在龙一2亚段上部(L M8),纹层界面同样较为清晰,与富黏土纹层叠覆(图3-j~ l)㊂石英㊁长石体积分数分别小于40.0%和5.0%,碳酸盐大于40.0%,黏土矿物在15.0%~35.0%之间㊂单个纹层厚度在0.02~1.0mm之间㊂该类纹层以晶间孔和溶蚀孔为主要的孔隙类型㊂(4)富黏土纹层富黏土纹层在五峰组-龙马溪组较为普遍,且以龙一2亚段(L M6-L M8)最为发育㊂其与上述3a.深黑色页岩,横向稳定延伸的脆性层弱发育,1195.7~1197.3m;b,c.相应深度段的破裂横截面(1196.7m)和纹层显微特征(1192.4 m);d.深黑色页岩,脆性层同样弱发育,但相较图a多,1173.9~1175.8m;e,f.相应深度段的镜下特征,1170.0m;g.深黑色页岩,富硅质纹层和富黏土纹层互层,1166.7~1168.5m;h,i.相应深度段的镜下特征,1153.0m;j.灰黑色页岩,富钙质纹层和富黏土纹层互层, 1123.7~1123.9m;k,l.与图j对应深度段的镜下特征,1123.8m㊂从左到右依次为岩心㊁大尺寸和常规尺寸显微薄片图3五峰组-龙马溪组页岩纹层岩心和薄片特征F i g.3 F e a t u r e s o f t h e c o r e s a n d t h i n s e c t i o n s o f s h a l e l a m e l l a e i n t h e W u f e n g-L o n g m a x i f o r m a t i o n s582h t t p s://d z k j q b.c u g.e d u.c n地质科技通报2023年类纹层互层产出(图3)㊂石英及碳酸盐体积分数都小于30.0%,黏土矿物主要为伊利石,在40%~ 75%之间㊂单个黏土纹层的厚度在0.02~0.2mm 之间㊂页岩中有机质与黏土矿物混合或伴生,因此目的层不同深度段富黏土纹层的有机质质量分数变化较大,富硅质弱纹层段有机质质量分数普遍大于3.0%,最高可达12.0%[10],以有机质孔为主要的孔隙类型;富硅质纹层段有机质质量分数多小于3.0%,而富钙质纹层有机质质量分数较低,小于2.0%㊂2.2纹层组纹层组是由2个或2个以上成因有联系㊁顺次出现并周期性发育的纹层组合而成的㊂五峰组-龙马溪组主要发育富硅质弱纹层-富黏土纹层㊁富硅质纹层-富黏土纹层㊁富钙质纹层-富黏土纹层3类纹层组,各类纹层组在形貌㊁纹层厚度比和累计厚度比等方面存在差异㊂(1)富硅质弱纹层-富黏土纹层2类纹层的接触界面多较模糊,表现为不明显的浅色和暗色纹层㊂由于富黏土纹层同样富含分散的自生石英颗粒,因此从厚度上看这类纹层组合虽然以黏土纹层为主,但对应层段的石英体积分数最高㊂单纹层组合厚度在0.04~0.1mm之间,富硅质弱纹层和富黏土纹层的厚度比在1ʒ1~1ʒ8之间,累计纹层厚度比最大为1ʒ1,多小于1ʒ3㊂(2)富硅质纹层-富黏土纹层2类纹层明暗相间,界线清楚,按照厚度差异可细分为等厚和不等厚2类:等厚型组合中富硅质纹层和富黏土纹层厚度近于一致;而不等厚纹层组合中,受埋藏压实等原因的影响,富硅质纹层往往大于富黏土纹层㊂富硅质纹层是该类纹层组合的主要纹层类型,单纹层组合厚度在0.06~3.0mm之间,富硅质纹层和富黏土纹层的厚度比在1ʒ1~6ʒ1之间,累计纹层厚度在1ʒ1~5ʒ1之间㊂(3)富钙质纹层-富黏土纹层与富硅质纹层-富黏土纹层形貌相一致,这2类纹层也呈明暗相间的特征,且纹层界线更为清楚㊁平行连续㊂富钙质纹层是该类纹层组合的主要纹层类型,单纹层组合厚度在0.03~2.4mm之间,富钙质纹层和富黏土纹层的厚度比在1ʒ1~5ʒ1之间,累计纹层厚度比在1ʒ1~4ʒ1之间㊂3页岩纹层的测井评价在纹层地质描述的基础上进而阐述纹层组分㊁发育程度㊁厚度和孔隙结构等属性的测井评价方法,厘清测井对纹层信息的提取程度㊂3.1纹层矿物组分各纹层类型在垂向上有序分布,伴随矿物组分的有序变化㊂岩心全岩分析显示石英含量自五峰组向上逐渐减少,在富硅质弱纹层段石英体积分数最高,长石(钾长石和斜长石)含量以富硅质纹层段最为发育,碳酸盐(方解石和白云石)在富钙质纹层段最为发育,而黏土矿物从五峰组到龙一2亚段整体呈增加趋势,在富硅质和和富钙质纹层段最为发育(图4)㊂岩心分析结果与川南长宁背斜长芯1井露头浅钻[45-46],以及长宁双河剖面(长宁背斜顶部)[11,47]相一致㊂元素测井解释与岩心全岩分析具有很好的一致性,各矿物组分在垂向上表现出相同的变化特征(图4),且矿物含量也具有可比性㊂在富硅质弱纹层段发育段石英体积分数在27.5%~68.6%之间,均值45.6%,黏土矿物介于13.7%~42.3%之间,均值28.2%㊂富硅质纹层发育段石英在23.3%~ 50.3%之间,均值38.2%,钾长石在0.3%~3.0%之间,均值1.5%,斜长石在0.2%~11.3%之间,均值5.8%,黏土矿物在25.6%~49.9%之间,均值36.6%㊂富钙质纹层发育段方解石在4.6%~ 44.5%之间,均值22.9%,黏土矿物在24.5%~ 46.2%之间,均值35.3%㊂富黏土纹层在富硅质和富钙质纹层段最为发育,黏土矿物体积分数在25.6%~49.9%之间,均值36.8%㊂通过元素测井重建了五峰组-龙马溪组不同纹层段的矿物类型㊁含量和分布㊂3.2纹层发育程度及分布针对页岩纹层的发育程度,利用井壁电成像测井㊁阵列声波和常规测井从不同角度进行评价㊂(1)电成像测井确定纹层在电成像图像上的特征是电成像页岩纹层评价的第一步㊂页岩在动态图像中表现为一系列厚度差异㊁明暗相间的条带或 细线 高频叠覆㊁彼此平行组合;亮色条带主要代表富高阻矿物的纹层,如富硅质纹层和富钙质纹层,暗色条带或 细线 则代表富低阻矿物的纹层,如富黏土矿物纹层或局部发育的富黄铁矿纹层㊂在纹层图像特征明确的基础上通过大比例尺的动态图像计算不同深度段页岩纹层的密度,以定量评价纹层的发育程度㊂密集发育的页岩纹层又使得依靠手动进行纹层的图像解释效率低且极为耗时,如笔者最初对目标井200多米图像的连续解释就耗时数天(勾选了7018个纹层界面)㊂基于霍夫变换进行自动或半自动的图像纹层界面检测可以在确保解释精度的前提下有效提高解释效率㊂以五峰组-龙马溪组为例,首先对地层产状的垂向变化进行快682第6期 谭玉涵等:页岩纹层的测井评价方法研究:以川南五峰组-龙马溪组为例左侧数据来源于全岩X 射线衍射,w (T C C M )代表黏土总质量分数;右侧同深度段数据来源于元素测井,岩心深度归位值0.07m(下移),具体归位方法见文献[44]图4 Y a n g104井五峰组-龙一段矿物垂向变化特征F i g .4 M i n e r a l v e r t i c a l v a r i a t i o n s f r o m t h e W u f e n g F o r m a t i o n t o t h e F i r s t m e m b e r o f L o n g m a x i F o r m a t i o n i n t h e W e l l Y a n g104速浏览,定位产状发生显著变化的深度点以约束下一步倾角自动检测和处理的深度区间,人工选定ȡ2的纹层界面(实际数量根据地层产状的变化确定);其次,基于霍夫变化提取选定层段动态图像中的纹层界面㊂研究表明,五峰组-龙马溪组页岩纹层在不同深度段的发育程度差异较大(图5)㊂整体上,五峰组-龙一1亚段纹层密度弱于龙一2亚段㊂其中,五峰组-龙一1中下部纹层弱发育,龙一12中上部到龙一14中部纹层相对发育,龙一14中部到龙一2底部弱发育,龙一2中下部纹层最为发育,向上纹层发育程度逐渐减弱㊂垂向上,纹层发育程度的宏观变化趋势在其他钻井中也基本一致,仅深度区间及密度的分布范围在各井中存在一定的 浮动 ;各井密度分布范围的这种 浮动 差异主要与电成像测井对线状体的识别精度以及纹层厚度等因素有关㊂不考虑观音桥段,理想情况下五峰组到龙二段水深的变浅,相应纹层密度的变小,但这与统计的页岩纹层密度分布相左(图5-a )㊂分析表明深水背景下陆源长英质组分富集的富硅质纹层等脆性层弱发育,使得五峰到龙马溪组底部表现为富黏土纹层 独自 垂向密集叠置,在后期的压实作用下呈现出块状泥岩的特征,而释压后岩心裂理(页岩沿着纹层界面裂开成薄片的特征)在底部却最为发育㊂(2)阵列声波测井及相关参数页岩作为横观各向同性介质[49],其纹层越发育,在垂直方向的各向异性则越强,据此可通过阵列声波及提取的各向异性参数来评价页岩纹层的发育程度,参数包括快慢横波百分能量差㊁基于时差和时间的各向异性指示以及快慢横波速度差等㊂然而,页岩地层各向异性的原因较多,如应力不均衡㊁井壁裂缝和断层㊁井眼垮塌以及纹层等㊂这些作用机理在快慢弯曲波频散曲线中具有不同的波形特征[50-52],从而通过频散分析可以识别纹层发育导致的固有各向异性㊂同时,声波在传递过程中由沉积界面等导致的声波衰减在一定程度上也能间接指示页岩纹层的发育情况㊂横波处理结果显示选层最大和最小能量差较小,均值为1.5%,慢度或时间各向异性多小于2.5%,而快慢横波之间的差别也较小(图6)㊂用岩心㊁薄片和电成像测井提取的纹层发育对声波解释结果标定,除局部层段存在裂缝和地应力引起的地层各向异性,更多的应与页岩层状结构有关,即纹层段快慢弯曲波近于叠合,快慢横波在进入高频段后形态相对平缓;单井纹层产状在目的层变化很小,因此认为是纹层密度在起主要作用㊂事实上,大量的782。