盤州地區(qū)龍?zhí)督M頁巖氣成藏地質(zhì)條件＊

張桂娜，黃宇琪，林琴，楊玉蘭，楊瑩潔，丁雪

盤州地區(qū)龍?zhí)督M頁巖氣成藏地質(zhì)條件＊

張桂娜，黃宇琪，林琴，楊玉蘭，楊瑩潔，丁雪

（六盤水師范學(xué)院 礦業(yè)與土木工程學(xué)院，貴州 六盤水 553000）

貴州省頁巖氣資源量較大，是中國南方的重點(diǎn)勘探區(qū)域之一，二盤州地區(qū)作為傳統(tǒng)的煤炭產(chǎn)區(qū)，其發(fā)育的海陸過渡相龍?zhí)督M含煤頁巖層系具有很大的頁巖氣資源潛力。龍?zhí)督M頁巖厚度較大、埋深適宜、巖石整體塑性較大、脆性一般。有機(jī)質(zhì)以Ⅱ2型和Ⅲ型為主，有機(jī)質(zhì)豐度高，處于高成熟階段。儲(chǔ)集物性好，具有良好的儲(chǔ)氣能力。現(xiàn)場解吸含氣量及等溫吸附含氣量均較高。整體具有很高的頁巖氣資源潛力，但龍?zhí)督M頁巖煤線發(fā)育，巖石塑性高，后期開發(fā)難度較大。

頁巖氣；龍?zhí)督M；成藏條件；地表?xiàng)l件

根據(jù)中國頁巖氣資源全國普查結(jié)果顯示：貴州全省頁巖氣總地質(zhì)的資源量排在中國第四，總資源量達(dá)到1.048× 1013m3，具有很大的頁巖氣勘探開發(fā)潛力。但貴州地區(qū)以山地為主的地表?xiàng)l件以及復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造條件導(dǎo)致其勘探開發(fā)難度較大，至今尚未實(shí)現(xiàn)商業(yè)開發(fā)。盤州地區(qū)位于貴州省西部，是中國西南地區(qū)主要的煤炭資源產(chǎn)地，發(fā)育有厚度較大的海陸過渡相煤系地層。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

盤州地區(qū)位于上揚(yáng)子地塊滇東—黔中隆起中間部位，從地區(qū)的地形地貌特征來看主要發(fā)育有盤關(guān)向斜、土城向斜等單元構(gòu)造特征[1]。根據(jù)出露部分結(jié)合研究結(jié)果來看，二疊系和三疊系分布最為廣泛。盤州地區(qū)內(nèi)的巖層傾角大多處于15°～30°之間，局部區(qū)域達(dá)到50°～60°之間，該構(gòu)造的區(qū)域形跡以西北向?yàn)橹鳎浯问墙媳毕颉｝執(zhí)督M是該地區(qū)主力產(chǎn)煤層系之一，也是盤州最為重要的潛質(zhì)頁巖層系之一，其主要發(fā)育的體系是上段沉積相主要為三角洲，下段沉積相主要為潮坪-潟湖相。

2 頁巖氣成藏條件

2.1 龍?zhí)督M頁巖空間分布特征

盤州地區(qū)龍?zhí)督M頁巖層系厚度多大于30 m，野外觀測所得最大厚度約為90 m，單層厚度多大于5 m，觀測所得最大單層厚度約10 m，厚度能夠符合資源富集及開采要求。根據(jù)野外勘探及資料查詢可知，該地區(qū)龍?zhí)督M頁巖層系埋深基本介于300～2 000 m，深度適宜，既具有一定的保存條件，也不會(huì)對(duì)開采造成阻礙。

2.2 龍?zhí)督M頁巖層系巖石學(xué)特征

盤州地區(qū)龍?zhí)督M頁巖層系巖性以砂巖、粉砂巖、泥巖、頁巖及煤巖為主，頁巖中黃鐵礦、菱鐵礦較為發(fā)育，化石較少，且在泥巖、頁巖段中煤線均較為發(fā)育。頁巖層段整體黏土礦物含量較高，多大于40%，石英、長石、碳酸鹽巖礦物等脆性礦物含量不高，含量在35%左右。龍?zhí)督M頁巖整體塑性偏高，脆性較差，這將對(duì)后期壓裂開采造成一定困難[2-3]。

2.3 龍?zhí)督M頁巖層系地化條件

頁巖氣的儲(chǔ)層評(píng)價(jià)主要是根據(jù)頁巖里的有機(jī)質(zhì)豐度、類型、成熟度等。這三個(gè)地化條件能夠反映頁巖中有機(jī)質(zhì)的產(chǎn)氣能力和產(chǎn)氣階段，與頁巖含氣量均有重要聯(lián)系。根據(jù)干酪根鏡檢結(jié)果，龍?zhí)督M頁巖干酪根以Ⅱ2型和Ⅲ型為主[4-5]，具有較好的生氣潛力。有機(jī)質(zhì)豐度主要用頁巖的總有機(jī)碳含量（）來表征，一般認(rèn)為=0.5%為潛質(zhì)頁巖層系的下限，達(dá)到1.0%以上則可以認(rèn)為其為優(yōu)質(zhì)烴源巖。對(duì)盤州地區(qū)龍?zhí)督M頁巖的測定顯示：其主體介于2.0%～15.0%，平均值約為5.0%，整體有機(jī)質(zhì)豐度很高，具有很好的生烴潛力。而有機(jī)質(zhì)的成熟度主要是由鏡質(zhì)體反射率來體現(xiàn)，一般認(rèn)為＜0.4%時(shí)，有機(jī)質(zhì)處于未成熟階段；值為0.4%～0.7%時(shí)，有機(jī)質(zhì)處于低成熟階段；為0.7%～1.0%時(shí)，有機(jī)質(zhì)處在成熟階段；為1.0%～2.0%時(shí)，有機(jī)質(zhì)處于高成熟階段；＞2.0%時(shí)，有機(jī)質(zhì)處在過成熟階段。盤州地區(qū)龍?zhí)督M頁巖值為0.8%～2.6%，主體處在高成熟階段，有利于氣體產(chǎn)出。整體來看，盤州地區(qū)龍?zhí)督M頁巖有機(jī)質(zhì)地球化學(xué)條件較好，整體具有較大的生氣潛力。

2.4 龍?zhí)督M頁巖層系儲(chǔ)集條件

頁巖氣資源的一大特殊性表現(xiàn)在頁巖層系既是烴源巖也是主要的儲(chǔ)集層，其儲(chǔ)集條件直接影響了產(chǎn)出其他的賦存狀態(tài)。盤州地區(qū)對(duì)龍?zhí)督M頁巖的儲(chǔ)集條件研究尚不成熟，可查閱資料較少，但黔西—黔西北大區(qū)內(nèi)的龍?zhí)督M頁巖儲(chǔ)集條件研究已經(jīng)取得一定成果，因周緣地區(qū)與盤州地區(qū)龍?zhí)督M沉積相等地質(zhì)背景沒有太大區(qū)別，其研究成果具有一定借鑒意義。黔西—黔西北大區(qū)內(nèi)龍?zhí)督M頁巖主要發(fā)育的儲(chǔ)集空間類型為粘土礦物粒內(nèi)孔、黃鐵礦晶間孔、有機(jī)質(zhì)粒內(nèi)孔及微裂縫[6-7]。BET比表面積介于7～27 m2/g，BJH總孔體積為 0.021 2～0.004 64 mL/g，平均孔徑6 nm，以中孔為主，整體儲(chǔ)集條件較好，儲(chǔ)氣能力較好。

2.5 龍?zhí)督M頁巖層系含氣量

能直接反映頁巖中天然氣含量的參數(shù)是頁巖含氣量，并且能夠直接反映其資源潛力。龍?zhí)督M頁巖具有良好的生烴條件和儲(chǔ)集條件，這使得其含氣量也較高。據(jù)黔西—黔西北地區(qū)已有測試數(shù)據(jù)顯示，埋深大于400 m范圍內(nèi)的龍?zhí)督M頁巖樣品現(xiàn)場解吸含氣量多大于2.0 m3/t，最大解吸氣量達(dá)到 19.2 m3/t，具有很高的含氣量，等溫吸附含氣量多大于 1.80 m3/t，最大飽和吸附氣量達(dá)到8.80 m3/t，反映龍?zhí)督M頁巖具有良好吸附能力[8]。這兩個(gè)數(shù)據(jù)能夠反映出龍?zhí)督M頁巖含氣量和吸附能力均很高，后期采用壓裂開采方式能夠獲得較大工業(yè)氣流的可能性很高。

3 結(jié)論

盤州地區(qū)作為傳統(tǒng)的煤炭產(chǎn)區(qū)，其發(fā)育的海陸過渡相龍?zhí)督M含煤頁巖層系具有很高的頁巖氣資源潛力。龍?zhí)督M頁巖累積厚度多大于30 m，單層厚度多大于5 m，主體埋深為300～2 000 m，巖石整體黏土礦物含量較高，塑性較大，脆性一般。干酪根以Ⅱ2型和Ⅲ型為主，主體介于2.0%～15.0%之間，有機(jī)質(zhì)豐度高，約為0.8%～2.6%，主體處于高成熟階段。儲(chǔ)集物性較好，具有良好的儲(chǔ)氣能力。現(xiàn)場解吸含氣量大于2.0 m3/t，等溫吸附含氣量大于1.80 m3/t，含氣量較高。整體具有很高的頁巖氣資源潛力，但龍?zhí)督M頁巖的脆性不高，可能會(huì)對(duì)后期壓裂開采造成一定困難。

［1］王雙美，秦云虎.貴州水城發(fā)耳井田龍?zhí)督M沉積特征及聚煤規(guī)律［J］.中國煤炭地質(zhì)，2013，5（4）：11-15，26.

［2］李凱，易旺.貴州省盤州地區(qū)龍?zhí)督M沉積特征及展布規(guī)律［J］.天然氣技術(shù)與經(jīng)濟(jì)，2019，13（2）：21-23.

［3］鐘方軍.六盤水地區(qū)龍?zhí)督M煤儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征分析［J］.煤質(zhì)技術(shù)，2016（4）：6-11.

［4］孫全宏.黔西北地區(qū)龍?zhí)督M頁巖氣形成條件與分布預(yù)測［D］.北京：中國地質(zhì)大學(xué)，2014.

［5］張鵬，張金川，劉鴻，等.貴州下志留統(tǒng)龍馬溪組頁巖氣成藏條件分析［J］.中南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2016，47（9）：3086-3092.

［6］黃宇琪，張金川，張鵬，等.東濮凹陷北部沙三段泥頁巖微觀儲(chǔ)集空間特征及其主控因素［J］.山東科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2016，35（3）：8-16.

［7］張鵬，黃宇琪，張金川，等.黔西北地區(qū)龍?zhí)督M海陸過渡相泥頁巖孔隙分形特征［J］.煤炭學(xué)報(bào)，2018，43（6）：1580-1588.

［8］易同生，高為.六盤水煤田上二疊統(tǒng)煤系氣成藏特征及共探共采方向［J］.煤炭學(xué)報(bào)，2018，43（6）：1553-1564.

張桂娜（1996—），女，貴州遵義人，本科，地質(zhì)工程專業(yè)。

A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2019.24.007

黃宇琪（1990—），女，江蘇常熟人，碩士研究生，實(shí)驗(yàn)師，研究方向?yàn)榉浅Ｒ?guī)油氣研究。

貴州省高等學(xué)校大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目“盤州地區(qū)頁巖氣資源潛力研究”

2095－6835（2019）24－0018－02

〔編輯：張思楠〕