渝東南盆緣轉換帶金佛斜坡常壓頁巖氣富集模式

何貴松 何希鵬 高玉巧 萬靜雅 張培先 張 勇 高和群

中國石化華東油氣分公司勘探開發(fā)研究院

0 引言

隨著我國頁巖氣勘探開發(fā)工作的不斷推進，先后發(fā)現(xiàn)了涪陵、威遠、威榮、長寧、昭通等大型頁巖氣田，埋深3 500 m以淺、地層壓力系數(shù)大于1.3的超壓頁巖氣已進入大規(guī)模商業(yè)開發(fā)階段[1-3]，2019年產(chǎn)氣量已超過150h108m3；但地層壓力系數(shù)介于0.9～1.3的常壓頁巖氣勘探開發(fā)卻進展緩慢，僅彭水、武隆、綦江等少數(shù)地區(qū)發(fā)現(xiàn)了工業(yè)氣流[4-8]，單井測試日產(chǎn)氣量介于1.7h104～9.2h104m3，由于產(chǎn)氣量較低、投資成本高、經(jīng)濟效益較差，尚未形成規(guī)模開發(fā)。近期，中國石化華東油氣分公司在渝東南盆緣轉換帶金佛斜坡部署的A井在上奧陶統(tǒng)五峰組—下志留統(tǒng)龍馬溪組測試獲得19.6h104m3/d的高產(chǎn)氣流，地層壓力系數(shù)為1.18，實現(xiàn)了常壓頁巖氣勘探的重大突破。

為此，筆者以金佛斜坡為研究對象，通過解剖該類型頁巖氣藏基本地質特征和富集規(guī)律，總結頁巖氣富集高產(chǎn)主控因素，建立頁巖氣富集模式，并對有利區(qū)進行預測，以期豐富常壓頁巖氣地質理論、為中國南方復雜構造區(qū)尤其是斜坡型常壓頁巖氣勘探開發(fā)提供參考。

1 地質概況

渝東南盆緣轉換帶金佛斜坡位于四川盆地川東高陡構造帶萬縣復向斜的南部，為一個呈北北東走向的斜坡，北部與平橋背斜通過鞍部連為一體，南部五峰組—龍馬溪組出露地表，東西側分別受青龍鄉(xiāng)斷層、袁家溝斷層夾持，與東勝背斜、袁家溝向斜、石橋斷凹呈北東向凹隆相間格局，南北長10 km，東西寬5.1～5.6 km，面積53 km2（圖1）。地表出露地層以三疊系須家河組、雷口坡組、嘉陵江組為主，往南二疊系、志留系、奧陶系、寒武系依次出露。2018年，該構造第一口頁巖氣井（A井）在五峰組—龍馬溪組測試日產(chǎn)天然氣19.6h104m3，實現(xiàn)了常壓頁巖氣高產(chǎn)突破。該構造北部的平橋背斜五峰組—龍馬溪組完鉆井30口，單井測試日產(chǎn)天然氣量介于15.4h104～89.5h104m3，地層壓力系數(shù)介于1.30～1.35，已投入商業(yè)開發(fā)。筆者重點以平橋背斜為對比目標，開展金佛斜坡頁巖氣地質特征與富集高產(chǎn)規(guī)律研究。

圖1 渝東南盆緣轉換帶金佛斜坡五峰組底界構造圖與地層柱狀圖

2 頁巖氣藏基本特征

2.1 沉積特征

渝東南盆緣轉換帶在晚奧陶世—早志留世早期整體處于深水陸棚相帶，沉積了一套黑色富有機質頁巖（以下簡稱優(yōu)質頁巖），發(fā)育大量的筆石化石，缺乏底棲生物，見星散狀黃鐵礦和結核狀黃鐵礦，紋層狀頁理發(fā)育，指示了安靜、深水、厭氧、強還原的沉積環(huán)境[4,9-12]，金佛斜坡處于深水陸棚的南緣，有利于黑色頁巖沉積和有機質的形成與保存。

受水體深度和沉積速率控制，金佛斜坡優(yōu)質頁巖在巖性組合、電性特征和厚度上與北部獲得商業(yè)開發(fā)的平橋背斜有一定差異。優(yōu)質頁巖按照電性、巖性特征可劃分為5個小層（圖2），金佛斜坡的①—⑤小層厚度為31.0 m，比平橋背斜薄了3.8 m。從表1可以看出，主要為①小層和⑤小層的厚度減薄，反應兩者雖距離較近，但沉積環(huán)境和沉積速率也有較大差異。此外，金佛斜坡的③小層底部發(fā)育0.4 m厚的深水異地沉積的灰黑色白云質泥巖，比平橋背斜增厚0.2～0.3 m，這套薄層白云質泥巖巖性致密，密度高于上覆和下伏黑色頁巖。金佛斜坡南部B井區(qū)的⑤小層頂部發(fā)育兩層濁積砂，累計厚度為0.3 m，反映金佛斜坡比平橋背斜更靠近物源區(qū)，水體相對變淺，受風暴浪影響增大。

依據(jù)五級旋回每一次高頻海進、海退，①—⑤小層可進一步精細劃分為10個亞層，每一亞層內(nèi)部的頁巖沉積特征、有機地化、儲層物性、礦物組成、巖石力學、含氣性等特征具有相對穩(wěn)定性（圖2）。

2.2 地球化學特征

金佛斜坡優(yōu)質頁巖地球化學指標與平橋背斜基本一致（表1）。A井優(yōu)質頁巖有機質豐度自上而下總體呈增大的趨勢（圖2），總有機碳含量（TOC）介于1.7%～5.7%，縱向上①、②小層有機質豐度最高，平均TOC為4.7%、4.2%，③—⑤小層TOC中等，平均TOC分別為3.1%、3.2%、2.5%；熱演化程度適中，鏡質體反射率（Ro）介于2.25%～2.55%，表明頁巖進入過成熟演化階段，以生成干氣為主。平橋背斜C井優(yōu)質頁巖平均TOC為3.2%，Ro介于2.34%～2.56%。

2.3 礦物組成特征

圖2 金佛斜坡五峰組—龍馬溪組優(yōu)質頁巖綜合柱狀圖

全巖X射線衍射和黏土礦物X射線衍射分析結果表明，金佛斜坡與平橋背斜礦物組成基本一致（表1）。金佛斜坡A井優(yōu)質頁巖脆性礦物以石英為主，自上而下總體呈增大的趨勢（圖2），平均石英含量為48.0%，平均黏土礦物含量為35.0%，黏土礦物主要成分為伊利石和伊/蒙混層，平均脆性礦物脆性指數(shù)為61.6%，脆性指數(shù)大于50%表明優(yōu)質頁巖脆性較高，造縫能力強，易形成復雜的裂縫網(wǎng)絡[13]。平橋背斜C井優(yōu)質頁巖段平均石英含量為48.5%，平均黏土礦物含量為33.2%，平均脆性礦物脆性指數(shù)為62.4%。

2.4 儲層物性特征

金佛斜坡優(yōu)質頁巖儲層物性較好，與平橋背斜基本一致（表1）。氬離子拋光掃描電鏡揭示，金佛斜坡A井優(yōu)質頁巖發(fā)育豐富的有機孔隙、無機孔隙和微裂隙，與區(qū)域孔隙發(fā)育類型一致，有機孔隙為主要孔隙類型[14-15]，鏡下呈橢圓形—圓形，連通性較好，發(fā)育大量孔徑介于50～250 nm的中大孔。A井優(yōu)質頁巖段孔隙度介于2.5%～4.7%，平均值為3.3%；平橋背斜C井優(yōu)質頁巖段孔隙度平均值為3.6%。

2.5 含氣性及流體性質

金佛斜坡A井優(yōu)質頁巖含氣性較好，自上到下頁巖含氣性明顯變好，含氣量增大（圖2）。現(xiàn)場開展87件巖心樣品含氣量解吸試驗，其中優(yōu)質頁巖平均總含氣量為4.2 m3/t，最高達7.1 m3/t（表1）。頁巖氣組分主要為甲烷，含量為98%，二氧化碳含量為0.5%，不含硫化氫，相對密度0.587 2，為典型的干氣。

2.6 頁巖氣藏溫壓特征

金佛斜坡五峰組—龍馬溪組頁巖氣藏為連續(xù)性氣藏，其上傾方向為龍鳳場斷層所遮擋，氣層埋深介于2 500～3 800 m，A井微注測試和靜壓測試計算地層壓力為38.74 MPa，原始地層壓力系數(shù)為1.18，地溫梯度2.47 ℃/100 m，為中深層常壓干氣頁巖氣藏。

3 金佛斜坡常壓頁巖氣富集模式

3.1 富集高產(chǎn)主控因素

近年來，國內(nèi)外學者圍繞頁巖氣富集主控因素開展了大量而深入的研究工作[1-4,6-8,16-18]，筆者在總結前期鉆探成果和研究認識的基礎上，結合近期基礎理論攻關和勘探實踐，認為金佛斜坡常壓頁巖氣富集高產(chǎn)具有“三元控氣”規(guī)律：沉積相供烴控儲，即深水陸棚亞相下沉積的厚層富有機質泥頁巖為頁巖氣藏的形成提供了烴源和賦存空間，控制了頁巖氣富集的物質基礎；構造運動控保定富，即構造運動控制常壓頁巖氣的保存條件，影響頁巖含氣量和地層能量，決定頁巖氣藏的富集程度；地應力場控縫控產(chǎn)，即地應力場控制天然縫發(fā)育程度和人造縫復雜程度，是獲得高產(chǎn)的保障。

3.1.1 沉積相供烴控儲

3.1.1.1 深水陸棚優(yōu)質頁巖生烴強度大，控制了頁巖氣富集物質基礎和賦存空間

渝東南盆緣轉換帶五峰期—龍馬溪期水體深度逐漸變淺[4,7,19]，不同地區(qū)沉積環(huán)境和沉積演化有一定差異，造成地層的巖性、厚度、地球化學、物性、礦物組成、含氣量有較大差異。筆者以南川地區(qū)的金佛斜坡、平橋背斜、彭水地區(qū)的桑柘坪向斜為例，進行比較。

凱迪階時期，平橋背斜、桑柘坪向斜處于深水陸棚沉積環(huán)境，沉積速率低（2.4 m/Ma），沉積的黑色頁巖厚度介于5～6 m，金佛斜坡受東勝水下低隆的影響，頁巖厚度較平橋背斜薄1～2 m（圖3-a）。赫南特階時期，受赫南特冰期影響，海平面下降，生物大滅絕，東勝水下低隆進一步隆升，E井區(qū)沉積淺水陸棚觀音橋段灰質泥巖，金佛斜坡、平橋背斜、桑柘坪向斜水體較深，與凱迪階為連續(xù)沉積（圖3-b）。魯?shù)るA時期，再次海侵形成深水陸棚沉積環(huán)境，持續(xù)時間長，沉積速率介于6.8～7.7 m/Ma，沉積的黑色頁巖厚度介于28～30 m，金佛斜坡受東勝水下低隆的影響，黑色頁巖厚度較薄，介于25～26 m；桑柘坪向斜位于深水陸棚上斜坡，水體較淺，黑色頁巖厚度更薄，介于18～19 m（圖3-c）。

從沉積建造來看，凱迪階—魯?shù)るA深水陸棚優(yōu)質頁巖厚度由北往南，呈減薄趨勢，北部平橋背斜厚34.8 m，中部金佛斜坡厚31.0 m，南部桑柘坪向斜厚24.0 m（表2）。與之對應的礦物組成發(fā)生一定變化，由北向南，密度較輕的片狀黏土礦物含量減少，碳酸鹽礦物含量有增大趨勢，石英含量基本相同，表明南部更靠近物源區(qū)，水體相對較淺，不利于形成厚層連續(xù)的深水陸棚優(yōu)質頁巖。有機地球化學分析結果表明，平橋背斜、金佛斜坡、桑柘坪向斜優(yōu)質頁巖TOC和Ro基本一致（表2），說明3個地區(qū)古生物繁榮程度和古生產(chǎn)力相近，沉積有機質豐度相當，經(jīng)歷的最大埋深和最高熱演化溫度基本相同，但由于厚度的差異，造成3個地區(qū)由北向南生烴強度逐漸降低，先天資源稟賦變差，這可能是桑柘坪向斜現(xiàn)今含氣量較低（2～4 m3/t）、單井產(chǎn)量較低（測試日產(chǎn)氣1.7h104～3.8h104m3）的原因之一。

沉積相帶對儲層物性、含氣性、脆性亦具有明顯的控制作用。從金佛斜坡A井優(yōu)質頁巖孔隙度、頁巖比表面積、總孔隙體積與TOC相關性可以看出（圖4-a～c），隨TOC增大，頁巖孔隙度、頁巖比表面積、總孔隙體積呈線性增大，表明深水強還原條件下富集的沉積有機質為頁巖提供了主要的含氣孔隙和比表面，有機質越豐富，頁巖生烴演化過程中形成的有機孔隙和有機成因的比表面就越發(fā)育，越有利于游離氣儲集和吸附氣吸附；同時，密度與TOC呈負相關（圖4-d），亦表明TOC越高，頁巖密度越小，儲層物性越好。含氣量與TOC也有明顯的正相關關系（圖4-e），這與有機質為氣源母質、同時生氣過程中產(chǎn)生大量的有機質孔隙和比表面，有利于氣體就近儲集和吸附有關。優(yōu)質頁巖石英含量與TOC同樣呈正相關（圖4-f），表明石英主要為生物成因，來源于藻類、放射蟲、海綿骨針等生物硅質格架，石英含量越高，說明古生物越繁盛和富集，有利于大量生烴，同時也有利于儲層壓裂改造。

總體上，金佛斜坡雖然在凱迪階—魯?shù)るA時期厚度較平橋背斜減薄，但底部的優(yōu)質頁巖為深水陸棚相細粒沉積，具有物源較充足、海洋生物繁盛、水體安靜和還原條件有利于有機質長期連續(xù)沉積與保存的特點，有機質豐度和熱演化程度高，處于生干氣階段，累計生烴強度大，同時頁巖生烴演化過程中形成的有機孔隙和有機成因的比表面豐富，有利于游離氣儲集和吸附氣吸附。因此，深水陸棚相下沉積的厚層富有機質泥頁巖為頁巖氣藏的形成提供了烴源和賦存空間，控制了頁巖氣富集的物質基礎。

3.1.1.2 水平井沿最優(yōu)甜點穿行是影響單井產(chǎn)量的重要因素

受沉積微相的控制，五峰組—龍馬溪組優(yōu)質頁巖①—⑤小層由下而上，礦物組成、地球化學特征、儲層物性、含氣性等有一定的變化規(guī)律[19]（表1、圖4）。金佛斜坡A井①—③小層水體較④—⑤小層更深，其有機質富集程度高（TOC介于3.1%～4.7%）、孔隙度高（3.2%～3.9%）、比表面積大（20.5～27.5 m2/g）、總孔隙體積大（0.010 7～0.016 2 cm3/g）、密度低（2.52～2.61 g/cm3）、含氣量高（5.0～6.2 m3/t）、頁巖氣成藏物質基礎和富集條件好；同時石英含量更高（51.0%～59.5%），更有利于壓裂改造，是頁巖氣勘探開發(fā)的地質和工程甜點段。

圖3 渝東南盆緣轉換帶五峰組—龍馬溪組沉積演化模式圖

表2 渝東南地區(qū)重點井優(yōu)質頁巖評價參數(shù)對比表

圖4 金佛斜坡優(yōu)質頁巖關鍵評價參數(shù)與TOC的關系圖

進一步研究表明，優(yōu)質頁巖①小層的①-2亞層至②小層頁巖氣富集條件和可改造性更好（圖2），是金佛斜坡水平井穿行的最優(yōu)甜點。A井水平段①—③小層穿行率100%，其中①-2亞層至②小層穿行率為18.7%，生產(chǎn)測井表明①-2亞層至②小層產(chǎn)氣貢獻達59.4%，100 m產(chǎn)氣量是其他層段的6.7倍。

3.1.2 構造運動控保定富

受雪峰古隆起自南東向北西擠壓遞進發(fā)展的影響，渝東南盆緣轉換帶構造變形時間、抬升幅度、變形程度、斷裂發(fā)育程度、構造樣式等有顯著差異[4,7]，表現(xiàn)出不同構造現(xiàn)今保存條件差異較大。盆外的彭水、武隆地區(qū)構造抬升時間早，變形程度大，地層剝蝕嚴重，五峰組—龍馬溪組殘存于向斜中，頁巖氣向四周擴散且逸散時間長，保存條件較差，地層壓力系數(shù)介于0.95～1.08，單井產(chǎn)氣量較低（測試日產(chǎn)氣1.7h104～9.2h104m3），多數(shù)井不能自噴生產(chǎn)，表明地層能量弱，頁巖氣富集程度低。盆內(nèi)的白馬向斜靠近齊岳山斷裂帶，保存條件受到一定程度影響，地層壓力系數(shù)約1.20；平橋背斜為受擠壓作用形成的北東向長軸斷背斜，現(xiàn)今最大主應力與邊界斷層近乎垂直，斷層封閉性好，埋深適中，沒有地層剝蝕和開啟性斷層等明顯泄壓區(qū)，頁巖氣得到較好保存，地層壓力系數(shù)介于1.30～1.32，單井產(chǎn)氣量高（測試日產(chǎn)氣15.4h104～89.5h104m3），頁巖氣富集程度較高；焦石壩構造主體區(qū)構造變形程度弱[20]，地層平緩穩(wěn)定，斷層不發(fā)育，地層發(fā)育較齊全，保存條件好，地層壓力系數(shù)約1.50，單井測試產(chǎn)氣量和累計產(chǎn)氣量高（其中JY6-2HF井累計產(chǎn)氣量已超過2.6h108m3），頁巖氣富集程度高。渝東南盆緣轉換帶鉆井統(tǒng)計結果表明，不同構造樣式的保存條件由好到差依次為寬緩背斜（例如焦石壩構造）、高陡背斜（例如平橋背斜）、斜坡（例如金佛斜坡）、殘留向斜（例如桑柘坪向斜），而對于斜坡、殘留向斜等目的層已出露地表的構造，頁巖氣發(fā)生了不同程度運移，構造越寬緩、頁巖連續(xù)分布面積越大、斷層發(fā)育越少、埋深越大、離剝蝕邊界越遠，越有利于頁巖氣保存，地層壓力系數(shù)越高，單井產(chǎn)氣量越高（圖5）。因此，構造運動控制了頁巖氣的保存條件，影響頁巖含氣量和地層能量，決定頁巖氣藏的富集程度。

圖5 渝東南盆緣轉換帶埋深、距剝蝕邊界距離與地層壓力系數(shù)、產(chǎn)氣量的關系圖

金佛斜坡與平橋背斜為處于四川盆地東南緣的同一排構造，起始抬升褶皺時間和褶皺程度相同，但燕山晚期遭受由南向北擠壓，金佛斜坡南部五峰組—龍馬溪組地層大幅抬升，遭受長期剝蝕，北部與平橋背斜分離為兩個構造，保存條件產(chǎn)生較大差異。三維地震揭示金佛斜坡為一個北北東走向的斜坡，北部通過鞍部與平橋背斜相連，構造相對穩(wěn)定，結構簡單，變形程度較弱，上覆三疊系—志留系龍二段齊全，目的層埋深適中（2 500～3 800 m）。發(fā)育11條逆斷層，根據(jù)斷層規(guī)模和對構造的控制作用，可將斷層分為3個級別，其中三級斷裂2條，四級斷裂3條，五級斷裂6條。斜坡西側袁家溝斷層和東側青龍鄉(xiāng)斷層為三級控邊斷層，自北向南斷距逐漸增大，A井巖石力學和測井解釋表明最大水平主應力方向為NW135°，與袁家溝、青龍鄉(xiāng)等控邊逆斷層走向夾角介于85°～90°，說明斷層為擠壓封閉性質。斜坡內(nèi)發(fā)育8條低級次斷層，斷距小于200 m，延伸長度短，規(guī)模小，對保存條件影響不大。尤為重要的是斜坡南部上傾方向發(fā)育一條東西走向、向南傾伏的反向逆斷層——龍鳳場斷層（圖6），距離五峰組—龍馬溪組剝蝕邊界僅1.5～1.6 km，斷距介于50～180 m，延伸長度為8.9 km，形成于氣藏調整的早期，下盤目的層與上盤奧陶系致密石灰?guī)r對接，較大程度上阻止或減緩了主體區(qū)頁巖氣向剝蝕區(qū)運移，有利于斜坡型構造頁巖氣保存。A井位于金佛斜坡較深部分，頁巖埋深3 405 m，距離龍鳳場斷層6.2 km，距離剝蝕邊界8.5 km，地層壓力系數(shù)為1.18；南部的B井，頁巖埋深2 802 m，距離龍鳳場斷層3.0 km，距離剝蝕邊界4.6 km，地層壓力系數(shù)為1.12；表明由北往南地層能量逐漸降低，但受龍鳳場斷層遮擋，斷層以北保存條件相對較好，地層壓力系數(shù)介于1.10～1.20，相對于彭水地區(qū)地層壓力系數(shù)（0.95～1.08）為常壓中的相對高壓，頁巖氣富集程度較高。

3.1.3 地應力場控縫控產(chǎn)

圖6 金佛斜坡頁巖氣成藏模式圖

渝東南盆緣轉換帶多期構造運動形成了復雜的應力場體系，不同應力場體系下形成了不同的天然裂縫系統(tǒng)[5]。對于保存條件較好的封閉體系，天然裂縫可有效改善儲層物性，形成大量裂縫孔隙，促進納米孔中的頁巖氣解吸并富集于裂縫溝通的縫孔網(wǎng)絡中，天然縫越發(fā)育，越有利于獲得高產(chǎn)。例如，平橋背斜高角度構造縫十分發(fā)育，東翼的F井處于靠近封閉性斷層的裂縫發(fā)育帶，測試日產(chǎn)氣量達89.5h104m3，遠高于平橋背斜單井平均產(chǎn)氣量。對于有明顯泄壓區(qū)的開放或半開放體系，天然裂縫則是“雙刃劍”，一方面可增大儲集空間，另一方面則可形成頁巖氣高效運移通道，加快頁巖氣逸散。例如，彭水地區(qū)鍋廠壩背斜的K井，在構造演化過程中古構造應力強，背斜高陡，抬升剝蝕幅度大，龍馬溪組頂部出露地表，構造縫極為發(fā)育，規(guī)模大，造成保存條件差，頁巖氣通過裂縫向地表運移，含氣性較差。因此，裂縫的發(fā)育程度和規(guī)模決定了裂縫的建設性或破壞性，大尺度構造縫發(fā)育帶和揉皺層的存在將明顯破壞頁巖氣保存條件。金佛斜坡A井巖心觀察和FMI成像測井顯示該區(qū)龍一段黑色頁巖完整穩(wěn)定，頁理縫較發(fā)育，高角度構造縫31條（圖7-a），主要位于①—③小層，均為高阻縫，裂縫密度為0.26條/m，縫寬介于0.05～0.15 mm；低角度構造縫102條，均為高阻縫，裂縫密度為0.80條/ m；五峰組僅輕微揉皺，裂縫發(fā)育程度明顯低于平橋背斜的C井（圖 7-b）。因此，該區(qū)裂縫以地應力卸載和擠壓滑脫產(chǎn)生的頁理縫、微裂縫為主，對頁巖氣儲集和保存起建設性作用，同時有利于壓裂改造形成網(wǎng)狀縫。

地應力大小和方位是影響壓裂改造效果的關鍵因素。與金佛斜坡相鄰的東勝背斜，為高擠壓應力背景下形成的低幅長軸斷背斜，地層壓力系數(shù)為1.35，背斜核部鉆探的E井頁巖埋深3 471 m，實測最大水平主應力介于75～85 MPa，應力梯度為2.3 MPa/100 m，兩向應力差為9 MPa，壓裂施工表現(xiàn)出高破裂壓力、高施工壓力、高停泵壓力“三高”特征，施工難度大，人造縫以簡單縫為主（占比65.2%），改造效果不理想，測試日產(chǎn)氣量14.36h104m3，試井解釋有效裂縫半長短（35 m），壓后有效滲透率低（2.256h10－5mD），為典型高壓低滲氣藏。金佛斜坡受晚期構造抬升作用，擠壓應力漸次釋放，現(xiàn)今優(yōu)質頁巖段地應力適中。A井頁巖埋深3 405 m，最大水平主應力介于69～75 MPa，兩向應力差為7 MPa，應力梯度為2.0 MPa/100 m，水平應力差異系數(shù)為0.1，地應力較小，降低了壓裂施工難度，增大了施工壓力窗口，有利于壓裂縫延展形成復雜縫，破裂壓力介于65～75 MPa，停泵壓力介于28～35 MPa，砂比不敏感，加砂強度為1.32 m3/m，人造縫與天然縫交割溝通形成了復雜縫（占比66.7%），儲層壓裂改造效果好。同時，該構造最大水平主應力方位與構造等值線走向近垂直，有利于縮小水平段高差，減小水平段積液對常壓頁巖氣產(chǎn)能的影響，A井水平段方位與最小水平主應力夾角為5°，進出靶點高差為－40 m。

圖7 金佛斜坡A井（左）、平橋背斜C井（右）五峰組—龍一段裂縫對比圖

綜上所述，該構造天然裂縫以地應力卸載和擠壓滑脫產(chǎn)生的頁理縫、低角度微裂縫為主，對頁巖氣儲集和保存起建設性作用；構造抬升卸載使該區(qū)地應力減小，兩向水平應力差值和差異系數(shù)較小，有利于壓裂形成復雜縫網(wǎng)；即地應力場控制了天然縫發(fā)育程度和人造縫復雜程度，是獲得高產(chǎn)的保障。

3.2 斜坡型頁巖氣富集模式

金佛斜坡處于深水陸棚相的沉積環(huán)境時間長，沉積速率中等，為形成優(yōu)質頁巖提供了良好的沉積環(huán)境，優(yōu)質頁巖厚度大，有機質豐度高，熱成熟度適中，生烴強度大，為頁巖氣富集提供了充足的氣源，同時成巖過程中產(chǎn)生的有機質孔隙為儲層形成了良好的原始儲集空間和比表面積，有利于頁巖氣儲集和吸附。地表出露地層以三疊系須家河組、雷口坡組、嘉陵江組為主，地層發(fā)育較完整，區(qū)域蓋層封蓋性較好，頂?shù)装宸忾]性強；構造穩(wěn)定、結構簡單、變形程度弱，無通天斷層，控邊斷層封閉性好，上傾方向有封閉性反向逆斷層側向封堵，頁巖氣逸散減弱，形成了良好的封閉環(huán)境，有利于頁巖氣保存，頁巖氣富集程度較高。構造抬升卸載使該構造地應力減弱，兩向水平應力差值和差異系數(shù)較小，裂縫以頁理縫和微裂縫為主，有利于壓裂形成復雜縫網(wǎng)，為常壓頁巖氣大規(guī)模高強度壓裂改造提供了重要保障，是獲得高產(chǎn)的關鍵地質因素。斜坡型構造埋深由淺到深，地層抬升幅度減小，構造縫減少，頁理縫逐漸閉合，滲透率減小，距離剝蝕區(qū)更遠，頁巖氣橫向逸散減弱，地層壓力系數(shù)和含氣量增大，頁巖氣富集程度逐漸增高，單井產(chǎn)氣量增高。綜上所述，金佛斜坡頁巖氣富集模式可概括為“沉積相供烴控儲、構造運動控保定富、地應力場控縫控產(chǎn)、反向逆斷層遮擋成藏”（圖6）。

3.3 勘探前景展望

A井常壓頁巖氣高產(chǎn)的勘探突破，不僅開辟了金佛斜坡頁巖氣勘探新區(qū)，突破了商業(yè)氣流關，同時首次證實了四川盆地東南緣斜坡帶為常壓頁巖氣高產(chǎn)富集帶，推動了頁巖氣勘探開發(fā)向復雜構造區(qū)挺進，堅定了常壓頁巖氣勘探信心。近期的研究成果認為，四川盆地東南緣齊岳山斷裂西北側的石柱—南川—綦江—習水—昭通一帶為斜坡型勘探有利區(qū)，面積達2 780 km2，表現(xiàn)為優(yōu)質頁巖厚度大，頁巖埋深和地應力適中，構造相對簡單，保存條件較好，頁巖氣勘探潛力大。其中南川地區(qū)發(fā)育平橋—金佛構造帶、東勝構造帶、陽春溝構造帶等3個1 000h108m3規(guī)模儲量有利區(qū)帶，正在開展?jié)L動勘探評價，有望首次實現(xiàn)中國南方常壓頁巖氣規(guī)模開發(fā)，形成頁巖氣“增儲上產(chǎn)”的新陣地。

4 結論

1）金佛斜坡五峰組—龍馬溪組下部發(fā)育深水陸棚相優(yōu)質頁巖，具有生氣條件好、儲層物性好、含氣量高的特征，具有較大的頁巖氣勘探潛力。

2）水平井最優(yōu)甜點穿行率或穿行長度與單井測試產(chǎn)氣量密切相關。金佛斜坡優(yōu)質頁巖①小層的①-2亞層至②小層為深水陸棚相細粒沉積，富有機質紋層和含有機質紋層發(fā)育，有機質富集程度高，有機成因硅質含量高，儲層物性好，含氣量高，是水平井穿層的最優(yōu)甜點。

3）金佛斜坡常壓頁巖氣富集高產(chǎn)具有“三元控氣”規(guī)律：深水陸棚亞相下沉積的厚層富有機質泥頁巖為頁巖氣藏的形成提供了烴源和賦存空間，控制了頁巖氣富集的物質基礎，即“沉積相供烴控儲”；構造運動控制常壓頁巖氣的保存條件，影響頁巖含氣量和地層能量，決定頁巖氣藏的富集程度，即“構造運動控保定富”；地應力場控制天然縫發(fā)育程度和人造縫復雜程度，是獲得高產(chǎn)的保障，即“地應力場控縫控產(chǎn)”。

4）斜坡型構造上傾方向發(fā)育反向逆斷層遮擋，阻斷或堵塞頁巖氣逸散通道，使頁巖氣向剝蝕區(qū)運移的強度和總量降低，頁巖氣得以較大程度地殘留于斷下盤，可形成較好的保存單元，利于頁巖氣富集高產(chǎn)。