湖北遠安區塊上奧陶系五峰組-下志留系龍馬溪組頁巖氣成藏條件分析

摘 要：遠安區塊是湖北西部頁巖氣的戰略要地，為了弄清該區上奧陶系五峰組-下志留系龍馬溪組成藏條件，基于單井巖心分析、地化分析、掃描電鏡及成像測井等數據開展了分析研究，結果表明：該區生烴潛力好，儲集條件與國內主力頁巖氣開發區塊相當，具備較好的成藏條件。

關鍵詞：頁巖氣;生烴;儲集;成藏條件

中揚子地區是我國南方海相頁巖氣地層的重要富集區，該區泥頁巖分布廣、厚度大、有機質豐、富，具有廣闊的資源前景，目前區內主要發育震旦系陡山陀組、寒武系水井沱組、上奧陶統五峰--下志留統龍馬溪組3套海相頁巖氣有利層位，本次以湖北遠安區塊上奧陶系五峰組--下志留系龍馬溪組頁巖研究基礎，基于該區地化分析、巖心分析資料，結合國內主要開發區塊相同層位相關參數，通過參數對比，綜合分析開展該區成藏條件分析。

1 區域地質背景

遠安區塊構造上位于中揚子地塊鄂中褶皺帶當陽復向斜西翼，屬于秦嶺、大別山南緣大洪山沖段褶皺帶的前緣。區內目的層整體呈西高東低單斜構造，被北西向和近東西向斷層不規則切割，埋深2200～4800m;區內主要出露二疊系及下三疊統地層，地面南北向展布溝壑相間，地面海拔100～800m，整體呈北高南低，西低東高地表形態。

2 區域沉積特征

2.1 區域地層發育特征

區內在前震旦系變質巖基底上發育震旦系至下三疊統淺海碳酸鹽巖及碎屑巖，厚達6000～7000m，除泥盆系、石炭系發育不全外，其余層系發育良好;中三疊統為海陸過渡相碎屑巖沉積，上三疊統至侏羅系為湖泊相砂、泥巖沉積。

區內目的層為龍馬溪組和五峰組，龍馬溪組上、中部深灰色、灰黑色泥巖，下部為深灰色、黑灰色頁巖，由下到上共劃分為一、二兩段，二段為泥質含量較高的灰黑色頁巖，一段為頁巖與粉砂巖相間，龍一段由下到上又分為2個亞段，兩者均為頁巖，主要區別在于顏色，Ⅰ亞段顏色較深呈灰黑色，Ⅱ亞段呈深灰色，五峰組頂部為灰黑色頁巖，底部為薄層灰色灰質泥巖。

2.2 含氣頁巖段沉積特征

五峰組--龍一1亞段是該區主要含氣頁巖層段，根據硅碳含量可以將含氣層段分為4種巖石類型，由下至上分別為低硅高碳頁巖相，高硅富碳相，高硅高碳頁巖相，中硅低碳頁巖相。通過巖心觀察，發育大量層理構造，主要為平行層理（圖1）、水平層理等，局部可見黃鐵礦條帶（圖2），表明水動力條件相對較弱、且缺氧，是深水陸棚條件下形成的產物。普見筆石類化石，化石含量豐富，代表了典型的深水陸棚沉積環境，除了富含筆石化石外，還可見放射蟲等硅質類骨骼生物化石，代表水體更深的深水陸棚沉積環境，發育深水硅泥質陸棚微相和深水泥質陸棚微相。

3 烴源巖特征

3.1 有機質類型

通過對含氣層段頁巖干酪根碳同位素分析，δ13C2小于-29‰，有機顯微組分顯示鏡質組含量占75%～90%，殼質組占10%～17%，鏡質組和惰質組含量比較少見，干酪根類型指數（TI）為86-95，有機質類型以I型為主，顯示該區主要為腐泥型母質生成的天然氣。

3.2 有機質豐度及成熟度

含氣層段五峰組--龍一13TOC為1.3-7.3%，TOC含量普遍大于2，主要分布在3%～5%之間，平均值3.79%，屬于高豐度，生烴基礎較好。

含氣層段五峰組--龍一13Ro為2.37-3.08%，平均值為2.79%，均大于2%，Ro>2%的占比為80.8%，有機質處于過成熟演化階段，利于干氣的大量生成。

4 儲層特征

4.1 巖石礦物學特征

X衍射顯示目的層段主要礦物為粘土和石英，占總礦物組分80%以上，其次是斜長石和黃鐵礦，斜長石含量5%～10%，黃鐵礦含量3%～7%，其他各種礦物組分含量低于5%。粘土和石英含量分段性比較明顯，在五峰組頂部至龍一12，石英含量較高，占60%以上，粘土占20～30%;龍一13以上，石英含量基本在40%以下，粘土基本在65%以上。

4.2 孔滲特征

含氣層段儲層薄片和電鏡掃描分析，本區頁巖儲層儲集類型主要有裂縫和微孔隙。根據樣品分析顯示，該區含氣頁巖層段孔隙度為2.2～4.3%，其中龍一11和龍一12小層孔隙度均達到4%以上，五峰組次之，龍一13較小。有2個樣品測出裂縫滲透率，分別為0.387mD和0.128mD，基質滲透率為0.0000172～0.105mD，屬于特低（下轉第237頁）（上接第235頁）孔特低滲儲層。

4.3 含氣性特征

含氣層段頁巖巖心現場解析結果顯示該區含氣性較好：解吸氣含量為0.03～2.14m3/t，恢復損失氣含量介于0.03～2.49m3/t，總含氣量為1.7-4.7%，其中龍一11和龍一12小層含氣量最高，為3.2-4.7%，五峰組次之，龍一13較小，總氣含量大于2m3/t的占比45.6%。

4.4 Ⅰ+Ⅱ類儲層占比

根據中石油頁巖氣儲層分類標準，該區優質頁巖厚度為19.4-29.3m，分布在五峰組-龍一13小層，龍一14小層基本上為Ⅳ類儲層，不屬于優質頁巖范疇。Ⅰ+Ⅱ類儲層厚度占比63%。

4.5 裂縫分布特征

成像測井顯示五峰組至龍二段發育高導縫和高阻縫，高導縫發育41條，傾角主頻為41°，其中五峰組3條，龍一13小層1條，龍一2至龍二段37條，高阻縫發育7條，傾角主頻為33°，五峰組2條，龍一11小層1條，龍一2至龍二段4條，主要發育高角度高導縫，含氣目的層段裂縫發育較少，目的層段以上裂縫更發育。

5 成藏條件對比分析

通過與其他開發區塊頁巖氣成藏條件對比（表1），認為本區TOC豐度高，生烴基礎好，有機質成熟度高，具備較好的生烴條件;但優質頁巖厚度小于其他區塊，Ⅰ+Ⅱ類儲層厚度占比、孔隙度、含氣量、裂縫發育程度與其他區塊相當或稍差，儲集條件與國內開發區塊基本相當。

頁巖氣是一種自生自儲氣藏，蓋層對其保存條件的要求并不嚴格，但礁石壩開發實踐證實，保存條件的優劣對頁巖氣的聚集、生產效果等起到了至關重要的作用?？紤]到本區構造復雜，且在含氣層段以上裂縫發育，不利于頁巖氣保存，可能對頁巖氣局部聚集成藏造成一定的影響。

6 結論

①遠安區塊上奧陶系五峰組--下志留系龍馬溪組深水硅泥質陸棚微相為該區頁巖氣提供了有利的生烴條件;②遠安區塊上奧陶系五峰組--下志留系龍馬溪組生烴條件好，儲集條件與國內主力區塊基本相當，具備較好的成藏條件。

作者簡介：

易建華（1985- ）男，漢族，碩士，工程師，研究方向：油氣田勘探地質研究。

基金項目：國家重大科技專項“大型油氣田及煤層氣開發-頁巖氣工業化建產區評價與高產主控因素研究”（編號：2017ZX05035-004）。