燕繼紅，李啟桂，朱　祥

(中國(guó)石化 勘探分公司，成都　610041)

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四川盆地及周緣下寒武統(tǒng)頁(yè)巖氣成藏主控因素與勘探方向

燕繼紅，李啟桂，朱祥

(中國(guó)石化 勘探分公司，成都610041)

摘要：運(yùn)用最新的頁(yè)巖氣勘探理論及模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)四川盆地及周緣地區(qū)下寒武統(tǒng)頁(yè)巖氣成藏基本地質(zhì)條件及主控因素進(jìn)行了研究。該區(qū)下寒武統(tǒng)暗色泥頁(yè)巖發(fā)育，可劃分為“被動(dòng)陸緣型”和“拉張槽型”2種類型。前者具有品質(zhì)好、厚度巨大、分布范圍廣等特點(diǎn)，頁(yè)巖氣成藏物質(zhì)基礎(chǔ)條件優(yōu)越，但底板條件差，構(gòu)造變形強(qiáng)烈，頁(yè)巖氣保存條件受到挑戰(zhàn)；后者達(dá)到了基本烴源巖標(biāo)準(zhǔn)，雖單層厚度薄，但具有縱向發(fā)育層段多、頂?shù)装鍡l件良好、構(gòu)造變形弱等特點(diǎn)。高演化程度影響了暗色泥頁(yè)巖的含氣性，不利于頁(yè)巖氣富集成藏；頂?shù)装鍡l件是頁(yè)巖氣氣藏早期形成的前提；構(gòu)造條件是頁(yè)巖氣藏后期得以保存的關(guān)鍵?？碧接欣麉^(qū)為盆內(nèi)綿陽(yáng)—樂至—隆昌—長(zhǎng)寧地區(qū)及周緣城口—巫溪、鄂西宜恩—鶴峰、湘西花垣—張家界、貴州鎮(zhèn)遠(yuǎn)等地區(qū)。

關(guān)鍵詞：熱成熟度；保存條件；主控因素；頁(yè)巖氣；下寒武統(tǒng)；四川盆地及周緣

下寒武統(tǒng)是中國(guó)南方海相頁(yè)巖氣勘探的重要層系之一。2012年四川盆地內(nèi)JS1井壓裂求產(chǎn)獲2.88×104m3/d頁(yè)巖氣流，2015年JY1HF井獲8.4×104m3/d頁(yè)巖氣工業(yè)氣流，給四川盆地及周緣地區(qū)下寒武統(tǒng)頁(yè)巖氣勘探突破帶來了希望, 但仍面臨諸多困難。眾多學(xué)者對(duì)該區(qū)下寒武統(tǒng)暗色泥頁(yè)巖基本特征、富集條件及頁(yè)巖氣資源潛力等進(jìn)行了研究[1-10]，但對(duì)被動(dòng)大陸邊緣沉積背景和拉張槽沉積背景下沉積的2種暗色泥頁(yè)巖缺乏對(duì)比認(rèn)識(shí)，對(duì)高演化、復(fù)雜構(gòu)造背景下的下寒武統(tǒng)頁(yè)巖氣成藏主控因素尚不明確。本文對(duì)不同沉積背景下的下寒武統(tǒng)暗色泥頁(yè)巖特征進(jìn)行了對(duì)比研究，明確了高演化背景下復(fù)雜構(gòu)造地區(qū)下寒武統(tǒng)頁(yè)巖氣成藏主控因素，以期推動(dòng)四川盆地及周緣地區(qū)下寒武統(tǒng)頁(yè)巖氣的勘探。

1沉積背景

從震旦紀(jì)晚期開始，上揚(yáng)子地區(qū)逐步進(jìn)入穩(wěn)定的熱沉降階段，并形成“兩盆夾一臺(tái)”的構(gòu)造格局，在臺(tái)地南北兩側(cè)發(fā)育被動(dòng)大陸邊緣和一些海灣體系。大陸的裂解和海底的擴(kuò)張作用，促進(jìn)了熱液和火山的活動(dòng)，浮游生物和藻類繁盛，為有機(jī)質(zhì)的富集奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)；同時(shí)大陸的裂解為下寒武統(tǒng)暗色泥頁(yè)巖的沉積提供了足夠的容納空間，且長(zhǎng)期處于穩(wěn)定的深水環(huán)境，形成了一套沉積厚度大、有機(jī)質(zhì)含量高、巖性均質(zhì)性強(qiáng)的“被動(dòng)陸緣型”暗色泥頁(yè)巖沉積建造。

同時(shí)從梅樹村期到筇竹寺期，上揚(yáng)子碳酸鹽巖臺(tái)地內(nèi)發(fā)生了以地殼不均衡升降為主的興凱地裂運(yùn)動(dòng)，發(fā)育了綿陽(yáng)—長(zhǎng)寧拉張槽(圖1)。一方面，拉張槽的形成為下寒武統(tǒng)的沉積提供了容納空間，另一方面，拉張槽周緣的古陸為其巨厚碎屑巖沉積提供了充足的物源。當(dāng)拉張槽與廣海水體循環(huán)不暢時(shí)，在拉張槽內(nèi)形成滯留的沉積環(huán)境，水體安靜，沉積了“拉張槽型”富含有機(jī)質(zhì)的暗色泥頁(yè)巖。

通過對(duì)盆內(nèi)JS1、JY1等井與盆外HY1、EY1等井的研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)育于盆內(nèi)、外的下寒武統(tǒng)暗色泥頁(yè)巖特征存在明顯差異，2種暗色泥頁(yè)巖沉積于截然不同的環(huán)境，分屬不同的巖石類型。為方便討論，本文稱之為“拉張槽型”泥頁(yè)巖和“被動(dòng)陸緣型”泥頁(yè)巖。

圖1　四川盆地及周緣地區(qū)早寒武世沉積相分布Fig.1　Sedimentary facies during the Early Cambrian in the Sichuan Basin and its periphery

2頁(yè)巖氣成藏基本地質(zhì)條件

2.1下寒武統(tǒng)暗色泥頁(yè)巖發(fā)育特征

最新鉆井揭示，上揚(yáng)子地區(qū)南北兩側(cè)的被動(dòng)大陸邊緣下寒武統(tǒng)總體為一個(gè)向上變淺的沉積序列，“被動(dòng)陸緣型”富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖主要發(fā)育在下部，沉積厚度大、分布范圍廣、總有機(jī)碳(TOC)含量高、巖性均質(zhì)性強(qiáng)。鄂西渝東EY1井、黔南坳陷HY1井優(yōu)質(zhì)泥頁(yè)巖厚度分別為112 m和79 m (圖2)，其平面上主要分布在四川盆地東北部南江—鎮(zhèn)巴—巫溪、鄂西—渝東、黔北地區(qū)。

與長(zhǎng)期處于穩(wěn)定的深水被動(dòng)陸緣沉積環(huán)境相比，上揚(yáng)子克拉通內(nèi)拉張槽沉積環(huán)境則呈現(xiàn)出相對(duì)變化動(dòng)蕩的特點(diǎn)，暗色泥頁(yè)巖主要在水體安靜的滯留沉積環(huán)境時(shí)期沉積，“拉張槽型”暗色泥頁(yè)巖縱向上發(fā)育層段多，單層厚度不大，TOC相對(duì)較低，巖性非均質(zhì)性強(qiáng)，其范圍主體限制在拉張槽內(nèi)。如ZY1井下寒武統(tǒng)共發(fā)育4套富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖，自下向上厚度分別為60，62，8，7 m; JY1井也發(fā)育4套富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖，自下向上厚度分別為21，15，24，43 m(圖2), 暗色泥頁(yè)巖分布范圍限于拉張槽發(fā)育的地區(qū)。

2.2TOC和硅質(zhì)含量特征及相關(guān)關(guān)系

2.2.1TOC和硅質(zhì)含量分布特征

根據(jù)四川盆地及周緣107個(gè)下寒武統(tǒng)暗色泥頁(yè)巖巖心樣品統(tǒng)計(jì)， TOC位于0.43%～7.05%，平均達(dá)到3.72%。TOC統(tǒng)計(jì)分布頻率顯示，TOC大于2%樣品數(shù)占了全部樣品數(shù)的72%(圖3)，表明下寒武統(tǒng)暗色泥頁(yè)巖TOC整體含量高。代表“被動(dòng)陸緣型”的HY1井41個(gè)樣品TOC平均值達(dá)到了6.97%，JQ1井51個(gè)樣品TOC平均達(dá)到了6.13%；而代表“拉張槽型”的JY1井5個(gè)暗色泥頁(yè)巖發(fā)育層段TOC值為0.33%～4.63%，平均值為0.63%～1.87%，JS1井暗色泥頁(yè)巖發(fā)育層段10個(gè)巖屑樣品TOC平均值0.56%, 表明“被動(dòng)陸緣型”暗色泥頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)含量比“拉張槽型”暗色泥頁(yè)巖的高。

對(duì)四川盆地及周緣地區(qū)下寒武統(tǒng)178個(gè)泥頁(yè)巖樣品硅質(zhì)含量統(tǒng)計(jì)，最高可達(dá)80%，平均42.8%， 硅質(zhì)含量40%～60%占了樣品數(shù)量的56.7%(圖4)，其中位于拉張槽內(nèi)的JY1井硅質(zhì)含量為44.9%(ECS測(cè)井)，JS1井為37%(8個(gè)樣)；而位于被動(dòng)陸緣的HY1井石英含量為44.7%(62個(gè)樣)，EY1井為49.7%(99個(gè)樣)，JQ1井為31%(9個(gè)樣)，拉張槽型與被動(dòng)陸緣型泥頁(yè)巖硅質(zhì)含量基本相當(dāng)，但硅質(zhì)含量整體都高，表明巖石的可壓性好。

圖2　四川盆地及周緣地區(qū)下寒武統(tǒng)暗色泥頁(yè)巖厚度對(duì)比Fig.2　Thickness of dark shale in the Lower Cambrian in the Sichuan Basin and its periphery

圖3　四川盆地及周緣下寒武統(tǒng)暗色泥頁(yè)巖有機(jī)碳含量Fig.3　TOC content of dark shale in the Lower Cambrian in the Sichuan Basin and its periphery

圖4　四川盆地及周緣下寒武統(tǒng)暗色泥頁(yè)巖硅質(zhì)含量Fig.4　Silicon content of dark shale in the Lower Cambrian in the Sichuan Basin and its periphery

2.2.2TOC和硅質(zhì)含量相關(guān)關(guān)系

通過研究發(fā)現(xiàn)，不同沉積背景下沉積的暗色泥頁(yè)巖TOC和硅質(zhì)含量相關(guān)關(guān)系有所不同。代表“被動(dòng)陸緣型”沉積的JQ1井下寒武統(tǒng)暗色泥頁(yè)巖TOC與硅質(zhì)含量相關(guān)性好，耦合特征明顯(圖5a)，表明“被動(dòng)陸緣型”暗色泥頁(yè)巖品質(zhì)好，有利于頁(yè)巖氣“雙甜點(diǎn)”的形成；而代表“拉張槽型”沉積的JY1井暗色泥頁(yè)巖TOC和硅質(zhì)含量關(guān)系不明顯，耦合特征不明顯[11](圖5b)，推測(cè)拉張槽內(nèi)的石英可能以外源成因?yàn)橹鳌?/p>

2.3儲(chǔ)集條件

根據(jù)四川盆地及周緣下寒武統(tǒng)194個(gè)暗色泥頁(yè)巖心樣品孔隙度統(tǒng)計(jì)，深水陸棚優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖孔隙度主要分布于1.0%～4.0%，平均1.9% ，其中2%～ 4%的樣品占了整個(gè)樣品數(shù)量的42.3%，表明下寒武統(tǒng)泥頁(yè)巖孔隙度較為發(fā)育。

根據(jù)王玉滿等[12]的孔隙構(gòu)成百分比計(jì)算模型，對(duì)JY1井和HY1井進(jìn)行了孔隙度構(gòu)成計(jì)算。JY1井泥頁(yè)巖中黏土礦物孔占了總孔隙的80%以上，有機(jī)質(zhì)孔不到總孔隙的20%，剩余的為脆性礦物孔[11](圖6a)；而HY1井泥頁(yè)巖黏土礦物孔只占了總孔隙的30%左右，有機(jī)質(zhì)孔達(dá)到了60%，脆性礦物孔10%(圖6b)。由此可見，“拉張槽型”泥頁(yè)巖與“被動(dòng)陸緣”泥頁(yè)巖由于礦物成分的差異，造成了其基質(zhì)孔隙構(gòu)成上的差異，“拉張槽型”泥頁(yè)巖孔隙以黏土礦物孔為主，而“被動(dòng)陸緣”泥頁(yè)巖以有機(jī)質(zhì)孔為主。因此，沉積環(huán)境決定了巖石特征，而巖石特征決定了基質(zhì)孔隙的構(gòu)成。

圖5　四川盆地及周緣下寒武統(tǒng)暗色泥頁(yè)巖TOC和硅質(zhì)含量關(guān)系Fig.5　TOC content vs. silicon content of dark shale in the Lower Cambrian in the Sichuan Basin and its periphery

圖6　四川盆地及周緣地區(qū)下寒武統(tǒng)暗色泥頁(yè)巖孔隙度百分比構(gòu)成Fig.6　Porosity percentage of dark shale in the Lower Cambrian in the Sichuan Basin and its periphery

圖7　四川盆地及周緣地區(qū)下寒武統(tǒng)暗色泥頁(yè)巖孔徑分布Fig.7　Pore diameter of dark shale in the Lower Cambrian in the Sichuan Basin and its periphery

從孔徑分布特征方面來看，下寒武統(tǒng)泥頁(yè)巖孔隙結(jié)構(gòu)以中—微孔為主，孔徑在2～50 nm范圍分布。南江橋亭下寒武統(tǒng)筇竹寺組剖面頁(yè)巖樣品壓汞分析顯示，頁(yè)巖基質(zhì)微小孔隙、裂隙孔徑分布范圍較寬，呈現(xiàn)出雙峰的形態(tài)(圖7a)；JY1井下寒武統(tǒng)泥頁(yè)巖孔徑的分布具有同樣的特征，孔徑分布廣，以10～50 nm 大小孔徑為主，其次是2～10 nm大小的孔徑[11](圖7b)。

3成藏主控因素分析

3.12種類型暗色泥頁(yè)巖成藏差異

通過對(duì)四川盆地及周緣地區(qū)下寒武統(tǒng)2種不同類型泥頁(yè)巖發(fā)育特征進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，“被動(dòng)陸緣型”下寒武統(tǒng)暗色泥頁(yè)巖物質(zhì)基礎(chǔ)好，高TOC和高硅質(zhì)含量?jī)烧咧g的耦合特征決定了其優(yōu)良的品質(zhì)，可規(guī)模成藏，但保存條件成為了下寒武統(tǒng)頁(yè)巖氣成藏的關(guān)鍵；“拉張槽型”暗色泥頁(yè)巖雖然只達(dá)到了烴源巖條件，且單層厚度薄，但發(fā)育于下寒武統(tǒng)中部的暗色泥頁(yè)巖具有良好的頂?shù)装鍡l件，且縱向上發(fā)育多套烴源巖，從量上彌補(bǔ)了泥頁(yè)巖品質(zhì)上的不足，仍可形成工業(yè)性氣藏(表1)。

表1　四川盆地及周緣地區(qū)下寒武統(tǒng)“被動(dòng)陸緣型”和“拉張槽型”2種暗色泥頁(yè)巖類型特征對(duì)比及成藏差異Table 1　Features and accumulation differences between passive continental shale and tensional trough shale in the Lower Cambrian in the Sichuan Basin and its periphery

3.2高演化程度的影響

泥頁(yè)巖的熱演化程度主要受時(shí)間和溫度的控制，其在不同地質(zhì)時(shí)期的熱成熟度狀態(tài)對(duì)油氣資源的勘探評(píng)價(jià)有著重要的意義。熱演化程度對(duì)泥頁(yè)巖的影響主要表現(xiàn)在其含氣性方面，具體表現(xiàn)在泥頁(yè)巖的生烴能力、吸附能力、有機(jī)質(zhì)孔隙發(fā)育等方面。四川盆地及周緣地區(qū)下寒武統(tǒng)暗色泥頁(yè)巖熱演化程度整體明顯偏高，處于過成熟—高成熟演化階段，Ro在2.7% ～ 6.2%之間，主體在 3.0% ～3.5%，存在3個(gè)高演化區(qū)：通南巴—普光—涪陵地區(qū)、沿河—正安—遵義地區(qū)、川西南及滇北地區(qū)，其他地區(qū)演化程度相對(duì)較低。

通過對(duì)JY1井、威201井、CS1井、EY1井等多口井下寒武統(tǒng)SEM照片觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，雖然泥頁(yè)巖TOC值相當(dāng)或更高，但隨著熱演化程度的增高，有機(jī)質(zhì)孔隙度反而有降低的現(xiàn)象(圖8 )。

同時(shí)，熱模擬實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)泥頁(yè)巖熱演化Ro值在0.7%3.5%時(shí)大孔大幅減少，介孔和微孔增加，孔隙總體積減少[13](圖9)。由此認(rèn)為，高演化程度對(duì)下寒武統(tǒng)泥頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)孔隙有明顯的影響，因而進(jìn)一步影響其含氣性。

泥頁(yè)巖的高演化程度對(duì)其吸附能力也有影響。模擬實(shí)驗(yàn)表明，頁(yè)巖最強(qiáng)吸附能力出現(xiàn)在Ro在2.6%左右，此時(shí)頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)孔發(fā)育，且有機(jī)質(zhì)孔表面粗糙，頁(yè)巖吸附的比表面積達(dá)到最大；而隨著熱演化程度繼續(xù)升高，雖然有機(jī)質(zhì)孔繼續(xù)增大，但孔隙開始變得光滑，比表面積縮小，頁(yè)巖吸附能力變差，從而影響泥頁(yè)巖的含氣性[13]。

但目前熱演化對(duì)下寒武統(tǒng)暗色泥頁(yè)巖含氣性的影響機(jī)理仍需進(jìn)一步研究，因此，在進(jìn)行下寒武統(tǒng)頁(yè)巖氣勘探選區(qū)時(shí)應(yīng)考慮高演化程度對(duì)頁(yè)巖成藏的影響，在下寒武統(tǒng)整體演化程度高的背景中尋找低演化程度的地區(qū)，采取“高中找低”的原則，提高評(píng)價(jià)選區(qū)的準(zhǔn)確性和科學(xué)性。

3.3保存條件

3.3.1頂?shù)装鍡l件

頂?shù)装鍨橹苯优c含氣頁(yè)巖層段接觸的上覆及下伏地層，其與頁(yè)巖氣層間的接觸關(guān)系和其性質(zhì)的好壞對(duì)含氣頁(yè)巖的保存條件非常關(guān)鍵，優(yōu)越的頂?shù)装鍡l件是頁(yè)巖氣層具有良好保存條件的基礎(chǔ)。

圖8　四川盆地及周緣下寒武統(tǒng)暗色泥頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)孔掃描電鏡圖片F(xiàn)ig.8　SEM photos of pores in organic matters in dark shale in the Lower Cambrian in the Sichuan Basin and its periphery

圖9　暗色泥頁(yè)巖不同熱演化階段孔容與孔徑變化[13]Fig.9　Changes of pore volume and pore width of dark shale in various thermal evolution stages

前人研究表明，從晚震旦世燈影組沉積期到早寒武世共發(fā)生了2次不同類型的構(gòu)造活動(dòng)，一個(gè)為燈影組沉積期的桐灣運(yùn)動(dòng)，特點(diǎn)是以地殼的升降運(yùn)動(dòng)為主，共3幕，造成了地層的抬升、剝蝕，形成了在中國(guó)南方廣泛分布的不整合面[14]；隨后在早寒武世麥地坪組沉積期到筇竹寺組沉積期發(fā)生了興凱地裂運(yùn)動(dòng)，特點(diǎn)是以地殼的拉張為主，共2幕，形成大量的斷層和裂縫[15]。早期形成的下寒武統(tǒng)頁(yè)巖氣一部分沿?cái)嗔?、不整合面、孔洞等?gòu)成的輸導(dǎo)體系運(yùn)移到具有儲(chǔ)集能力的上、下儲(chǔ)集體中，形成常規(guī)氣藏，如威遠(yuǎn)震旦系燈影組氣田、安岳龍王廟特大型氣田等[16]；另一部分頁(yè)巖氣則沿?cái)嗔押筒徽厦嫔⑹В?yè)巖氣藏遭破壞，如FS1井，雖然其下寒武統(tǒng)暗色泥頁(yè)巖厚度99 m, 平均TOC為2.7%，但測(cè)試產(chǎn)微氣。而位于拉張槽內(nèi)的JY1井下寒武統(tǒng)中部的泥頁(yè)巖距風(fēng)化殼305 m, 底板厚180 m， 主要巖性為粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖及頁(yè)巖，巖性致密，形成了良好的底板封閉條件；頂板厚102 m, 主要巖性為粉砂質(zhì)泥巖和泥巖，巖性致密，頂板封閉條件良好，因此盡管頁(yè)巖氣層單層厚度小，但由于頂?shù)装宸忾]條件良好，仍獲8.4×104m3/d頁(yè)巖氣工業(yè)氣流。由此可見，頂?shù)装鍡l件是早期頁(yè)巖氣藏能否形成的關(guān)鍵，特別是燈影組和下寒武統(tǒng)之間的地層接觸關(guān)系將直接影響下寒武統(tǒng)頁(yè)巖氣藏的底板條件。

但四川盆地及周緣地區(qū)依然存在不受這2次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響的地區(qū)，震旦系燈影組與下寒武統(tǒng)為連續(xù)沉積，地層之間為整合接觸關(guān)系，下寒武統(tǒng)頁(yè)巖氣仍具有良好的頂?shù)装鍡l件，為頁(yè)巖氣聚集成藏的有利區(qū)。川東北城口明月、陜西鎮(zhèn)坪屏風(fēng)寨、湖南古丈龍鼻嘴、湖南鳳凰水打田及貴州鎮(zhèn)遠(yuǎn)鎮(zhèn)頁(yè)1井等野外露頭和鉆井資料揭示，燈影組頂部巖性為黑色—灰黑色硅質(zhì)巖、硅質(zhì)泥巖，與上覆下寒武統(tǒng)泥頁(yè)巖呈整合接觸關(guān)系。根據(jù)相控法則，對(duì)四川盆地及周緣地區(qū)燈影組與下寒武統(tǒng)整合接觸的范圍進(jìn)行了判別，將四川盆地及周緣地區(qū)震旦系燈影組沉積晚期與早寒武世早期沉積相圖進(jìn)行疊加，2個(gè)時(shí)期同為深水沉積的重合區(qū)即深水沉積連續(xù)分布區(qū)為整合分布區(qū)，沉積相演化不連續(xù)(跳相)的區(qū)域?yàn)椴徽戏植紖^(qū)。綜合判別燈影組與下寒武統(tǒng)整合接觸的范圍大致分布在中上揚(yáng)子克拉通被動(dòng)大陸南、北邊緣，川東北城口—巫溪、鄂西宜恩—鶴峰、湘西花垣—張家界、貴州鎮(zhèn)遠(yuǎn)等地區(qū)，是下寒武統(tǒng)頁(yè)巖氣藏底板條件有利地區(qū)。

3.3.2構(gòu)造保存條件

后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)改造強(qiáng)度是油氣藏破壞與散失的根本原因，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)引起地層隆升剝蝕、褶皺變形、斷裂切割、地表水的下滲以及壓力體系的破壞，同時(shí)還因構(gòu)造動(dòng)力和應(yīng)力作用使蓋層巖石失去塑性，封閉保存條件變差。

四川盆地及周緣地區(qū)下寒武統(tǒng)頁(yè)巖氣藏先后經(jīng)歷了桐灣運(yùn)動(dòng)、興凱地裂運(yùn)動(dòng)、加里東運(yùn)動(dòng)、海西運(yùn)動(dòng)、印支運(yùn)動(dòng)、燕山運(yùn)動(dòng)和喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)等多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，地層歷經(jīng)了多次構(gòu)造升降、抬升和剝蝕，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)改造強(qiáng)烈。從盆外到盆內(nèi)，由于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)出的主滑脫層和構(gòu)造樣式的差異，構(gòu)造變形強(qiáng)度逐漸變小，頁(yè)巖氣保存條件也逐漸變好[17]。位于盆外的EY1井下寒武統(tǒng)巖心高陡裂縫發(fā)育，巖屑普遍見方解石，平均有機(jī)碳含量雖然高達(dá)6.09%，但全烴顯示微弱，最高僅0.08%。同樣位于盆外的黔西黃平區(qū)塊的HY1井，雖然下寒武統(tǒng)氣測(cè)顯示活躍，現(xiàn)場(chǎng)含氣量最好達(dá)到了1.8 m3/t，但由于斷裂發(fā)育，壓裂時(shí)溝通了斷層，產(chǎn)出淡水，僅獲418 m3/d的低產(chǎn)氣流。而到了構(gòu)造作用影響較弱的盆內(nèi)，地層變形弱，無通天斷層，保存條件明顯變好。如位于盆內(nèi)威遠(yuǎn)地區(qū)的W201井獲工業(yè)氣流1.08×104m3/d，JS1井2.88×104m3/d，JY1井4.05×104m3/d。

由此可見，構(gòu)造穩(wěn)定及局部構(gòu)造弱變形區(qū)是頁(yè)巖氣保存條件的有利區(qū)，在下寒武統(tǒng)頁(yè)巖氣選區(qū)評(píng)價(jià)時(shí)，可在構(gòu)造改造強(qiáng)的背景中尋找構(gòu)造改造作用弱的地區(qū)作為構(gòu)造保存條件有利區(qū)，即采取“強(qiáng)中找弱”的原則選取保存條件有利區(qū)。

4結(jié)論

(1)沉積環(huán)境決定了頁(yè)巖氣成藏的物質(zhì)基礎(chǔ)，泥頁(yè)巖熱演化程度和保存條件是下寒武統(tǒng)頁(yè)巖氣成藏的主要控制因素，于此，擬定了“高中找低，強(qiáng)中找弱”的基本勘探思路，確定四川盆地及周緣地區(qū)下寒武統(tǒng)頁(yè)巖氣勘探方向。

(2)盆內(nèi)構(gòu)造變形弱，可尋找演化程度相對(duì)低，頂?shù)装鍡l件好的下寒武統(tǒng)中上部“拉張槽型”富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖作為勘探目的層，其勘探有利區(qū)主要分布在四川盆地西部綿陽(yáng)—樂至—隆昌—長(zhǎng)寧地區(qū)；盆外構(gòu)造改造強(qiáng)烈，但仍可積極尋找構(gòu)造變形相對(duì)弱、演化程度相對(duì)低、底板條件好的地區(qū)，以“被動(dòng)陸緣型”下寒武統(tǒng)底部暗色泥頁(yè)巖為勘探目的層，其勘探有利區(qū)主要分布在四川盆地周緣川東北城口—巫溪、鄂西宜恩—鶴峰、湘西花垣—張家界、貴州鎮(zhèn)遠(yuǎn)等地區(qū)。

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(編輯徐文明)

文章編號(hào)：1001-6112(2016)04-0445-08

doi：10.11781/sysydz201604445

收稿日期：2016-03-25；

修訂日期：2016-06-27。

作者簡(jiǎn)介：燕繼紅(1969—)，男，高級(jí)工程師，從事頁(yè)巖氣勘探地質(zhì)研究。E-mail:Yanjh.ktnf@sinopec.com。

基金項(xiàng)目：中國(guó)石化科技部項(xiàng)目(P13129)和中國(guó)石化油田部重大導(dǎo)向項(xiàng)目資助。

中圖分類號(hào)：TE132.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Main factors controlling shale gas accumulation and exploration targets in the Lower Cambrian, Sichuan Basin and its periphery

Yan Jihong, Li Qigui, Zhu Xiang

(Exploration Branch of SINOPEC, Chengdu, Sichuan 610041, China)

Abstract:We studied the basic geological conditions and main controlling factors for shale gas accumulations in the Sichuan Basin and its periphery based on the latest theories for shale gas exploration and modeling results. Dark shale deposited in the Lower Cambrian can be defined as passive continental shale and tensional trough shale. The passive continental shale has good quality, great thickness and wide distribution. It has favorable basic conditions for shale accumulation, but the bottom plates are unfavorable and the structural deformation is extensive, thus the preservation conditions for shale gas are unfavorable. Tensional trough shale has reached the standard of basic hydrocarbon rocks, though the thickness of single shale interval is limited. It developed many vertical layers with good top and bottom plates and weak structural deformation. High thermal evolution degree restricted the gas-bearing capacity of dark shale, which was unfavorable for shale gas enrichment. Top and bottom seals are necessary when shale gas reservoirs were formed during the early stage. Tectonic conditions are important for the preservation of shale gas during the late stage. The favorable area for shale gas exploration is Mianyang-Lezhi-Longchang-Changning in the Sichuan Basin, Chengkou-Wuxi in the northeastern Sichuan Basin, Yien-Hefeng in the western Hubei, Huayuan-Zhangjiajie in the western Hunan, and Zhenyuan in Guizhou.

Key words:thermal maturation；preserving condition；main controlling factor； shale gas; Lower Cambrian; Sichuan Basin and its periphery