朱　彤　龍勝祥　王　烽　彭勇民

四川盆地湖相泥頁巖沉積模式及巖石相類型

朱彤1,2龍勝祥1,2王烽1,2彭勇民1,2

1.中國石化石油勘探開發(fā)研究院 2.中國石化頁巖油氣勘探開發(fā)重點實驗室

朱彤等.四川盆地湖相泥頁巖沉積模式及巖石相類型.天然氣工業(yè),2016, 36(8): 22-28.

四川盆地湖相頁巖氣勘探已在建南、涪陵、元壩地區(qū)中下侏羅統(tǒng)獲得了顯示和工業(yè)氣流,展示了良好的勘探前景.通過對該盆地中下侏羅統(tǒng)不同層段湖相泥頁巖中石灰?guī)r和砂巖夾層比例的統(tǒng)計,將中下侏羅統(tǒng)湖相泥頁巖劃分為最大湖進期碳酸鹽巖湖泊和局限湖進期陸源碎屑湖泊2種沉積模式,前者主要分布于川東北地區(qū)下侏羅統(tǒng)自流井組大安寨段和東岳廟段,后者主要分布于川東-川東北地區(qū)中侏羅統(tǒng)千佛崖組(涼高山組)和川東北地區(qū)自流井組東岳廟段.在此基礎上,按照頁巖氣地質、開發(fā)、工程一體化的思路,根據(jù)巖性及巖性組合、有機碳含量、脆性礦物類型3大關鍵參數(shù),建立了該區(qū)湖相泥頁巖巖石相劃分方案,將其劃分為6種巖石相類型.最后通過有機地球化學、壓汞-吸附聯(lián)合測定、脈沖滲透率、納米CT、X射線衍射礦物組分、含氣性測試等技術方法,對不同巖石相類型的頁巖氣形成基礎條件進行了綜合對比評價.結論認為:以碳酸鹽巖占主導沉積的湖坡風暴灘與湖坡泥交替沉積的中-高碳低硅中鈣頁巖與介屑灰?guī)r互層相,具有良好生烴、儲集、滲透和可壓裂的配置條件,有利于頁巖氣的形成和改造,為湖相泥頁巖最有利的巖石相類型.

四川盆地 早-中侏羅世 湖相泥頁巖 沉積模式 巖石相類型 劃分方案 頁巖氣 形成和改造

四川盆地侏羅系以湖泊沉積環(huán)境為主,暗色泥頁巖主要發(fā)育于下侏羅統(tǒng)自流井組和中侏羅統(tǒng)千佛崖組(涼高山組)."十二五"初期已在四川盆地建南、涪陵、元壩地區(qū)自流井組大安寨段和東岳廟段泥頁巖中獲得良好頁巖氣顯示和工業(yè)氣流.在建南構造東岳廟段(埋深600～630 m)水平井7段壓裂測試最高日產(chǎn)氣12 300 m3,試采穩(wěn)定日產(chǎn)氣近2 000 m3;在涪陵地區(qū)大安寨二段水平井10段壓裂試獲日產(chǎn)氣1.4X104～1.7X104m3低產(chǎn)氣流,在元壩地區(qū)5口常規(guī)兼探井大安寨段泥頁巖直井測試獲日產(chǎn)13X104～50X104m3工業(yè)氣流[1],展示了四川盆地湖相頁巖氣良好的勘探前景.

由于四川盆地陸相湖盆分布范圍較海相規(guī)模要小,受周緣構造活動影響大,導致沉積相變化快,巖性變化頻繁,黏土礦物含量高,巖性組合類型多樣(互層、夾層),生烴、儲集條件和脆性礦物類型差異大,非均質性強的特點[2-3].因此湖相泥頁巖的原始沉積模式及其巖性組合特征是該區(qū)頁巖氣形成和改造的基礎.

圖1　中下侏羅統(tǒng)泥頁巖層段石灰?guī)r和砂巖夾層的比例統(tǒng)計圖

1　湖相泥頁巖沉積特征及沉積模式

四川盆地下侏羅統(tǒng)縱向上自下而上分為珍珠沖段、東岳廟段、馬鞍山段、大安寨段共4段,泥頁巖主要分布在大安寨和東岳廟兩個湖泛期,為一套泥頁巖與介殼灰?guī)r、粉砂巖的不等厚互層沉積;而自流井組珍珠沖段和馬鞍山段以灰色-深灰色泥頁巖夾大套砂巖為主;中侏羅統(tǒng)千佛崖組(涼高山組)繼承了自流井組的沉積格局,縱向上可分為3個巖性段,即千佛崖組一段(下部雜色段泥頁巖夾粉砂巖)、千佛崖組二段(中部黑色段泥頁巖)和千佛崖組三段(上部雜色段泥質粉砂巖),分別對應于濱淺湖、淺湖-半深湖和濱淺湖亞相沉積,反映了一次完整的湖侵-湖退沉積旋回.由此,四川盆地中下侏羅統(tǒng)的泥頁巖主要分布于大安寨段、東岳廟段和千佛崖組二段湖泛面沉積的半深湖相黑色泥頁巖[4].

由于不同時期構造活動的差異,受周緣山系物源影響,湖侵范圍的不同,導致不同時期的湖相沉積模式存在著較大的差異.通過對四川盆地千佛崖組二段、大安寨段和東岳廟段不同層段泥頁巖層系中石灰?guī)r和砂巖夾層的厚度和占比統(tǒng)計表明(圖1),千佛崖組(涼高山組)泥頁巖層系中多以砂巖夾層為主,累計厚度為60～78 m,所占比例為22%～45%;大安寨段主要以石灰?guī)r夾層為主,累計厚度為15～28 m,所占比例為24%～31%,僅在建南地區(qū)以砂巖夾層為主;而東岳廟段不同地區(qū)砂巖和石灰?guī)r夾層占比各有不同,其中川東涪陵、建南地區(qū)以石灰?guī)r夾層為主,累計厚度為10～20 m,所占比例為15%～23%,川東北元壩地區(qū)以砂巖夾層為主,累計厚度為30 m,所占比例為25%.分析認為,以石灰?guī)r夾層為主的泥頁巖沉積期,周緣山系構造不活躍,物源供給少,湖侵范圍較大;而以砂巖夾層為主的泥頁巖沉積期,周緣山系構造活躍,物源碎屑物供給較多,湖侵范圍較小.據(jù)此,按照不同層段泥頁巖中石灰?guī)r和砂巖夾層巖性的差異,進一步將中下侏羅統(tǒng)湖相劃分為最大湖進期碳酸鹽巖湖泊沉積模式和局限湖進期陸源碎屑湖泊沉積模式.

1.1最大湖進期碳酸鹽巖湖泊沉積模式

主要發(fā)育于四川盆地周緣構造相對穩(wěn)定的最大湖進期,以大安寨段為代表.沉積環(huán)境受陸源碎屑物源的影響較小,湖盆范圍最大,水體清澈,浮游生物豐富,以濱湖砂坪-碳酸鹽淺湖介屑灘-湖坡風暴灘-半深湖沉積為特征(圖2),平面上主要分布于川中-川東北地區(qū).沉積微相主要包括砂壩、介屑灘、灘間泥、風暴灘、湖坡泥和半深湖泥等微相.其中湖坡風暴灘微相為淺湖介屑灘受風暴流的作用,打碎后間歇進入湖盆中,就近堆積在湖盆斜坡位置,呈現(xiàn)為風暴灘與湖坡泥交替沉積[5-6],巖性以黑色、灰黑色頁巖與薄層介屑灰?guī)r不等厚互層(圖3),水平層理發(fā)育,富含黃鐵礦、菱鐵礦等還原性自生礦物沉淀的較深水環(huán)境,有利于有機質的保存.

1.2局限湖進期陸源碎屑湖泊沉積模式

圖2　四川盆地最大湖進期碳酸鹽巖湖泊沉積模式圖(東西向)

圖3　FY3井大安寨段二亞段頁巖氣形成條件綜合柱狀圖

主要發(fā)育于四川盆地周緣構造相對活躍的局限湖進期,以千佛崖組(涼高山組)二段為代表.沉積環(huán)境受四川盆地西南陸源碎屑物源的影響較大,以扇三角洲-濱湖-碎屑巖淺湖-半深湖沉積為特征(圖4),湖盆分布范圍局限于川東北地區(qū).沉積微相主要包括扇三角洲前緣砂壩、砂質灘、砂泥坪和半深湖泥等微相,巖性為深灰、灰色細砂巖-粉砂巖、灰黑色的塊狀泥巖、泥巖夾薄層粉砂巖等.泥巖頁理不發(fā)育,粉砂巖條帶和薄夾層具波狀層理及流水型沙紋層理和浪成沙紋層理,顯示淺湖泥雖主要形成于浪基面之下的低能帶,但持續(xù)受底流和湖浪改造作用,由河流間歇注入淺湖的漫流席狀砂沉積較發(fā)育.因入湖河水帶入的物源碎屑多,水體渾濁,生物不發(fā)育,不利于有機質的保存.

圖4　四川盆地局限湖進期陸源碎屑湖泊沉積模式圖(東西向)

2　湖相泥頁巖巖石相類型劃分方案

由于四川盆地湖相泥頁巖的原始沉積環(huán)境和模式的差異,導致其巖性組合特征存在著不同,進而影響著頁巖氣的生烴、儲集和后期改造.

2.1巖石相的提出及分類參數(shù)的確立

"北美頁巖氣革命"的關鍵地質參數(shù)是頁巖的生烴潛力,關鍵工程技術是水平井及壓裂改造[7-8].考慮到不同巖性組合有機碳是頁巖氣富集的物質基礎,頁巖氣藏開發(fā)過程中巖石脆性礦物組成差異對可壓性的工程技術的影響[9-10].因此在傳統(tǒng)的巖相(Lithofacies)劃分基礎上,針對頁巖氣生烴、儲集和后期改造兼?zhèn)涞奶攸c,按照地質、開發(fā)、工程三者一體化的思路,選取巖性(巖性組合)、有機碳含量(TOC)、脆性礦物類型(硅質、鈣質)3個關鍵參數(shù),提出了巖石相(Petrological Facies Types)概念(據(jù)彭勇民,2014),為頁巖氣勘探開發(fā)目標的優(yōu)選指明了方向.

與海相頁巖巖性單一穩(wěn)定,泥頁巖占比大于等于50%相比[11-12],湖相泥頁巖的巖性變化頻繁,多以互層、夾層的不穩(wěn)定組合方式呈現(xiàn),需要以一種或一種以上的巖性或巖性組合進行分類命名,以反映其特有的沉積結構.湖相泥頁巖的有機碳含量偏低,據(jù)統(tǒng)計,TOC主要分布在1%～3%.在脆性礦物含量上,碳酸鹽湖泊的鈣質含量較高,硅質含量變化大,石英成因以碎屑硅為主,與鈣質含量形成互補.

依據(jù)巖性組合方式,有機碳含量以步長為1的分級,巖石脆性指數(shù)與可壓性的關系(脆性指數(shù)大于等于0.6,可壓裂性較好;脆性指數(shù)介于0.6～0.4,可壓裂性中等;脆性指數(shù)小于0.4,可壓裂性差[13]),對湖相泥頁巖硅質和鈣質含量不同的可壓性進行高、中、低3個級別劃分.通過統(tǒng)計,硅質含量以30%、40%的界限值確定硅質分級,即高硅≥40%、30%≤中硅<40%、低硅<30%共3級;鈣質含量以20%、50%的界限值確定鈣質分級,即高鈣≥50%、20%≤中鈣<50%、低鈣<20%共3級.

2.2分類方案及類型劃分

依據(jù)湖相泥頁巖巖性組合、有機碳含量、脆性礦物(硅質、鈣質)含量3個參數(shù)的分級評價,建立了湖相泥頁巖巖石相的分類命名方案(表1),命名原則為有機碳含量+脆性礦物類型+巖性(巖性組合).

根據(jù)湖相巖石相分類命名原則,對涪陵、元壩、建南地區(qū)XL101等4口井的涼高山組、大安寨段、東岳廟段巖石相進行劃分,總體可歸為6大類,每一類所對應了不同沉積模式下的沉積微相類型(表2).通過不同沉積模式下沉積微相的巖石相類型分析表明,最大湖進期碳酸鹽巖湖泊沉積模式下的巖石相類型主要包括半深湖泥沉積的中-高碳低硅低鈣頁巖相、湖坡風暴灘與湖坡泥交替沉積的中-高碳低硅中鈣頁巖與介屑灰?guī)r互層相和碳酸鹽淺湖介屑灘沉積的低碳低硅高鈣介屑灰?guī)r相3類,而局限湖進期陸源碎屑湖泊沉積模式下的巖石相類型主要包括半深湖泥沉積的中碳低硅低鈣泥巖相,淺湖砂泥坪沉積的低碳中硅低鈣砂泥互層相和濱湖灘壩沉積的低碳高硅低鈣粉砂巖相3類.

表1　湖相泥頁巖巖石相類型劃分方案表

表2　四川盆地中下侏羅統(tǒng)泥頁巖巖石相類型表

3　不同類型巖石相特征及優(yōu)選

針對6個巖石相類型,采用有機地球化學、壓汞-吸附聯(lián)合測定、脈沖滲透率、納米CT、X射線衍射礦物組分、含氣性測試等方法技術,對不同巖石相類型的生烴條件、儲集性、礦物組成、含氣性(圖5)等地質特征參數(shù)進行對比,其中最大湖進期碳酸鹽巖湖泊沉積的中-高碳低硅中鈣頁巖與介屑灰?guī)r互層相和中-高碳低硅低鈣頁巖相為有利的巖石相類型.

圖5　不同巖石相類型含氣性對比圖

以碳酸鹽巖占主導的大安寨段湖相沉積環(huán)境,巖性以頁巖和介屑灰?guī)r巖性組合為特征,主要分布在涪陵大安寨段、東岳廟段[14-15]和元壩大安寨段[16].其中中-高碳低硅中鈣頁巖與介屑灰?guī)r互層相和中-高碳低硅低鈣頁巖相,有機質含量較高,TOC主要分布于0.6%～3.7%,平均值分別為1.42%和1.02%;基質儲滲性較好,孔隙度平均分別為3.32%和3.23%,孔徑以中-大孔為主,中值孔徑為24.42 nm,以中孔占比最高,為50%～70%,有機孔相對發(fā)育,納米級孔隙度多大于2%.但兩類巖石相滲透率差異明顯,據(jù)納米CT實驗分析對比,在納米級孔隙度相近的條件下,孔隙連通體積卻存在較大的差異,中-高碳低硅中鈣頁巖與介屑灰?guī)r互層相孔隙連通體積為6.65X1011nm3,是中-高碳低硅低鈣頁巖相孔隙連通體積(僅為3.84X1011nm3)的近1倍(圖6),由此表明,頁巖與介屑灰?guī)r互層相有利于微裂隙發(fā)育,掃描電鏡下觀察其粒緣縫及層理縫發(fā)育,滲透率為0.02～18 mD,具有更好滲透性和連通性.而中-高碳低硅低鈣頁巖相滲透率較低,介于0.002 7～12 mD,裂縫僅在石灰?guī)r夾層處可見.此外中-高碳低硅中鈣頁巖與介屑灰?guī)r互層相脆性礦物除含硅質(平均為25.54%)外,鈣質脆性礦物含量較高(20.20%～47.16%,平均為35.52%),脆性指數(shù)可達0.61,可壓性好,錄井顯示全烴平均含量為2.64%.而中-高碳低硅低鈣頁巖相硅質含量平均為34.79%,鈣質含量較低,平均為14.03%,脆性指數(shù)為0.49,可壓性較差,錄井顯示全烴平均含量為2.25%.綜上所述,中-高碳低硅中鈣頁巖與介屑灰?guī)r互層相具有良好頁巖氣生烴、儲集、滲透和可壓配置條件,有利于頁巖氣的形成和改造,為湖相最有利的巖石相類型;中-高碳低硅低鈣頁巖相具有良好的頁巖氣生烴和儲集條件,但滲透性和可壓性較差,為較有利巖石相類型.

圖6　大安寨段巖石相類型納米CT實驗分析對比圖

以陸源碎屑占主導的千佛崖組(涼高山組)二段湖相環(huán)境,巖性以泥巖和粉砂巖巖性組合為特征.其中中碳低硅低鈣泥巖相、低碳中硅低鈣砂泥互層相由于受陸源碎屑物源的影響較大,湖盆分布范圍局限,入湖河水帶入的含氧水系造成水體渾濁,形成于弱還原環(huán)境,泥巖中有機質不易保存,有機碳含量低,以低碳為主,TOC主要分布于0.5%～1.9%,平均值小于0.9%;基質儲滲性較差,孔隙度平均值小于3%,有機孔不發(fā)育,納米級孔隙度較低,僅1.28%,以無機孔、大孔為主,缺乏有機質孔,基質滲透率較低,頁理、水平裂縫不發(fā)育;脆性礦物以碎屑硅為主,黏土礦物含量較高,平均近50%,鈣質含量低,平均值在5%～9%,脆性指數(shù)低,平均為0.45,可壓性差;錄井顯示全烴含量平均值在1.20%～1.36%,不利于頁巖氣的形成和改造.

4　結論

1)四川盆地湖相泥頁巖發(fā)育最大湖進期碳酸鹽巖湖泊和局限湖進期陸源碎屑湖泊2種沉積模式.前者主要分布于川中-川東北大安寨段和川東東岳廟段,后者主要分布于千佛崖組(涼高山組)和川東北東岳廟段.

2)按照地質、開發(fā)、工程一體化的思路,根據(jù)巖性(巖性組合)、有機碳含量、脆性礦物類型(硅質、鈣質)3大關鍵參數(shù),建立了湖相巖石相劃分方案,將湖相泥頁巖劃分為6大類巖石相類型.

3)通過對不同宏觀沉積模式下不同巖石相類型的頁巖氣形成基礎條件進行綜合對比評價,以碳酸鹽巖占主導的最大湖進期碳酸鹽巖湖泊沉積,巖性以頁巖與介屑灰?guī)r夾層、互層組合沉積為特征,有機質含量以中-高碳為主,基質儲滲性較好,含氣性和可壓性好.其中湖坡風暴灘與湖坡泥交替沉積的中-高碳低硅中鈣頁巖與介屑灰?guī)r互層相,具有良好的頁巖氣生烴、儲集、滲透和可壓條件配置,有利于頁巖氣的形成和改造,為湖相最有利的巖石相類型.而以陸源碎屑占主導的局限湖進期陸源碎屑湖泊沉積,巖性以泥巖和粉砂巖沉積為特征,有機質含量以低碳為主,基質儲滲性較差,黏土礦物含量高,含氣性和可壓性差,不利于頁巖氣的形成和改造.

[1] 何發(fā)岐, 朱彤. 陸相頁巖氣突破和建產(chǎn)的有利目標--以四川盆地下侏羅統(tǒng)為例[J]. 石油實驗地質, 2012, 34(3): 246-251.

He Faqi, Zhu Tong. Favorable targets of breakthrough and built up of shale gas in continental facies in Lower Jurassic, Sichuan Basin[J]. Petroleum Geology & Experiment, 2012, 34(3): 246-251.

[2] 張金川, 姜生玲, 唐玄, 張培先, 唐穎, 荊鐵亞. 我國頁巖氣富集類型及資源特點[J]. 天然氣工業(yè), 2009, 29(12): 109-114.

Zhang Jinchuan, Jiang Shengling, Tang Xuan, Zhang Peixian, Tang Ying, Jing Tieya. Accumulation types and resources characteristicsof shale gas in China[J]. Natural Gas Industry, 2009, 29(12): 109-114.

[3] 張金川, 徐波, 聶海寬, 汪宗余, 林拓. 中國頁巖氣資源勘探潛力[J]. 天然氣工業(yè), 2008, 28(6): 136-140.

Zhang Jinchuan, Xu Bo, Nie Haikuan, Wang Zongyu, Lin Tuo. Exploration potential of shale gas resources in China[J]. Natural Gas Industry, 2008, 28(6): 136-140.

[4] 朱彤, 包書景, 王烽. 四川盆地陸相頁巖氣形成條件及勘探開發(fā)前景[J]. 天然氣工業(yè), 2012, 32(9): 16-21.

Zhu Tong, Bao Shujing, Wang Feng. Pooling conditions of non-marine shale gas in the Sichuan Basin and its exploration and development prospect[J]. Natural Gas Industry, 2012, 32(9): 16-21.

[5] 鄭榮才. 四川盆地下侏羅統(tǒng)大安寨段高分辨率層序地層學[J].沉積學報, 1998, 16(2): 42-49.

Zheng Rongcai. High-resolution sequence stratigraphy of Da'anzhai Formation, Lower Jurassic in Sichuan Basin[J]. Acta Sedimentologic Sinica, 1998, 16(2): 42-49.

[6] 鄭榮才, 何龍, 梁西文, 徐文禮. 川東地區(qū)下侏羅統(tǒng)大安寨段頁巖氣(油)成藏條件[J]. 天然氣工業(yè), 2013, 33(12): 30-40.

Zheng Rongcai, He Long, Liang Xiwen, Xu Wenli. Forming conditions of shale gas (oil) plays in the Lower Jurassic Da'anzhai member in the eastern Sichuan Basin[J]. Natural Gas Industry, 2013, 33(12): 30-40.

[7] 《頁巖氣地質與勘探開發(fā)實踐叢書》編委會. 北美地區(qū)頁巖氣勘探開發(fā)新進展[M]. 北京: 石油工業(yè)出版社, 2009.

Editorial Committee of Shale Gas Geology and Exploration and Deνelopment Practice Series. New progress of shale gas exploration and development in North American[M]. Beijing: Petroleum Industry Press, 2009.

[8] 李新景, 胡素云, 程克明. 北美裂縫性頁巖氣勘探開發(fā)的啟示[J]. 石油勘探與開發(fā), 2007, 34(4): 392-400.

Li Xinjing, Hu Suyun, Cheng Keming. Suggestions from the development of fractured shale gas in North America[J]. Petroleum Exploration and Development, 2007, 34(4): 392-400.

[9] Loucks RG, Ruppel SC. Mississippian Barnett Shale: Lithofacies and depositional setting of a deep-water shale-gas succession in the Fort Worth Basin, Texas[J]. AAPG Bulletin, 2007, 91(4): 523-533.

[10] Hentz TF, Ruppel SC. Regional stratigraphic and rock characteristics of Eagle Ford Shale in its play area: Maverick Basin to east Texas Basin[C]//AAPG Annual Convention and Exhibition, 10-13 April 2011, Houston, Texas, USA.

[11] Law BE, Curtis JB. Introduction to unconventional petroleum systems[J]. AAPG Bulletin, 2002, 86(11): 1851-1852.

[12] Jiang Zaixing, Guo Ling, Liang Chao. Lithofacies and sedimentary characteristics of the Silurian Longmaxi Shale in the southeastern Sichuan Basin, China[J]. Journal of Palaeogeography, 2013, 2(3): 238-251.

[13] 陳新軍, 包書景, 侯讀杰, 毛小平. 頁巖氣資源評價方法與關鍵參數(shù)探討[J]. 石油勘探與開發(fā), 2012, 39(5): 566-571.

Chen Xinjun, Bao Shujing, Hou Dujie, Mao Xiaoping. Methods and key parameters of shale gas resources evaluation[J]. Petroleum Exploration and Development, 2012, 39(5): 566-571.

[14] 周德華, 焦方正, 郭旭升, 郭彤樓, 魏志紅. 川東南涪陵地區(qū)下侏羅統(tǒng)頁巖油氣地質特征[J]. 石油天然氣地質,2013, 34(4): 450-454.

Zhou Dehua, Jiao Fangzheng, Guo Xusheng, Guo Tonglou, Wei Zhihong. Geological features of the Lower Jurassic shale gas play in Fuling area, southeastern Sichuan Basin[J]. Oil & Gas Geology, 2013, 34(4): 450-454.

[15] 王良軍, 王慶波. 四川盆地涪陵自流井組頁巖氣形成條件與勘探方向[J]. 西北大學學報: 自然科學版, 2013, 43(5): 757-764.

Wang Liangjun, Wang Qingbo. Formation conditions and explorative directions of Jurassic shale gas in Fuling Sichuan Basin[J]. Journal of Northwest University: Natural Science Edition, 2013, 43(5): 757-764.

[16] 郭彤樓, 李宇平, 魏志紅. 四川盆地元壩地區(qū)自流井組頁巖氣成藏條件[J]. 天然氣地球科學,2011, 22(1): 1-7.

Guo Tonglou, Li Yuping, Wei Zhihong. Reservoir-forming conditions of shale gas in Ziliujing Formation of Yuanba Area in Sichuan Basin[J]. Natural Gas Geoscience, 2011, 22(1): 1-7.

(修改回稿日期 2016-05-26 編 輯 羅冬梅)

Sedimentary models and lithofacies types of lacustrine mud shale in the Sichuan Basin

Zhu Tong1,2, Long Shengxiang1,2, Wang Feng1,2, Peng Yongmin1,2
(1. Sinopec Exploration & Production Research Institute, Beijing 100083, China; 2. Sinopec Key Laboratory of Shale Oil & Gas Exploration and Deνelopment, Chengdu, Sichuan 610041, China )

NATUR. GAS IND. VOLUME 36, ISSUE 8, pp.22-28, 8/25/2016. (ISSN 1000-0976; In Chinese)

In the Sichuan Basin, lacustrine shale gas exploration presents good prospects, with gas show and commercial gas flow discovered in the Middle-Lower Jurassic strata in the areas of Jiannan, Fuling and Yuanba. Based on the statistics of interbedded limestonesandstone ratio, the lacustrine mud shale of Middle-Lower Jurassic in the Sichuan Basin was divided into two sedimentary models, i.e., the carbonate lake deposited during the maximum transgression and the terrigenous clastic lake deposited during the restricted transgression. The former is mainly located in Da'anzhai and Dongyuemiao Members of Lower Jurassic in the NE Sichuan Basin, and the latter is mainly distributed in the Middle Jurassic Qianfoya (Lianggaoshan) Fm in the E-NE Sichuan Basin and the Lower Jurassic Dongyuemiao Member in the northeastern Sichuan Basin. Then, according to the concept of integrated geology, development and engineering, the lithofacies classification scheme of lacustrine mud shale in this area was worked out by using three key parameters (i.e., lithological and lithological combination, TOC and fragile mineral type). Based on this scheme, it was divided into 6 lithofacies types. Finally, the basic forming conditions of shale gas in different types of lithofacies were evaluated and comprehensively compared by using a series of technologies, such as organic geochemistry, combined mercury injection-adsorption measurement, pulse-decay permeability, nanometer CT, X-diffraction mineral composition and gas-bearing property test. It is concluded that the alternative facies of middle-high carbon, low silicon and middle calcium shale and shell limestone where lake slope storm beach and lake slope mud are deposited alternatively with carbonate rocks as the dominant sediments is good in hydrocarbon generation, reservoir, permeability and fracturing conditions, so they are favorable for the formation and stimulation of shale gas reservoirs and the most favorable lithofacies type of lacustrine mud shale.

Sichuan Basin; Early-Middle Jurassic; Lacustrine mud shale; Sedimentary models; Lithofacies types; Classification scheme; Shale gas; Formation and stimulation

10.3787/j.issn.1000-0976.2016.08.003

中國石油化工股份有限公司科技開發(fā)部項目"四川盆地頁巖氣形成條件及富集規(guī)律研究"(編號:P13085).

朱彤,女,1968年生,高級工程師,碩士;主要從事頁巖氣沉積和儲層地質研究非常規(guī)油氣勘探開發(fā)規(guī)劃工作.地址: (100083)北京市海淀區(qū)學院路31號.ORCID:0000-0002-1225-8901.E-mail: zhutong.syky@sinopec.com