摘 要:貴州綏陽地區(qū)下志留統(tǒng)龍馬溪組黑色泥巖厚度推斷自北向南亦逐步變薄,平均厚度小于10m。有機(jī)碳含量平均值達(dá)2.11%,有機(jī)質(zhì)類型主要為腐泥腐殖型(Ⅱ1)或腐泥型(Ⅰ),成熟度也較高,Ro值一般位于1.5%~2.5%之間,處于高成熟-過成熟階段。
關(guān)鍵詞:龍馬溪組;頁巖氣;儲(chǔ)存;保存;特征
1 概述
近年來,隨著新能源的不斷開發(fā),中國(guó)頁巖氣資源的戰(zhàn)略地位逐漸為人們所重視。美國(guó)和加拿大等經(jīng)過多年的研究和實(shí)踐開發(fā),對(duì)頁巖氣的形成機(jī)理、富集條件等方面已取得重大進(jìn)展[1-5]。中國(guó)南方古生界發(fā)育震旦系、寒武系、志留系、二疊系等多套海相黑色頁巖,厚度大且分布穩(wěn)定,有機(jī)質(zhì)豐度和熱演化程度均較高,具備形成頁巖氣的有利地質(zhì)條件。國(guó)內(nèi)已有學(xué)者對(duì)貴州志留系頁巖所處的中上揚(yáng)子地區(qū)巖相古地理環(huán)境、氣源巖的地質(zhì)背景、成藏條件和勘探遠(yuǎn)景作了大量研究[6-8],并對(duì)貴州地區(qū)龍馬溪組頁巖的地質(zhì)特征及氣潛力進(jìn)行了一些調(diào)查研究[9],明確了龍馬溪組為頁巖氣資源潛力層系。
2 區(qū)域地質(zhì)背景
貴州綏陽頁巖氣區(qū)塊區(qū)域地層劃歸揚(yáng)子地層區(qū)黔北-黔中-川南分區(qū)遵義南川小區(qū),賦存有下寒武統(tǒng)、上奧陶統(tǒng)和下志留統(tǒng)三套富有機(jī)質(zhì)頁巖地層。區(qū)內(nèi)志留系僅發(fā)育下統(tǒng),為淺海相碎屑巖建造及碳酸鹽建造,沉積旋回清楚,生物化石發(fā)育,早期以筆石為主,中晚期珊瑚、腕足類豐富??偤?~580m,由東向西逐漸減薄。與下伏奧陶系地層呈整合接觸,與上覆二疊系地層為平行不整合接觸。系內(nèi)各組地層連續(xù)沉積,均為整合接觸。
貴州綏陽下志留統(tǒng)龍馬溪組由淺海相的碎屑巖組成,厚0~194m,區(qū)域上北部及東北部沉積較厚,向南西方向逐漸減薄。道真-黑石溪一線以北厚度均在100m以上,正安-燕子口一線厚度約為35~80m,再向南東至盆地邊緣尖滅。在本區(qū)龍馬溪組主要分布于區(qū)塊中部和西南部,構(gòu)造部位位于土坪復(fù)向斜和蝦子場(chǎng)復(fù)向斜的核部及兩翼,埋藏深度0~2500m(圖1)。
3 頁巖發(fā)育條件及儲(chǔ)存特征
從黔北地區(qū)頁巖氣資源有利區(qū)選區(qū)研究成果可以知道,黔北地區(qū),下志留統(tǒng)龍馬溪組自北向南逐步變薄,區(qū)內(nèi)推測(cè)厚度約0~22m。黑色泥巖厚度推斷自北向南亦逐步變薄,平均厚度小于10m。
下志留統(tǒng)龍馬溪組在區(qū)內(nèi)分布面積約630km2,埋深深度一般為500~1500m,由東北至西南埋深逐步加大,區(qū)塊西南部最大埋深可達(dá)2000m以上。
4 頁巖有機(jī)地化特征
下志留統(tǒng)龍馬溪組頁巖有機(jī)碳含量為0.29%~4.8%,但多數(shù)大于1%,平均值達(dá)2.11%,有機(jī)質(zhì)類型以腐泥腐殖型(Ⅱ1)或腐泥型(Ⅰ)為主。
下志留統(tǒng)龍馬溪組頁巖有機(jī)質(zhì)成熟度也較高,Ro值一般位于1.5~2.5%之間,處于高成熟-過成熟階段;下志留統(tǒng)龍馬溪組頁巖于早三疊世開始生烴,晚三疊世進(jìn)入主力生油期,晚侏羅世末期進(jìn)入成熟晚期,至早白堊世中期達(dá)到高成熟,現(xiàn)今處于高成熟-過成熟階段,大量生氣。
5 頁巖氣保存條件
頁巖氣賦存于泥頁巖中,具有自生、自儲(chǔ),大面積連續(xù)成藏的特征,即含氣黑色頁巖既是生氣層,又是儲(chǔ)氣層。因此,保存條件對(duì)頁巖氣成藏十分重要。
構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)油氣的保存起到舉足輕重的作用。構(gòu)造運(yùn)動(dòng)引起沉積地層抬升剝蝕、造成頁巖發(fā)育地層埋藏深度發(fā)生變化、斷裂作用會(huì)造成地層破壞并且地應(yīng)力集中的地區(qū)裂縫發(fā)育,這些因素都對(duì)頁巖氣的保存產(chǎn)生影響。由于上揚(yáng)子為構(gòu)造運(yùn)動(dòng)復(fù)雜的后期抬隆區(qū),雖然有利于頁巖的有機(jī)地球化學(xué)特征保存,但地層普遍遭受抬升及后期剝蝕,加之?dāng)鄬邮职l(fā)育,相當(dāng)多的為通天斷層,保存條件受到嚴(yán)重影響,導(dǎo)致地層總含氣量普遍降低。
區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育具有明顯的階段性。本區(qū)域內(nèi)影響比較大的幾期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)為武陵運(yùn)動(dòng)、雪峰運(yùn)動(dòng)、廣西運(yùn)動(dòng)和燕山運(yùn)動(dòng)。武陵運(yùn)動(dòng)和雪峰運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的斷裂主要為基底斷裂。加里東末期的廣西運(yùn)動(dòng),對(duì)該區(qū)斷裂影響意義深遠(yuǎn)。燕山運(yùn)動(dòng)對(duì)頁巖氣的保存產(chǎn)生了重大影響。本區(qū)域主要發(fā)育南北向、東西向、北西向、北東向、北北東向五組不同時(shí)期的斷裂體系。
水文地質(zhì)條件是油氣保存條件的綜合反映[10],主要受地表水文條件、蓋層條件、目的層埋深、斷裂等影響。若在斷裂活躍、大氣水下滲強(qiáng)烈、地層封閉性差的情況下則有可能存在中、高溫溫泉,不利于天然氣的保存。區(qū)內(nèi)中、高溫溫泉不發(fā)育,對(duì)于頁巖氣的保存是一個(gè)有利的信號(hào)。
6 結(jié)束語
貴州綏陽地區(qū)下志留統(tǒng)龍馬溪組黑色頁巖具有以下有利條件:貴州綏陽下志留統(tǒng)龍馬溪組由淺海相的碎屑巖組成,厚0~194m,黑色泥巖厚度推斷自北向南亦逐步變薄,平均厚度小于10m,埋深深度一般為500~1500m。有機(jī)碳含量為0.29%~4.8%,但多數(shù)大于1%,平均值達(dá)2.11%,有機(jī)質(zhì)類型以腐泥腐殖型(Ⅱ1)或腐泥型(Ⅰ)為主,有機(jī)質(zhì)成熟度也較高,Ro值一般位于1.5%~2.5%之間,處于高成熟-過成熟階段。
參考文獻(xiàn)
[1]錢凱,周云生.石油勘探開發(fā)百科全書[M].北京:石油工業(yè)出版社,2008:307.
[2]關(guān)德師,牛嘉玉,郭麗娜.中國(guó)非常規(guī)油氣地質(zhì)[M].北京:石油工業(yè)出版社,1995.
[3]董大忠,程克明,王世謙,等.頁巖氣資源評(píng)價(jià)方法及其在四川盆地的應(yīng)用[J].天然氣工業(yè),2009,29(5):33-39.
[4]程克明,王世謙,董大忠,等.上揚(yáng)子區(qū)下寒武統(tǒng)筇竹寺組頁巖氣成藏條件[J].天然氣工業(yè),2009,29(5):40-44.
[5]張金川,聶海寬,徐波,等.四川盆地頁巖氣成藏地質(zhì)條件[J].天然氣工業(yè),2008,28(2):151-156.
[6]龍鵬宇,張金川,李玉喜,等.貴州及周緣地區(qū)下古生界頁巖氣資源潛力[J].天然氣工業(yè),2009,28(12):125-129.
[7]陳波,皮定成.中上揚(yáng)子地區(qū)志留系龍馬溪組頁巖氣資源潛力評(píng)價(jià)[J].中國(guó)石油勘探,2009,15(3):15-19.
[8]曾祥亮.四川盆地及其周緣下志留統(tǒng)龍馬溪組頁巖氣研究[D].成都:成都理工大學(xué),2010.
[9]易同生,高弟.貴州龍馬溪組頁巖氣儲(chǔ)層特征及其分布規(guī)律[J].煤田地質(zhì)與勘探,2015,43(3):22-32.
[10]頁巖氣地質(zhì)與勘探開發(fā)實(shí)踐叢書編委會(huì).中國(guó)頁巖氣地質(zhì)進(jìn)展[M].北京:石油工業(yè)出版社,2011:59-63.