洪克巖 ，李博 ，2，姜生玲 ，胡曉蘭 ，朱亮亮

（1.中國(guó)華電集團(tuán)清潔能源有限公司勘探開發(fā)事業(yè)部，北京 100160；2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）能源學(xué)院，北京 100083）

湘鄂西低勘探程度區(qū)構(gòu)造解釋及頁(yè)巖氣保存條件
——以來鳳咸豐區(qū)塊為例

洪克巖1，李博1，2，姜生玲1，胡曉蘭1，朱亮亮1

（1.中國(guó)華電集團(tuán)清潔能源有限公司勘探開發(fā)事業(yè)部，北京 100160；2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）能源學(xué)院，北京 100083）

來鳳咸豐區(qū)塊地處四川盆地東緣，緊鄰川東高陡褶皺帶，山地地貌，地表和地下地震地質(zhì)條件復(fù)雜。在研究了區(qū)域構(gòu)造特征及鄰區(qū)相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，文中主要以來鳳咸豐區(qū)塊采集和處理的11條二維地震剖面資料及1口資料井為研究對(duì)象，運(yùn)用地質(zhì)、地震及井震聯(lián)合的研究手段，準(zhǔn)確標(biāo)定頁(yè)巖氣層底界面，確定2套重點(diǎn)目的層地震反射特征。研究結(jié)果表明：下寒武統(tǒng)牛蹄塘組T1n波組反射特征能量強(qiáng)、頻率低、連續(xù)性好，一般有2～4個(gè)強(qiáng)相位，可解釋追蹤多相位中較強(qiáng)的相位；下志留統(tǒng)五峰—龍馬溪組TS1l頻率低，雙強(qiáng)相位，分布穩(wěn)定，可進(jìn)行全區(qū)追蹤。同時(shí)，確定了2套目的層的底界埋深與厚度、區(qū)域展布特征、構(gòu)造特征。在此基礎(chǔ)上，綜合評(píng)價(jià)了頁(yè)巖氣保存條件，優(yōu)選了有利構(gòu)造位置，為下步頁(yè)巖氣勘探部署奠定了基礎(chǔ)。

頁(yè)巖氣；構(gòu)造解釋；保存條件；五峰—龍馬溪組；來鳳咸豐區(qū)塊

0 引言

近年來，隨著北美頁(yè)巖氣的大規(guī)模商業(yè)開發(fā)及國(guó)內(nèi)頁(yè)巖氣勘探的突破，頁(yè)巖氣作為一種新的非常規(guī)能源越來越受到人們的重視［1-3］。2009年后，國(guó)土資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心開展了《全國(guó)頁(yè)巖氣資源戰(zhàn)略調(diào)查與選區(qū)》研究，在勘探區(qū)塊周邊開展了含氣頁(yè)巖層系地層剖面實(shí)測(cè)與觀察、路線地質(zhì)剖面調(diào)查等工作?？傮w來看，區(qū)塊內(nèi)基礎(chǔ)資料缺乏，研究程度低，構(gòu)造斷裂特征復(fù)雜，構(gòu)造解釋難度大，頁(yè)巖氣的保存條件及資源量存在較大的不確定性［4-6］。因此，湘鄂西低勘探程度區(qū)構(gòu)造解釋及頁(yè)巖氣保存條件值得進(jìn)一步研究探索。

1 區(qū)塊概況

來鳳咸豐區(qū)塊位于鄂、湘、渝三省（市）交界處，區(qū)塊面積369.23 km2。構(gòu)造位置在揚(yáng)子板塊中部的湘鄂西褶沖帶的宜都-鶴峰復(fù)背斜帶西南翼，部分位于花果坪復(fù)向斜帶上，西與四川盆地毗鄰，北靠秦嶺-大別造山帶，東接江南-雪峰滑脫推覆隆起帶［7］。資料顯示，來鳳咸豐區(qū)塊地層自震旦系到三疊系發(fā)育齊全，缺失侏羅系之上的地層，出露最老地層為下寒武統(tǒng)天河板組，最新地層為下三疊統(tǒng)大冶組，累計(jì)厚度約4600m（見圖1）。

圖1 來鳳咸豐區(qū)塊地質(zhì)概況

來鳳咸豐區(qū)塊未見牛蹄塘組地層出露，據(jù)鄰區(qū)資料推測(cè)，沉積厚度由西北向東南增厚，一般為100～250 m，優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖厚度 70～80m［8-9］。五峰—龍馬溪組圍繞兩河口向斜分布，其向斜西翼產(chǎn)狀較東翼陡，傾角在30°左右，最高可達(dá)37°，而東翼基本在8°～20°。已鉆井——來地1井的巖心和測(cè)井資料表明，龍馬溪組總厚度50 m，深水陸棚沉積環(huán)境，巖性分為上、中、下3段。其中：下段巖性為黑色含碳硅質(zhì)頁(yè)巖和碳硅質(zhì)頁(yè)巖，厚度28 m；中段夾約10 m厚含粉砂泥巖；上段為黑色含碳含硅頁(yè)巖，厚度12 m。通過上述勘探工作，確定了區(qū)塊內(nèi)出露地層的界線、厚度、產(chǎn)狀情況，明確了富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖的空間分布特征，為開展精細(xì)構(gòu)造解釋及地震地質(zhì)綜合解釋提供了可靠的資料支撐。

2 構(gòu)造解釋

應(yīng)用地球物理成果資料進(jìn)行精細(xì)構(gòu)造解釋，是區(qū)域預(yù)測(cè)及資源評(píng)價(jià)的核心之一［10-12］。來鳳咸豐區(qū)塊雖已取得了野外地質(zhì)調(diào)查、二維地震研究及鉆井等資料，但由于該區(qū)可借鑒的成果資料較少，加之構(gòu)造斷裂特征復(fù)雜，因此，應(yīng)按以下步驟進(jìn)行構(gòu)造解釋：首先，運(yùn)用合成記錄標(biāo)定、地質(zhì)戴帽及地震正演模擬等多種方法進(jìn)行層位標(biāo)定，確定主要地層界面的地震反射特征；其次，按照構(gòu)造樣式分析、解釋模型建立、精細(xì)構(gòu)造解釋、構(gòu)造特征分析的研究思路，重點(diǎn)對(duì)主要目的層TS1l（奧陶系上統(tǒng)五峰組底界）地震反射層進(jìn)行精細(xì)解釋，而針對(duì)次要目的層T1n（寒武系下統(tǒng)牛蹄塘組底界）僅進(jìn)行層位精細(xì)標(biāo)定；最后，針對(duì)TS1l層應(yīng)用由地震疊加速度轉(zhuǎn)化而來的平均速度模型，進(jìn)行時(shí)深轉(zhuǎn)換，獲得目的層底界的構(gòu)造圖。

2.1 層位精細(xì)標(biāo)定

地震地質(zhì)層位標(biāo)定是構(gòu)造解釋的前提與關(guān)鍵，是地震反射同相軸與地質(zhì)層位連通的橋梁。反射層層位標(biāo)定需應(yīng)用多種方法聯(lián)合判定。

2.1.1 淺層TS1l

2.1.1.1 合成記錄法層位標(biāo)定

本區(qū)鉆探的資料井——來地1井，完鉆井深1020.17 m，完鉆層位上奧陶統(tǒng)寶塔組。從該井合成記錄（見圖2）上可以看出，TS1l相當(dāng)于奧陶系上統(tǒng)五峰組底界反射，界面巖性組合由上覆黑色頁(yè)巖夾含泥粉砂巖與下伏奧陶系碳酸鹽巖構(gòu)成，即泥頁(yè)巖與奧陶系灰?guī)r接觸。該界面反射特征為1～2個(gè)強(qiáng)相位，中低頻，連續(xù)性較好，分布穩(wěn)定。

圖2 來地1井合成記錄標(biāo)定

2.1.1.2 地質(zhì)戴帽法層位標(biāo)定

將野外實(shí)測(cè)露頭地質(zhì)調(diào)查圖與地震剖面圖按等比例對(duì)應(yīng)，理論上地震反射界面應(yīng)與地表處地層界面對(duì)應(yīng)。從來鳳咸豐區(qū)塊LF102線地質(zhì)戴帽層位標(biāo)定剖面分析，TS1l地震剖面反射層與地質(zhì)露頭對(duì)應(yīng)關(guān)系好，TS1l界面為中頻，1～2個(gè)強(qiáng)相位，連續(xù)性好，分布穩(wěn)定（見圖3）。

圖3 來鳳咸豐區(qū)塊LF102線地質(zhì)戴帽剖面

2.1.2 深層T1n

根據(jù)區(qū)塊露頭、區(qū)域地層等資料統(tǒng)計(jì)寒武統(tǒng)地層層速度、厚度、巖性組合，采用褶積算法進(jìn)行地球物理正演模擬（見圖4）。

圖4 下寒武統(tǒng)正演模擬

2.2 精細(xì)構(gòu)造解釋

2.2.1 區(qū)塊構(gòu)造樣式

湘鄂西地區(qū)構(gòu)造樣式主要分為擠壓斷塊、伸展斷塊、逆沖褶皺3種基本類型。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合來鳳咸豐區(qū)塊地震骨架剖面解釋，認(rèn)為該區(qū)塊構(gòu)造樣式主要包括基底卷入型（又可細(xì)分為對(duì)沖式和背沖式）和蓋層滑脫型（又可細(xì)分為疊瓦扇、斷展背斜及正斷層組合）。

區(qū)塊構(gòu)造形態(tài)自北西向南東依次為楊洞斷裂、咸豐沿河斷裂及兩河口向斜軸部斷裂。其中：楊洞斷裂、咸豐沿河斷裂為大型逆斷層，控制整個(gè)區(qū)塊的構(gòu)造形態(tài)，兩河口軸部斷裂為壓扭性斷裂，具有右旋走滑性質(zhì)（推測(cè)），控制兩河口向斜形態(tài)；伴隨主控?cái)鄬拥氖且幌盗袑?duì)沖調(diào)節(jié)斷層（見圖5）。

圖5 來鳳咸豐區(qū)塊LF107線構(gòu)造樣式

2.2.2 構(gòu)造特征分析

整體上，區(qū)塊受逆沖斷層——咸豐-沿河斷裂的控制，整體呈“兩凹一隆”的構(gòu)造格架，即楊洞向斜、咸豐背斜及兩河口向斜3個(gè)三級(jí)構(gòu)造單元。咸豐-沿河斷裂帶南高北低，斷裂十分發(fā)育、構(gòu)造復(fù)雜，整體呈北東—北北東走向，斷面傾向北西或南東。

龍馬溪組底界構(gòu)造圖表明：兩河口向斜分布在區(qū)塊東南部的兩河口—來風(fēng)縣國(guó)營(yíng)林場(chǎng)一線，呈北東向展布，南西端延出區(qū)外，北東端揚(yáng)起；區(qū)內(nèi)長(zhǎng)約9 km，寬 3～8 km； 北西翼產(chǎn)狀為方位 110°～130°、 傾角 15°～40°；南東翼產(chǎn)狀為方位320°～340°、傾角 17°～25°。龍馬溪組整體埋深0～4600m。其中：楊洞向斜埋深較大，為1000～4600 m；咸豐背斜呈北東向展布，區(qū)內(nèi)長(zhǎng)約12 km，寬5～6 km，為一單斷背斜、剝蝕區(qū)；兩河口向斜呈北東向展布，埋深介于500～2350 m，區(qū)內(nèi)長(zhǎng)約 9 km，寬 3～8 km，埋深適中（見圖6）。

圖6 來鳳咸豐區(qū)塊龍馬溪組底界構(gòu)造

3 保存條件分析

目前，國(guó)內(nèi)已有較多鉆井鉆遇下志留統(tǒng)龍馬溪組泥頁(yè)巖層，油氣顯示因保存條件差異而明顯不同［13-14］。影響頁(yè)巖氣保存條件的主要因素包括頂?shù)装鍡l件、構(gòu)造變形特征、生排烴史及水文地質(zhì)條件等，但其核心影響因素主要是構(gòu)造條件和封蓋條件的差異［15-17］。參考四川盆地及周緣海相頁(yè)巖氣保存條件評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合研究區(qū)勘探程度和勘探實(shí)際，重點(diǎn)從構(gòu)造條件及頂?shù)装鍡l件2個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。

封蓋條件可進(jìn)一步細(xì)分為蓋層巖石類型、蓋層泥巖厚度、埋深及頂?shù)装鍡l件等，構(gòu)造條件可進(jìn)一步細(xì)分為構(gòu)造形變、斷裂發(fā)育程度、上覆地層剝蝕厚度及距目的層露頭長(zhǎng)度等。五峰—龍馬溪組在兩河口向斜區(qū)深度在500～2500 m，南低北高，構(gòu)造最深部位于區(qū)塊西北部沿河地區(qū)，最淺部位于咸豐背斜剝蝕區(qū)周緣；咸豐背斜志留系—奧陶系被剝蝕，只殘留中下寒武統(tǒng)。評(píng)價(jià)結(jié)果表明，兩河口向斜在五峰—龍馬溪組沉積時(shí)期構(gòu)造簡(jiǎn)單，地層分布穩(wěn)定，斷裂較少，有利于頁(yè)巖氣的保存和富集［18-20］，為有利勘探目標(biāo)區(qū)（見表1）。五峰—龍馬溪組的有利埋深范圍是1500～2500 m，位于兩河口向斜的核部，面積約13 km2。

表1 區(qū)塊五峰—龍馬溪組頁(yè)巖氣保存條件綜合評(píng)價(jià)

4 結(jié)論

1）識(shí)別了 TS1l，T1n等 2套重點(diǎn)反射層。TS1l反射層相當(dāng)于志留系底界面反射，地震剖面上表現(xiàn)低頻的雙強(qiáng)相位，分布穩(wěn)定；T1n反射層相當(dāng)于下寒武統(tǒng)牛蹄塘組底界面反射層，能量強(qiáng)，頻率低，連續(xù)性好，一般有2～4個(gè)相位，解釋時(shí)，可追蹤多相位中較強(qiáng)的相位。

2）本區(qū)主要構(gòu)造樣式包括基底卷入型和蓋層滑脫型，基底卷入型中主要發(fā)育對(duì)沖構(gòu)造，蓋層滑脫型中發(fā)育疊瓦扇構(gòu)造等。

3）本區(qū)主要為“一隆兩凹”的構(gòu)造格局，明確兩河口向斜構(gòu)造簡(jiǎn)單、埋深適中，為該區(qū)塊有利構(gòu)造單元。

4）提出封蓋作用及構(gòu)造作用差異是頁(yè)巖氣保存條件的核心影響因素。評(píng)價(jià)結(jié)果表明，兩河口向斜在五峰—龍馬溪組沉積時(shí)期構(gòu)造簡(jiǎn)單，地層分布穩(wěn)定，斷裂較少，埋深適中，有利于頁(yè)巖氣的保存和富集，為有利勘探目標(biāo)區(qū)。

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（編輯 李宗華）

Structural interpretation and shale gas preservation conditions of low exploration level region,western Hunan-Hubei:taking Laifeng-Xianfeng Block as an example

HONG Keyan1,LI Bo1，2,JIANG Shengling1,HU Xiaolan1,ZHU Liangliang1
(1.Exploration and Deveiopment Division,China Huadian Green Energy Co.LTD.,Beijing 100160,China;2.School of Energy Resources,China University of Geosciences,Beijing 100083,China)

With mountainous topography and complicated seismic-geology conditions of the surface and underground,Laifeng-Xianfeng Block is located in the eastern edge of Sichuan Basin,adjacent to eastern Sichuan high and steep fold belt.Based on the regional tectonic characteristics and related data of adjacent areas,taking 11 sets of 2D seismic data and one information well as research object,using research means of geology,seismic and well-seismic combination,the reflection characteristics of the shale gas bottom interface were accurately calibrated and the seismic reflection characteristics of two key shale were determined.The result shows that the waves reflection of Niutitang Formation has the characteristics of strong energy,low frequency,good continuity,generally 2-4 phases and stronger phase are tracked in structural interpretation;the waves reflection of Wufeng-Longmaxi Formation has the characteristics of low frequency,double strong phase,stable distribution and can be regionally tracked.At the same time,the depth and thickness of shale,regional distribution characteristics and structure characteristics were determined.Finally the shale gas preservation conditions were comprehensively evaluated,and the favorable structural position was optimized,laying a solid foundation for next exploratory.

shale gas;tectonic interpretation;preservation condition;Wufeng-Longmaxi Formation;Laifeng-Xianfeng Block

國(guó)家科技重大專項(xiàng)專題“來鳳咸豐及鶴峰區(qū)塊復(fù)雜構(gòu)造區(qū)海相頁(yè)巖氣勘查評(píng)價(jià)應(yīng)用試驗(yàn)”（2016ZX05034-004-004）；中國(guó)華電集團(tuán)公司重點(diǎn)項(xiàng)目“華電頁(yè)巖氣區(qū)塊產(chǎn)能建設(shè)目標(biāo)優(yōu)選及開發(fā)前期評(píng)價(jià)”（CHDKJ16-01-36）

TE122

A

10.6056/dkyqt201706010

2017-04-23；改回日期：2017-09-03。

洪克巖，男，1979年生，工程師，碩士，現(xiàn)主要從事頁(yè)巖氣勘探開發(fā)工作。E-mail：hongky@cg.com.cn。

洪克巖，李博，姜生玲，等.湘鄂西低勘探程度區(qū)構(gòu)造解釋及頁(yè)巖氣保存條件：以來鳳咸豐區(qū)塊為例［J］.斷塊油氣田，2017，24（6）：779-782，804.

HONG Keyan，LI Bo，JIANG Shengling，et al.Structural interpretation and shale gas preservation conditions of low exploration level region，western Hunan-Hubei：taking Laifeng-Xianfeng Block as an example［J］.Fault-Block Oilamp;Gas Field，2017，24（6）：779-782，804.