李 凱，趙凌云，白利娜，鄧恩德

（1.貴州省煤層氣頁(yè)巖氣工程技術(shù)研究中心，貴州貴陽(yáng) 550008；2.貴州省煤田地質(zhì)局一五九隊(duì)，貴州貴陽(yáng) 550008）

根據(jù)國(guó)土資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心組織實(shí)施的全國(guó)頁(yè)巖氣資源潛力調(diào)查評(píng)價(jià)及有利區(qū)優(yōu)選成果，全國(guó)頁(yè)巖氣地質(zhì)資源潛力為134.42×1012m3（不含青藏區(qū)），貴州省10.48×1012m3，占總量的7.79 %[1]。根據(jù)《貴州省頁(yè)巖氣資源調(diào)查評(píng)價(jià)》顯示上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M頁(yè)巖氣地質(zhì)資源量為17 265.16×108m3，占貴州省總量的19 %，可采資源量為3 107.73×108m3，勘探前景廣闊[2]。但截至目前貴州省頁(yè)巖氣還未出現(xiàn)大規(guī)模的商業(yè)開發(fā)，前人研究主要集中在下寒武統(tǒng)牛蹄塘組[3]、下志留統(tǒng)龍馬溪組[4]、下石炭統(tǒng)舊司組[5，6]，而針對(duì)貴州龍?zhí)督M頁(yè)巖氣的研究相對(duì)較少。

本次結(jié)合已施工的10 口參數(shù)井（YC1～YC4、HC1～HC3、JC1、XC1、GC1）的鉆探巖心及測(cè)試化驗(yàn)資料，對(duì)研究區(qū)上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M頁(yè)巖氣成藏條件進(jìn)行分析，研究可為黔西地區(qū)下一步勘探部署提供一定的建議。

1 區(qū)域概況

圖1 貴州省大地構(gòu)造單元

黔西地區(qū)位于貴州省西部，主要包括西南部的六盤水地區(qū)和東北部的織納地區(qū)，構(gòu)造上位于揚(yáng)子地塊南緣，處于特提斯構(gòu)造域和濱太平洋構(gòu)造域的結(jié)合地帶[7]。研究區(qū)褶皺、斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，褶皺總體上以北西向展布為主，褶皺類型主要為隔檔式褶皺，斷裂較褶皺更為發(fā)育，總體上以北東向和北西向展布為主，研究區(qū)北東部有紫云-水城斷裂，南部有黃泥河-潘家莊斷裂、冊(cè)享弧形斷裂?？傮w上由六盤水復(fù)雜變形區(qū)和南盤江-右江前陸盆地組成（見圖1）。

上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M巖性主要由黃綠、灰綠色細(xì)砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖夾紫色泥巖、凝灰質(zhì)泥巖及煤層組成，研究區(qū)龍?zhí)督M厚137 m～351 m，在水城-晴隆一帶沉積厚度最大，一般在250 m～330 m，盤縣西部及南部厚度低于200 m，地層厚度等值線總體上呈近南北向-北東向展布。

上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M由北西向南東依次發(fā)育陸相-過(guò)渡相-海相，相帶展布呈北北東向[8]。威寧地區(qū)主要為陸相的泥巖夾砂巖區(qū)，水城-興義地區(qū)為過(guò)渡泥巖夾砂巖區(qū)及泥巖夾碳酸鹽巖區(qū)，在安龍-鎮(zhèn)寧一線為淺海相的碳酸鹽巖區(qū)。

前人研究[9-11]表明上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M頁(yè)巖氣發(fā)育的沉積有利層段主要為龍?zhí)督M下段，整體上屬于海侵大于海退的沉積特征，此時(shí)瀉湖和潮坪相沉積多于三角洲相沉積，瀉湖相和潮坪相發(fā)育的泥巖沼澤是最為有利的沉積層段。

2 成藏條件

2.1 構(gòu)造-沉積條件

早晚二疊世之交發(fā)生了東吳運(yùn)動(dòng)，終止了研究區(qū)北西向構(gòu)造的主導(dǎo)地位，建立了北東向構(gòu)造為主體的格架[12]。晚二疊世初，在北東向構(gòu)造為主的控制下，貴州形成了北高、南低的古地勢(shì)[13]。由古特提斯洋控制的海侵侵入貴州南部和東部，然后由東向西推進(jìn)淹沒廣闊的剝蝕殘積平原，形成海水極淺的陸表海，貴州西部玄武巖山地成為豐富的陸源碎屑供給區(qū)，東部有雪峰隆起相隔，使貴州廣大區(qū)域出現(xiàn)了氣候溫潤(rùn)、植物繁茂與地殼的協(xié)調(diào)振蕩有機(jī)組合的優(yōu)良的沉積環(huán)境，成為重要的泥頁(yè)巖聚集中心。

研究區(qū)上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M頁(yè)巖主要分布在黔西地區(qū)中部，泥頁(yè)巖沉積厚度20 m～55 m，泥頁(yè)巖沉積厚度＞30 m 的區(qū)域，主要位于晴隆-普安一帶，由沉積中心往西北部、南部有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖厚度逐漸變薄，厚度分布主要受晚二疊世巖相古地理的影響，同沉積斷裂對(duì)泥頁(yè)巖地層層系的沉積分布都起到一定的控制作用。

2.2 氣源條件

受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，龍?zhí)对缙诨緸楹Ｇ制?，龍?zhí)锻砥诨咎幱诤Ｍ似赱14]，由于海水頻繁動(dòng)蕩，龍?zhí)督M總體處于三角洲平原和瀉湖-潮坪沉積環(huán)境，在水動(dòng)力條件較弱的泥炭沼澤、支流間灣、泥坪、泥炭坪等沉積部位發(fā)育煤、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、炭質(zhì)泥巖、泥巖等，該層段物源豐富、沉積穩(wěn)定，具備了良好烴源巖條件，同時(shí)粉砂質(zhì)泥巖和泥質(zhì)粉砂巖可為龍?zhí)督M烴源巖提供較好的儲(chǔ)集空間。

2.3 有機(jī)地球化學(xué)

研究區(qū)露頭和參數(shù)井鉆孔巖心樣品的測(cè)試化驗(yàn)結(jié)果顯示：

上二疊統(tǒng)龍?zhí)督MTI 值在-68～29，有機(jī)質(zhì)類型以Ⅲ型為主，含有一定量的Ⅱ2型及少量的Ⅱ1型。黑色泥頁(yè)巖樣品顯微組分分析測(cè)試表明，顯微組分主要表現(xiàn)為鏡質(zhì)組，其次為腐泥組和殼質(zhì)組，惰質(zhì)組較少。其中鏡質(zhì)組以無(wú)結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體為主，腐泥組以腐泥無(wú)定形體和腐泥碎屑體為主，殼質(zhì)組以腐植無(wú)定形體和殼質(zhì)碎屑體為主。

有機(jī)碳含量在0.84 %～18.2 %，平均5.56 %，有27.59 %的樣品有機(jī)碳含量在2.00 %～4.00 %，60.92 %的樣品有機(jī)碳含量大于4.00 %，有機(jī)碳含量高值區(qū)主要位于水城-普安、興仁及威寧地區(qū)。

有機(jī)質(zhì)成熟度在0.817 %～2.071 %，平均1.34 %，有79.59 %的樣品成熟度在1.00 %～2.00 %。成熟度大于2.00 %的高值區(qū)主要分布在普安-貞豐一帶，成熟度由高值區(qū)向北東和南西向逐漸降低。

2.4 儲(chǔ)層物性

測(cè)試化驗(yàn)結(jié)果顯示研究區(qū)富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖密度為2.42 g/cm3～3.06 g/cm3，平均為2.74 g/cm3，孔隙度介于0.53 %～9.22 %，平均為4.24 %，主體上為特低孔，少量為低孔，滲透率介于0.000 238 mD～0.011 716 mD，平均為0.002 722 mD，整體上表現(xiàn)為特低孔、特低滲儲(chǔ)層。掃描電鏡結(jié)果顯示上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖孔隙類型以溶蝕孔、晶內(nèi)孔、粒間孔為主（見圖2）。根據(jù)鉆孔巖心樣品測(cè)試資料，上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖BET比表面積分布在0.471 1 m2/g～22.016 9 m2/g，平均為8.472 m2/g，變化范圍較大；總孔隙體積在0.001 554 mL/g～0.041 866 mL/g，平均為0.019 4 mL/g；平均孔隙直徑在8.795 8 nm～23.875 8 nm，平均為14.422 9 nm。

2.5 巖石學(xué)及礦物學(xué)特征

圖2 上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M頁(yè)巖孔隙發(fā)育特征

常溫、常壓條件下，龍?zhí)督M有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖測(cè)試化驗(yàn)結(jié)果顯示抗壓強(qiáng)度在7.8 MPa～59.90 MPa，抗拉強(qiáng)度在0.35 MPa～11.1 MPa，彈性模量E 在18.2×103MPa～31.5×103MPa，泊松比在0.18～0.28，含水率在0.06 %～2.70 %。

泥頁(yè)巖樣品測(cè)試結(jié)果：石英含量為21.51%～64.74%，平均含量為31.29%；長(zhǎng)石含量為0.00%～10.85%，平均含量為3.05 %，以斜長(zhǎng)石為主；方解石含量為0.00 %～21.38 %，平均含量為5.60 %；鐵礦物含量為0.00 %～24.85 %，平均含量為4.13 %，以黃鐵礦為主，次為菱鐵礦；黏土礦物含量為26.32 %～68.98 %，平均含量為55.94 %。黏土礦物以高嶺石、伊利石和伊/蒙間層礦物為主，其次為綠泥石。上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖巖石礦物特征表明，黏土礦物含量較高，平均值為55.94%。

2.6 含氣性及保存條件

受構(gòu)造抬升的影響[15]，研究區(qū)剝蝕區(qū)面積較大，普安以北的區(qū)域除威寧金斗-水城一帶未被剝蝕外，其余區(qū)域均被大面積剝蝕。黔西地區(qū)斷裂非常發(fā)育，具有多組斷裂體系，斷層相互交錯(cuò)，形態(tài)復(fù)雜。通過(guò)地表斷裂分布特征和鉆井資料分析，認(rèn)為斷裂對(duì)頁(yè)巖氣的含氣性具有重要的影響因素，在部署頁(yè)巖氣鉆井的時(shí)候盡量避開深斷裂?？傮w上龍?zhí)督M地層埋深相對(duì)較淺，大部均低于3 000 m，研究區(qū)龍?zhí)督M埋深最深的地方位于興義和關(guān)嶺附近，埋深在5 000 m 左右。

對(duì)研究區(qū)上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M泥頁(yè)巖樣品進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)解析實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)測(cè)試，得到總含量在0.82 m3/t～2.46 m3/t，平均為1.38 m3/t，整體含氣量較高。結(jié)合錄井、測(cè)井、現(xiàn)場(chǎng)解析和等溫吸附等含氣量評(píng)價(jià)方法并參考區(qū)內(nèi)地質(zhì)條件綜合研究，認(rèn)為貴州黔西地區(qū)上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M頁(yè)巖氣富集區(qū)主要位于盤縣-貞豐-興義一帶。

3 有利區(qū)

圖3 上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M頁(yè)巖有利區(qū)

采用全國(guó)頁(yè)巖氣資源戰(zhàn)略調(diào)查項(xiàng)目推薦的頁(yè)巖氣資源評(píng)價(jià)方法[6，16，17]，采用綜合信息疊合法[18，19]，按頁(yè)巖有機(jī)碳含量TOC＞4.0%，成熟度Ro＞1.5%，埋深1 500 m～4 500 m，泥頁(yè)巖厚度＞30 m，總含氣量＞1.0 m3/t 等標(biāo)準(zhǔn)圈定有利區(qū)（見圖3）。劃定的有利區(qū)主要位于普安-晴隆一帶，總體上含氣頁(yè)巖保存較完整，分布較穩(wěn)定。

4 結(jié)論

（1）研究區(qū)龍?zhí)督M地層受同沉積斷裂及巖相古地理控制，泥頁(yè)巖沉積厚度＞30 m 的區(qū)域主要位于晴隆-普安一帶，往西北部、南部有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖厚度逐漸變薄。研究區(qū)有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)類型以Ⅲ型為主，TOC 高值區(qū)位于水城-普安、興仁及威寧地區(qū)，有機(jī)質(zhì)成熟度高值區(qū)主要分布在普安-貞豐一帶。

（2）研究區(qū)龍?zhí)督M頁(yè)巖儲(chǔ)層整體上為特低孔、特低滲儲(chǔ)層。有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖孔隙類型以溶蝕孔、晶內(nèi)孔、粒間孔為主?？讖揭灾锌诪橹鳌Ｓ袡C(jī)質(zhì)頁(yè)巖黏土礦物含量較高，平均值為55.94 %，脆性礦物含量較低，破裂潛力一般。研究區(qū)上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M泥頁(yè)巖總含量介于0.82 m3/t～2.46 m3/t，平均為1.38 m3/t，整體含氣量較高。

（3）采用綜合信息疊合法，按照有機(jī)碳、成熟度、泥頁(yè)巖厚度等指標(biāo)圈定有利區(qū)（見圖3）。劃定的有利區(qū)主要位于普安-晴隆一帶，總體上含氣頁(yè)巖保存較完整，分布較穩(wěn)定，埋藏深度約在1 500 m～3 500 m。