王 寧,許 鋒,王 喆,段 俊,李華兵,高 駿,謝 青

(1. 陜西省地質(zhì)調(diào)查院 陜西省礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查中心,陜西 西安 710068；2. 長安大學(xué) 地球科學(xué)與資源學(xué)院,陜西 西安 710054)

0 引 言

中國南方地區(qū)下寒武統(tǒng)牛蹄塘組頁巖分布廣、厚度大、有機碳含量高、成熟度高，是一套公認的優(yōu)質(zhì)烴源巖和頁巖氣接替層系[1-4]。近些年針對該層系部署的頁巖氣鉆井，僅在四川盆地威遠—犍為地區(qū)、城口地區(qū)以及湖北宜昌地區(qū)等獲得重大突破，且產(chǎn)量總體不高，尚未形成商業(yè)開發(fā)局面，復(fù)雜構(gòu)造區(qū)寒武系頁巖氣勘探仍需繼續(xù)探索[5-7]。郭旭升等研究認為：具有高生產(chǎn)力、安靜、缺氧、強還原的深水陸棚環(huán)境有利于有機質(zhì)富集和保存，其有機碳含量和硅質(zhì)含量均為高值；而淺水陸棚環(huán)境陸源碎屑供給相對充足，有機質(zhì)一定程度上被稀釋或破壞，其有機碳含量和硅質(zhì)含量偏低[8]。前人研究表明，中國南方地區(qū)下寒武統(tǒng)牛蹄塘組頁巖為被動大陸邊緣深水陸棚相粉砂質(zhì)頁巖-硅質(zhì)頁巖互層型，烴源巖品質(zhì)好，但是經(jīng)歷的構(gòu)造運動期次多，熱演化程度相對高，有機質(zhì)孔隙欠發(fā)育，物性較差，底板的封閉條件通常較差，地層以常壓為主，頁巖含氣性的主控因素為構(gòu)造保存條件和熱演化程度[5,9-11]。中國地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心在對四川盆地頁巖氣勘探充分研究的基礎(chǔ)上，認為古隆起邊緣構(gòu)造相對穩(wěn)定，牛蹄塘組頁巖埋藏較淺，后期改造程度弱，有機質(zhì)熱演化程度適中，是復(fù)雜構(gòu)造區(qū)頁巖氣勘探的重點[9,11-12]，就此提出了“古老隆起邊緣控藏”頁巖氣成藏模式[13]，并以此為指導(dǎo)，在鄂西長陽地區(qū)鄂陽頁1井獲得了頁巖氣與天然氣“四層樓”式的重大發(fā)現(xiàn)，同時指出中國南方地區(qū)具有類似構(gòu)造的雪峰山隆起、神農(nóng)架背斜、漢南古隆起周緣具有較好的頁巖氣勘探潛力[14]。

上揚子地臺北緣下寒武統(tǒng)牛蹄塘組頁巖圍繞漢南古隆起、米倉山古隆起周緣廣泛發(fā)育，以深水陸棚懸浮沉積的黑色碳質(zhì)泥巖為主[15]，具有沉積厚度大、有機質(zhì)豐度和硅質(zhì)含量高、熱演化程度相對較低等特點。中國地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心在上揚子地臺北緣部署的陜南地1井和鎮(zhèn)地1井均在下寒武統(tǒng)牛蹄塘組鉆遇頁巖氣流[6,16]。其中，鎮(zhèn)地1井累計鉆遇下寒武統(tǒng)牛蹄塘組黑色頁巖厚90 m，現(xiàn)場解析氣含量高達2.92 m3·t-1，總含氣量最高為6.04 m3·t-1[16]，達到了商業(yè)勘探的標準。本文綜合現(xiàn)有的研究成果，依據(jù)野外露頭和巖芯分析測試，對上揚子地臺北緣下寒武統(tǒng)牛蹄塘組黑色頁巖的分布特征、地球化學(xué)特征、儲層特征、含氣性特征及頂?shù)装鍡l件等進行系統(tǒng)研究，并與中國南方地區(qū)下寒武統(tǒng)海相頁巖展開對比分析，進而明確頁巖氣成藏地質(zhì)條件及勘探潛力，以期為該區(qū)頁巖氣勘探提供指導(dǎo)和借鑒。

1 區(qū)域沉積背景

研究區(qū)位于揚子地臺北緣，東北部毗連秦嶺構(gòu)造帶，西部為松潘—甘孜構(gòu)造帶，南部鄰接四川盆地。研究區(qū)橫跨3個構(gòu)造單元，北部為漢南古陸，西南部為米倉山古隆起，東部為大巴山構(gòu)造帶(圖1)。震旦紀揚子地臺北緣繼承了中晚元古代隆坳相間的古地理格局，由陡山沱組碎屑巖和燈影組碳酸鹽海岸沉積逐漸發(fā)展成碳酸鹽臺地[17]。燈影組沉積之后，上揚子地臺北緣普遍沉積了一套梅樹村期局限臺地相白云質(zhì)灰?guī)r，鎮(zhèn)巴上升后，梅樹村期地層大部分缺失。早寒武世早期，揚子地臺發(fā)生了大規(guī)模海侵，形成了NW—SE向巨大寬緩陸棚，上揚子地臺北緣碳酸鹽臺地被淹沒下沉為深水陸棚環(huán)境。下寒武統(tǒng)牛蹄塘組黑色頁巖就是在這樣的環(huán)境下沉積的，并且直接覆蓋在梅樹村期寬川鋪組或燈影組白云巖之上，形成區(qū)域平行不整合面[18]。橫向上，牛蹄塘組從西往東海侵上超明顯。早期以陸棚相沉積為主，巖性主要為黑色碳質(zhì)頁巖、砂質(zhì)頁巖；晚期砂質(zhì)、灰質(zhì)成分增多，層中夾砂巖透鏡體或砂質(zhì)條帶，逐漸由陸棚相向潮坪相沉積演化[19]。

主圖引自文獻[16]，左上角小圖引自文獻[20]，均有所修改圖1 上揚子地臺北緣區(qū)域地質(zhì)簡圖及剖面位置Fig.1 Regional Geological Sketch Maps of the Northern Margin of Upper Yangtze Platform and the Position of Profile

2 頁巖氣地質(zhì)特征

2.1 巖性組合及頁巖展布

上揚子地臺北緣下寒武統(tǒng)牛蹄塘組主要巖性為黑色碳質(zhì)頁巖、粉砂質(zhì)頁巖、含硅質(zhì)碳質(zhì)頁巖夾碳質(zhì)粉砂巖、泥灰?guī)r(圖2)，含磷、釩，發(fā)育水平層理，以黑色和深灰色為主，頁巖與粉砂巖相間構(gòu)成極細水平層理，沿層理面常有粉塵狀黃鐵礦分布。頁巖中黃鐵礦結(jié)核較多，大者直徑可達50 cm。牛蹄塘組黑色頁巖見于漢南、米倉山基底隆起周緣漢中市福成鎮(zhèn)、碑壩鎮(zhèn)—西鄉(xiāng)縣大河鎮(zhèn)一帶。陜南地1井附近頁巖厚度最大，可達282 m，向四周厚度逐漸變薄；東部鎮(zhèn)地1井頁巖厚90 m；南部福成鎮(zhèn)一帶頁巖厚100～130 m；西北部牟家壩一帶頁巖厚約30 m(圖2)。牛蹄塘組優(yōu)質(zhì)頁巖在馬元地區(qū)厚度大于100 m，南部福成鎮(zhèn)一帶厚度為90～100 m，且粉砂巖、硅質(zhì)頁巖夾層較少，向四周厚度逐漸變薄。

圖2 牟家壩—陜南地1井—鎮(zhèn)地1井—福成鎮(zhèn)大營村牛蹄塘組地層對比Fig.2 Stratigraphic Comparison of Niutitang Formation in Moujiaba-Well Shaannandi1-Well Zhendi1-Dayingcun in Fucheng Town

2.2 巖相類型

頁巖巖相研究是頁巖氣選區(qū)的重要內(nèi)容。Loucks等根據(jù)頁巖的礦物組成和沉積構(gòu)造將Barnett頁巖劃分為非層狀-層狀泥巖、層狀黏土質(zhì)鈣質(zhì)泥巖、骨架泥質(zhì)泥?；?guī)r等巖相[21];Abouelresh等將Barnett頁巖劃分為硅質(zhì)非鈣質(zhì)泥巖、白云質(zhì)泥巖等8種巖相[22]。本文參照四川盆地海相頁巖巖相劃分標準[23]，依據(jù)石英+長石、碳酸鹽礦物和黏土礦物含量(質(zhì)量分數(shù)，下同)取25%為界劃分出硅質(zhì)巖、灰?guī)r、黏土巖和頁巖四大巖相區(qū)，再以三者含量取50%為界，將頁巖劃分為黏土質(zhì)頁巖、鈣質(zhì)頁巖、硅質(zhì)頁巖和混合頁巖，其中混合頁巖又被進一步劃分為黏土質(zhì)硅質(zhì)混合頁巖、黏土質(zhì)鈣質(zhì)混合頁巖和鈣質(zhì)硅質(zhì)混合頁巖[23-24]。王玉滿等研究表明：硅質(zhì)頁巖和鈣質(zhì)硅質(zhì)混合頁巖是深水環(huán)境特有的巖相；黏土質(zhì)頁巖和黏土質(zhì)鈣質(zhì)混合頁巖是淺水陸棚環(huán)境的主要巖相；黏土質(zhì)硅質(zhì)混合頁巖是淺水-深水環(huán)境共有的巖相；深水環(huán)境所具有的巖相因其高硅質(zhì)含量和有機質(zhì)豐度，具有良好的物性和脆性，是頁巖氣層優(yōu)質(zhì)巖相[23]。研究區(qū)牛蹄塘組以硅質(zhì)頁巖和黏土質(zhì)硅質(zhì)混合頁巖為主，并含有少量的黏土質(zhì)頁巖(圖3)，體現(xiàn)深水陸棚環(huán)境的頁巖氣產(chǎn)層優(yōu)質(zhì)巖相。

圖件引自文獻[23]圖3 牛蹄塘組頁巖巖相劃分Fig.3 Lithofacies Classification of Niutitang Formation Shale

2.3 有機地球化學(xué)特征

牛蹄塘組頁巖總體顯示較高的總有機碳、較好的有機質(zhì)類型和適中的熱演化程度(圖4)。鎮(zhèn)地1井牛蹄塘組巖芯總有機碳(TOC)主要為0.88%～8.61%，平均值為3.37%[16]，野外剖面露頭采集的牛蹄塘組頁巖樣品總有機碳為0.51%～10.66%，平均值為2.55%(表1)，總有機碳高于1%的樣品占總樣品數(shù)的87.5%。

牛蹄塘組頁巖有機顯微組分主要為腐泥組(體積分數(shù)為93%～99%，平均值為96%)和少量鏡質(zhì)組(體積分數(shù)為1%～7%，平均值為4%)，類型指數(shù)(TI)為87.8～98.3。干酪根δ13C值為-33.50‰～-33.06‰，平均值為-31.43‰，反映牛蹄塘組頁巖有機質(zhì)來源以腐泥型為主(圖5)。

圖4 李家灣剖面牛蹄塘組綜合柱狀圖Fig.4 Comprehensive Stratigraphic Column of Niutitang Formation in Lijiawan Profile

牛蹄塘組頁巖缺乏來源于高等植物的標準鏡質(zhì)組，無法測得其鏡質(zhì)體反射率(Ro)，只得利用測得的瀝青反射率(Rb)來換算鏡質(zhì)體反射率[25]，換算公式為：Ro=0.319 5+0.679 0Rb。鏡質(zhì)體反射率計算結(jié)果為1.09%～2.84%，平均值為2.13%，說明牛蹄塘組熱演化處于主生氣窗范圍，有利于干氣大量生成(圖4)。

表1 牛蹄塘組頁巖總有機碳分布

圖5 牛蹄塘組頁巖有機顯微組成Fig.5 Organic Maceral Composition of Niutitang Fomation Shale

圖6 觀音庵剖面牛蹄塘組頁巖掃描電鏡照片F(xiàn)ig.6 SEM Photographs of Niutitang Fomation Shale in Guanyin’an Profile

2.4 礦物組成

牛蹄塘組頁巖礦物組成主要有石英、黏土礦物和長石，還含有少量的碳酸鹽礦物和黃鐵礦(圖4)。其中，石英含量較高，為30%～54%，平均值為38%；黏土礦物含量為9%～38%，平均值為25%；長石含量為13%～38%，平均值為27%；碳酸鹽礦物含量為0%～26%，平均值為4%；黃鐵礦大多呈草莓狀晶體[圖6(b)]，少量呈粒狀，其顆粒直徑較小,多為0.5～4.0 μm。

牛蹄塘組頁巖中黏土礦物主要為伊利石，其次為伊蒙混層，此外，還有少量的蒙皂石和綠泥石(圖4)。其中，伊利石含量為45%～93%，平均值為69.1%；伊蒙混層含量為6%～53%，平均值為25.6%；綠泥石和蒙皂石二者含量占黏土礦物總含量的5.3%。伊蒙混層主要為伊利石層，伊利石層含量占伊蒙混層總含量的35%～95%，平均值為82.9%。前人研究認為，在有機碳含量較低的頁巖中，黏土礦物中伊利石對頁巖氣的吸附作用特別重要[26]，牛蹄塘組頁巖較高的伊利石和伊蒙混層含量有利于提高頁巖的吸附性能，對吸附氣的保存較為有利。

脆性指數(shù)是頁巖氣儲層評價中一個重要方面。Jarvie等最早采用B=Q/(Q+J+C)×100%(B為脆性指數(shù)；Q為石英含量；J為方解石含量；C為黏土礦物含量)對Barnett頁巖的脆性特征進行評價[27]，隨后Wang等相繼對各自研究區(qū)具體礦物組分進行研究并提出了類似的公式[28-29]。本文采用適用性較好的脆性指數(shù)計算公式[30]：B=(Q+F+J+D+C)/T×100%(F為長石含量；D為白云石含量；T為礦物總含量)。通過計算得出，牛蹄塘組脆性指數(shù)為54%～85%，平均值為69%，表現(xiàn)出較高的脆性特征。

2.5 儲層特征

掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，牛蹄塘組頁巖主要儲集空間為納米-微米級孔隙和微裂縫，并且以無機孔隙為主，有機質(zhì)孔隙欠發(fā)育。其中，無機孔隙主要為晶間孔、溶蝕孔、鑄?？滓约敖饫砻婵p孔(圖6)，孔徑多為0.2～5.0 μm。這些孔隙和微裂縫為頁巖氣提供了良好的儲集空間和滲流通道。儲層物性分析結(jié)果表明，牛蹄塘組頁巖儲層具有較高的孔隙度和較低的滲透率。露頭處樣品孔隙度為3.5%～7.2%，滲透率為(0.011～0.028)×10-3μm2。由于所取的露頭樣品會有一定程度的氧化，其物性參數(shù)可能會偏高。陜南地1井巖芯孔隙度為2.47%～3.81%(表2)，也表現(xiàn)為高值[6]。

2.6 含氣性特征

對剖面露頭采集的兩個樣品進行等溫吸附實驗?？傆袡C碳分別為6.96%、3.49%的頁巖飽和吸附氣含量(VL)最大分別為11.819 m3·t-1和12.440 m3·t-1(圖7)。鎮(zhèn)地1井26件樣品現(xiàn)場解析氣含量為0.58～2.92 m3·t-1；殘余氣含量為0.19～0.48 m3·t-1；損失氣含量為1.07～3.75 m3·t-1；總含氣量為1.84～6.04 m3·t-1，平均值為4.19 m3·t-1[16]。陜南地1井在牛蹄塘組頁巖層段有頁巖氣顯示，其全烴超過2%，總含氣量最高為2.71 m3·t-1。上述特征表明，牛蹄塘組頁巖吸附氣含量高，具有較好的含氣性[16]。

表2 中國南方地區(qū)下寒武統(tǒng)牛蹄塘組頁巖埋深、厚度、總有機碳、鏡質(zhì)體反射率和孔隙度對比

圖7 牛蹄塘組頁巖等溫吸附曲線Fig.7 Isothermal Adsorption Curves of Niutitang Formation Shale

2.7 頂?shù)装鍡l件

頂?shù)装鍡l件包括目的層上覆及下伏地層的巖性及接觸關(guān)系，良好的頂?shù)装鍡l件是頁巖氣封存在頁巖中的重要條件[31，33]。牛蹄塘組頁巖上覆頂板為上寒武統(tǒng)石牌組大段粉砂質(zhì)頁巖、鈣質(zhì)砂質(zhì)頁巖，厚度約為150 m，與牛蹄塘組地層整合接觸且橫向上展布穩(wěn)定，封閉性較好[圖8(a)]；牛蹄塘組下伏底板為震旦系燈影組四段大段白云巖(漢中市福成鎮(zhèn)大營村剖面厚度為243 m)，頂部發(fā)育順層溶洞，瀝青充填，風(fēng)化殼較為發(fā)育，與牛蹄塘組地層呈區(qū)域不整合接觸，牛蹄塘組頁巖氣可能會向下逸散[圖8(b)]。

3 與中國南方地區(qū)海相頁巖對比

對比中國南方地區(qū)下寒武統(tǒng)牛蹄塘組頁巖總有機碳、孔隙度、含氣性、礦物組成等關(guān)鍵參數(shù)(表2、3)，可見中國南方地區(qū)牛蹄塘組均具有較好生烴基礎(chǔ)(總有機碳高于2%)，埋深適中，除渝東南丁山1井外，頁巖厚度均大于30 m，脆性礦物含量高，而上揚子地臺北緣和黃陵背斜牛蹄塘組頁巖厚度更大，熱演化程度偏低，孔隙度偏高，含氣量相對較高，頁巖氣勘探效果明顯優(yōu)于其他地區(qū)。

4 討 論

4.1 頁巖有機質(zhì)孔隙欠發(fā)育的主要原因

圖8 牛蹄塘組頁巖頂?shù)装逡巴庹掌現(xiàn)ig.8 Field Photos of Niutitang Formation Shale in Roof and Floor

有機質(zhì)孔隙是頁巖氣吸附和儲存的主要空間，其主要由滯留在頁巖中的原油熱裂解生氣形成(對應(yīng)鏡質(zhì)體反射率為1.35%～3.20%)，并且隨著熱演化程度的增加，有機質(zhì)碳化程度增大，有機質(zhì)的抗壓性降低，進而導(dǎo)致有機質(zhì)孔隙逐漸減少，儲層孔隙度逐漸降低。當(dāng)鏡質(zhì)體反射率大于3.5%時，孔隙度降低至2%以下，失去儲層有效性[5]，進而導(dǎo)致頁巖氣散失。上揚子地臺北緣由于受到漢南古陸和米倉山古隆起等影響，地層埋深淺，熱演化程度適中(鏡質(zhì)體反射率約為2.13%)，對應(yīng)孔隙度大于2.5%，含氣量高，黃陵背斜地區(qū)如是。而四川盆地、渝東南、黔西、滇黔北等地區(qū)牛蹄塘組頁巖鏡質(zhì)體反射率均大于3.0%，黔西方深1井鏡質(zhì)體反射率可達到4.50%，其對應(yīng)的孔隙度不足1%，含氣量較低。圖9指示中國南方地區(qū)牛蹄塘組頁巖孔隙度與熱演化程度關(guān)系。隨著熱演化程度(鏡質(zhì)體反射率)的增大，頁巖總孔隙度降低(圖9)，這揭示了有機質(zhì)熱演化程度對孔隙度和含氣性的控制作用，解釋了中國南方地區(qū)牛蹄塘組頁巖有機質(zhì)孔隙普遍欠發(fā)育的現(xiàn)象。

表3 中國南方地區(qū)下寒武統(tǒng)牛蹄塘組頁巖含氣量、脆性礦物含量、壓力系數(shù)和測試產(chǎn)量對比

注：鄂陽頁1井脆性礦物含量為64%～84%;陜南地1井脆性礦物含量上段為55.53%，下段為62.81%。

圖9 中國南方地區(qū)牛蹄塘組頁巖孔隙度與熱演化程度關(guān)系Fig.9 Relationship Between Porosity and Thermal Evolution of Niutitang Formation Shale in Southern China

4.2 頁巖氣保存條件

在具備充足的生烴物質(zhì)基礎(chǔ)條件下，頁巖氣保存條件是決定頁巖氣富集的關(guān)鍵因素[34]。牛蹄塘組頁巖頂板為相對致密的泥質(zhì)粉砂巖或含泥灰?guī)r，厚度大，孔隙度、滲透率較低，對頁巖氣具有良好的封蓋作用。牛蹄塘組底板為燈影組物性較好的白云巖儲層，并且牛蹄塘組和燈影組之間多為區(qū)域不整合面，造成牛蹄塘組生成的烴類在濃度差影響下向底部散失，形成“上蓋下滲”型頂?shù)装迥Ｊ絒35]，不利于頁巖氣的早期滯留。但從表3可以看出，黃陵背斜和上揚子地臺北緣牛蹄塘組取得平均4 m3·t-1以上含氣量的重大突破，說明牛蹄塘組底部的區(qū)域不整合面并未對氣藏造成破壞性影響。中國南方其他地區(qū)在具有同樣充足物質(zhì)基礎(chǔ)的條件下勘探效果卻并不理想。本文研究認為除頁巖熱演化程度差異外，頁巖自身封蓋作用能在一定程度上阻礙頁巖氣向不整合面散失，進而導(dǎo)致勘探效果差異顯著。頁巖自身的封蓋作用與頁巖層的厚度直接相關(guān)。一方面，頁巖氣在向下散失的過程中，需克服頁巖有機質(zhì)及礦物對烴類氣體的吸附阻力，頁巖厚度越大，該吸附力越大；另一方面，頁巖本身低孔隙度(<10%)和低滲透率(每平方微米在10-9級至10-6級)的特點使頁巖微孔隙相當(dāng)于一個封閉體系，頁巖厚度越大，頁巖氣自身對氣體的封堵性越強，烴類氣體越難散失。因此，頁巖自身的封蓋作用可以一定程度上制約頁巖氣的逃逸散失，從而使頁巖氣不同程度地保存下來(圖10)。上揚子地臺北緣及黃陵背斜牛蹄塘組頁巖厚度大，為頁巖氣保存提供了有利條件。

H為頁巖厚度圖10 頁巖厚度對頁巖氣保存影響Fig.10 Effect of Shale Thickness on Shale Gas Preservation

5 頁巖氣勘探潛力

頁巖氣勘探潛力評價主要包括生氣能力、儲氣能力和易開采性3個方面[36-38]，影響參數(shù)主要有頁巖有效厚度、埋深、總有機碳、有機質(zhì)熱演化程度、礦物成分、孔隙度和含氣量等[39-40]。頁巖有效厚度是影響其生氣和儲氣能力的重要因素，是頁巖氣藏形成的關(guān)鍵，鑒于牛蹄塘組下伏的區(qū)域不整合面，頁巖以有效厚度大于30 m為宜；頁巖埋深與頁巖氣保存及技術(shù)可采性息息相關(guān)，烴類氣體能夠較好地保存下來，頁巖埋深不宜過淺，考慮到現(xiàn)今頁巖氣勘探開發(fā)技術(shù)和頁巖氣開采經(jīng)濟價值，頁巖埋深以500～4 000 m為宜；總有機碳是頁巖氣藏形成的基礎(chǔ)，也對頁巖儲氣性能有重要影響，形成商業(yè)性氣藏要求頁巖總有機碳高于2%；有機質(zhì)熱演化程度以處于生氣窗內(nèi)(1.1%40%)易于儲層壓裂造縫，有利于后期開采；商業(yè)性頁巖氣藏的頁巖孔隙度一般大于3%，且高產(chǎn)區(qū)一般為4%～5%；頁巖含氣量可以反映頁巖氣藏的規(guī)模和產(chǎn)能大小，是頁巖氣評價的重要參數(shù)指標，一般要求頁巖含氣量大于2.0 m3·t-1[41]。

上揚子地臺北緣下寒武統(tǒng)牛蹄塘組頁巖厚度大(有效厚度大于30 m)，埋深適中(500～4 000 m)，總有機碳較高(平均值為2.55%)，熱演化程度適中(鏡質(zhì)體反射率平均值為2.13%)，脆性礦物含量高(平均值為69%)，孔隙度(3.5%～7.2%)和含氣量(>2.5 m3·t-1)相對較高，這些參數(shù)均顯示了上揚子地臺北緣具有良好的頁巖氣勘探前景?；趯υ搮^(qū)優(yōu)質(zhì)頁巖的發(fā)育特征、埋深和熱演化程度的認識，認為回軍壩—麻柳鎮(zhèn)一帶牛蹄塘組優(yōu)質(zhì)頁巖(總有機碳不低于2%)厚度發(fā)育較穩(wěn)定，為40～100 m(圖11)，巖性以碳質(zhì)硅質(zhì)頁巖為主，并且牛蹄塘組埋深淺于4 000 m，而且鎮(zhèn)地1井和陜南地1井含氣量高，說明該地區(qū)保存條件較好。綜上所述，回軍壩—麻柳鎮(zhèn)一帶是牛蹄塘組海相頁巖氣有望取得勘探突破的最優(yōu)地區(qū)。

圖11 牛蹄塘組頁巖氣有利區(qū)分布Fig.11 Distribution of Shale Gas Favorable Area in Niutitang Formation

6 結(jié) 語

(1)上揚子地臺北緣下寒武統(tǒng)牛蹄塘組沉積于深水陸棚環(huán)境，富有機質(zhì)黑色頁巖發(fā)育，頁巖具有“四高一中”的特點，即高脆性、高總有機碳、高孔隙度、高含氣量、適中熱演化程度，顯示良好的頁巖氣形成地質(zhì)條件。

(2)相比中國南方地區(qū)下寒武統(tǒng)海相頁巖，上揚子地臺北緣牛蹄塘組頁巖具備足夠的生烴物質(zhì)基礎(chǔ)和較高的脆性，并且富有機質(zhì)頁巖厚度大，熱演化程度偏低，孔隙度和含氣量高，頁巖氣勘探效果明顯優(yōu)于其他地區(qū)。

(3)回軍壩—麻柳鎮(zhèn)一帶牛蹄塘組優(yōu)質(zhì)頁巖發(fā)育且厚度穩(wěn)定，埋深適中，保存條件較好，是上揚子地臺北緣牛蹄塘組海相頁巖氣下一步勘探的有利地區(qū)。