陳波，張家銘，韓京

(長(zhǎng)江大學(xué)非常規(guī)油氣湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心，湖北武漢430100)

下?lián)P子西部地區(qū)Y1井大隆組巖相分類(lèi)

陳波，張家銘，韓京

(長(zhǎng)江大學(xué)非常規(guī)油氣湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心，湖北武漢430100)

相比上揚(yáng)子地區(qū)頁(yè)巖巖石相而言，對(duì)下?lián)P子的研究較少。以下?lián)P子西部地區(qū)Y1井二疊系大隆組為研究對(duì)象，在野外剖面觀察和巖石薄片研究的基礎(chǔ)上，通過(guò)電子顯微鏡、全巖礦物分析等方法，識(shí)別出大隆組頁(yè)巖礦物成分主要以石英和黏土礦物成分為主，含有方解石、斜長(zhǎng)石、白云石及黃鐵礦等。由于頁(yè)巖巖相分類(lèi)沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，所以通過(guò)調(diào)研和總結(jié)國(guó)際、國(guó)內(nèi)頁(yè)巖巖相分類(lèi)現(xiàn)狀，并結(jié)合本地區(qū)頁(yè)巖的特殊性，提出了頁(yè)巖巖相的劃分方案。即以有機(jī)碳和硅質(zhì)含量為依據(jù)劃分出含碳低硅頁(yè)巖相、含碳中硅頁(yè)巖相、含碳高硅頁(yè)巖相、中碳中硅頁(yè)巖相、中碳高硅頁(yè)巖相、高碳低硅頁(yè)巖相、高碳中硅頁(yè)巖相、高碳高硅頁(yè)巖相、富碳中硅頁(yè)巖相以及富碳高硅頁(yè)巖相等10種巖石相，其中高碳高硅頁(yè)巖相、富碳中硅頁(yè)巖相和富碳高硅頁(yè)巖相是最有利巖相。

下?lián)P子;巖石相;有機(jī)碳;硅質(zhì)含量;有利巖相

近年來(lái)，隨著美國(guó)頁(yè)巖氣的商業(yè)開(kāi)發(fā)成功，頁(yè)巖氣在我國(guó)也成為油氣勘探和研究的熱點(diǎn)［1-6］，并且潛力巨大［7-10］。國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)泥頁(yè)巖的儲(chǔ)集空間和保存條件進(jìn)行了大量的研究并取得了一系列的成果［11-17］，但是對(duì)泥頁(yè)巖巖相的分類(lèi)劃分研究比較少［18-19］，沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，大體上分為兩類(lèi):一類(lèi)根據(jù)頁(yè)巖紋理、結(jié)構(gòu)等特征為主劃分頁(yè)巖巖相［20-21］;另一類(lèi)是根據(jù)礦物組成、有機(jī)質(zhì)含量等劃分巖相［22-23］。但是隨著對(duì)泥頁(yè)巖油氣藏認(rèn)識(shí)的不斷提高［24］，具有良好可壓性且油氣富集的區(qū)域成為新的勘探重點(diǎn)，而這些因素都與巖相的特征密切相關(guān)，因此開(kāi)展泥頁(yè)巖巖相研究具有重要意義。

1 頁(yè)巖巖相分類(lèi)方案

通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，本地區(qū)巖性主要是硅質(zhì)巖，既沒(méi)有明顯紋層特征，碳酸鹽巖礦物含量也特別低，所以通過(guò)紋理、結(jié)構(gòu)特征劃分巖相在本地區(qū)不適用，所以只能采用后一種分類(lèi)方法。

近年來(lái)，由于水平井和水力壓裂在頁(yè)巖氣藏中的應(yīng)用，促使美國(guó)頁(yè)巖氣大獲成功。從美國(guó)頁(yè)巖氣的勘探經(jīng)歷來(lái)看，頁(yè)巖氣藏的關(guān)鍵是尋找那些有機(jī)質(zhì)富集并且含氣量高和地質(zhì)條件好的有利區(qū)帶;從地質(zhì)學(xué)角度來(lái)看，水力壓裂的有效性主要與巖石礦物有關(guān)，硅質(zhì)礦物含量高會(huì)使巖石脆性提高，有利于壓裂。基于以上觀點(diǎn)，本文以硅質(zhì)和有機(jī)碳含量為依據(jù)，并結(jié)合中石化標(biāo)準(zhǔn)和本區(qū)的實(shí)際情況，劃分巖相(見(jiàn)表1)。

研究顯示，這種泥頁(yè)巖巖相分類(lèi)方案再結(jié)合有機(jī)質(zhì)演化程度和天然裂縫的分布特征，能夠比較準(zhǔn)確的識(shí)別頁(yè)巖氣有利區(qū)［25］。

表1 巖相劃分方法

對(duì)研究區(qū)內(nèi)采集的露頭和井下樣品進(jìn)行全巖礦物分析和熱解，結(jié)果顯示大隆組主要以石英和粘土礦物為主，含有方解石、白云石、斜長(zhǎng)石、黃鐵礦等，其中硅質(zhì)含量為21%～63%，平均46．83%，有機(jī)碳含量為0．192%～9．93%，平均3．07%。綜上所述，將X1井大隆組劃分出含碳低硅頁(yè)巖相、含碳中硅頁(yè)巖相、含碳高硅頁(yè)巖相、中碳中硅頁(yè)巖相、中碳高硅頁(yè)巖相、高碳低硅頁(yè)巖相、高碳中硅頁(yè)巖相、高碳高硅頁(yè)巖相、富碳中硅頁(yè)巖相以及富碳高硅頁(yè)巖相等10種巖石相(見(jiàn)圖1)，其中高碳高硅頁(yè)巖相、富碳中硅頁(yè)巖相和富碳高硅頁(yè)巖相是最為有利的勘探開(kāi)發(fā)巖相。

圖1Y1井大隆組巖相劃分

從圖1可以看出，整個(gè)大隆組硅質(zhì)分布較均勻，大部分是中硅巖相，其次是高硅巖相，低硅巖相最少;而TOC含量分布不均勻，富有機(jī)碳主要集中在中間部位，并呈現(xiàn)出3個(gè)峰值，表現(xiàn)為富碳巖相，其余部分為中碳和高碳巖相，至于含碳巖相大部分出現(xiàn)在大隆組上部，厚度較大?？傮w上看，大隆組的下部和中部都表現(xiàn)出從中碳到高碳再到富碳這樣的一個(gè)含碳量遞增的旋回，而在上部主要是從中碳到含碳的一個(gè)遞減的過(guò)程。這主要是由于沉積環(huán)境的改變而導(dǎo)致的。

通過(guò)對(duì)Th和U測(cè)線的研究發(fā)現(xiàn)，Th/U的波動(dòng)與海平面的變化有很好的一致性［26］，同時(shí)也與劃分的巖相有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系(見(jiàn)圖2)。當(dāng)Th/U小于2時(shí)，盆地處于還原環(huán)境，海平面升高，水體加深，沉積物主要來(lái)源于深海，硅質(zhì)和有機(jī)質(zhì)豐富，表現(xiàn)為富碳、高碳和高硅中硅巖相，為優(yōu)勢(shì)巖相;當(dāng)Th/U大于2時(shí)，盆地處于氧化環(huán)境，海平面降低，水體變淺，沉積物受陸源碎屑的影響，陸源石英增多，自生石英和有機(jī)質(zhì)減少［25］，表現(xiàn)為含碳或低硅巖相。

圖2Y1井大隆組Th/U與巖相對(duì)比

2 巖相特征

2．1富碳高硅頁(yè)巖相

主要出現(xiàn)在大隆組下部，巖性為灰黑色、黑色硅質(zhì)巖，碳質(zhì)頁(yè)巖，主要礦物為硅質(zhì)(自生石英)、粘土礦物、石英、長(zhǎng)石以及黃鐵礦，含較多碳質(zhì)。硅質(zhì)為隱晶質(zhì)且含量高，含有較多的方解石，石英長(zhǎng)石含量較少。鏡下可見(jiàn)大量放射蟲(chóng)，殼壁為硅質(zhì)，部分被黃鐵礦充填(圖3a)。同時(shí)可以見(jiàn)到明顯的亮暗同心圓，硅質(zhì)外殼一般被有機(jī)質(zhì)充填，部分被有機(jī)質(zhì)溶蝕后被硅質(zhì)所充填(圖3b)，這就說(shuō)明硅質(zhì)來(lái)源與生物有關(guān)。

2．2富碳中硅頁(yè)巖相

在大隆組的中部，巖性為灰黑色、黑色硅質(zhì)巖。主要礦物為硅質(zhì)(自生石英)、粘土礦物、石英、長(zhǎng)石以及黃鐵礦，含較多碳質(zhì)。硅質(zhì)為隱晶質(zhì)，含量較高，石英長(zhǎng)石含量較少。鏡下可見(jiàn)放射蟲(chóng)，但大部分被方解石所充填(圖3c)。

2．3高碳高硅頁(yè)巖相

在大隆組的下部和中部，巖性為灰黑色、黑色硅質(zhì)巖。主要礦物為硅質(zhì)(自生石英)、粘土礦物、石英、長(zhǎng)石以及黃鐵礦，含較多碳質(zhì)。硅質(zhì)為隱晶質(zhì)，含量較高，石英長(zhǎng)石含量較少。鏡下可見(jiàn)大量放射蟲(chóng)，殼壁為硅質(zhì)，部分被黃鐵礦充填，且具有定向分布等特點(diǎn)(圖3d)。

圖3X1井大隆組頁(yè)巖顯微鏡下特征

3 結(jié)論

1)大隆組地層主要以石英和粘土礦物為主，含有方解石、白云石、斜長(zhǎng)石、黃鐵礦等，其中硅質(zhì)含量為21%～63%，平均46．83%，有機(jī)碳含量為0．192%～9．93%，平均3．07%。

2)結(jié)合前人的研究成果，針對(duì)本地區(qū)，提出了新的頁(yè)巖巖相分類(lèi)方案。該方案以硅質(zhì)和有機(jī)碳含量為標(biāo)準(zhǔn)，劃分巖石相，共劃分出10種巖石相。其中高碳高硅頁(yè)巖相、富碳中硅頁(yè)巖相和富碳高硅頁(yè)巖相是最為有利的勘探開(kāi)發(fā)巖相。通過(guò)與Th/U的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，巖相與海平面變化相對(duì)應(yīng)，即當(dāng)Th/U小于2時(shí)，盆地處于還原環(huán)境，海平面升高，水體加深，沉積物主要來(lái)源于深海，硅質(zhì)和有機(jī)質(zhì)豐富，表現(xiàn)為富碳、高碳和高硅中硅巖相;當(dāng)Th/U大于2時(shí)，盆地處于氧化環(huán)境，海平面降低，沉積物受陸源碎屑的影響，陸源石英增多，自生石英和有機(jī)質(zhì)減少，表現(xiàn)為含碳或低硅巖相。

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Facies Classification of Well Y1 of Dalong Group in Western Regions of Lower Yangtze

CHEN Bo，ZHANG Jiaming，HAN Jing
(Unconventional Oil and Gas Collaborative Innovation Center in Hubei Province，Yangtze University，Wuhan，Hubei 430100，China)

There are more about shale lithofacies in Upper Yangtze region with less discussion of lower Yangtze．We have observed the outcrops and cores of Permian Dalong Group of Y1 well in western region of lower Yangtze．The mineral composition is dominantly clastic quartz and clay minerals，including feldspar，calcite，dolomite，pyrite and so on．There is not a unified classifi-cation for the shale lithofacies on the basis of the investigation of the recent classification of shale lithofacies．A comprehensive lithofacies classification scheme combined with the special nature of shale has been suggested in this paper．According to the organic carbon and silicon content of shale，it divided the shale lithofacies into differences:carbon low silicon shale lithofacies;carbon medium silicon shale lithofacies;carbon high silicon shale lithofacies;medium carbon low silicon shale lithofacies;medium carbon medium silicon shale lithofacies;medium carbon high silicon shale lithofacies;high carbon low silicon shale lithofacies;high carbon medium silicon shale lithofacies;high carbon high silicon shale lithofacies;carbon-rich medium silicon shale lithofacies;carbon-rich high silicon shale lithofacies．Of all the lithofacies above．I think high carbon high silicon shale lithofacies、carbon-rich medium silicon shale lithofacies and carbon-rich high silicon shale lithofacies are the most favorable facies．

Low Yangtze;Facies;Organic carbon;Silicon content;Favorable facies

P618．13

A

10．14101/j．cnki．issn．1002－4336．2017．01．020

2017－01－08

中海石油(中國(guó))有限公司(CCL2014SHPS0036EXP)資助

陳波(1967－)，男，湖北松滋人，教授，博導(dǎo)，研究方向:儲(chǔ)層沉積學(xué)、非常規(guī)油氣資源評(píng)價(jià)，電話:027－69111832，E-mail:chpo@yantzeu．cdu．cn．