朱 彤

(1.中國(guó)石化 石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京 100083；2.頁(yè)巖油氣富集機(jī)理與有效開(kāi)發(fā)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083)

我國(guó)在多旋回的構(gòu)造演化與沉積過(guò)程中，發(fā)育了海相、海陸過(guò)渡相和陸相多套富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖層系[1-2]。其中陸相頁(yè)巖氣可采資源量7.92×1012m3，占31.6%，與海相頁(yè)巖氣可采資源量(8.97×1012m3，占35.8%)基本相當(dāng)，主要分布于四川盆地上三疊統(tǒng)—下侏羅統(tǒng)、鄂爾多斯盆地上三疊統(tǒng)等[3-4]。四川盆地陸相頁(yè)巖氣勘探雖然在元壩、涪陵、建南地區(qū)下侏羅統(tǒng)自流井組大安寨段、東岳廟段獲得良好頁(yè)巖油氣顯示和工業(yè)氣流[5-7], 但隨后探井試采和開(kāi)發(fā)評(píng)價(jià)均未見(jiàn)到理想的效果。分析原因，除了陸相頁(yè)巖復(fù)雜巖性適應(yīng)性壓裂工程技術(shù)尚待突破外，陸相與海相頁(yè)巖氣富集地質(zhì)條件的差異，也是影響陸相頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)效果的重要因素。

四川盆地下侏羅統(tǒng)陸相頁(yè)巖氣具有地層時(shí)代新(200 Ma)、構(gòu)造改造弱、壓力系數(shù)高(>1.2)的特點(diǎn)[8-9]。特別是由于陸相湖盆分布范圍較海相規(guī)模小，受周緣構(gòu)造山系(物源)影響大，沉積相變快，泥頁(yè)巖巖性組合類(lèi)型多樣(互層、夾層)，有機(jī)質(zhì)豐度相對(duì)海相低，儲(chǔ)集非均質(zhì)性強(qiáng)，因此陸相富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖沉積環(huán)境與海相深水陸棚沉積的優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖相比存在較大的差異[10-13]，導(dǎo)致陸相頁(yè)巖氣形成的物質(zhì)基礎(chǔ)較海相差，陸相頁(yè)巖氣形成的源—儲(chǔ)配置關(guān)系復(fù)雜，可壓裂性差異大[14-17]。此外，四川盆地下侏羅統(tǒng)僅經(jīng)歷了燕山期和喜馬拉雅期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖熱演化程度相對(duì)海相頁(yè)巖低，有機(jī)質(zhì)孔的發(fā)育程度及頁(yè)巖油氣的生成狀況也不相同，對(duì)陸相頁(yè)巖油氣富集的主控因素及類(lèi)型還缺乏清晰的認(rèn)識(shí)。本文通過(guò)對(duì)四川盆地元壩、涪陵、建南地區(qū)大安寨段和東岳廟段典型頁(yè)巖油氣區(qū)富集控制因素解剖研究，對(duì)影響該區(qū)下侏羅統(tǒng)陸相頁(yè)巖油氣富集的主控因素進(jìn)行探討。

1 巖性組合對(duì)頁(yè)巖源、儲(chǔ)和可壓性控制

1.1 巖性組合類(lèi)型

四川盆地早侏羅世為印支晚幕運(yùn)動(dòng)后的扇三角洲—湖泊環(huán)境沉積，經(jīng)歷了東岳廟期、大安寨期2次不同規(guī)模的湖侵[18-19]。但由于不同時(shí)期構(gòu)造活動(dòng)的差異，受周緣山系物源的影響，湖侵范圍存在較大的差異，導(dǎo)致不同時(shí)期的沉積相也不相同，主要發(fā)育了碳酸鹽湖泊和陸源碎屑湖泊2種沉積模式[20-23]。碳酸鹽湖泊沉積發(fā)育于盆緣構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定的大安寨湖侵期，沉積受陸源碎屑物源的影響較小，湖盆范圍相對(duì)較大，主要分布于川中—川東北地區(qū)，以濱湖—碳酸鹽巖淺湖—湖坡—半深湖沉積亞相為特征，微相及巖性組合主要包括介屑灘沉積的厚層介屑灰?guī)r夾薄層泥頁(yè)巖、湖坡風(fēng)暴灘沉積的頁(yè)巖與介屑灰?guī)r不等厚互層、半深湖泥沉積的厚層頁(yè)巖夾薄層介殼灰?guī)r3種類(lèi)型(表1，圖1)；而陸源碎屑湖泊沉積發(fā)育于盆緣構(gòu)造相對(duì)活躍的東岳廟局限湖侵期，沉積受盆地西南緣陸源碎屑物源的影響較大，湖盆收縮于川東地區(qū)，以扇三角洲—濱湖—碎屑巖淺湖—半深湖沉積亞相為特征，微相及巖性組合主要包括濱湖砂壩沉積的厚層粉砂巖夾薄層泥巖、淺湖砂泥坪沉積的紋層狀泥頁(yè)巖與粉砂巖不等厚互層、半深湖泥沉積的厚層泥頁(yè)巖夾薄層粉砂巖3種類(lèi)型(表1)。

1.2 不同泥頁(yè)巖巖性組合的源、儲(chǔ)和可壓裂性特征

泥頁(yè)巖品質(zhì)是頁(yè)巖油氣形成的物質(zhì)基礎(chǔ)，兼具生烴和儲(chǔ)集的雙重角色[24-27]，并對(duì)頁(yè)巖可壓裂性的工程技術(shù)造成影響[28-30]。針對(duì)具有生烴條件的厚層頁(yè)巖夾薄層介殼灰?guī)r、頁(yè)巖與介屑灰?guī)r不等厚互層、厚層泥頁(yè)巖夾薄層粉砂巖和紋層狀泥頁(yè)巖與粉砂巖不等厚互層4種巖性組合類(lèi)型，采用X衍射礦物組分、有機(jī)地化、氬離子拋光—掃描電鏡、壓汞—吸附聯(lián)合測(cè)定、脈沖滲透率、納米CT、含氣性測(cè)試等方法技術(shù)，對(duì)不同巖性組合的生烴、儲(chǔ)集、含氣性和可壓裂性等地質(zhì)特征進(jìn)行對(duì)比(圖2)。

表1 四川盆地下侏羅統(tǒng)巖性組合類(lèi)型沉積特征對(duì)比

Table 1 Comparison of sedimentary characteristics of lithologiccombination types of Lower Jurassic in Sichuan Basin

圖1 四川盆地涪陵地區(qū)FY3井大安寨二段頁(yè)巖氣形成條件綜合柱狀圖

1.2.1 生烴條件對(duì)比

以碳酸鹽湖泊占主導(dǎo)的頁(yè)巖與介屑灰?guī)r不等厚互層和厚層頁(yè)巖夾薄層介殼灰?guī)r，因受陸源碎屑物源的影響較小，水體清澈，浮游生物豐富，富含黃鐵礦、菱鐵礦等還原性自生礦物，表明為較深水的還原環(huán)境，利于有機(jī)質(zhì)的富集和保存，具有較好的生烴條件；TOC分布于0.6%～3.7%，平均值分別為1.4%和1.0%(圖2)，有機(jī)質(zhì)類(lèi)型主要為Ⅱ2型，兼有Ⅱ1型。而以陸源碎屑湖泊沉積占主導(dǎo)的厚層泥頁(yè)巖夾薄層粉砂巖和紋層狀泥頁(yè)巖與粉砂巖不等厚互層，因受陸源碎屑物源的影響較大，入湖水系帶入的含氧水體造成水體渾濁，為弱氧化環(huán)境，泥巖中有機(jī)質(zhì)含量低且不易保存，TOC主要分布于0.5%～1.9%，平均值為0.8%和0.9%(圖2)；有機(jī)質(zhì)類(lèi)型主要為Ⅱ2和Ⅲ型，巖心中可見(jiàn)植物炭屑，生烴條件較差。

圖2 四川盆地涪陵、元壩地區(qū)下侏羅統(tǒng)不同巖性組合地質(zhì)特征參數(shù)對(duì)比

1.2.2 儲(chǔ)集條件及含氣性對(duì)比

國(guó)內(nèi)外海相頁(yè)巖氣研究均表明，有機(jī)質(zhì)孔的大量發(fā)育是頁(yè)巖氣能夠持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵[31]。對(duì)于以碳酸鹽湖泊沉積占主導(dǎo)的頁(yè)巖與介屑灰?guī)r不等厚互層和厚層頁(yè)巖夾薄層介殼灰?guī)r，雖然有機(jī)質(zhì)豐度相對(duì)較高(TOC為0.6%～3.7%)，但較海相龍馬溪組優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)豐度(TOC為2%～5%)偏低，因此氬離子拋光—掃描電鏡下觀察統(tǒng)計(jì)的孔隙類(lèi)型以無(wú)機(jī)質(zhì)孔為主，包括黏土礦物間線(xiàn)狀孔隙、殘余粒間孔隙、少量方解石相關(guān)溶蝕孔(圖3a-d)；有機(jī)質(zhì)孔僅局部少量發(fā)育于無(wú)機(jī)礦物粒間瀝青內(nèi)和富氫、結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體內(nèi)，以及無(wú)結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體邊緣和內(nèi)生縫(圖3e)；微裂縫普遍發(fā)育，多為機(jī)械成因，呈波狀、微齒狀(圖3f)，是潛在的儲(chǔ)集空間和滲濾通道?；|(zhì)孔隙度平均3.3%(圖2)，壓汞—吸附聯(lián)合測(cè)定孔徑以中—大孔為主，中值孔徑24.42 nm，以中孔占比最高，為50%～70%；基質(zhì)滲透率因巖性組合方式不同存在明顯的差異。頁(yè)巖與介屑灰?guī)r不等厚互層頁(yè)理、紋理較發(fā)育，有利于水平微裂隙的形成，巖心上在泥、灰?guī)r性轉(zhuǎn)換處可見(jiàn)水平微裂隙，掃描電鏡下可觀察到水平微縫和粒緣縫發(fā)育。據(jù)納米CT實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果對(duì)比，頁(yè)巖與介屑灰?guī)r不等厚互層孔隙連通體積為6.65×1011nm3，基質(zhì)滲透率為0.02×10-3μm2，是厚層頁(yè)巖夾薄層介殼灰?guī)r孔隙連通體積(3.84×1011nm3)的近2倍、基質(zhì)滲透率(0.002 7×10-3μm2)的10倍，具有良好的連通性和滲透性。因此，頁(yè)巖與介屑灰?guī)r不等厚互層中介殼灰?guī)r薄夾層雖未具備生烴能力，孔隙度也不高，但介殼灰?guī)r薄夾層對(duì)與之相鄰的頁(yè)巖具有較好的封隔性，可形成良好的頂?shù)装鍡l件，有效遏制烴類(lèi)運(yùn)移，一定程度上保存了頁(yè)巖中的流體和孔隙，錄井氣測(cè)多出現(xiàn)異常高值，基質(zhì)含氣量普遍較高，平均2.3%～2.6%(圖2)。對(duì)于陸相以陸源碎屑湖泊沉積占主導(dǎo)的泥頁(yè)巖夾薄層粉砂巖和紋層狀泥頁(yè)巖與粉砂巖不等厚互層，儲(chǔ)集性較差，基質(zhì)孔隙度平均2.6%，含氣量較低，平均1.2%～1.4%。

1.2.3 可壓性對(duì)比

頁(yè)巖礦物組成中的硅質(zhì)和鈣質(zhì)作為脆性礦物的主體，其含量跟壓裂工程密切相關(guān)。不同的沉積環(huán)境沉積的頁(yè)巖，其脆性礦物組成類(lèi)型和巖石力學(xué)性質(zhì)存在較大差異。據(jù)X衍射礦物組分分析和巖石力學(xué)性質(zhì)測(cè)定表明，碳酸鹽湖泊較碎屑巖湖泊沉積的巖性組合鈣質(zhì)含量高，黏土含量較低，特別是頁(yè)巖與介屑灰?guī)r不等厚互層脆性礦物硅質(zhì)含量平均26%，鈣質(zhì)脆性礦物含量20.2%～47.16%，平均36%(圖4)，礦物脆性指數(shù)可達(dá)0.61，巖石力學(xué)測(cè)定計(jì)算的脆性指數(shù)可達(dá)0.67～0.76，具有較好的可壓裂性。據(jù)任嵐等[32]、趙文韜等[33]研究表明，該高頻互層巖性組合，除了脆性礦物含量較高外，頁(yè)理、紋理發(fā)育，層間巖性差異大，應(yīng)力薄弱面增多，受外力作用易形成大量水平縫，從而促進(jìn)了水力裂縫的徑向延伸，工程上將互層發(fā)育頻率作為表征頁(yè)巖壓裂形成縫網(wǎng)能力的重要因素之一。此外，在壓裂過(guò)程中，對(duì)裂縫尖端施加應(yīng)力，與層厚存在負(fù)冪指數(shù)關(guān)系，即層厚越小，層理越發(fā)育，越有利于裂縫的形成；對(duì)層理、層理縫相對(duì)較發(fā)育的儲(chǔ)層進(jìn)行改造，能獲得較大SRV和較高產(chǎn)能。由此表明，高頻互層中的薄層灰?guī)r可壓裂性好，可沿頁(yè)理水平裂縫發(fā)育并延伸，較塊狀泥頁(yè)巖更具良好的可壓裂性[34-35]。而厚層頁(yè)巖夾薄層介殼灰?guī)r、薄層粉砂巖，黏土含量高，近于50%，礦物脆性指數(shù)僅為0.46～0.49，巖石力學(xué)測(cè)定計(jì)算的脆性指數(shù)為0.52，顯示可壓性較差。

圖3 四川盆地下侏羅統(tǒng)泥頁(yè)巖與介殼灰?guī)r孔隙類(lèi)型特征

圖4 四川盆地涪陵、元壩地區(qū)下侏羅統(tǒng)不同巖性組合礦物組成對(duì)比

綜上所述，頁(yè)巖與介屑灰?guī)r不等厚互層具有較好頁(yè)巖氣生烴、儲(chǔ)集和可壓裂的配置條件，含氣性較好，有利于頁(yè)巖氣的形成和改造，為最有利的巖性組合；厚層頁(yè)巖夾薄層介殼灰?guī)r雖具有良好頁(yè)巖氣生烴和儲(chǔ)集條件，但滲透性和可壓裂性較差，為較有利巖性組合；泥頁(yè)巖夾薄層粉砂巖和紋層狀泥頁(yè)巖與粉砂巖不等厚互層，頁(yè)巖氣生烴、儲(chǔ)集和可壓裂條件均差，為不利巖性組合。

2 成熟度對(duì)有機(jī)孔和油氣生成的控制

2.1 成熟度對(duì)儲(chǔ)層有機(jī)孔發(fā)育的控制

前人[36]在海相頁(yè)巖成熟度對(duì)有機(jī)質(zhì)孔發(fā)育的控制研究表明，隨著成熟度增大，有機(jī)質(zhì)孔隙呈現(xiàn)出先逐漸增加、再逐步減少的趨勢(shì)。針對(duì)有機(jī)質(zhì)孔發(fā)育的成熟度下限，國(guó)內(nèi)外學(xué)者雖開(kāi)展了一些研究，但眾說(shuō)不一，如REED等[37]認(rèn)為Barnett和Haynesville海相頁(yè)巖中有機(jī)質(zhì)孔形成始于成熟度Ro=0.8%，而CURTIS等[38]、HILL等[39]和薛蓮花等[40]研究均發(fā)現(xiàn)，有機(jī)質(zhì)Ro<0.90%時(shí)有機(jī)質(zhì)孔不發(fā)育，進(jìn)入生氣窗以后液態(tài)烴開(kāi)始裂解，有機(jī)質(zhì)孔開(kāi)始發(fā)育，孔體積開(kāi)始增加。

通過(guò)對(duì)四川盆地下侏羅統(tǒng)不同成熟度的頁(yè)巖氬離子拋光—掃描電鏡下有機(jī)質(zhì)孔的發(fā)育特征研究表明，當(dāng)泥頁(yè)巖Ro=1.1%時(shí)，處于生氣初期，有機(jī)質(zhì)孔不發(fā)育(圖5a)；當(dāng)Ro=1.3%時(shí)，處于生氣階段，有機(jī)質(zhì)孔才開(kāi)始發(fā)育(圖5b)；當(dāng)Ro=1.6%～2%時(shí)，處于大量生氣階段，有機(jī)質(zhì)孔較發(fā)育(圖5c)，由此有機(jī)質(zhì)孔發(fā)育過(guò)程也表現(xiàn)隨成熟度增加而逐漸發(fā)育的特點(diǎn)。但四川盆地下侏羅統(tǒng)有機(jī)質(zhì)孔開(kāi)始發(fā)育的成熟度下限要高于國(guó)外學(xué)者提出的Ro值，分析其原因，可能與陸相和海相有機(jī)質(zhì)類(lèi)型差異有關(guān)。四川盆地下侏羅統(tǒng)陸相泥頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)類(lèi)型主要為腐泥—腐殖型(Ⅱ2)，兼有腐殖型(Ⅲ)，而海相有機(jī)質(zhì)類(lèi)型以Ⅰ型和Ⅱ1型為主。CHALMERS等[41-43]認(rèn)為，Ⅰ型和Ⅱ1型干酪根比Ⅱ2、Ⅲ型干酪根更容易裂解生烴和產(chǎn)生有機(jī)質(zhì)孔，主要原因是Ⅱ2、Ⅲ型干酪根轉(zhuǎn)化為油氣的能力遠(yuǎn)低于Ⅰ型和Ⅱ1型。

圖5 四川盆地涪陵地區(qū)下侏羅統(tǒng)不同成熟度泥頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)孔發(fā)育情況

2.2 成熟度對(duì)油氣生成的控制

四川盆地中下侏羅統(tǒng)泥頁(yè)巖成熟度在平面和縱向上存在著較大差異。平面上，成熟度自西南向北東逐漸增大[44]，油氣類(lèi)型也自西南向北東呈現(xiàn)出生油區(qū)—凝析油—凝析氣+濕氣—干氣分布；縱向上，埋深分布于500～4 500 m，成熟度隨著埋深的增加呈增加的趨勢(shì)(圖6)，由此控制著川東涪陵和川東北元壩地區(qū)頁(yè)巖油氣的生成。川東涪陵地區(qū)涼高山組和大安寨段埋深較淺，多小于2 300 m，成熟度較低，Ro多為0.9%～1.3%，處于成熟階段，以油為主，同時(shí)有凝析氣，XL101井、FS1井在大一亞段測(cè)試獲日產(chǎn)氣11～12 m3、日產(chǎn)油54～68 m3，通過(guò)原油流體性質(zhì)測(cè)定，原油密度(0.783 g/cm3)、黏度(動(dòng)力黏度2.952 mPa·s)均較低，為高成熟到過(guò)成熟原油，氣油比1 751 m3/m3，凝析油含量445.35 g/m3,屬高含油凝析氣藏[45-46]；東岳廟段泥頁(yè)巖隨著埋深增大，成熟度也增大，Ro在1.36%～1.6%，處于高成熟階段，以干氣為主。川東北元壩地區(qū)中下侏羅統(tǒng)(千佛崖組和大安寨段—東岳廟段)埋深更大(>3 500 m)，處于高成熟度階段，泥頁(yè)巖成熟度Ro在1.38%～2.02%，平均1.62%，以干氣為主，測(cè)試獲日產(chǎn)(14～50)×104m3工業(yè)氣流。

3 異常高壓對(duì)頁(yè)巖氣富集高產(chǎn)的控制

頁(yè)巖氣藏不僅具有自生自?xún)?chǔ)、連續(xù)聚集的特點(diǎn)，其異常高壓的形成也具有特殊性。頁(yè)巖中有機(jī)質(zhì)深埋生烴造成孔隙壓力增大，以及頁(yè)巖自身封閉性是泥頁(yè)巖異常高壓形成的關(guān)鍵。在異常壓力和烴濃度差的作用下，烴類(lèi)向外運(yùn)移，如果氣藏封閉性不好，頁(yè)巖氣排出過(guò)快造成壓力大幅降低，甚至形成低壓，反之則會(huì)保持較高的地層壓力。因此地層壓力對(duì)頁(yè)巖氣的保存和富集具有良好的指示作用。頁(yè)巖氣的高產(chǎn)層往往都具有較高的壓力系數(shù)[47-50]。四川盆地下侏羅統(tǒng)泥頁(yè)巖層段普遍為超壓，總體保存條件較好，但在不同地區(qū)，地層壓力變化較大。川東涪陵大安寨段和建南地區(qū)東岳廟段埋深較淺，多小于2 300 m，成熟度較低，以油為主，為超壓，壓力系數(shù)1.1～1.4；元壩地區(qū)千佛崖組和大安寨段埋深大于3 500 m，成熟度高，主要以生氣為主，為超壓—超高壓，壓力系數(shù)1.33～2.07。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，壓力系數(shù)與測(cè)試產(chǎn)量具有一定的正相關(guān)性，超壓使巖石破裂產(chǎn)生大量微裂縫，增大儲(chǔ)集空間，也為頁(yè)巖氣的高產(chǎn)提供了足夠的能量，有利于陸相頁(yè)巖氣的富集高產(chǎn)。

4 陸相頁(yè)巖油氣富集類(lèi)型

在陸相頁(yè)巖氣富集主控因素分析的基礎(chǔ)上，從有利巖性組合、構(gòu)造和生烴演化、孔隙演化、壓力、油氣生成相態(tài)等方面，將四川盆地下侏羅統(tǒng)頁(yè)巖油氣劃分為超高壓高成熟頁(yè)巖與灰?guī)r互層頁(yè)巖氣型和超壓低成熟頁(yè)巖與灰?guī)r互層頁(yè)巖油氣型。這2種類(lèi)型均形成于有利的碳酸鹽湖坡風(fēng)暴灘頁(yè)巖與介屑灰?guī)r不等厚互層組合，因經(jīng)歷的燕山期和喜馬拉雅期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)弱差異，導(dǎo)致構(gòu)造和生烴、孔隙、壓力、油氣生成相態(tài)的協(xié)同演化過(guò)程不同。

4.1 超高壓高成熟頁(yè)巖與灰?guī)r互層頁(yè)巖氣型

以川東北元壩大安寨段為代表，受燕山期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)較強(qiáng)、喜馬拉雅期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)較弱的影響，富集過(guò)程具早期快埋壓實(shí)、中期深埋生烴、晚期微抬調(diào)整的特點(diǎn)(圖7)。特別是中期(早—中白堊世)深埋生烴階段，川東北地區(qū)鄰近燕山晚期米倉(cāng)山—大巴山構(gòu)造帶，泥頁(yè)巖層快速深埋至6 000 m[51]，有機(jī)質(zhì)成熟度隨之增大，Ro最大可達(dá)2.0%高成熟階段，液態(tài)烴逐漸向氣態(tài)烴轉(zhuǎn)化，直至大量干氣生成。在上述成烴演化過(guò)程中，無(wú)機(jī)孔快速減少，有機(jī)質(zhì)孔隙逐步發(fā)育，生烴增壓作用明顯，孔隙壓力增高。晚白堊世—第四紀(jì)晚期, 川東北地區(qū)受喜馬拉雅期龍門(mén)山構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響較弱，整體抬升幅度較小，僅為1 500～2 000 m，地層仍保持超高壓狀態(tài)(壓力系數(shù)1.6～2.1)，呈現(xiàn)出成熟度較高(Ro為1.5%～2%)、埋深較大(3 800～4 300 m)、保存較好、以干氣產(chǎn)出的特點(diǎn)。

圖6 四川盆地涪陵(a)、元壩(b)地區(qū)中下侏羅統(tǒng)泥頁(yè)巖成熟度與深度關(guān)系

圖7 四川盆地下侏羅統(tǒng)超高壓高成熟頁(yè)巖與灰?guī)r互層頁(yè)巖氣型富集模式

4.2 超壓低成熟頁(yè)巖與灰?guī)r互層頁(yè)巖油氣型

以川東南涪陵大安寨段為代表，受燕山期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)較弱、喜馬拉雅期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)較強(qiáng)的影響，富集過(guò)程具早期快埋壓實(shí)、中期緩埋生烴、晚期快抬調(diào)整的特點(diǎn)。中期(早—中白堊世)緩埋生烴階段，川東南地區(qū)受燕山晚期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響較弱，泥頁(yè)巖層埋深幅度小，僅至4 500 m[51]，有機(jī)質(zhì)成熟度相對(duì)較低，Ro由0.7%僅增大至1.3%，處于凝析油氣階段，有機(jī)質(zhì)孔隙不發(fā)育，生烴增壓有限；晚白堊世—第四紀(jì)晚期，川東南地區(qū)受喜馬拉雅期川東華鎣山高陡構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，整體抬升幅度較大(2 000～2 500 m)，地層壓力降低，呈現(xiàn)出成熟度較低(Ro為1.1%～1.4%，平均1.27%)、埋深較淺(2 000～2 500 m)、超壓(壓力系數(shù)1.1～1.3)、油氣同產(chǎn)的特點(diǎn)。

4.3 頁(yè)巖氣有利目標(biāo)優(yōu)選

在上述陸相頁(yè)巖氣富集控制因素和富集類(lèi)型分析的基礎(chǔ)上，依據(jù)有利目標(biāo)優(yōu)選原則，即有利的碳酸鹽湖坡風(fēng)暴灘(頁(yè)巖與介屑灰?guī)r不等厚互層)沉積相區(qū)、不同的成熟度區(qū)間(Ro>1.3%和Ro=1%～1.3%)、超壓(Pi>1.2)三因素，對(duì)四川盆地中下侏羅統(tǒng)不同區(qū)塊陸相頁(yè)巖油氣目標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)(表2)，優(yōu)選出元壩大安寨段和涪陵北東岳廟段為頁(yè)巖氣勘探有利目標(biāo)；涪陵北和閬中—平昌大安寨段、建南東岳廟段、元壩千佛崖組二段為頁(yè)巖油氣勘探較有利目標(biāo)。

5 結(jié)論

(1)四川盆地陸相頁(yè)巖油氣富集受控于泥頁(yè)巖巖性組合、成熟度和壓力3個(gè)主控因素。以碳酸鹽湖泊沉積占主導(dǎo)的碳酸鹽湖坡風(fēng)暴灘沉積的頁(yè)巖與介屑灰?guī)r不等厚互層，具有良好頁(yè)巖氣生烴、儲(chǔ)集、滲透和可壓裂性配置條件，有利于頁(yè)巖氣的形成和改造，是最有利的巖性組合類(lèi)型。成熟度控制著泥頁(yè)巖儲(chǔ)層有機(jī)質(zhì)孔的發(fā)育和頁(yè)巖油氣的生成，有機(jī)質(zhì)孔隨成熟度增加而逐漸發(fā)育，油氣產(chǎn)出自南西向北東隨著成熟度增大呈現(xiàn)出生油區(qū)—凝析油—凝析氣+濕氣—干氣的分布。超壓有利于陸相頁(yè)巖油氣的富集高產(chǎn)，使巖石破裂產(chǎn)生大量微裂縫，增大儲(chǔ)滲空間，為頁(yè)巖氣的高產(chǎn)提供足夠的能量。

表2 四川盆地下侏羅統(tǒng)頁(yè)巖油氣有利目標(biāo)評(píng)價(jià)

注：表中數(shù)值意義為最小值～最大值/平均值。

(2)四川盆地下侏羅統(tǒng)頁(yè)巖油氣具有超高壓高成熟頁(yè)巖與灰?guī)r互層頁(yè)巖氣型和超壓低成熟頁(yè)巖與灰?guī)r互層頁(yè)巖油氣型2種富集類(lèi)型。元壩大安寨段和涪陵北東岳廟段為頁(yè)巖氣勘探有利目標(biāo)，涪陵北和閬中—平昌大安寨段、建南東岳廟段、元壩千佛崖組二段為頁(yè)巖油氣勘探較有利目標(biāo)。