弓 義,李天宇,吳凱凱,包漢勇,王 進(jìn),金愛(ài)民,樓章華,李夢(mèng)瑤
1浙江大學(xué)海洋學(xué)院;2中國(guó)石化江漢油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院
涪陵頁(yè)巖氣田是我國(guó)第一個(gè)投入商業(yè)開(kāi)發(fā)的大型頁(yè)巖氣田[1],已建成年產(chǎn)能100×108m3。該區(qū)上奧陶統(tǒng)五峰組—下志留統(tǒng)龍馬溪組富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖段厚度較大,是頁(yè)巖氣高產(chǎn)層段。根據(jù)頁(yè)巖的顏色和所含筆石、放射蟲(chóng)的豐度以及巖性等特征,龍馬溪組可分為3個(gè)巖性段,自下而上依次為:龍一段、龍二段、龍三段[2-4]??碧浇Y(jié)果表明,五峰組—龍一段含氣泥頁(yè)巖層的脆性礦物含量高、物性好,是頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的主力目的層系,它又可細(xì)分為9個(gè)亞層,其中下部的①—⑤亞層為優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖氣段。川東南地區(qū)部署的大量頁(yè)巖氣鉆井在五峰組—龍馬溪組均鉆遇了厚度大于30 m的優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖,其中的有機(jī)質(zhì)以Ⅰ型干酪根為主,Ro介于2.20%~3.47%,平均值為2.70%,有機(jī)質(zhì)熱演化處于過(guò)成熟階段[5],原始生烴條件優(yōu)越。
關(guān)于影響頁(yè)巖氣富集高產(chǎn)的因素,前人從有機(jī)質(zhì)豐度、有機(jī)質(zhì)成熟度、頂?shù)装搴穸取⒌V物組成、儲(chǔ)層物性等方面開(kāi)展過(guò)評(píng)價(jià)研究[6-10]。研究區(qū)在地質(zhì)歷史時(shí)期經(jīng)歷了多期次的構(gòu)造和熱演化,導(dǎo)致泥頁(yè)巖含氣性在區(qū)域上表現(xiàn)出分布的不連續(xù)性。在中國(guó)南方海相高熱演化地區(qū),頁(yè)巖氣資源受控于復(fù)雜的構(gòu)造條件,后期構(gòu)造作用的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間所決定的保存條件的優(yōu)劣是頁(yè)巖氣能否富集高產(chǎn)的關(guān)鍵[11-14]。針對(duì)涪陵頁(yè)巖氣田的研究[15-18]揭示:構(gòu)造演化與構(gòu)造作用是影響涪陵地區(qū)頁(yè)巖氣保存條件的主要因素,構(gòu)造作用所導(dǎo)致的地層變形、大規(guī)模斷裂及天然裂縫發(fā)育等因素使得頁(yè)巖氣保存條件變差[15]。在前人研究的基礎(chǔ)上,筆者對(duì)不同構(gòu)造變形區(qū)域頁(yè)巖氣的保存條件進(jìn)行了深入分析,優(yōu)選了產(chǎn)氣有利區(qū),以期為今后頁(yè)巖氣的勘探開(kāi)發(fā)提供決策依據(jù)。
涪陵頁(yè)巖氣田位于四川盆地東南緣,萬(wàn)縣復(fù)向斜南部與方斗山復(fù)背斜交會(huì)的位置,東臨大耳山西—齊岳山斷裂帶,西部以馬武斷層為界,整體呈近南北向展布于川東高陡褶皺帶焦石壩斷背斜—石門(mén)—金坪斷背斜之上[19-20](圖1)。
圖1 涪陵頁(yè)巖氣田五峰組底埋深圖Fig.1 Depth map of the bottom of Wufeng Formation in Fuling shale gas field
研究區(qū)作為川東高陡褶皺帶的一部分,經(jīng)歷了多個(gè)演化階段,受到加里東運(yùn)動(dòng)、海西運(yùn)動(dòng)、印支運(yùn)動(dòng)、燕山運(yùn)動(dòng)和喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)等的疊加改造影響[21]。基于NW—SE走向平衡剖面的恢復(fù),研究區(qū)加里東運(yùn)動(dòng)至印支運(yùn)動(dòng)整體以隆升剝蝕為主,燕山運(yùn)動(dòng)和喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)在造成地層抬升剝蝕的同時(shí),形成了一系列復(fù)雜的斷裂褶皺組合(圖2):前燕山期,構(gòu)造穩(wěn)定,主要以垂向運(yùn)動(dòng)為主,未發(fā)生明顯構(gòu)造變形;燕山早期,受東側(cè)雪峰山的逆沖推覆擠壓作用,地層沿基底面發(fā)生滑脫褶皺,NE向擠壓斷裂構(gòu)造初始形成;燕山中晚期,NE向構(gòu)造增強(qiáng)并定型,褶皺翼部發(fā)生斷裂作用,斷裂向上消失于志留系泥頁(yè)巖這套重要的滑脫層,淺層形成弱滑脫褶皺,斷層不發(fā)育;喜馬拉雅期,在雙向擠壓作用下,齊岳山斷層切穿志留系,同時(shí)淺層逆沖斷層發(fā)育,褶皺作用加強(qiáng),NW向構(gòu)造帶形成,并對(duì)早期構(gòu)造產(chǎn)生一定的改造[22-23]。
圖2 涪陵頁(yè)巖氣田構(gòu)造演化剖面(剖面位置見(jiàn)圖1)Fig.2 Structural evolution profile of Fuling shale gas field(section location is shown in Fig.1)
自東南向西北、由基底向沉積蓋層的多層式滑脫擠壓下的遞進(jìn)式變形作用控制了區(qū)內(nèi)斷層-褶皺的形成,主要發(fā)育了北東向斷裂系統(tǒng)(大耳山、石門(mén)、金坪、吊水巖、天臺(tái)場(chǎng)等斷層)及北西向斷裂系統(tǒng)(烏江斷層)(圖1)[18,22,24]。根據(jù)五峰組—龍馬溪組地層變形和斷裂發(fā)育情況,以石門(mén)—金坪斷裂帶為界,涪陵頁(yè)巖氣田可劃分為東帶和西帶(圖2)。
東帶變形較為強(qiáng)烈,以斷裂復(fù)雜化的褶皺為主,可細(xì)分為石門(mén)—金坪斷背斜及白馬向斜等多個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元(圖1)。齊岳山斷層切穿寒武系、奧陶系、志留系、二疊系,向上斷至地表而形成通天斷裂。構(gòu)造變形較強(qiáng)烈的背斜帶還發(fā)育大量斷距在100 m以下的小斷層,從奧陶系斷至下志留統(tǒng),將背斜構(gòu)造帶嚴(yán)重破碎化。白馬向斜變形相對(duì)較弱,有相對(duì)完整的保存單元。
西帶變形相對(duì)較弱,以褶皺為主,可細(xì)分為焦石壩斷背斜、江東斜坡及烏江斷背斜、梓里場(chǎng)斷背斜、平橋斷背斜等(圖1)。其中,焦石壩斷背斜主體表現(xiàn)為一平緩寬闊、軸向北東的箱狀背斜,東西兩個(gè)轉(zhuǎn)折端受北東向和近南北向兩組斷裂控制,背斜主體部位地層平緩,斷裂基本不發(fā)育。往西、西北方向,整體上構(gòu)造變形和斷層活動(dòng)逐漸減弱,除西部的馬武斷層斷距超過(guò)1 600 m,走向北西、傾向北東的烏江斷層斷距超過(guò)1 000 m外,其余主控?cái)鄬訑嗑嗑∮?00 m,向下終止于寒武系膏鹽層,向上斷至中—下三疊統(tǒng)膏鹽層[25-26]。
根據(jù)涪陵頁(yè)巖氣田同一變形區(qū)內(nèi)地層后期變形程度與改造強(qiáng)度,以及實(shí)際開(kāi)發(fā)效果,氣田區(qū)構(gòu)造類型可以劃分為5類:穩(wěn)定型、較穩(wěn)定型、弱變形型、變形型和復(fù)雜型,對(duì)應(yīng)的典型實(shí)例分別為焦石壩箱狀背斜、平橋斷背斜、烏江斷背斜、白濤向斜、石門(mén)—金坪斷背斜。
近年來(lái)的勘探實(shí)踐證實(shí):良好的保存條件是海相頁(yè)巖氣富集與高產(chǎn)的關(guān)鍵因素;在我國(guó)南方復(fù)雜構(gòu)造區(qū),構(gòu)造改造強(qiáng)度是頁(yè)巖氣層保存條件的主控因素[27-28]。
區(qū)域蓋層影響頁(yè)巖氣層的壓力場(chǎng)和地溫場(chǎng),良好的區(qū)域蓋層條件是頁(yè)巖層系保持區(qū)域性高含氣量的重要保證。此外,蓋層的封閉能力具有時(shí)效性,即蓋層形成的時(shí)間和質(zhì)量影響其封蓋效果。涪陵頁(yè)巖氣田的主生氣期為中侏羅世—晚白堊世,此階段頁(yè)巖氣埋深最大,地層壓力最高,含氣泥頁(yè)巖層的上覆地層厚度約為1 000~5 500 m,包括二疊系和三疊系—侏羅系等多套地層(圖3),其中主要的區(qū)域蓋層及封蓋性能見(jiàn)表1。西帶的焦石壩斷背斜三疊系膏巖層雖遭受剝蝕,但中志留統(tǒng)小河壩組—韓家店組發(fā)育深灰色、灰色、灰綠色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖,其分布面積廣、累計(jì)厚度大(一般在600~800 m之間),孔隙度、滲透率低,加之巖石能干性差,具有一定的塑性,斷層和微裂縫相對(duì)不發(fā)育,故能有效地阻止頁(yè)巖氣的散失。小河壩組—韓家店組區(qū)域蓋層封閉能力穩(wěn)定,封蓋面積大,是一套良好的蓋層。相對(duì)而言,東帶龍馬溪組的上覆地層剝蝕嚴(yán)重,小河壩組—韓家店組的連續(xù)性被密集發(fā)育的斷裂所破壞,這對(duì)頁(yè)巖氣的整體封存非常不利。
頂?shù)装鍨橹苯优c含氣頁(yè)巖層段接觸的上覆及下伏地層。頂?shù)装迮c頁(yè)巖氣層間的接觸關(guān)系以及頂?shù)装宓奶卣鳎◣r性、厚度、橫向連續(xù)性、物性和突破壓力等)對(duì)含氣頁(yè)巖的保存條件非常關(guān)鍵,這決定了頁(yè)巖氣是否能夠在早期主生烴期就保存、富集于頁(yè)巖層內(nèi)。優(yōu)越的頂?shù)装鍡l件既是頁(yè)巖氣層具有良好保存條件的基礎(chǔ),也是復(fù)雜構(gòu)造地區(qū)頁(yè)巖氣富集的關(guān)鍵因素[29]。如圖4所示,涪陵頁(yè)巖氣田五峰組—龍一段頁(yè)巖氣層為典型的“上蓋下堵”型。從焦頁(yè)A井的巖石物性特征分析,頁(yè)巖氣藏的頂板為⑨亞層的頁(yè)巖層和龍二段的濁積砂巖層,底板為澗草溝組石灰?guī)r層,⑥、⑦亞層較為特殊,既充當(dāng)頂板又充當(dāng)?shù)装?,它們的平均孔隙度都?.50%以下,滲透率基本在0.03×10-3μm2以下。①—⑤和⑧亞層作為主要的產(chǎn)氣層段,含氣性較好,平均孔隙度均在3.0%以上,滲透率基本在0.05×10-3μm2以上。頂?shù)装宓耐黄茐毫υ?~7 MPa之間,雖然和前人對(duì)焦石壩區(qū)塊研究得到的頂?shù)装逋黄茐毫14,24]相比明顯偏低,但也處于5 MPa以上,表明微觀封閉性能好[30]。
圖3 涪陵頁(yè)巖氣田五峰組—龍馬溪組頁(yè)巖氣區(qū)域蓋層和頂?shù)装迨疽鈭DFig.3 Distribution of caprock,roof and floor of the Wufeng Formation-Longmaxi Formation in Fuling shale gas field
表1 涪陵頁(yè)巖氣田五峰組—龍馬溪組區(qū)域蓋層和頂?shù)装逄卣鳎〒?jù)文獻(xiàn)[25],修改)Table 1 Characteristics of caprock,roof and floor of the Wufeng Formation-Longmaxi Formation in Fuling shale gas field(cited from literature[25],modified)
圖4 涪陵頁(yè)巖氣田含氣頁(yè)巖層頂?shù)装寰C合評(píng)價(jià)圖(焦頁(yè)A井)Fig.4 Comprehensive evaluation map of gas-bearing shale roof and floor in Fuling shale gas field(Well Jiaoye A)
2.3.1 構(gòu)造類型及樣式
自東南向西北、由基底向沉積蓋層的多層式滑脫擠壓下的遞進(jìn)式變形作用控制了區(qū)內(nèi)斷層-褶皺的多種構(gòu)造樣式,研究區(qū)整體呈現(xiàn)前展式逆沖構(gòu)造樣式,按基底是否卷入可劃分為基底卷入型逆沖構(gòu)造與基底未卷入的蓋層滑脫型逆沖構(gòu)造:基底卷入型逆沖構(gòu)造只在齊岳山斷裂帶附近發(fā)育,其余地區(qū)均為蓋層滑脫型逆沖構(gòu)造。
志留系所在的中部構(gòu)造層局部構(gòu)造主要表現(xiàn)為9種構(gòu)造樣式(圖5)。不同的構(gòu)造類型和樣式整體反映出多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)所造成的區(qū)域構(gòu)造變形、變位特征,同時(shí)也是影響保存條件的主要因素[31]。如圖5所示:東帶主要構(gòu)造樣式為背沖背斜和對(duì)沖向斜;西帶主要構(gòu)造樣式為箱狀背斜、斷背斜和擠壓背斜。目前已有的頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)表明,構(gòu)造寬緩、形態(tài)完整的正向構(gòu)造常見(jiàn)較高的氣測(cè)顯示,表現(xiàn)出較好的頁(yè)巖氣保存條件[33]。
2.3.2 斷層分布特征
受多期構(gòu)造應(yīng)力作用,涪陵頁(yè)巖氣田五峰組—龍馬溪組發(fā)育了30多條不同等級(jí)的斷層。這些斷層均為逆斷層,走向以NNE向?yàn)橹?,部分NNW向(烏江斷層)或近SN向(大耳山—齊岳山斷層)[32]。NNE向斷層主要形成于燕山期,NNW向的烏江斷層發(fā)育時(shí)間略晚。
圖5 涪陵頁(yè)巖氣田志留系中部構(gòu)造層變形樣式及其分布Fig.5 Deformation patterns and distribution of the middle Silurian structural layer in Fuling shale gas field
研究區(qū)西帶斷裂相對(duì)較少,深大斷裂較不發(fā)育(僅發(fā)育馬武斷層和烏江斷層),底板中裂縫充填物(方解石脈)普遍較少,屬于相對(duì)穩(wěn)定的構(gòu)造區(qū)域。東帶穩(wěn)定區(qū)域面積偏小,區(qū)內(nèi)諸多斷穿地表的深大斷裂是制約頁(yè)巖氣保存條件的關(guān)鍵因素。根據(jù)斷距大小以及延伸長(zhǎng)度,將不同斷層分為4個(gè)等級(jí):斷距大于1500 m、延伸長(zhǎng)度大于40 km的為一級(jí)斷層;斷距在500~1500 m之間、延伸長(zhǎng)度大于20 km且小于40 km的為二級(jí)斷層;斷距在300~500 m之間、延伸長(zhǎng)度小于20 km的為三級(jí)斷層;四級(jí)斷層與三級(jí)斷層相比,斷距和延伸長(zhǎng)度更小。區(qū)內(nèi)的馬武斷層、烏江斷層、大耳山西斷層、齊岳山斷層、山窩斷層、石門(mén)斷層和金坪斷層(其最大斷距位于南部的焦頁(yè)K井附近,約為3 450 m)等7條斷層是影響研究區(qū)頁(yè)巖氣成藏保存的最主要的大斷層(圖6)。
2.3.3 裂縫發(fā)育特征
強(qiáng)烈的斷裂破碎作用對(duì)頁(yè)巖氣藏具有顯著的破壞作用,強(qiáng)烈的構(gòu)造變形使得頁(yè)巖氣層和頂?shù)装逯辛芽p發(fā)育,進(jìn)而導(dǎo)致頁(yè)巖氣逸散[31]。結(jié)合底板曲率程度,根據(jù)鉆井巖心觀察和成像測(cè)井微裂縫解釋(圖7)對(duì)裂縫發(fā)育情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,將裂縫發(fā)育程度分為3級(jí):Ⅰ級(jí)為裂縫發(fā)育較少,地層未破碎;Ⅱ級(jí)為裂縫較發(fā)育,地層破碎程度中等;Ⅲ級(jí)為裂縫發(fā)育,地層破碎嚴(yán)重。各構(gòu)造類型區(qū)塊的裂縫發(fā)育特征如下:焦石壩區(qū)塊焦頁(yè)A井含氣頁(yè)巖層僅下部發(fā)育5條高阻縫,裂縫開(kāi)啟程度較低且多為方解石脈充填,底板條件好,裂縫不發(fā)育,幾乎未被破壞;平橋區(qū)塊焦頁(yè)D井含氣頁(yè)巖層發(fā)育6條高導(dǎo)縫,底板條件整體較好;烏江區(qū)塊焦頁(yè)G井和白濤區(qū)塊焦頁(yè)E井含氣頁(yè)巖段裂縫發(fā)育較多,可能是受鄰近斷裂的影響導(dǎo)致;石門(mén)—金坪區(qū)塊焦頁(yè)J井含氣頁(yè)巖層僅發(fā)育3條高阻縫。整體來(lái)看,五峰組—龍馬溪組含氣頁(yè)巖層及其頂?shù)装鍢?gòu)造縫發(fā)育程度中等。
圖6 涪陵頁(yè)巖氣田五峰組—龍馬溪組斷層分布及保存條件評(píng)價(jià)Fig.6 Fault distribution and preservation condition evaluation of Wufeng Formation-Longmaxi Formation in Fuling shale gas field
圖7 涪陵頁(yè)巖氣田不同構(gòu)造變形區(qū)內(nèi)典型井五峰組—龍馬溪組FMI成像測(cè)井裂縫特征Fig.7 FMI fracture characteristics of typical well in different tectonic deformation zones of Fuling shale gas field
強(qiáng)烈的構(gòu)造隆升、褶皺變形和斷裂破壞致使獨(dú)立、封閉的頁(yè)巖壓力系統(tǒng)受到改變,流體散失必然導(dǎo)致地層流體能量、成分的變化,因此可通過(guò)地層壓力特征來(lái)表征頁(yè)巖氣保存條件。地層壓力系數(shù)是頁(yè)巖氣保存條件評(píng)價(jià)的綜合指標(biāo)之一。近年來(lái)的頁(yè)巖氣勘探實(shí)踐證明:高壓發(fā)育是頁(yè)巖氣保存條件良好的充分條件之一,頁(yè)巖氣工業(yè)產(chǎn)能通常與異常高壓發(fā)育程度成正相關(guān)關(guān)系[33]。對(duì)四川盆地及周緣下古生界21口開(kāi)發(fā)井的壓力系數(shù)與日產(chǎn)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,發(fā)現(xiàn)二者呈顯著的正相關(guān)關(guān)系(圖8)。
圖8 四川盆地及周緣下古生界頁(yè)巖氣產(chǎn)量與壓力系數(shù)關(guān)系圖Fig.8 Relationship between shale gas production and pressure coefficient of Lower Paleozoic in Sichuan Basin and its surrounding area
研究區(qū)西帶除了焦頁(yè)E井壓力系數(shù)為0.98(受烏江斷層影響),焦頁(yè)F井壓力系數(shù)為1.10(受馬武斷層影響)外,整體壓力系數(shù)在1.20以上,屬于超壓或弱高壓區(qū),頁(yè)巖氣產(chǎn)量高或非常高。東帶除了白馬向斜的焦頁(yè)I井壓力系數(shù)為1.30外,其余壓力系數(shù)在0.97~1.10之間,基本為常壓或低壓,測(cè)試產(chǎn)量較低或很低。
頁(yè)巖氣屬于連續(xù)性天然氣聚集,具有自生自儲(chǔ)的特點(diǎn),不存在大范圍的運(yùn)移,但對(duì)于受多期構(gòu)造作用強(qiáng)烈影響、以游離氣為主的高演化程度頁(yè)巖層系而言,必然有動(dòng)態(tài)調(diào)整和平衡的過(guò)程。涪陵頁(yè)巖氣田經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造運(yùn)動(dòng),不同構(gòu)造部位受構(gòu)造作用的強(qiáng)弱程度不同,會(huì)導(dǎo)致其構(gòu)造形態(tài)、地層變形強(qiáng)度和斷裂發(fā)育程度等構(gòu)造特征的差異,相應(yīng)的頁(yè)巖氣保存條件也有所不同。依據(jù)近年來(lái)選區(qū)評(píng)價(jià)和鉆采試驗(yàn)分析的成果,發(fā)現(xiàn)研究區(qū)構(gòu)造變形強(qiáng)弱與頁(yè)巖氣平面含氣性有很好的相關(guān)性,頁(yè)巖氣資源豐度和含量也存在明顯的分區(qū)性。
筆者在前人對(duì)研究區(qū)構(gòu)造區(qū)塊劃分的基礎(chǔ)上,選擇與構(gòu)造作用關(guān)系密切的出露地層、地層變形指數(shù)、斷裂發(fā)育情況、裂縫發(fā)育程度、地層壓力系數(shù)和頁(yè)巖氣測(cè)試產(chǎn)量等參數(shù)對(duì)不同區(qū)塊頁(yè)巖氣保存條件進(jìn)行評(píng)價(jià)[35](表2,圖6)。
焦石壩背斜和江東斜坡屬于穩(wěn)定型構(gòu)造。該區(qū)塊出露地層基本為三疊系,目的層埋深在2 600~3 400 m之間;富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖厚度約為100 m,TOC在2.90%~3.50%之間;地層變形強(qiáng)度?。▋A角在0°~30°之間),遠(yuǎn)離主控?cái)嗔眩瑪鄬蛹皹?gòu)造裂縫不發(fā)育,構(gòu)造形態(tài)寬緩,巖層封閉性較好。鉆井壓力系數(shù)和測(cè)試產(chǎn)量普遍較高,反映穩(wěn)定型構(gòu)造整體保存條件良好:焦頁(yè)A井壓力系數(shù)達(dá)1.67,測(cè)試產(chǎn)量為15.37×104m3/d,CH4含量為96.32%;焦頁(yè)B井壓力系數(shù)為1.55,測(cè)試產(chǎn)量為20.30×104m3/d,CH4含量為98.20%;焦頁(yè)C井CH4含量為98.29%。
平橋斷背斜屬于較穩(wěn)定型構(gòu)造。該區(qū)塊出露地層也為三疊系,目的層埋深在2 800~3 600 m之間;頁(yè)巖厚度為100~116 m,T O C在2.70%~3.00%之間;地層變形較弱(傾角小于30°),斷裂相對(duì)發(fā)育,與焦石壩背斜和江東斜坡相比,底板封閉性較差。鉆井測(cè)試結(jié)果反映較穩(wěn)定型構(gòu)造頁(yè)巖氣保存條件較好:焦頁(yè)D井壓力系數(shù)為1.60,測(cè)試產(chǎn)量為24.47×104m3/d,CH4含量為91.89%;焦頁(yè)L井CH4含量為98.01%。
烏江斷背斜和白馬向斜屬于弱變形型構(gòu)造。該區(qū)塊出露地層主要為二疊系和三疊系,目的層埋深在3 000~4 200 m之間;頁(yè)巖厚度為94~110 m,TOC在2.60%~3.10%之間;地層變形強(qiáng)度較大(傾角介于20°~50°),斷裂較發(fā)育,烏江斷層的最大斷距為900 m,其他伴生斷層規(guī)模較小。鉆井測(cè)試結(jié)果反映弱變形型構(gòu)造保存條件中等:焦頁(yè)G井壓力系數(shù)為1.39,測(cè)試產(chǎn)量為6.03×104m3/d,CH4含量為95.18%;焦頁(yè)I井壓力系數(shù)為1.30,測(cè)試產(chǎn)量為6.27×104m3/d,CH4含量為98.05%;焦頁(yè)H井CH4含量為97.98%。
梓里場(chǎng)斷背斜和白濤向斜屬于變形型構(gòu)造。該區(qū)塊出露地層主要為侏羅系、三疊系,目的層埋深在3 400~5 000 m之間;頁(yè)巖厚度為96~112 m,T O C在2.85%~3.10%之間;地層變形較為強(qiáng)烈(傾角在0°~70°之間),斷裂發(fā)育,主控?cái)鄬訑嗑啻笥? 000 m,頂?shù)装宸忾]性較差。鉆井測(cè)試結(jié)果反映該類構(gòu)造保存條件較差:焦頁(yè)E井壓力系數(shù)為0.98,測(cè)試產(chǎn)量為4.48×104m3/d;焦頁(yè)F井壓力系數(shù)為1.10。
表2 涪陵頁(yè)巖氣田不同構(gòu)造類型區(qū)頁(yè)巖氣保存條件綜合評(píng)價(jià)Table 2 Comprehensive evaluation of shale gas preservation condition of different structural types in Fuling shale gas field
石門(mén)—金坪背斜屬于復(fù)雜型構(gòu)造。主要出露地層為三疊系、二疊系和志留系,目的層埋深在1 600~3 000 m之間;頁(yè)巖厚度為92~108 m,TOC在2.95%~3.20%之間;地層變形強(qiáng)烈(傾角在0°~60°之間,局部大于70°),斷裂發(fā)育,構(gòu)造較破碎,巖層裂縫發(fā)育,封閉條件差。鉆井測(cè)試結(jié)果反映該類構(gòu)造保存條件最差:焦頁(yè)J井壓力系數(shù)為0.98,測(cè)試產(chǎn)量小于2.0×104m3/d,CH4含量為96.98%。
(1)涪陵頁(yè)巖氣田五峰組—龍馬溪組頁(yè)巖上覆區(qū)域蓋層分布廣泛,累積厚度較大。頁(yè)巖層的頂板為五峰組—龍一段⑨亞層的頁(yè)巖層和龍二段濁積砂巖層,底板為澗草溝組石灰?guī)r層,⑥、⑦亞層既充當(dāng)頂板又充當(dāng)?shù)装?。頂?shù)装鍞鄬踊蛭⒘芽p相對(duì)不發(fā)育,總體封閉性能較好。
(2)依據(jù)構(gòu)造變形強(qiáng)弱、斷裂發(fā)育等特征,可以將涪陵頁(yè)巖氣田構(gòu)造變形類型劃分為5類:穩(wěn)定型、較穩(wěn)定型、弱變形型、變形型和復(fù)雜型,對(duì)應(yīng)的典型實(shí)例分別為焦石壩箱狀背斜、平橋斷背斜、烏江斷背斜、白濤向斜、石門(mén)—金坪斷背斜。
(3)選擇與構(gòu)造作用關(guān)系密切的出露地層、地層變形指數(shù)、斷裂發(fā)育情況、裂縫發(fā)育程度、地層壓力系數(shù)和頁(yè)巖氣測(cè)試產(chǎn)量等參數(shù)對(duì)不同區(qū)塊頁(yè)巖氣保存條件進(jìn)行評(píng)價(jià),研究區(qū)保存條件整體上西帶好于東帶:焦石壩區(qū)塊保存條件最好,其次為平橋區(qū)塊,烏江和白馬區(qū)塊保存條件中等,梓里場(chǎng)區(qū)塊保存條件較差,石門(mén)—金坪區(qū)塊因構(gòu)造破壞嚴(yán)重保存條件最差。