王恩澤，郭彤樓，劉波，黎茂穩(wěn)，熊亮，董曉霞，張南希，王同

（1. 北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院，北京 100871；2. 中國(guó)石油化工股份有限公司西南油氣分公司，成都 610041；3. 中國(guó)石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083；4. 中國(guó)石油化工股份有限公司西南油氣分公司勘探開發(fā)研究院，成都 610041）

0 引言

頁巖氣勘探開發(fā)是目前石油行業(yè)最主要的攻關(guān)方向之一[1-8]。2020年，美國(guó)頁巖氣的產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到了7 330×108m3[7]，顯示出頁巖氣廣闊的發(fā)展前景。中國(guó)頁巖氣勘探開發(fā)起步較晚，但在四川和鄂爾多斯等盆地均取得了實(shí)質(zhì)性的勘探突破，成為少數(shù)具有頁巖氣工業(yè)產(chǎn)量的國(guó)家[9]。目前中國(guó)頁巖氣的勘探開發(fā)主要集中于海相頁巖，海陸過渡相頁巖是近幾年頁巖氣勘探開發(fā)的新領(lǐng)域[10]。中國(guó)海陸過渡相頁巖氣資源量可達(dá)19.8×1012m3，占中國(guó)頁巖氣總資源量的25%[11]，鄂爾多斯盆地二疊系山西組、四川盆地二疊系龍?zhí)督M等海陸過渡相頁巖氣具有廣闊的資源前景[12-13]。

海陸過渡相頁巖主要沉積環(huán)境為三角洲、潮坪和潟湖[14]。相比于海相頁巖，海陸過渡相頁巖沉積環(huán)境變化頻繁，造成了海陸過渡相頁巖在不同地區(qū)、不同層系及層系內(nèi)部，均具有強(qiáng)烈的非均質(zhì)性，如武瑾等[12]指出在鄂爾多斯盆地二疊系山西組中不同類型頁巖之間 TOC、孔隙類型及含氣性等差異巨大。海相頁巖氣的勘探經(jīng)驗(yàn)難以適配海陸過渡相頁巖復(fù)雜的地質(zhì)條件。四川盆地二疊系龍?zhí)督M海陸過渡相頁巖研究目前尚處于起步階段，前人僅有少量研究涉及古沉積環(huán)境[15]和儲(chǔ)集層特征[16]，但是對(duì)于龍?zhí)督M頁巖內(nèi)部的非均質(zhì)性及其對(duì)勘探潛力的影響并未深入探討。因此開展四川盆地龍?zhí)督M頁巖地質(zhì)特征及富氣條件研究，揭示其含氣性主控因素具有重大意義。

本文選取四川盆地東南緣二疊系龍?zhí)督M頁巖，通過大量地質(zhì)和地球化學(xué)分析化驗(yàn)，系統(tǒng)劃分頁巖巖相，對(duì)比不同巖相頁巖物性和含氣性差異及主控因素，分析海相和海陸過渡相頁巖氣系統(tǒng)在有機(jī)質(zhì)富集機(jī)制、物性、含氣性等方面的差異，以期為海陸過渡相頁巖氣甜點(diǎn)區(qū)預(yù)測(cè)和勘探開發(fā)選區(qū)提供理論依據(jù)。

1 地質(zhì)概況

四川盆地是中國(guó)中西部最主要的含油氣盆地，面積約為18×104km2。截至2019年底，四川盆地頁巖氣地質(zhì)資源量可達(dá)21.7×1012m3，是中國(guó)天然氣資源最豐富、勘探潛力最大的盆地[17]。四川盆地二疊系龍?zhí)督M是典型的海陸過渡相頁巖氣層系[14]。

晚二疊世四川盆地受東吳運(yùn)動(dòng)影響，表現(xiàn)出西南高，北東低的構(gòu)造格局。由于構(gòu)造格局的差異，同一時(shí)期不同地區(qū)沉積相明顯不同，從河流三角洲相到深水陸棚相均有發(fā)育[18]。其中東南和中部廣泛發(fā)育沼澤、潟湖相沉積環(huán)境（見圖1a）[15]，大面積沉積了1套含煤海陸過渡相頁巖地層。主要巖性為黑色頁巖與薄層粉砂巖、煤層互層，有機(jī)質(zhì)類型以Ⅲ型為主[14]。

圖1 四川盆地上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M沉積相分布及研究區(qū)龍?zhí)督M綜合柱狀圖

研究區(qū)位于四川盆地東南緣林灘場(chǎng)地區(qū)，受川東南構(gòu)造影響，整體表現(xiàn)為北東—南西向展布的長(zhǎng)軸背斜，主要發(fā)育北東和北西向斷裂[19]。2017年中國(guó)石油化工股份有限公司西南油氣分公司向盆緣拓展勘探區(qū)并證實(shí)林灘場(chǎng)地區(qū)具有良好的頁巖氣形成和保存條件[19]，目前該區(qū)有探井3口，均鉆遇龍?zhí)督M，測(cè)井解釋共有含氣層7層32 m，微含氣層4層29 m。3口井中僅LY3井對(duì)二疊系龍?zhí)督M進(jìn)行全井段系統(tǒng)取心，取心深度為3 154～3 244 m（見圖1b），主要為潮坪—潟湖沉積環(huán)境，巖性為含煤頁巖、碳酸鹽巖和泥質(zhì)粉砂巖互層，頁巖單層厚度較薄?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試LY3井龍?zhí)督M頁巖含氣量為0.15～11.69 cm3/g，均值為2.50 cm3/g，顯示出較好的勘探潛力。

2 巖相類型及其特征

2.1 巖相劃分方法

不同的巖相往往反映不同的沉積環(huán)境和地質(zhì)特征[20-23]，目前學(xué)界尚無統(tǒng)一的頁巖巖相分類標(biāo)準(zhǔn)。本文借鑒前人巖相劃分方法，在礦物學(xué)三端元?jiǎng)澐址椒ǖ幕A(chǔ)上，選取TOC作為獨(dú)立參數(shù)進(jìn)行巖相劃分，取TOC值2%作為富有機(jī)質(zhì)和貧有機(jī)質(zhì)的界限[20]。

2.2 巖相類型及其特征

LY3井龍?zhí)督M頁巖TOC值為0.10%～12.64%，均值為2.37%。X射線衍射測(cè)試表明黏土礦物是LY3井龍?zhí)督M頁巖最主要的礦物類型（見圖 2），含量均值為47.9%。鈣質(zhì)礦物含量次之，均值為28.1%，其中白云石是最主要的鈣質(zhì)礦物，含量最高可達(dá)49.0%，菱鐵礦含量較高，最高為21.0%。硅質(zhì)礦物含量最低，均值僅為20.0%，其中以石英為主，幾乎不含長(zhǎng)石類礦物。結(jié)合TOC數(shù)據(jù)，可以分為4類巖相：貧有機(jī)質(zhì)鈣質(zhì)頁巖、貧有機(jī)質(zhì)混合頁巖、貧有機(jī)質(zhì)黏土頁巖和富有機(jī)質(zhì)黏土頁巖，不同巖相的地質(zhì)特征如表1所示。

圖2 研究區(qū)LY3井龍?zhí)督M海陸過渡相頁巖礦物含量圖

表1 研究區(qū)不同巖相頁巖地質(zhì)特征表

不同巖相頁巖在鏡下呈現(xiàn)不同的沉積構(gòu)造特征（見圖3）。貧有機(jī)質(zhì)鈣質(zhì)頁巖具有生物碎屑結(jié)構(gòu)，主要由泥晶鈣質(zhì)礦物組成（見圖 3a、圖 3b），可見部分扇狀、橢圓狀生物碎屑，部分生物碎屑被白云石交代（見圖3b）。貧有機(jī)質(zhì)混合頁巖較為復(fù)雜，部分與貧有機(jī)質(zhì)鈣質(zhì)頁巖相似，具有生物碎屑結(jié)構(gòu)，鈣質(zhì)礦物含量較高（見圖3c）。部分與貧有機(jī)質(zhì)黏土頁巖較為相似，呈現(xiàn)典型的泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，混有少量的硅質(zhì)碎屑（見圖3d）。貧有機(jī)質(zhì)黏土頁巖主要為泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，偶見少量碎屑組分零散分布（見圖3e、圖3f），有機(jī)質(zhì)含量較低且呈團(tuán)塊狀分布。富有機(jī)質(zhì)黏土頁巖沉積構(gòu)造和貧有機(jī)質(zhì)黏土頁巖類似，但有機(jī)質(zhì)豐度較高，鏡下呈現(xiàn)深褐色—黑色（見圖3g、圖3h）。

圖3 林灘場(chǎng)地區(qū)LY3井龍?zhí)督M頁巖不同巖相頁巖沉積結(jié)構(gòu)鏡下微觀特征

綜合TOC、物性等參數(shù)，特別是從有機(jī)質(zhì)的富集程度角度，初步推斷，富有機(jī)質(zhì)黏土頁巖是研究區(qū)最有利的巖相。由于頁巖的水平滲透率更多的受到層理和頁理影響，與海相頁巖并無明顯差別，本文不再贅述。頁巖儲(chǔ)集空間和垂向滲透性則受孔隙發(fā)育特征控制，因此還需要對(duì)海陸過渡相頁巖各巖相的孔隙類型和結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入研究。

3 頁巖儲(chǔ)集層孔隙類型和結(jié)構(gòu)

3.1 孔隙類型與結(jié)構(gòu)

3.1.1 孔隙類型

孔隙類型和孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)于頁巖氣的富集具有明顯的控制作用[24]，依據(jù)孔隙和礦物的關(guān)系可以將頁巖中的孔隙分為3類[20,24]：有機(jī)質(zhì)孔、骨架礦物相關(guān)孔和黏土礦物相關(guān)孔。研究區(qū)龍?zhí)督M不同巖相頁巖掃描電鏡觀察如圖4所示。

研究區(qū)龍?zhí)督M頁巖骨架礦物相關(guān)孔主要分為兩種：①粒內(nèi)孔隙，以菱鐵礦的納米級(jí)粒內(nèi)溶蝕孔和微裂縫最為常見（見圖4a—圖4c），石英顆粒粒內(nèi)孔隙也較為發(fā)育（見圖4d），粒內(nèi)骨架礦物相關(guān)孔多為橢圓或不規(guī)則狀，孔隙連通性較差，大多數(shù)為孤立孔隙。②粒間孔隙和微裂縫（見圖4e），孔隙發(fā)育連通性較好，偶見孔隙連片。黏土礦物相關(guān)孔包括片狀伊蒙混層（見圖4f—圖4h）和片狀伊利石層間縫兩種（見圖4i）。有機(jī)質(zhì)孔呈兩種形式：①有機(jī)質(zhì)內(nèi)形成的有機(jī)質(zhì)孔和微裂縫（見圖4e、圖4j—圖4l），均為納米級(jí)孔縫，規(guī)模較小，且相互不連通。②有機(jī)質(zhì)和黏土礦物等邊緣發(fā)育的收縮縫（見圖4i、圖4j），一般圍繞有機(jī)質(zhì)和黏土礦物接觸位置發(fā)育，規(guī)模較大。整體而言，有機(jī)質(zhì)孔發(fā)育程度低。不同巖相孔隙發(fā)育的差異主要體現(xiàn)在骨架礦物相關(guān)孔和黏土礦物相關(guān)孔的發(fā)育情況，其中貧有機(jī)質(zhì)鈣質(zhì)頁巖鈣質(zhì)礦物含量較高，常見粒內(nèi)溶孔，同時(shí)由于較強(qiáng)的溶蝕作用形成了連通性較好的粒間溶孔和微裂縫。而對(duì)于貧有機(jī)質(zhì)混合頁巖以及黏土頁巖，黏土礦物相關(guān)孔占據(jù)主導(dǎo)。

圖4 林灘場(chǎng)地區(qū)LY3井龍?zhí)督M海陸過渡相頁巖掃描電鏡圖

3.1.2 孔隙結(jié)構(gòu)

4種巖相的典型低溫氮?dú)馕胶兔摳角€如圖 5a所示。不同巖相樣品氮?dú)馕搅坎町愝^大，4類頁巖的吸附量分別為5.9，9.0，16.1和26.0 cm3/g。氮?dú)馕搅康牟町惐砻髁丝紫稊?shù)量和體積的差異。根據(jù)國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)的分類[20]，研究區(qū)龍?zhí)督M頁巖屬于典型的Ⅳ型曲線。在相對(duì)壓力較低時(shí)，吸附量變化較小，當(dāng)相對(duì)壓力變大時(shí)（約為 0.9），吸附量上升速度較快，表明頁巖中存在大孔（大于50 nm）。同時(shí)，吸附/脫附曲線不重合形成的遲滯環(huán)普遍存在，根據(jù)遲滯環(huán)形狀，可以判斷孔隙形狀。H1—H4型遲滯環(huán)分別表示圓柱形孔、墨水瓶孔、一端或兩端開口的楔形孔和裂縫形孔[20]。龍?zhí)督M頁巖孔隙形狀屬于H2和H3的混合類，為墨水瓶形和狹縫形。根據(jù)圖5b，不同巖相頁巖孔隙的孔徑分布呈現(xiàn)出相似的特征，主要的孔徑分布為3～5 nm，屬于介孔（2～50 nm），而微孔（小于2 nm）和大孔（大于50 nm）的數(shù)量較為有限。

圖5 研究區(qū)不同巖相頁巖典型氮?dú)馕角€及孔徑分布圖

研究區(qū)龍?zhí)督M 4種巖相頁巖的孔比表面積為0.772～18.816 m2/g，均值為 6.749 m2/g，孔體積為0.004～0.032 cm3/g，均值為0.018 cm3/g（見圖6）。頁巖總孔體積和比表面積的分布與孔隙度變化呈相似特征，黏土類頁巖的孔體積和比表面積明顯大于鈣質(zhì)和混合頁巖，其中又以富有機(jī)質(zhì)黏土頁巖的比表面積和孔體積最大（見圖 6）。不同孔徑孔隙（微孔、介孔和大孔）孔體積和比表面積如表2所示。

表2 研究區(qū)不同巖相頁巖物性參數(shù)表

圖6 研究區(qū)不同巖相頁巖孔體積和比表面積散點(diǎn)圖

研究區(qū)龍?zhí)督M頁巖中介孔對(duì)孔體積和比表面積的貢獻(xiàn)均最大，介孔對(duì)孔體積平均貢獻(xiàn)率為62.6%；對(duì)比表面積平均貢獻(xiàn)率為87.9%，占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。微孔對(duì)于孔體積和比表面積平均貢獻(xiàn)率僅為1.2%和7.4%。大孔對(duì)比表面積的平均貢獻(xiàn)率較低，僅為4.7%，但貢獻(xiàn)了36.1%的孔體積。表明大孔能提供可觀的孔體積，但是對(duì)于比表面積的貢獻(xiàn)相對(duì)較小。

3.2 不同類型孔隙定量分析

為了進(jìn)一步揭示研究區(qū)龍?zhí)督M頁巖孔隙系統(tǒng)特征，筆者引用前人提出的公式[24]，構(gòu)建了不同類型孔隙的相對(duì)占比分析模型，如（1）式所示。

貧有機(jī)質(zhì)鈣質(zhì)頁巖以骨架礦物相關(guān)孔為主，平均占比為57.5%。其他3類頁巖中均以黏土礦物相關(guān)孔占主體，其中兩類黏土類頁巖的黏土礦物相關(guān)孔占比相近，平均占比分別為76.7%和76.4%。有機(jī)質(zhì)孔對(duì)孔隙度的貢獻(xiàn)最低，即便是TOC最高的富有機(jī)質(zhì)黏土頁巖中，有機(jī)質(zhì)孔的平均占比也僅為 11.6%（見表 3）。模型的擬合結(jié)果和掃描電鏡觀察結(jié)果相似。

表3 不同巖相頁巖孔隙類型定量分析數(shù)據(jù)表

3.3 物性控制因素分析

研究區(qū)海陸過渡相頁巖物性分布變化如圖7所示。

TOC對(duì)孔隙度、孔體積和比表面積并沒有明顯的控制作用（見圖7a—圖7c），這表明有機(jī)質(zhì)孔在孔隙系統(tǒng)當(dāng)中貢獻(xiàn)小，這與前文研究結(jié)果一致。

黏土礦物對(duì)頁巖儲(chǔ)集層的物性一般具有兩方面的影響：①較高含量的黏土礦物為黏土礦物相關(guān)孔形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)；②由于黏土礦物本身塑性的力學(xué)性質(zhì)，導(dǎo)致其對(duì)儲(chǔ)集層抗壓實(shí)能力貢獻(xiàn)微弱，進(jìn)而使已有孔隙在成巖過程當(dāng)中更容易被破壞。對(duì)于研究區(qū)龍?zhí)督M頁巖，由于黏土礦物相關(guān)孔在孔隙系統(tǒng)中的主導(dǎo)地位，高黏土礦物含量帶來的大量黏土礦物相關(guān)孔彌補(bǔ)了儲(chǔ)集層抗壓實(shí)能力降低的效應(yīng)。因此，黏土礦物含量和孔隙度、孔體積、比表面積呈正相關(guān)（見圖7d—圖7f）。同時(shí)，黏土礦物對(duì)孔體積和比表面積的控制作用要更明顯，表明了眾多納米級(jí)黏土礦物相關(guān)孔可以為頁巖儲(chǔ)集層提供可觀的孔體積和比表面積。

一般而言，頁巖中骨架礦物可以有效承擔(dān)成巖作用中的壓力。但本文中骨架礦物含量和孔隙度、孔體積、比表面積呈負(fù)相關(guān)（見圖7g—圖7i），這主要是因?yàn)檠芯繀^(qū)頁巖中黏土礦物相關(guān)孔對(duì)孔隙的貢獻(xiàn)遠(yuǎn)大于骨架礦物相關(guān)孔，骨架礦物含量高，往往意味著低黏土礦物含量。因此，骨架礦物含量對(duì)頁巖物性主要表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)關(guān)系。

圖7 研究區(qū)海陸過渡相頁巖物性主控因素分析圖

4 海陸過渡相頁巖富氣條件

4.1 頁巖含氣性主控因素

頁巖含氣性是其勘探潛力最直觀的表現(xiàn)。目前研究中普遍采用含氣性和某一參數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析的方法探討含氣性的控制因素[20]。然而在實(shí)際地質(zhì)情況中，含氣性受多因素控制，單因素分析難以準(zhǔn)確表征多因素背景下單個(gè)因素對(duì)含氣性的控制。本文采用聚類分析的方法，定量判斷不同因素對(duì)含氣性的影響。

根據(jù)聚類分析結(jié)果，TOC是含氣性最主要的控制因素，這與往常針對(duì)海相頁巖的研究規(guī)律一致，表明雖然海陸過渡相頁巖孔隙類型和物性主控因素與海相頁巖具有明顯差異，但是TOC仍然是控制其含氣性的重要因素。黏土礦物含量為第 2順位的影響因素，但其對(duì)含氣性的控制作用明顯弱于TOC。較高含量的黏土礦物除了為黏土礦物相關(guān)孔的發(fā)育提供了堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)，較高的黏土礦物含量還往往指示較高的陸源碎屑輸入量，由于海陸過渡相頁巖的有機(jī)質(zhì)主要來源于陸生高等植物，因此較高的陸源碎屑輸入量也意味著更多陸源有機(jī)質(zhì)的輸入。另外，比表面積、孔隙度和孔體積等因素對(duì)含氣性的控制作用相類似，均為頁巖提供了儲(chǔ)集空間，但對(duì)含氣性的控制相對(duì)較弱?？刂谱饔米畈幻黠@的是骨架礦物含量，因?yàn)楣羌艿V物含量的提升意味著黏土礦物含量的下降。

4.2 富有機(jī)質(zhì)黏土頁巖富氣條件

利用元素地球化學(xué)分析手段可以揭示頁巖古沉積環(huán)境指標(biāo)[6,20,25]，進(jìn)而厘清有利巖相頁巖富氣條件。頁巖的 Mo 含量為（0.48～5.42）×10-6，均值為 1.61×10-6。V/Cr值為 0.80～3.17，Ni/Co 值為 1.02～4.10（見圖 8）。上述指標(biāo)在不同巖相頁巖中含量分布有所差異，但均指示處于含氧環(huán)境。研究區(qū)頁巖Al2O3含量為5.69%～25.39%，Ti含量為 0.72%～2.99%（見圖 8）。黏土類頁巖的 Al2O3和 Ti元素平均含量分別為 20.60%和2.34%，明顯高于貧有機(jī)質(zhì)鈣質(zhì)和貧有機(jī)質(zhì)混合頁巖，表明了更多的陸源碎屑輸入。龍?zhí)督M頁巖的Cu含量為（31.64～299.96）×10-6，黏土類頁巖含量明顯高于其他兩類頁巖（見圖 8）。整體而言，研究區(qū)不同巖相頁巖氧化還原條件相似[26]，不同巖相礦物組成和TOC的差異主要由陸源碎屑輸入量和古生產(chǎn)力造成。

圖8 研究區(qū)海陸過渡相巖相及地質(zhì)特征縱向分布圖

龍?zhí)督M富有機(jī)質(zhì)黏土頁巖由于高陸源碎屑輸入帶來的大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和陸源高等植物碎屑，致使古生產(chǎn)力勃發(fā)，有利于有機(jī)質(zhì)的賦存。雖然含氧環(huán)境導(dǎo)致有機(jī)質(zhì)保存條件差，但沉積速率和古生產(chǎn)力的提升彌補(bǔ)了保存條件的劣勢(shì)，從而沉積了TOC值和含氣量較高的頁巖。另外，由于龍?zhí)督M有機(jī)質(zhì)類型以Ⅲ型為主，因此有機(jī)質(zhì)孔發(fā)育程度較差，主要以骨架礦物相關(guān)孔和黏土礦物相關(guān)孔為主（見表 3），因此高陸源碎屑輸入量也提升了頁巖物性。結(jié)合本文研究成果，筆者認(rèn)為在潮坪—潟湖的沉積體系下，富有機(jī)質(zhì)黏土頁巖由于較高的陸源碎屑輸入量，具有高TOC值、高孔隙度、高孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)和高含氣性的特點(diǎn)，是海陸過渡相頁巖有利勘探巖相。

5 海陸過渡相與海相頁巖地質(zhì)特征差異性分析

為了進(jìn)一步揭示海陸過渡相頁巖非均質(zhì)性強(qiáng)的特點(diǎn)，本文選擇LY3井龍馬溪組海相頁巖進(jìn)行對(duì)比研究（見表4）。

表4 研究區(qū)LY3井海陸過渡相和海相頁巖優(yōu)勢(shì)巖相地質(zhì)特征對(duì)比表（海相頁巖數(shù)據(jù)據(jù)文獻(xiàn)[20]）

研究區(qū)龍馬溪組海相頁巖有利巖相為富有機(jī)質(zhì)硅質(zhì)頁巖，儲(chǔ)集空間以有機(jī)質(zhì)孔為主，孔隙度平均值為8.63%[20]。海陸過渡相龍?zhí)督M頁巖的優(yōu)勢(shì)巖相為富有機(jī)質(zhì)黏土頁巖為主，以黏土礦物相關(guān)孔為主，孔隙度平均值為5.75%。海相頁巖與海陸過渡相頁巖相比，平均孔隙度大且孔隙度分布相對(duì)集中，體現(xiàn)了海陸過渡相頁巖在儲(chǔ)集物性方面具有更強(qiáng)的非均質(zhì)性。另外不同的有機(jī)質(zhì)類型導(dǎo)致了生烴能力和含氣性的差異。

研究區(qū)海相頁巖中孔隙類型相對(duì)簡(jiǎn)單，有機(jī)質(zhì)孔占據(jù)絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)[20,27-28]，而海陸過渡相頁巖中黏土礦物相關(guān)孔是主要的孔隙類型，且其孔隙結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜。海相頁巖孔體積均值小于海陸過渡相頁巖，但比表面積明顯更大，其孔體積和比表面積主要由介孔貢獻(xiàn)。而海陸過渡相頁巖中介孔也是孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的主要貢獻(xiàn)者，但是宏孔對(duì)于孔體積的貢獻(xiàn)不容忽視（見表2）。如前所述，海陸過渡相頁巖的孔隙度分布范圍更廣，說明盡管其非均質(zhì)性強(qiáng)，但仍不乏物性較好的有利層段。

古沉積環(huán)境的不同造成了TOC值的差異，海相頁巖主要沉積在無氧環(huán)境[20]，雖然古生產(chǎn)力低于海陸過渡相頁巖，但較好的保存條件有利于有機(jī)質(zhì)保存（見圖9a）。陸源碎屑輸入量與海相頁巖有機(jī)質(zhì)聚集呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)性關(guān)系（見圖9b），表明陸源碎屑輸入主要起到稀釋有機(jī)質(zhì)和破壞原有無氧環(huán)境的作用。相反，陸源碎屑是海陸過渡相頁巖有機(jī)質(zhì)的重要來源，其與TOC呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，較高的陸源碎屑輸入量帶來了陸生高等植物和營(yíng)養(yǎng)元素，盡管海陸過渡相頁巖整體沉積在含氧環(huán)境下，有機(jī)質(zhì)保存條件較差，但仍能形成富有機(jī)質(zhì)頁巖（TOC＞2%）。

圖9 海陸過渡相和海相頁巖有機(jī)質(zhì)富集機(jī)制分析圖（海相龍馬溪組頁巖數(shù)據(jù)來自[20]）

由此可見，海陸過渡相頁巖在物性、古沉積環(huán)境和有機(jī)質(zhì)富集機(jī)制、以及含氣性和有利巖相等方面都與海相頁巖有明顯差異。海陸過渡相頁巖較強(qiáng)的非均質(zhì)性使其地質(zhì)特征及控制因素進(jìn)一步復(fù)雜化，但并不影響其具有較大勘探潛力的有利層段，需要更加精細(xì)地開展基礎(chǔ)地質(zhì)研究。

6 結(jié)論

四川盆地東南緣林灘場(chǎng)地區(qū)二疊系龍?zhí)督M海陸過渡相頁巖發(fā)育貧有機(jī)質(zhì)鈣質(zhì)頁巖、貧有機(jī)質(zhì)混合頁巖、貧有機(jī)質(zhì)黏土頁巖和富有機(jī)質(zhì)黏土頁巖 4類巖相。不同巖相頁巖TOC、孔隙度等參數(shù)差異明顯，富有機(jī)質(zhì)黏土頁巖是研究區(qū)龍?zhí)督M頁巖最有利的巖相。

頁巖孔隙類型復(fù)雜，黏土礦物相關(guān)孔是最主要的孔隙類型，有機(jī)質(zhì)孔發(fā)育程度差。物性影響因素復(fù)雜，其中黏土礦物含量是頁巖物性的主控因素。

不同巖相頁巖的礦物組成和TOC差異主要由陸源碎屑輸入量和古生產(chǎn)力造成，控制含氣性最主要的因素是TOC。在潮坪—潟湖沉積體系中，富有機(jī)質(zhì)黏土頁巖由于較高的陸源碎屑輸入量，具有高TOC、孔隙度、孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)和含氣性的特點(diǎn)，是有利的巖相。

研究區(qū)LY3井海相頁巖優(yōu)勢(shì)巖相為富有機(jī)質(zhì)硅質(zhì)頁巖，以有機(jī)質(zhì)孔為主，而海陸過渡相頁巖優(yōu)勢(shì)巖相為富有機(jī)質(zhì)黏土頁巖，以黏土礦物相關(guān)孔為主；海陸過渡相龍?zhí)督M頁巖在TOC含量、孔隙度、孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)等方面表現(xiàn)出均值低、分布范圍廣和非均質(zhì)性強(qiáng)的特征。但仍不乏物性和含氣性較高的有利勘探層段存在，在勘探實(shí)踐中需加強(qiáng)研究，以提升勘探開發(fā)效率，降低勘探風(fēng)險(xiǎn)。

致謝：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）能源學(xué)院的馮越在論文寫作中提供了諸多建議和幫助，在此表達(dá)感謝。

符號(hào)注釋：

d——孔徑，nm；GR——自然伽馬，API；Rlld——深側(cè)向電阻率，Ω·m；Rlls——淺側(cè)向電阻率，Ω·m；SP——自然電位，mV；TOC——總有機(jī)碳含量，%；vf——骨架礦物孔體積，cm3/g；vc——黏土礦物孔體積，cm3/g；vo——有機(jī)質(zhì)孔體積，cm3/g；V——孔體積，cm3/g；φCNL——補(bǔ)償中子孔隙度，%；ρ——密度，g/cm3；φ——樣品孔隙度，%；ρb——樣品密度，g/cm3；ωf——骨架礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；ωc——黏土礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；ωo——有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%。