摘要：川南長(zhǎng)寧和瀘州地區(qū)五峰組—龍馬溪組頁巖氣儲(chǔ)層存在低電阻率異?，F(xiàn)象，且不同區(qū)域低電阻率井產(chǎn)氣差異較大，利用物性、地球化學(xué)、X 衍射、薄片、含氣量、生產(chǎn)測(cè)試及測(cè)井曲線等資料，研究了低電阻率不同類型的特征、成因因素及其對(duì)含氣性的影響。結(jié)果表明，低電阻率井和正常電阻率井的界限為15 Ω·m，次低電阻率井的電阻率主要在10～100 Ω·m；低電阻率井的曲線形態(tài)特征主要有“持續(xù)下降型”（Rtlt;5 Ω·m）和“先降低再回返增加型”（5～15 Ω·m）兩種；低電阻率的成因因素主要包括有機(jī)質(zhì)過成熟導(dǎo)致石墨化、高含水飽和度、高黃鐵礦含量和高黏土礦物含量，對(duì)不同類型的電阻率降低起到不同程度的作用；“持續(xù)下降型”低電阻率井含氣性普遍較差，而“先降低再回返增加型”含氣性一般較好，向斜構(gòu)造帶底部且埋深較大的位置出現(xiàn)的低電阻率頁巖通常為“持續(xù)下降型”，含氣性和測(cè)試產(chǎn)能往往都不高，是低電阻率頁巖氣風(fēng)險(xiǎn)探勘開發(fā)特別需要注意的一種類型。

關(guān)鍵詞：海相頁巖；低電阻率；川南地區(qū)；五峰組—龍馬溪組；有機(jī)質(zhì)石墨化

引言

隨著非常規(guī)油氣勘探開發(fā)的不斷深入，世界各國(guó)已逐步將非常規(guī)油氣視為現(xiàn)今能源勘探開發(fā)的主要目標(biāo)之一[1]。中國(guó)非常規(guī)油氣資源儲(chǔ)量豐富，開發(fā)潛力巨大，頁巖氣作為典型的非常規(guī)天然氣，受到了高度重視[2]。四川盆地南部（川南）地區(qū)首先實(shí)現(xiàn)了頁巖氣的商業(yè)化勘探開發(fā)，主力層系為五峰組龍馬溪組富有機(jī)質(zhì)頁巖[3 5]。川南地區(qū)地處四川盆地南緣，烴源巖發(fā)育良好，頁巖氣資源量豐富，勘探潛力巨大，是中國(guó)頁巖氣勘探開發(fā)的重點(diǎn)區(qū)域[6]。近年來，川南地區(qū)長(zhǎng)寧區(qū)塊、瀘州區(qū)塊等頁巖氣勘探井開發(fā)進(jìn)程中出現(xiàn)了頁巖氣儲(chǔ)層低電阻率（低阻）現(xiàn)象，“低阻”給人直觀的印象就是含氣性較差，勘探開發(fā)不容樂觀，但實(shí)際情況顯示，部分低阻頁巖氣井目的層段含氣量較高，如NX27 井龍馬溪組龍一段1 亞段1 小層至3 小層（龍一1?31 ）含氣量為2.27 m3/t，產(chǎn)氣量可達(dá)19 ×104 m3/d，當(dāng)然，也有很大一部分低阻頁巖氣井含氣性較差，這無疑造成了頁巖氣低阻含氣性評(píng)價(jià)的不確定性，進(jìn)而對(duì)低阻頁巖氣井實(shí)施勘探開發(fā)帶來了較大的風(fēng)險(xiǎn)。故需研究厘清低阻頁巖氣的成因因素及不同機(jī)制下對(duì)含氣性的影響，對(duì)是否實(shí)施水平井開發(fā)及避免高成本風(fēng)險(xiǎn)有著極其重要的作用。

目前，眾多學(xué)者已對(duì)川南地區(qū)多個(gè)區(qū)塊五峰組—龍馬溪組頁巖氣儲(chǔ)層地質(zhì)特征及資源前景、沉積環(huán)境和裂縫特征等方面開展了研究[7 10]。對(duì)于低阻頁巖氣儲(chǔ)層，早期的研究并不多，自2015 年開始，低阻頁巖逐漸引起了學(xué)者的關(guān)注，并認(rèn)為頁巖低阻主要是由于高—過成熟有機(jī)質(zhì)、高黃鐵礦含量、高黏土礦物、高地層水礦化度及發(fā)育裂縫等多種因素相互疊加作用的影響[11 18]，以及與斷層及靠近斷層附近的頁巖儲(chǔ)層含水飽和度增高有關(guān)[19]?？偟膩碚f，關(guān)于頁巖氣儲(chǔ)層低阻的研究還不夠系統(tǒng)、全面，特別是頁巖氣低阻存在的類型與特征、含氣性差異及其對(duì)勘探開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面的研究較少。

為了厘清不同類型低阻頁巖氣儲(chǔ)層的特征、成因及其對(duì)含氣性的影響，本文以川南地區(qū)長(zhǎng)寧和瀘州區(qū)塊五峰組—龍馬溪組龍一1 低電阻率頁巖地層為研究對(duì)象，全面考慮埋深、所處構(gòu)造帶等因素，選取13 口典型鉆井，利用物性、地球化學(xué)、X 衍射、鏡下薄片、含氣量、生產(chǎn)測(cè)試及測(cè)井等資料，對(duì)低阻頁巖氣儲(chǔ)層進(jìn)行測(cè)井響應(yīng)特征現(xiàn)象分析，特別是利用測(cè)井電阻率（Rt）響應(yīng)形態(tài)特征，劃分出“持續(xù)下降型”（Rtlt;5.0 Ω·m）及“先降低再回返增加型”（5.06Rt615.0 Ω·m）兩種類型，進(jìn)而探討其成因因素及含氣性差異，明確了發(fā)育于向斜構(gòu)造帶底部且埋深較大的“持續(xù)下降型”低阻頁巖氣儲(chǔ)層含氣性較差，為川南地區(qū)低電阻率頁巖氣井的風(fēng)險(xiǎn)勘探及是否實(shí)施水平井開發(fā)具有一定的啟示意義。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

四川盆地位于揚(yáng)子地臺(tái)西北緣，川南地區(qū)主要指四川盆地南部及其周緣地區(qū)，構(gòu)造上處于川南低陡褶皺帶、川西南低陡褶帶及川中平緩褶皺帶等構(gòu)造單元（圖1a） [20 21]。在四川盆地多旋回構(gòu)造演化背景下，川南地區(qū)五峰期—龍馬溪期經(jīng)歷了早期深埋藏—晚期強(qiáng)隆升過程，在達(dá)州—重慶—瀘州一線地區(qū)，龍馬溪組底界面現(xiàn)今埋深在4 000～4 500 m，向南西逐漸變淺[22]。

本文研究區(qū)主要為川南長(zhǎng)寧地區(qū)及瀘州地區(qū)（圖1b），研究層位為五峰組—龍馬溪組龍一1 亞段，龍一1 亞段又分4 個(gè)小層（圖1c）。瀘州地區(qū)位于川中古隆起南斜坡和川東南拗褶帶之間的川南低褶帶，五峰組—龍馬溪組頁巖埋深普遍大于3 500 m，地層壓力系數(shù)在1.8～2.3[23 24]，更有利于頁巖氣的富集保存。長(zhǎng)寧地區(qū)構(gòu)造位置處于川東高陡褶皺帶向西南延伸的末端，川南斷褶帶和婁山斷褶帶交界處，五峰組—龍馬溪組頁巖在不同地質(zhì)時(shí)期埋藏深度變化幅度大，一般在1 500～4 500 m，地層壓力系數(shù)在1.3～2.0，頁巖氣在區(qū)內(nèi)呈大面積連續(xù)穩(wěn)定分布，具有早期有限聚集、中期富集—保存超壓型成藏特征[25 28]。

2 頁巖低電阻率類型及特征

測(cè)井曲線是地層物理性質(zhì)隨井深變化的記錄，包含了許多地質(zhì)地層信息[30]。地層巖石骨架通常導(dǎo)電性弱，電阻率測(cè)井對(duì)巖石孔隙中的流體響應(yīng)最為敏感，而頁巖由于壓實(shí)較致密且含有天然氣（或液態(tài)烴）時(shí)，通常具有高電阻率響應(yīng)值[31]。四川盆地五峰組—龍馬溪組優(yōu)質(zhì)頁巖正常情況下一般電阻率大于10.0 Ω·m，多數(shù)高產(chǎn)井優(yōu)質(zhì)頁巖電阻率大于20.0 Ω·m[19]。頁巖低電阻率響應(yīng)作為一種測(cè)井異?，F(xiàn)象，隨著川南頁巖氣勘探開發(fā)的深入，逐步引起現(xiàn)場(chǎng)專家及高校學(xué)者們的關(guān)注與重視。

本文選取瀘州地區(qū)及長(zhǎng)寧地區(qū)的13 口勘探井（7 口低電阻率井、3 口次低電阻率井和3 口正常電阻率井）對(duì)五峰組—龍一1 亞段頁巖地層的電阻率測(cè)井響應(yīng)特征進(jìn)行研究。

由于各個(gè)區(qū)塊構(gòu)造及埋深不同，導(dǎo)致不同地區(qū)和研究層位電阻率存在差異，為了有效分析低電阻率的特征現(xiàn)象，統(tǒng)計(jì)了13 口勘探井五峰組—龍一1?31 小層的電阻率分布情況（圖2）。根據(jù)不同的電阻率值分布特征將其劃分為3 種響應(yīng)類型：1）Rtlt;5.0 Ω·m；2）5.06Rt615.0 Ω·m；3）Rtgt;15.0 Ω·m。結(jié)合川南地區(qū)的實(shí)際情況，標(biāo)定了目的層段電阻率上限，以15.0 Ω·m 為五峰組龍馬溪組頁巖氣儲(chǔ)層低電阻率井和正常電阻率井的界限，而次低電阻率井的電阻率主要在10.0～100.0 Ω·m。

川南地區(qū)五峰組—龍一1 亞段不同井的電阻率測(cè)井結(jié)果如圖3 和圖4 所示，分析發(fā)現(xiàn)，測(cè)井曲線主要有以下4 種形態(tài)特征：1）持續(xù)下降型（I 型）低電阻率類型（圖3a，圖3b，圖3c）；2）先降低再回返增加型（II 型）低電阻率類型（圖3d，圖4a，圖4b）；3）高阻層段中夾尖刺狀低阻型（III 型）次低電阻率類型（圖4c）；4）持續(xù)增加型（IV 型）正常電阻率類型（圖4d）。

1）持續(xù)下降型（I）

該類型的電阻率值持續(xù)下降，其值普遍下降至2.0 Ω·m 及以下，對(duì)應(yīng)的響應(yīng)類型主要為Rtlt;5.0 Ω·m，不管是瀘州地區(qū)還是長(zhǎng)寧地區(qū)，低電阻率井從龍一31小層開始，地層自上往下電阻率值開始明顯下降，且下降的形態(tài)基本相似，都表現(xiàn)為持續(xù)下降（圖3a，圖3b，圖3c）。但下降的數(shù)量級(jí)存在一定差異，一部分勘探井呈階梯式（塊狀）下降（NX22 井），最后電阻率會(huì)降至0.1 Ω·m 左右；而另一部分勘探井呈緩狀下降（NX25 井、NX33 井和HX06 井），其電阻率最后降至1.0 Ω·m 左右。綜上所述，雖然此類型勘探井電阻率井下降的數(shù)量級(jí)不同，但其電阻率普遍小于5.0 Ω·m，屬于頁巖氣低電阻率井。目前已開發(fā)的瀘州地區(qū)HX06 井區(qū)和長(zhǎng)寧地區(qū)NX22 井、NX25 井及NX33 井中均發(fā)現(xiàn)了“持續(xù)下降型”的頁巖氣低電阻率井，構(gòu)造上基本都位于向斜的底部，且埋深普遍較大（HX06 井區(qū)和NX22 井埋深在4 000 m 以下，NX25 和NX33 井埋深都在3 000 m 以下）。

2）先降低再回返增加型（II）

該類型電阻率值從龍一31小層開始呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)，到了龍一21小層，整體又呈增加趨勢(shì)，而到了龍一11小層和五峰組，電阻率值又開始降低（圖3d，圖4a，圖4b），從電阻率值范圍來看，該類型中有低電阻率井、次低電阻率井和正常電阻率井3 種，但電阻率值存在較大數(shù)量級(jí)的差異。低電阻率井的響應(yīng)類型主要為Rt 在5.0～15.0 Ω·m，正常電阻率井的Rtgt;15.0 Ω·m，而當(dāng)10.06Rt6100.0 Ω·m 時(shí)，電阻率井類型歸類為次低電阻率井。對(duì)于該類型中的低電阻率井，平面上普遍發(fā)育在長(zhǎng)寧地區(qū)的建武向斜區(qū)塊內(nèi)（圖1a）。

3）高阻層段中夾尖刺狀低阻型（III）

電阻率曲線主要是高值段中夾尖刺狀低電阻率的形態(tài)（圖4c），電阻率值響應(yīng)類型主要為Rt 在10.0～100.0 Ω·m，此類電阻率井歸類為次低電阻率井，目前掌握的井資料中該類型出現(xiàn)于瀘州地區(qū)的YX01 井區(qū)，且構(gòu)造上主要在九奎山構(gòu)造北段西翼附近。

4）持續(xù)增加型（IV）

該類型的電阻率值從上到下整體呈持續(xù)增加趨勢(shì)（圖4d），一般為正常電阻率井，且Rt 普遍大于15.0 Ω·m，如發(fā)育于瀘州地區(qū)的HX03 井。

在綜合分析勘探井的電阻率及其響應(yīng)特征的基礎(chǔ)上，結(jié)合測(cè)井電阻率曲線變化趨勢(shì)，可以發(fā)現(xiàn)，低電阻率井的測(cè)井曲線主要有兩種不同的形態(tài)特征，一種是電阻率曲線持續(xù)下降型（I），且電阻率一般小于5.0 Ω·m；另一種為電阻率曲線先降低再回返增加型（II），其電阻率普遍在5.0～15.0 Ω·m。次低電阻率井測(cè)井曲線形態(tài)包括電阻率值先降低再回返增加型（II）和高阻層段中夾尖刺狀低阻型（III），它們的電阻率普遍在10.0～100.0 Ω ·m。而正常電阻率井的測(cè)井電阻率曲線形態(tài)有先降低再回返增加型（II）和持續(xù)增加型（IV）兩種，前者主要分布在長(zhǎng)寧地區(qū)，后者主要分布在瀘州地區(qū)。根據(jù)不同地區(qū)、不同勘探井的不同層位小層的電阻率響應(yīng)值情況，統(tǒng)計(jì)了其埋深、電阻率平均值、電阻率曲線的形態(tài)特征以及電阻率井類型（表1，表中的Rt 為平均值）。

3 低電阻率成因因素探討及分析

頁巖氣儲(chǔ)層具有骨架顆粒粒度小、黏土含量高、有效孔隙不發(fā)育和特低滲透率的特點(diǎn)[11，32]。頁巖氣儲(chǔ)層最為典型的測(cè)井響應(yīng)特征為“四高三低”，即高自然伽馬、高聲波時(shí)差、高電阻率、高鈾含量及相對(duì)低密度、低中子及低無鈾伽馬[33]，但在實(shí)際勘探開發(fā)過程中出現(xiàn)了一定量的頁巖低阻現(xiàn)象，造成頁巖儲(chǔ)層低阻的影響因素較多，如高黏土礦物含量附加導(dǎo)電、高黃鐵礦含量等骨架導(dǎo)電礦物，高地層水礦化度，有機(jī)質(zhì)高—過成熟產(chǎn)生石墨化（碳化）等。

針對(duì)川南地區(qū)出現(xiàn)的低電阻率井，通過有機(jī)質(zhì)成熟演化、礦物及測(cè)井等資料的綜合分析，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)特征，探討了不同類型低電阻率頁巖氣儲(chǔ)層的主要成因因素（表2，表中數(shù)值均為平均值）。

3.1 高—過成熟有機(jī)質(zhì)石墨化

常規(guī)油氣地質(zhì)評(píng)價(jià)中，有機(jī)質(zhì)成熟度是衡量烴源巖生烴能力的重要指標(biāo)之一，也是評(píng)價(jià)一個(gè)地區(qū)或某一烴源巖系生烴量及資源前景的重要依據(jù)[34]。有機(jī)質(zhì)成熟度不僅決定頁巖所處的生烴演化階段，也與頁巖微觀結(jié)構(gòu)、儲(chǔ)層物性和含氣性密切相關(guān)。隨著熱演化程度的增強(qiáng)，有機(jī)質(zhì)成熟度會(huì)不斷增加，頁巖將有可能出現(xiàn)碳化現(xiàn)象，激光拉曼光譜分析等可以分析有機(jī)質(zhì)碳化的程度。有機(jī)質(zhì)碳化是指進(jìn)入高—過成熟階段的泥頁巖經(jīng)過有機(jī)質(zhì)降解、裂解等過程，其固體有機(jī)質(zhì)部分或全部轉(zhuǎn)化為石墨或類石墨物質(zhì)的地質(zhì)現(xiàn)象[35]。

激光拉曼光譜是一種非彈性散射光譜，能夠反映含碳物質(zhì)向石墨轉(zhuǎn)變過程中結(jié)構(gòu)的變化，固體有機(jī)質(zhì)拉曼光譜一般出現(xiàn)D 峰和G 峰，另外，進(jìn)入石墨化階段的高—過成熟烴源巖在拉曼光譜中普遍出現(xiàn)二階拉曼峰——G′ 峰（石墨峰），該峰幅度與石墨的發(fā)育程度有關(guān)[36]。海相頁巖有機(jī)質(zhì)碳化的激光拉曼有機(jī)質(zhì)成熟度（RmcRo）下限為3.5%，達(dá)到此下限值時(shí)通常激光拉曼光譜出現(xiàn)石墨峰[16]。

NX22 井構(gòu)造上位于長(zhǎng)寧地區(qū)羅場(chǎng)向斜內(nèi)，距離斷層較近（圖1b），孔隙度僅為1.18%，含水飽和度在88% 左右，埋深在4 300 m 以下，整體埋深較大，溫度較高，RmcRo 普遍在3.6% 以上，激光拉曼光譜中可見明顯的石墨峰（G′ 峰），反映該井有機(jī)質(zhì)石墨化程度較大，也說明有機(jī)質(zhì)成熟度演化程度高時(shí)，總有機(jī)碳含量對(duì)電阻率影響并不明顯（圖5a）。NX25 井也位于長(zhǎng)寧地區(qū)羅場(chǎng)向斜內(nèi)，孔隙度為3.03%，含水飽和度在49% 左右，埋深在3 200 m 以下，RmcRo 一般大于3.5%，且G′ 峰呈低幅，表明該井存在弱石墨化。結(jié)合前人對(duì)長(zhǎng)寧地區(qū)低阻井的研究[19]，強(qiáng)烈的構(gòu)造擠壓造成了地層強(qiáng)應(yīng)力，推測(cè)NX22 井目的層頁巖孔隙（無機(jī)孔、有機(jī)孔）可能被斷層擠壓，部分孔隙被壓實(shí)，受斷層活動(dòng)影響，孔隙中的氣體散失，含水飽和度增高，導(dǎo)致電阻率降低，且已有學(xué)者通過構(gòu)建石墨石英模型電導(dǎo)率的數(shù)值模擬研究，發(fā)現(xiàn)深部構(gòu)造擠壓形成的斷裂帶可能造成頁巖石墨化現(xiàn)象，從而導(dǎo)致電阻率降低[37]。這兩口低阻井的測(cè)井電阻率曲線模式都為“持續(xù)下降型”（I）（圖3，表1），該類型低電阻率主要是大部分有機(jī)質(zhì)石墨化增強(qiáng)骨架導(dǎo)電性和氣體散失使得含水飽和度增加，提高了孔隙中流體的導(dǎo)電性共同作用造成的（表2）。且NX22 井和NX25 井的巖芯測(cè)試含氣量較低，分別為0.25 及0.18 m3/t，因此，該類型的低阻井含氣性一般較差。

基于NX22 井、NX25 井等4 口勘探井的總有機(jī)碳含量及NX25 井、YXY1 井等3 口勘探井的激光拉曼測(cè)試數(shù)據(jù)（其中，部分RmcRo 測(cè)試值來自于文獻(xiàn)[35]）和電阻率測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行交會(huì)圖分析發(fā)現(xiàn)：1）總有機(jī)碳含量和電阻率的關(guān)系復(fù)雜，受有機(jī)質(zhì)石墨化程度控制明顯，呈現(xiàn)出3 個(gè)分區(qū)的變化：（1）NX09 井為正常電阻率井，電阻率在15～100 Ω·m，有機(jī)質(zhì)無石墨化，隨著總有機(jī)碳含量增加，電阻率增高（圖5a）；（2）NX27 井和NX25 井，有機(jī)質(zhì)部分石墨化，隨著總有機(jī)碳含量增加，電阻率呈一定降低趨勢(shì)，且NX27 井石墨化程度低于NX25 井，NX27 井電阻率高于NX25 井，NX27 井電阻率普遍在5～15 Ω·m，NX25 井電阻率整體小于5 Ω·m（圖5a）；（3）NX22 井石墨化程度較強(qiáng)，且含水飽和度高，這兩個(gè)因素對(duì)電阻率的影響掩蓋了總有機(jī)碳含量的高低，表現(xiàn)為電阻率值極低，整體上小于1 Ω·m，總有機(jī)碳含量和電阻率沒有明顯的關(guān)系（圖5a）。2）五峰組龍一1?31 小層整體有機(jī)質(zhì)熱演化程度較高，隨著有機(jī)質(zhì)成熟度RmcRo 值的增加，電阻率呈明顯降低趨勢(shì)（圖5b）。

3.2 高黃鐵礦含量

黃鐵礦作為泥頁巖地層中普遍存在的礦物，在海相頁巖地層中含量相對(duì)更高，由于黃鐵礦是頁巖中電導(dǎo)率較高的礦物，呈團(tuán)塊狀、層狀分布的黃鐵礦集合體可以造成小范圍內(nèi)電阻率的快速降低，也常被認(rèn)為是造成低阻油氣層的重要原因之一[14]。川南地區(qū)五峰組—龍一1?31 小層黃鐵礦含量一般在1%～6%，長(zhǎng)寧地區(qū)黃鐵礦含量相對(duì)較低，通常都小于6%，瀘州地區(qū)部分黃鐵礦含量在6% 以上。

五峰組—龍一1?31 小層124 個(gè)樣品數(shù)的黃鐵礦和電阻率關(guān)系如圖6 所示，分析發(fā)現(xiàn)，電阻率會(huì)隨著黃鐵礦含量的增加而降低。同時(shí)，由圖中還可以看出，NX22 井和NX25 井的電阻率較低，尤其是NX22 井電阻率在1.0 Ω·m 以下，說明隨著黃鐵礦含量增加，電阻率變化不明顯，表明黃鐵礦含量對(duì)“持續(xù)下降型”的低阻井影響較小，主要還是受有機(jī)質(zhì)石墨化和含水飽和度增加的影響。

由圖7 中YX01 井測(cè)井曲線結(jié)合薄片和電鏡照片可以觀察到，發(fā)育有電阻率呈現(xiàn)高值（大于15.0 Ω·m）層段中夾尖刺狀低電阻率處，層狀或團(tuán)塊狀黃鐵礦的出現(xiàn)往往存在方解石脈的充填，對(duì)應(yīng)的密度測(cè)井曲線也會(huì)呈高值尖刺狀，表現(xiàn)為密度較大，黃鐵礦含量普遍較高（圖7），如在深度3 523.59 m處，黃鐵礦含量大約占到整個(gè)薄片面積的50.0% 左右，且?guī)r芯測(cè)試顯示黃鐵礦含量占比達(dá)到15%，測(cè)井曲線形態(tài)處于尖刺狀低阻處。分析認(rèn)為，電阻率曲線“高阻層段中夾尖刺狀低電阻率型”的低阻特征模式主要是由于高黃鐵礦含量造成的（表2）。YX01 井位于瀘州地區(qū)九奎山構(gòu)造北段西翼，含氣量為2.2 m3/t，產(chǎn)能可觀，說明該類型的低阻特征模式其含氣性整體較好。

3.3 高黏土礦物含量

黏土礦物是頁巖地層中重要的組分之一，對(duì)頁巖微觀孔隙的發(fā)育及電阻率響應(yīng)具有重要影響[15]。川南地區(qū)黏土礦物含量較高，普遍在10%～50%，而黏土礦物的存在將會(huì)形成明顯的離子雙電層，引起陽離子交換作用，通過黏土和細(xì)小顆粒表面多余的負(fù)電荷形成雙電層內(nèi)層離子，而陽離子交換容量反映了雙電層外層平衡離子濃度，由于離子濃度差的原因引起離子遷移，故形成擴(kuò)散—吸附電動(dòng)勢(shì)，即黏土的附加導(dǎo)電性[14]。

區(qū)域內(nèi)黏土礦物類型主要包括伊利石、伊/蒙混層和綠泥石，還有少量高嶺石（圖8），而伊利石和伊/蒙混層是吸附水含量較高的無序黏土礦物，具有較強(qiáng)的陽離子交換能力，增加了頁巖的導(dǎo)電能力，一定程度上會(huì)導(dǎo)致電阻率降低。從圖9 所示五峰組—龍馬溪組龍一1?31 小層54 個(gè)樣品的黏土礦物含量與電阻率的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，隨著黏土礦物含量增加，電阻率整體呈降低趨勢(shì)。

對(duì)于電阻率曲線先降低再回返增加型（II），不論是低電阻率井、次低電阻率井還是正常電阻率井，其電阻率值在龍一31小層都開始降低，龍一21小層和龍一11小層電阻率又有所回返，最后在五峰組又呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。統(tǒng)計(jì)這些井龍一31小層到五峰組的黏土礦物含量發(fā)現(xiàn)，在電阻率降低的龍一31小層、五峰組層段黏土礦物含量較高，而電阻率回返增加的龍一21小層、龍一11小層層段黏土礦物相較于電阻率降低的層段含量低（圖10）。

綜上，電阻率曲線“先降低再回返增加型（II）”中的次低電阻率井龍一31小層和五峰組電阻率降低可能是黏土礦物含量的增加引起的，而“先降低再回返增加型（II）”中的低電阻率井（5.0～15.0 Ω·m）電阻率降低是高演化有機(jī)質(zhì)碳化、高黏土礦物含量共同作用的結(jié)果（表2）。NX27 井（低電阻率井）、NX17 井（次低電阻率井）、NX01 井和NX09 井（正常電阻率井）的含氣量分別為2.27，2.10，2.00 和3.20 m3/t，均大于等于2.00 m3/t，綜合說明該類型的低電阻率井含氣量較高，具有較好的產(chǎn)氣能力。

4 實(shí)例分析及對(duì)探勘開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的啟示

分析瀘州地區(qū)HX06 井、長(zhǎng)寧地區(qū)NX33 井和長(zhǎng)寧地區(qū)NX11 井3 口低阻井目的層段的巖石結(jié)構(gòu)組分、有機(jī)質(zhì)成熟度、含氣量及物性等，結(jié)合其測(cè)井曲線特征（圖11）研究發(fā)現(xiàn)，瀘州地區(qū)東部HX06 井和長(zhǎng)寧地區(qū)東南部建武向斜中的NX33 井電阻率曲線都為“持續(xù)下降型（I）”，HX06 井的Rt 降低至1.0 Ω·m 左右，埋深4 300 m 以下，總有機(jī)碳含量為4.67%，孔隙度為1.22%，含水飽和度為80%，含氣量為0.31 m3/t，且測(cè)試產(chǎn)氣顯示含氣性也較差。NX33井埋深在3 100 m 以下，Rt 也幾乎降至1.0 Ω·m，孔隙度為6.99%，含水飽和度為46%，雖然巖芯測(cè)試含氣量為4.15 m3/t，但其產(chǎn)能測(cè)試顯示該井產(chǎn)量較低（1 056 m3/d）。結(jié)合上文對(duì)該類型低阻井的成因因素研究，認(rèn)為主要是由于高成熟演化有機(jī)質(zhì)石墨化和含水飽和度增加（含氣飽和度降低）造成的電阻率降低。

NX11 井位于長(zhǎng)寧背斜中奧底構(gòu)造西部，微裂縫相對(duì)較發(fā)育，無大斷裂和斷層存在，電阻率曲線為“先降低再回返增加型（II）”，且整體測(cè)井電阻率曲線形態(tài)中也存在“高電阻率層段中夾尖刺狀低電阻率”薄層。

電阻率一般在5.0～15.0 Ω·m，總有機(jī)碳含量為4.31%，孔隙度為5.56%，含水飽和度為31%，含氣量為2.05 m3/t，達(dá)到了工業(yè)產(chǎn)氣量的標(biāo)準(zhǔn)，通過試氣測(cè)試，在龍馬溪組龍一11頁巖層獲得工業(yè)氣流，平均瞬時(shí)氣產(chǎn)量達(dá)到0.77×104 m3/d，基于前文對(duì)該類型低阻井的研究，結(jié)合NX11 井自身的特征，其中，電阻率降低段黏土礦物含量為20.5%，黃鐵礦含量為4.2%，電阻率回返增加段黏土礦物含量為11.4%，黃鐵礦含量為3.1%，因此，推測(cè)電阻率降低的主要原因?yàn)轲ね恋V物的增加以及高黃鐵礦含量。

以上實(shí)例表明，不同類型頁巖氣低阻井的含氣性存在較大的差異，因此，勘探開發(fā)進(jìn)程中遇到低阻井應(yīng)先以測(cè)井曲線形態(tài)特征和電阻率的界限值為基礎(chǔ)，宏觀上分析井所處的構(gòu)造位置、埋深，看是否有構(gòu)造擠壓、斷層破壞保存條件、埋深對(duì)有機(jī)質(zhì)演化的影響，微觀上再結(jié)合巖石礦物組分、物性、有機(jī)質(zhì)熱演化成熟度等參數(shù)資料進(jìn)行綜合分析，厘定其所屬的低電阻率類型，判斷其含氣性好壞，最終再確定頁巖氣低阻井是否要進(jìn)行水平井鉆井及分段壓裂施工開發(fā)等，從而準(zhǔn)確地去評(píng)估低阻井是否具有工業(yè)開發(fā)價(jià)值，為今后降低低阻井勘探開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)成本提供了一定的指導(dǎo)與參考意義。

5 結(jié)論

1）川南五峰組龍一1 亞段頁巖劃分為兩種低電阻率井類型：持續(xù)下降型（I）（lt;5.0 Ω·m）和先降低再回返增加型（II）（5.0～15.0 Ω·m）；兩種次低電阻率井類型（10.0～100.0 Ω ·m）：高阻層段中夾尖刺狀低電阻率型及先降低再回返增加型；兩種正常電阻率井類型（gt;15.0 Ω·m）：持續(xù)增加型和先降低再回返增加型。

2）“持續(xù)下降型（I）”低阻井的主要因素為有機(jī)質(zhì)石墨化（碳化）、天然氣逸散使得含水飽和度增加，其含氣性較差；“先降低再回返增加型（II）”低電阻率井是高演化有機(jī)質(zhì)碳化、高黏土礦物含量共同作用的結(jié)果，含氣性通常較好。“先降低再回返增加型”“高阻層段中夾尖刺狀低電阻率型”次低電阻率井分別是由于黏土礦物含量增加、局部層段較高的黃鐵礦含量引起，含氣性較好。

3）今后勘探開發(fā)中遇到頁巖氣低阻井，宏觀上分析是否有構(gòu)造擠壓強(qiáng)應(yīng)力、埋深高溫促使有機(jī)質(zhì)過成熟石墨化，以及斷層是否破壞保存條件使得含氣性降低，微觀上分析是否有黃鐵礦、黏土礦物等導(dǎo)電礦物及高含水飽和度對(duì)電阻率的影響，最終立足于電阻率曲線形態(tài)和數(shù)值范圍，確立所屬低電阻率類型并判斷含氣性好壞，這為降低低阻井勘探開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)提供了啟示。

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作者簡(jiǎn)介

黃莉莎，1996 年生，女，漢族，四川綿陽人，博士研究生，主要從事測(cè)井地質(zhì)學(xué)、頁巖氣測(cè)井評(píng)價(jià)及應(yīng)用方面的研究工作。E-mail：huanglisha05@163.com

閆建平，1980 年生，男，漢族，內(nèi)蒙古涼城人，教授，博士，主要從事測(cè)井地質(zhì)學(xué)、巖石物理及非常規(guī)油氣測(cè)井評(píng)價(jià)方面的教學(xué)與研究工作。E-mail：yanjp_tj@163.com

胡興中，1971 年生，男，漢族，山東東營(yíng)人，高級(jí)工程師，碩士，主要從事油氣地質(zhì)儲(chǔ)量管理與評(píng)價(jià)工作。E-mail：huxingzhong237.-slyt@sinopec.com

鄭馬嘉，1988 年生，男，漢族，湖北黃岡人，博士，主要從事頁巖氣地質(zhì)評(píng)價(jià)與開發(fā)規(guī)劃等方面的研究工作。E-mail：ma_jiaz_cq@petrochina.com.cn

鐘光海，1982 年生，男，漢族，四川自貢人，高級(jí)工程師，碩士，主要從事頁巖氣測(cè)井巖石物理及測(cè)井處理解釋評(píng)價(jià)研究工作。E-mail：Zgh_kty@petrochina.com.cn

編輯：張?jiān)圃?/p>

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金（42372177）；中國(guó)石油西南石油大學(xué)創(chuàng)新聯(lián)合體科技合作項(xiàng)目（2020CX020000）；四川省科自然科學(xué)基金（2022NSFSC0287）；國(guó)家科技重大專項(xiàng)（2017ZX05049 004）；高等學(xué)校學(xué)科創(chuàng)新引智計(jì)劃（111 計(jì)劃）（D18016）；南充市?？萍紤?zhàn)略合作項(xiàng)目（SXHZ017）