岩相组合特征及其对页岩含气...——以涪陵地区凉高山组为例_刘苗苗.pdf

第30卷第1期0引言陆相页岩油气是五峰组龙马溪组页岩气开发后，重要的增储上产领域之一。近年来，陆相页岩油气富集机理及地质评价研究已成为国内石油地质学家广泛关注的热点，在充分借鉴海相页岩油气研究认识及勘探实践经验的基础上，开展了陆相页岩油气沉积特征及成藏条件研究18。凉高山组作为四川盆地陆相页摘要陆相页岩非均质性强，为了查明涪陵地区凉高山组不同岩相组合对页岩含气性的影响，文中基于岩心照片、普通薄片、X衍射、有机质丰度等分析化验资料开展了岩相评价，通过扫描电镜、等温吸附、现场含气量测试等实验，分析了6种岩相组合的孔隙结构和含气性。研究表明：凉高山组发育高碳纹层状页岩夹粉砂岩、中碳纹层状层状页岩夹粉砂岩、中碳层状页岩夹粉砂岩、含碳块状泥岩夹粉砂岩、中低碳层状泥岩与粉砂岩互层、低碳层状粉砂岩夹泥岩6种岩相组合类型；不同岩相的孔隙度、孔径分布特征主要受层理缝、有机质丰度的影响，比表面积则受黏土矿物成分、有机质丰度及微裂缝的共同影响；明确了高碳纹层状页岩夹粉砂岩是研究区优势岩相组合，在研究区内广泛分布。研究成果可为页岩油气富集预测提供技术支撑，为涪陵地区凉高山组页岩油气下步勘探指明方向。关键词岩相组合；含气性；页岩油气；凉高山组；涪陵地区中图分类号：TE122文献标志码：A收稿日期：20220710；改回日期：20221102。第一作者：刘苗苗，女，1987年生，硕士，主要从事油气地质学方面的研究。E-mail：。引用格式：刘苗苗，付小平，倪楷.岩相组合特征及其对页岩含气性的影响：以涪陵地区凉高山组为例J.断块油气田，2023，30（1）：18.LIU Miaomiao，FU Xiaoping，NI Kai.Characteristics of lithofacies combinations and its influence on shale gas-bearing property：a case study ofthe Lianggaoshan Formation in Fuling areaJ.Fault-Block Oil&Gas Field，2023，30（1）：18.岩相组合特征及其对页岩含气性的影响以涪陵地区凉高山组为例刘苗苗，付小平，倪楷（中国石化勘探分公司，四川 成都610041）基金项目：中国石油化工股份有限公司科技项目“涪陵地区侏罗系陆相页岩油气勘探评价技术”（P190225）、“四川盆地陆相页岩油气甜点地震预测技术研究”（P22159）Characteristics of lithofacies combinations and its influence on shale gas-bearing property:a case study of the Lianggaoshan Formation in Fuling areaLIU Miaomiao,FU Xiaoping,NI Kai(SINOPEC Exploration Company,Chengdu 610041,China)Abstract:Continentalshalereservoirshasstrongheterogeneity.InordertofindouttheinfluenceofdifferentlithofaciescombinationsofLianggaoshanFormationinFulingareaonshalegas-bearingproperty,thelithofaciesevaluationiscarriedoutbasedontheanalysisandtestdataofcorephotograph,ordinarythinsection,X-raydiffractionandorganicmatterabundance.Theporestructureandgas-bearingpropertyofsix lithofacies combinations are analyzed by means of scanning electron microscope,isothermal adsorption experiment and in-situ gascontent test.The research shows that six kinds of lithofacies such as high carbon laminated mudstone with siltstone,medium carbonlaminatedbedded mudstone with siltstone,medium carbon bedded mudstone with siltstone,carbon-bearing massive mudstone withsiltstone,medium-lowcarbonbeddedmudstone withsiltstone interbedded,lowcarbonbedded siltstone with mudston are developed.Theporosity and pore size distribution of different lithofacies are mainly influenced by bedding fractures and organic matter abundance,thespecific surface area is affected by clay mineral composition,organic matter abundance and micro-fracture.The high carbon laminatedmudstonewithsiltstoneisthefavorablelithofaciescombinationinFulingarea,anditiswidelydistributedinthestudyarea.Theresultscanprovidethebasisforenrichmentpredictionandpointoutthedirectionforoilandgasexploration of Lianggaoshan FormationinFulingarea.Key words:lithofacies combination;gas-bearing property;shale oil and gas;Lianggaoshan Formation;Fuling area断块油气田FAULT-BLOCK OIL GAS FIELDdoi:10.6056/dkyqt2023010012023年1月断块油气田2023年1月岩油气勘探的主要目的层之一，前人对其沉积环境、基础地质条件等进行了研究，但是对这套页岩层段的岩相组合类型、岩相差异及不同岩相组合特征等方面的研究较少913。陆相页岩非均质性强，岩相差异较大，岩相组合类型多样14。为了查明不同岩相组合特征，为后期页岩油气勘探开发提供地质依据，笔者以TY1井岩心精细描述为基础，综合利用有机质丰度、X衍射、孔隙度（GRI测定法）、等温吸附及现场含气量测试等多种技术手段，对TY1井小层不同岩相组合进行对比分析，明确了研究区优势岩相组合类型，为陆相页岩油气勘探甜点优选提供理论支撑1516。1地质背景受印支运动的影响，晚三叠世侏罗纪四川盆地演化为北陡南缓的不对称大型宽缓湖盆，沉积地层自下而上发育了上三叠统须家河组，侏罗系自流井组、凉高山组、下沙溪庙组、上沙溪庙组、遂宁组和蓬莱镇组等陆相地层。其中，凉高山组沉积时期为大型内陆水系的淡水坳陷湖盆1718。湖盆中心基本位于涪陵一带，自中心向周边依次为半深湖区、浅湖区、滨湖区、三角洲前缘区，其沉积物以碎屑岩为主，偶见介壳灰岩发育（见图1）。凉高山组底与自流井组大安寨段为连续沉积，凉高山组顶与下沙溪庙组之间以暴露侵蚀冲刷面分割。凉高山组可划分为3段8小层，凉高山组一段（小层）下部以氧化色泥岩为主，中上部主要发育灰色泥岩夹砂岩；凉高山组二段（小层）下部以深灰色泥岩为主，中上部为灰色泥岩与砂岩互层；凉高山组三段（小层）主要发育砂岩，局部夹泥岩。凉高山组沉积期经历了一次完整的湖侵和湖退过程，储层发育明显受沉积微相的控制1920。在凉高山组中部（小层）发育浅湖半深湖相富有机质泥页岩，为研究区陆相页岩油气富集提供了有利的物质基础。2岩相组合划分及特征泥页岩的有机质丰度是评价页岩油气勘探潜力的重要依据。为了综合反映不同岩相组合的沉积环境和产气能力，本文采用“岩石组分沉积构造有机质”三因素划分方法。岩石组分主要是依据岩心薄片、三端元投影进行两级岩石命名。对于沉积组构，根据岩心观察及成像测井结果，按照泥岩单层厚度划分为纹层（0.11.0 cm）、层状（1.0100.0 cm）及块状（大于100.0cm）。总有机碳质量分数（TOC）分级按照东部盆地总有机碳质量分数分级标准2122，结合本区实际情况，将TOC0.5%划为含碳，TOC介于0.5%1.0%为低碳，TOC介于1.0%1.5%为中碳，TOC1.5%为高碳。图1研究区位置及TY1井地层综合柱状图Fig.1Location of study area and comprehensive stratigraphic column map of well TY1a研究区位置bTY1井地层综合柱状图2第30卷第1期基于此，在TY1井小层识别出高碳纹层状黏土质页岩、中高碳纹层状混合质页岩、中碳层状混合质页岩、中碳层状黏土质页岩、含碳块状混合质泥岩、中低碳层状细砂岩、中低碳层状粉砂岩、中低碳层状泥质粉砂岩、中低碳层状灰质粉砂岩、低碳层状灰质细砂岩、中低碳层状生屑灰岩11种主要岩相类型。依据夹层类型、厚度等差异，可识别出6种岩相组合类型（见图2）。图2TY1井岩相组合划分Fig.2Lithofacies combination division of well TY11）高碳纹层状页岩夹粉砂岩岩相组合（A岩相组合）。该组合大部分样品TOC1.5%，主要发育纹层状黏土质页岩、纹层状混合质泥岩夹27层不等厚薄层粉砂岩（见图3a，3g）。岩心中可见少量植物碎屑及黄铁矿条带，页理较发育。纹层形态呈平直状或脉状，存在明暗2种纹层。2）中碳纹层状层状页岩夹粉砂岩岩相组合（B岩相组合）。该组合TOC在1.2%1.5%，主要发育纹层状黏土质页岩、层状混合质页岩夹7层不等厚薄层粉砂岩（见图3b，3h）。断面见少量碳质，常见水平层理、交错层理。石英颗粒呈棱角次棱角状，页岩主要由隐晶状黏土矿物组成，少许有机质呈块状零星分布于黏土间。该组合沉积水体相对A岩相组合具有降低趋势。3）中碳层状页岩夹粉砂岩岩相组合（C岩相组合）。该组合TOC在1.1%1.5%，主要发育层状混合质页岩、层状黏土质页岩夹28层中薄层状粉砂质泥岩（见图3c，3i），含少量炭化植物，常见水平层理、交错层理。泥岩质地不纯，有机质呈斑点状、短细条状分布于黏土间，泥页岩主要为高频互层型，连续厚度较小。4）含碳块状泥岩夹粉砂岩岩相组合（D岩相组合）。该组合TOC0.5%，主要发育灰色、灰绿色、紫红色等氧化色块状泥岩夹层状泥质粉砂岩（见图3d，3j）。整体为块状构造，发育波状层理。岩心质地不纯，含粉砂质，以泥质结构为主，由隐晶状黏土矿物及粉砂碎屑组成。粉砂碎屑以石英为主（可见泥质胶结、接触式胶结），分布不均匀，少量断面可见介壳。5）中低碳层状泥岩与粉砂岩互层岩相组合（E岩相组合）。该组合TOC在0.5%1.0%，主要发育层状泥质粉砂岩夹4层层状泥岩、粉砂质泥岩（见图3e，3k），厚度18120 cm。岩心中可见高等植物碎屑，发育交错层理和水平层理。6）低碳层状粉砂岩夹泥岩岩相组合（F岩相组合）。该组合TOC在0.5%1.0%，整体为深灰色泥岩与灰色粉砂岩不等厚互层（见图3f，3l）。岩石中常见砂泥交互沉积，形成透镜状层理、平行