凯里―岑巩地区下寒武统牛蹄塘组页岩储集特征
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摘 要：贵州岑巩地区构造上主于上扬子板块东南缘，发育海相有机质页岩，页岩气资源丰富，尤其是下寒武统牛蹄塘组开采潜力大。本文以岑巩区下寒武统牛蹄塘组黑色页岩为研究对象，通过文献检索、野外地质调查、资料收集与整理等方法，对研究区内牛蹄塘组页岩气成藏特征进行系统研究，研究表明：其沉积环境以深水陆棚沉积为主，水体环境相对稳定，沉积厚度大，其中黑色页岩厚度最为显著。岑巩地区下寒武统牛蹄塘组泥页岩有机质成熟度多大于2.5%，处于过成熟阶段，有机质含量处于0.7-14.6%，均值为5.2%，多大于4.0%，生成页岩气能力强。
关键词：页岩气；牛蹄塘组；岑巩；储集特征
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.08.194
1 区域概况
岑巩位于贵州省东部，黔东南州东北隅，预测页岩气资源总量866.71亿立方米，可采储量120.47亿立方米。从沉积环境上看，该区域地层为下寒武纪时期江南页岩盆地的台地边缘斜坡深水陆棚沉积，区块由南东向北西水体逐渐变浅[1-2]。岑巩地区由于长期的地质构造运动，构造样式主要为宽缓背斜及背斜间夹持的宽缓的鞍状构造，有利于页岩气储存。不同构造的地层的褶皱变形、剥蚀程度、扩散作用、横向渗流和破裂程度存在差异，弱构造改造带之间低潜微幅构造类型对页岩气保存较为有利。研究区内下寒武统牛蹄塘组黑色页岩具有分布范围广，厚度大，生烃潜力强等特点，其沉积背景自西向东为内陆棚、外陆棚和路棚边缘，具有碎屑粒度减小、页岩厚度增厚、有机质丰度增高等趋势。
2 页岩地球化学特征
下寒武统牛蹄塘组层系有厚度大、脆性矿物含量较高、有机质含量（TOC）和镜质体反射率Ro值适中、含气性较好等有利特点。岑巩地区有机质含量（TOC）处于0.7-14.6%，均值5.2%，多大于4.0%，RO值多大于2.5%，处于过成熟阶段，生成页岩气能力强。由岑巩地区地质调查资料可以确定的是牛蹄塘组中的有机质来自于水生低等生物。从生物演化历史看，高等植物的出现在泥盆纪之后，因此牛蹄塘组有机质类型主要是Ⅰ型和Ⅱ1型，后期经历较高热化阶段。
3 页岩储集特征
（1）储集空间类型。从研究区页岩孔隙扫描电镜图得到，页岩具有储集空间直径较小、连通性较差、储集空间类型多样的特征，主要包括孔隙和裂缝。孔隙包括矿物颗粒间（ 晶间） 微孔缝（自生矿物晶间微孔、骨架颗粒间原生微孔、粘土伊利石贯通层间微缝），基质溶蚀孔隙，有机质生烃形成的微孔隙，矿物颗粒溶蚀微孔隙等。其中矿物颗粒间空隙以粘土矿物层间微孔缝为主，孔隙连通性较差，导致其渗透率很低。岑巩地区牛蹄塘组页岩层段普遍发育微细孔隙，孔喉半径狭窄。该地区岩层以纳米级孔隙为主体，孔隙多是孤立微孔，连通性差，岩石渗透率极低[3]。由于后期构造运动，地层发育裂隙，这些裂隙有的是大范围发育的区域性裂隙，有的是热裂解生气阶段产生异常高压在沿应力集中面、脆性薄弱面或岩性接触过渡面产生的裂缝。裂缝改善了泥页岩的渗流能力，因此它既是储集空间，又是渗流通道，是页岩气从基质孔隙运移到井底的必经途径。区域内断层和裂缝的发育，有利于页岩气的聚集，但是发育规模过大会导致天然气的过早散失。
（2）储集空间大小。泥页岩本身既是烃源岩又是储集层，生成的天然气以多种不同的形式赋存于页岩中。大部分以吸附状态赋存于有机质表面和岩石颗粒上，部分是以游离状态赋存于孔隙与裂缝之中。页岩本身的有效孔隙一般很低（小于10%），裂缝提供成藏需要的最低限度储集孔隙和渗透率。根据黔北地区页岩气研究的最新成果，下寒武统牛蹄塘组页岩孔隙度1.7%～25.6%，平均渗透率为0.2207×103μm?。其相邻地层的白云岩，含硅碳质孔隙度为0.55%～4.22%，渗透率非常低，平均小于0.002×103μm?，较页岩气物性差，可能对页岩气具有一定的封闭性。在页岩气储层中存在微-纳米级孔隙和天然裂隙，使得页岩气不仅以游离态形式储存和富集于裂隙与大孔隙中，还以吸附态储存和富集于微孔隙表面上，而大孔隙有利于气体的渗流，微孔则有利于气体的聚集[4]。
4 结论
（1）岑巩地区主要是深水陆棚沉积相的碳质页岩，其特点是厚度大，分布广，含气量丰富，保存条件好，开采潜力大。（2）页岩气多发育在岑巩厚度较大的页岩烃源岩地层中，岑巩地区页岩有机质含量多大于4.0%，有机质成熟度处于过成熟阶段，生成天燃气的能力强。（3）牛蹄塘组黑色泥页岩普遍发育微细孔隙，且孔喉半径狭窄。其颗粒间微孔，有机质内微孔是纳米级孔隙的主体，孔隙多为孤立微孔，连通性差，岩石渗透率极低，有利于页岩气的保存。
参考文献：
[1]冯增昭，彭勇民，金振奎等.中国南方寒武纪岩相古地理[J].古地理学报，2001，3（01）：1-14.
[2]马永生，陈洪德，王国力等.中国南方层序地层与古地理[M].北京：科学出版社，2009.
[3]聂永生，冷济高，韩建辉等.黔东南地区岑巩页岩气区块勘探潜力[J].石油与天然气地质，2013（02）：0274-07.
[4]琚宜文，卜红玲，王国昌.页岩气储层主要特征及其对储层改造的影响[J].地球科学进展，2014，29（04）：492-506.