湖北鹤峰龙马溪组页岩气成藏地质条件评价

魏国庆

摘 要：通过对湖北鹤峰地区下志留统龙马溪组广泛发育的一套滞留相暗色页岩厚度、埋深，有机碳、成熟度、有机质类型等有机地化指标和孔隙度、渗透率、脆性矿物含量等储层物性参数以及含气性特征、保存条件等进行综合研究分析，揭示了该区下志留统龙马溪组暗色页岩具有较好的页岩气成藏地质条件和勘探潜力。并结合该区实际情况，优选了页岩气有利勘探区。

关键词：湖北鹤峰 龙马溪组 页岩储层 页岩气 选区标准

中图分类号：P618.13 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）12（a）-0059-02

湖北鹤峰地区区域构造位于江南隆起北缘，扬子地台内的湘鄂西褶冲带中部[1]。早志留世龙马溪期沉积了一套滞流相暗色页岩，是该区的主要页岩气勘探对象。

1 区域概况

1.1 区域地层

鹤峰地区位于湘鄂西褶皱带，基底为前震旦系浅变质岩，区域内发育地层有：震旦系、寒武系、奥陶系、志留系、中上泥盆统、二叠系和三叠系中下统，第四系在局部地区可见，缺失大部分泥盆系和石炭系。三叠系上统及以上地层暴露剥蚀殆尽。

1.2 区域构造

湖北鹤峰地区地处湘鄂西褶冲带，位于扬子板块中部，西与四川盆地毗邻，北靠秦岭-大别造山带，东接江南-雪峰推覆隆起带。鹤峰地区主要地跨湘鄂西褶冲带的宜都-鹤峰复背斜和花果坪复向斜两个次级构造区带。该区褶皱发育，向斜宽缓，背斜相对紧闭。由东南至北西方向依次分布着走马背斜、鹤峰向斜、白佳坪背斜、陈家湾向斜。区内断层多、分布广、规律性强。北东向断层表现为逆冲断层或正断层，北西向横断裂具平移断裂性质，断裂构造的方向与区域构造方向一致，总体以北东-北东东向为主（图1）。

2 生烃条件

2.1 地层发育特征

鹤峰地区只发育下志留统，中上志留统缺失。志留系出露于白佳背斜两翼及鹤峰向斜南东翼，出露范围较大。主要为一套海相碎屑岩沉积建造，自下而上沉积龙马溪组、新滩组、罗惹坪组和纱帽组。龙马溪组埋深一般在0～3 500 m，厚度稳定在26 m左右，底部硅质岩含丰富的次深水放射虫[2]，局部炭质页岩表面可见沥青薄膜，下部为黑色、灰黑色页岩、炭质页岩、炭硅质岩和硅质页岩，上部为深灰色或灰黑色炭质页岩、含炭泥质粉砂岩，发育水平层理。与下伏奥陶系宝塔组呈整合接触。

2.2 有机地化特征

鹤峰地区龙马溪组有机碳含量整体较高，最大值达6.04%，最小值为0.29%，分布范围在0.75%～2.67%之间，平均值为1.63%，达到中等页岩气层标准。大部分样品TOC满足最低下限值，TOC大于1%的样品所占比率为65.1%，大于4.0%的样品仅占2.3%。Ro最大值可达3.09%，最小值2.49%，分布范围主要集中在2.56%～2.94%之间，平均值2.74%，所有测试样品均为过成熟。根据页岩干酪根镜检分析，龙马溪组主要由腐泥组和沥青组组成，不含镜质组、壳质组和惰性组，而且腐泥组含量一般均在90%以上。有机质类型主要为腐泥型（Ⅰ型），少量为腐泥-腐殖型（Ⅱ1型），其原始组分属富氢、富脂质，具较高生烃潜力。

3 储集特征

页岩脆性随石英、碳酸盐矿物含量增大而提高[3-4]，可使页岩储层在压裂过程中容易形成人工裂隙，获得体积改造，扩大泄流面积，从而提高产量。鹤峰地区龙马溪组岩石样品的矿物成分主要为石英、粘土，其次为钾长石、斜长石、白云岩、方解石和黄铁矿等。其中，龙马溪组页岩段石英含量34%～93%，平均59.8%；粘土矿物介于6%～58%，平均32.2%；长石含量介于1%～18.8%，平均7.2%。样品测试的孔隙度介于1.26%～4.67%之间，平均值为2.62%，孔隙类型以有机质孔隙和微裂缝为主。渗透率最高值为0.003 82 mD，最低值为0.000 21 mD，平均0.001 215 mD。

4 含气性特征

根据龙马溪组黑色页岩野外露头样品等温吸附实验测试结果，兰氏体积吸附量最低值为1.01 m3/t，最高值为5.34 m3/t，平均值2.16 m3/t，反映了五峰-龙马溪组黑色页岩较大的吸附能力。

5 保存条件

鹤峰地区以发育逆断层为主，发育规模大，数量多，断层走向以北东向与北西向为主；正断层在浅部层位发育，且主要发育于白佳坪背斜区域，断层走向亦为北东向与北西向。总体而言，鹤峰地区构造破坏改造大，但相对而言，在南部的鹤峰向斜区和北部的陈家湾向斜区构造相对稳定。

同时，从龙马溪组顶底板岩性和水文条件看，顶板为志留系页岩、泥质粉砂岩、粉砂质页岩，底板为较致密的宝塔组瘤状灰岩，均为区域上较稳定的隔水层，因而岩溶水对龙马溪组影响相对较小，保存条件相对有利。

6 有利区

参考国内外页岩气有利区块标准[5-6]，根据鹤峰地区龙马溪组页岩气地质评价关键参数，结合断裂、运聚特征和保存条件对鹤峰地区主要目的层龙马溪组的有利区进行了分析预测。

鹤峰地区北部的陈家湾向斜北翼为页岩气发育有利区，鹤峰向斜两翼为较有利区；区域内白家坪背斜区和走马背斜区为不利区。

7 结语

（1）湖北鹤峰地区下志留统龙马溪组黑色富有机质页岩埋深在0～3 500 m，厚度一般为26 m左右。埋深适中，厚度大。

（2）鹤峰地区下志留统龙马溪组有机碳平均为1.63%，成熟度主要介于2.56%～2.94%之间，有机质类型主要为腐泥型即Ⅰ型，显示具有较好的页岩气生烃潜力。

（3）鹤峰地区下志留统龙马溪组暗色页岩脆性好。孔隙类型以有机质孔和微裂缝为主，具有较好的页岩储集空间。

（4）湖北鹤峰地区下志留统龙马溪组页岩具有较强的吸附性，含气性较好，且具备较为有利的保存条件。

（5）鹤峰地区陈家湾向斜北翼为页岩气发育有利区，鹤峰向斜两翼为较有利区。

参考文献

[1] 马力，陈焕疆，甘克文，等.中国南方大地构造和海相油气地质（上册）[M].北京：地质出版社，2004：1-200.

[2] 陈波，皮定成.中上扬子地区志留系龙马溪组页岩气资源潜力评价[J].中国石油勘探，2009（3）：15-19.

[3] 郭旭升，胡东风，文治东，等.四川盆地及周缘下古生界海相页岩气富集高产主控因素——以焦石坝地区五峰组—龙马溪组为例[J].中国地质，2014，41（3）：893-901.

[4] 聂海宽，张金川.页岩气储层类型和特征研究——以四川盆地及其周缘下古生界为例[J].石油实验地质，2011，33（3）：219-225.

[5] 陈波.中上扬子地区志留系龙马溪组页岩气资源潜力评价[J].中国石油勘探，2009，14（3）：27-28.

[6] 中华人民共和国国土资源部.页岩气资源/储量计算与评价技术规范[Z].2014.