综述中国典型的富有机质页岩类型与特征

(1.吉林大学地球科学学院 吉林 长春 130061)(2.中国石油冀东油田公司工程监督中心 河北 唐山 063000)

综述中国典型的富有机质页岩类型与特征

张航1张杨2

(1.吉林大学地球科学学院吉林长春130061)(2.中国石油冀东油田公司工程监督中心河北唐山063000)

本文基于文献调研，对前人在富有机质页岩取得的进展进行归纳总结，着重探讨中国典型富有机质页岩的沉积相、主要地层、岩性组合特点、主要分布区域、有机质类型、热成熟度、代表性盆地、生烃潜力、沉积厚度、储层物性等十项指标特点，为中国页岩油、气的勘探开发提供理论参考。

富有机质页岩

一、海相富有机质页岩

中国海相富有机质页岩主要发育在南方和西部古生界的寒武纪、奥陶系、志留系和泥盆系，具有分布面积大，沉积厚度稳定、热演化程度高等特点。其中古生代(主要是寒武系和志留系)是中国海相页岩最主要的发育期，形成多套海相富有机质页岩[10]。寒武系的主要海相沉积区为扬子地区、塔里木地区和华北地区，其中扬子地区的海相页岩多发育黑色页岩、钙质页岩和硅质页岩[2,10]。下寒武统海相富有机质页岩在中上扬子区发育较好，具有有机质类型好(主要为腐泥-混合型)、热成熟度高，层系厚度大等特点；在中下扬子地区，有机质含量相对较低，有机质为腐泥型[11-14]，以上扬子黔北地区下寒武统牛蹄塘组最为典型，从沉积环境看，为浅海深水陆棚相沉积[13-14]。志留系页岩在扬子地区发育较好，以下志留统龙马溪组页岩为主，分布于整个扬子地区[15-16]。郑民[10]等对我国华北、南方、羌塘、塔里木等9个地区和盆地海相富有机质页岩的基本参数进行统计(表1)，从表中可以看出，中国海相富有机质页岩沉积厚度较为稳定，有机质类型好，丰度较大，热成熟度高。

表1 中国海相富有机质页岩层系基本参数表[10]

二、海陆过渡相富有机质页岩

海陆过渡相富有机质页岩分布广泛，有机质类型复杂，热演化程度适中，但南北略有差异[18]。中国地层在晚古生代时期，沉积环境发生了由海相到陆相的巨大变化，这一变化使得海陆过渡环境下沉积的富有机质页在我国南北地区广泛分布[17]。其中，北方地区石炭-二叠系富有机质页岩常与多套煤层和致密砂岩层互层，单层厚度较薄，累积厚度大，其典型的盆地为华北地区的鄂尔多斯盆地和沁水盆地[2,18,20-22]。鄂尔多斯盆地上古生界(石炭-二叠系)海陆过渡相为沼泽相和三角洲相，发育富有机质暗色泥页岩、碳质页岩及煤层，其中泥页岩中有机质类型以Ⅱ-Ⅲ为主，有机质丰度(TOC)较高，热成熟度主要为低成熟-成熟，孔渗等物性较好[21,23,24]。沁水盆地上古生界石炭-二叠发育大量暗色泥页岩，岩石埋藏深度适中；单层厚度薄，累积厚度较大；TOC含量较高；有机质类型主要为腐殖和腐殖腐泥型；热演化处于成熟-过成熟阶段；页岩储层物性较好[18,25-27]。南方地区二叠系海陆过渡相富有机质页岩分布面积广，主要分布在四川盆地、滇黔桂以及下扬子地区[2,18,28-30]。

三、陆相富有机质页岩

从古生代开始，中国陆续开始沉积陆相页岩，尤其是中新生代时期[18]，富有机质页岩普遍发育。林腊梅[31]和张金川[32]依托2011年全国页岩气资源潜力调查工作，对中国陆相富有机质页岩基本类型和特点进行统计和总结(表2)。从表中可以看出，中国富有机质页岩主要分布于华北鄂尔多斯、渤海湾，东北松辽，西北准葛尔盆地和南方四川盆地。

表2 中国陆相富有机质页岩分布表

鄂尔多斯盆地三叠系延长组湖相页岩发育，尤其是长7段张家滩页岩[18,31,35]；沉积相主要为浅湖-深湖沉积[35,36]；厚度主要集中于50-120m之间，有机碳含量为0.5%-6%，有机质类型为Ⅱ-Ⅲ型，热成熟度较高[18,31,33-36]。在渤海湾盆地，古近系富有机质页岩分布受凹陷控制，形成厚层的湖相页岩[18,41]；沉积相为半深湖-深湖沉积[37-41]；累积厚度大，局部累积厚度逾1000m[18,37]；有机质丰度较高，有机质类型复杂，主要为腐泥型，热成熟度相对较低，属于中等成熟[37,40,41]；页岩储存物性较好[37,40]。松辽盆地含有丰富的油页岩资源，主要分布于白垩系的青山口组和嫩江组[42]。嫩江组一段和二段有机质丰度高，有机质类型主要为Ⅰ型，热成熟度较低[43,46]；沉积相为湖泊和三角洲沉积[43,45]。青山口组有机质丰度高，有机质类型为Ⅰ-Ⅱ1，有机质处于成熟阶段，沉积相为三角洲、半深湖-深湖沉积[44,47,49]。

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张航(1992-)，男，汉族，河北省邯郸市，硕士研究生，吉林大学地球科学学院，专业：矿产普查与勘探；张杨(1988-)，女，汉族，河北省邯郸市，本科，中国石油冀东油田公司工程监督中心，油气勘探。