湖北远安区块上奥陶系五峰组-下志留系龙马溪组页岩气成藏条件分析

摘 要：远安区块是湖北西部页岩气的战略要地，为了弄清该区上奥陶系五峰组-下志留系龙马溪组成藏条件，基于单井岩心分析、地化分析、扫描电镜及成像测井等数据开展了分析研究，结果表明：该区生烃潜力好，储集条件与国内主力页岩气开发区块相当，具备较好的成藏条件。

关键词：页岩气;生烃;储集;成藏条件

中扬子地区是我国南方海相页岩气地层的重要富集区，该区泥页岩分布广、厚度大、有机质丰、富，具有广阔的资源前景，目前区内主要发育震旦系陡山陀组、寒武系水井沱组、上奥陶统五峰--下志留统龙马溪组3套海相页岩气有利层位，本次以湖北远安区块上奥陶系五峰组--下志留系龙马溪组页岩研究基础，基于该区地化分析、岩心分析资料，结合国内主要开发区块相同层位相关参数，通过参数对比，综合分析开展该区成藏条件分析。

1 区域地质背景

远安区块构造上位于中扬子地块鄂中褶皱带当阳复向斜西翼，属于秦岭、大别山南缘大洪山冲段褶皱带的前缘。区内目的层整体呈西高东低单斜构造，被北西向和近东西向断层不规则切割，埋深2200～4800m;区内主要出露二叠系及下三叠统地层，地面南北向展布沟壑相间，地面海拔100～800m，整体呈北高南低，西低东高地表形态。

2 区域沉积特征

2.1 区域地层发育特征

区内在前震旦系变质岩基底上发育震旦系至下三叠统浅海碳酸盐岩及碎屑岩，厚达6000～7000m，除泥盆系、石炭系发育不全外，其余层系发育良好;中三叠统为海陆过渡相碎屑岩沉积，上三叠统至侏罗系为湖泊相砂、泥岩沉积。

区内目的层为龙马溪组和五峰组，龙马溪组上、中部深灰色、灰黑色泥岩，下部为深灰色、黑灰色页岩，由下到上共划分为一、二两段，二段为泥质含量较高的灰黑色页岩，一段为页岩与粉砂岩相间，龙一段由下到上又分为2个亚段，两者均为页岩，主要区别在于颜色，Ⅰ亚段颜色较深呈灰黑色，Ⅱ亚段呈深灰色，五峰组顶部为灰黑色页岩，底部为薄层灰色灰质泥岩。

2.2 含气页岩段沉积特征

五峰组--龙一1亚段是该区主要含气页岩层段，根据硅碳含量可以将含气层段分为4种岩石类型，由下至上分别为低硅高碳页岩相，高硅富碳相，高硅高碳页岩相，中硅低碳页岩相。通过岩心观察，发育大量层理构造，主要为平行层理（图1）、水平层理等，局部可见黄铁矿条带（图2），表明水动力条件相对较弱、且缺氧，是深水陆棚条件下形成的产物。普见笔石类化石，化石含量丰富，代表了典型的深水陆棚沉积环境，除了富含笔石化石外，还可见放射虫等硅质类骨骼生物化石，代表水体更深的深水陆棚沉积环境，发育深水硅泥质陆棚微相和深水泥质陆棚微相。

3 烃源岩特征

3.1 有机质类型

通过对含气层段页岩干酪根碳同位素分析，δ13C2小于-29‰，有机显微组分显示镜质组含量占75%～90%，壳质组占10%～17%，镜质组和惰质组含量比较少见，干酪根类型指数（TI）为86-95，有机质类型以I型为主，显示该区主要为腐泥型母质生成的天然气。

3.2 有机质丰度及成熟度

含气层段五峰组--龙一13TOC为1.3-7.3%，TOC含量普遍大于2，主要分布在3%～5%之间，平均值3.79%，属于高丰度，生烃基础较好。

含气层段五峰组--龙一13Ro为2.37-3.08%，平均值为2.79%，均大于2%，Ro>2%的占比为80.8%，有机质处于过成熟演化阶段，利于干气的大量生成。

4 储层特征

4.1 岩石矿物学特征

X衍射显示目的层段主要矿物为粘土和石英，占总矿物组分80%以上，其次是斜长石和黄铁矿，斜长石含量5%～10%，黄铁矿含量3%～7%，其他各种矿物组分含量低于5%。粘土和石英含量分段性比较明显，在五峰组顶部至龙一12，石英含量较高，占60%以上，粘土占20～30%;龙一13以上，石英含量基本在40%以下，粘土基本在65%以上。

4.2 孔渗特征

含气层段储层薄片和电镜扫描分析，本区页岩储层储集类型主要有裂缝和微孔隙。根据样品分析显示，该区含气页岩层段孔隙度为2.2～4.3%，其中龙一11和龙一12小层孔隙度均达到4%以上，五峰组次之，龙一13较小。有2个样品测出裂缝渗透率，分别为0.387mD和0.128mD，基质渗透率为0.0000172～0.105mD，属于特低（下转第237页）（上接第235页）孔特低渗储层。

4.3 含气性特征

含气层段页岩岩心现场解析结果显示该区含气性较好：解吸气含量为0.03～2.14m3/t，恢复损失气含量介于0.03～2.49m3/t，总含气量为1.7-4.7%，其中龙一11和龙一12小层含气量最高，为3.2-4.7%，五峰组次之，龙一13较小，总气含量大于2m3/t的占比45.6%。

4.4 Ⅰ+Ⅱ类储层占比

根据中石油页岩气储层分类标准，该区优质页岩厚度为19.4-29.3m，分布在五峰组-龙一13小层，龙一14小层基本上为Ⅳ类储层，不属于优质页岩范畴。Ⅰ+Ⅱ类储层厚度占比63%。

4.5 裂缝分布特征

成像测井显示五峰组至龙二段发育高导缝和高阻缝，高导缝发育41条，倾角主频为41°，其中五峰组3条，龙一13小层1条，龙一2至龙二段37条，高阻缝发育7条，倾角主频为33°，五峰組2条，龙一11小层1条，龙一2至龙二段4条，主要发育高角度高导缝，含气目的层段裂缝发育较少，目的层段以上裂缝更发育。

5 成藏条件对比分析

通过与其他开发区块页岩气成藏条件对比（表1），认为本区TOC丰度高，生烃基础好，有机质成熟度高，具备较好的生烃条件;但优质页岩厚度小于其他区块，Ⅰ+Ⅱ类储层厚度占比、孔隙度、含气量、裂缝发育程度与其他区块相当或稍差，储集条件与国内开发区块基本相当。

页岩气是一种自生自储气藏，盖层对其保存条件的要求并不严格，但礁石坝开发实践证实，保存条件的优劣对页岩气的聚集、生产效果等起到了至关重要的作用。考虑到本区构造复杂，且在含气层段以上裂缝发育，不利于页岩气保存，可能对页岩气局部聚集成藏造成一定的影响。

6 结论

①远安区块上奥陶系五峰组--下志留系龙马溪组深水硅泥质陆棚微相为该区页岩气提供了有利的生烃条件;②远安区块上奥陶系五峰组--下志留系龙马溪组生烃条件好，储集条件与国内主力区块基本相当，具备较好的成藏条件。

作者简介：

易建华（1985- ）男，汉族，硕士，工程师，研究方向：油气田勘探地质研究。

基金项目：国家重大科技专项“大型油气田及煤层气开发-页岩气工业化建产区评价与高产主控因素研究”（编号：2017ZX05035-004）。