田碩夫, 楊瑞東

(貴州大學 資源與環(huán)境工程學院，貴陽 550025)

貴州早石炭世巖相古地理演化及頁巖氣成藏特征

田碩夫, 楊瑞東

(貴州大學 資源與環(huán)境工程學院，貴陽 550025)

[摘要]根據(jù)野外剖面層序地層研究和室內(nèi)資料分析，結合最新鉆井資料、區(qū)域地質調查資料等，并與國內(nèi)外典型頁巖氣特征參數(shù)及聚集條件對比，綜合研究貴州下石炭統(tǒng)頁巖氣富集條件、優(yōu)選有利地區(qū)。貴州下石炭統(tǒng)發(fā)育4個層序，以臺地相石灰?guī)r為主,夾潮坪沼澤潟湖相白云巖和泥頁巖，惠水、長順以及六盤水等地區(qū)下石炭統(tǒng)舊司組(打屋壩組，第2層序)頁巖、泥巖較發(fā)育。從頁巖、泥巖的分布、厚度、有機質豐度、有機質類型、有機質熱演化程度等特征，并與美國Barnett頁巖等五大含氣頁巖主要評價參數(shù)以及涪陵焦石壩頁巖氣的分布、產(chǎn)出狀態(tài)(游離氣體積分數(shù)>50%)等對比，認為黔南、黔西南地區(qū)舊司組具有頁巖氣聚集發(fā)育的條件，具有很好的勘探前景。其中，黔南最有利的地區(qū)是紫云—惠水一帶，黔西南最有利的地區(qū)位于威寧—水城一帶。該區(qū)頁巖氣應重視保存條件的研究，同時應重視游離氣、夾層氣的貢獻。

[關鍵詞]貴州；下石炭統(tǒng)；舊司組；巖相古地理；頁巖氣

頁巖氣是三大主要非常規(guī)資源之一。頁巖氣賦存于富有機質泥頁巖及其夾層中，主要以吸附或游離狀態(tài)殘留于盆地內(nèi)的泥頁巖內(nèi)部，成分以甲烷為主[1]。大部分產(chǎn)氣頁巖分布范圍廣、沉積厚度大，具有開采壽命長和生產(chǎn)周期長的特點。

自1976年美國政府組織開展“東部頁巖氣工程”以來，美國頁巖油氣資源開發(fā)進展迅速。特別是2005年在Barnett頁巖區(qū)帶上實現(xiàn)了水平井分段壓裂技術突破后，美國頁巖油氣開發(fā)進入了大發(fā)展階段：頁巖氣產(chǎn)量由2006年的約31.1×109m3增至2012年底的超過230×109m3；頁巖油的日產(chǎn)量至2012年底超過200萬桶[2]。

近年來，中國相繼在南方地區(qū)開展了頁巖氣資源調查和研究，并取得了一系列成績，發(fā)現(xiàn)了4套區(qū)域性黑色頁巖和8套地區(qū)性黑色頁巖，厚度大、范圍廣、富含有機質[3]。2012年，貴州省也對全省的頁巖氣資源開展了系統(tǒng)的調查評價，將全省劃分為“黔北、黔西北、黔南、黔西南”4個評價區(qū)，通過實施26口頁巖氣調查井及大量的野外地質考查、取樣、測試分析等工作，完成了對古生界7套頁巖層系的有效評價，其中針對下石炭統(tǒng)實施了5口頁巖氣調查井(黔西南評價區(qū)4口、黔南評價區(qū)1口)，是中國南方地區(qū)首次針對石炭系開展的實質性頁巖氣調查研究工作。楊瑞東等(2012)提出下石炭統(tǒng)大塘階可能具有巨大的頁巖氣資源前景[4]。2015年初，貴州省地調院在長順一帶實施了2口下石炭統(tǒng)舊司組(打屋壩組)頁巖氣調查井(長頁1井，代頁1井)，初步顯示頁巖氣儲量豐富。

本文根據(jù)區(qū)域地質調查等分析資料，利用野外地質調查、層序地層學、分析測試等方法，結合最新鉆井資料及含氣量現(xiàn)場解析數(shù)據(jù)，研究早石炭世巖相古地理演化及頁巖氣成藏條件，并優(yōu)選有利區(qū)，為該區(qū)石炭系頁巖氣勘探確定方向。

1區(qū)域地質背景

研究區(qū)地處揚子地區(qū)西南部，貴州境內(nèi)紫云—埡都斷裂的西南側以及由紫云—埡都斷裂和清鎮(zhèn)—貴陽斷裂圍成區(qū)域的中南部，包括整個黔西南地區(qū)和黔南分區(qū)的大部。

1.1古斷裂

研究區(qū)主要受貴州西部的埡都—紫云斷裂帶以及中部的盤縣(清鎮(zhèn))—貴陽斷裂帶控制(圖1)。北西向埡都—紫云斷裂帶位于貴州西南部，由多條比較密集的斷裂組成。該斷裂帶在貴州省內(nèi)全長>300 km，現(xiàn)已證實其形成于加里東晚期(奧陶紀與志留紀)，發(fā)育于海西期。區(qū)內(nèi)泥盆—石炭系相帶呈北西向展布，受該斷裂帶控制，埡都—紫云斷裂東北側的黔西北地區(qū)則缺失奧陶系、志留系、泥盆系以及石炭系大多層系；盤縣(清鎮(zhèn))—貴陽斷裂帶基本呈東西向延伸，起著樞紐軸的作用，控制了泥盆—石炭紀上揚子古陸及其海陸邊界；北東東向斷裂帶為一組隱伏斷裂，在早石炭世晚期—早二疊世與埡都—紫云斷裂共同控制了盆地相及臺緣相的展布[5]。綜上所述，同生斷裂對研究區(qū)的古地理演化起著控盆控相作用。

圖1　貴州古斷裂示意圖Fig.1　Sketch map of the syngenetic faults of the late Paleozoic in Guizhou

1.2巖相古地理及演化

晚古生代的構造、古地理背景基本上都是在加里東運動基礎上發(fā)展演化的[5]。加里東運動基本上結束了本研究區(qū)惠水乃至南盤江大部分地區(qū)早古生代的沉積歷史。進入早泥盆世，有2條同生斷裂控制著研究區(qū)的沉積分布格局及演化，即北西向的埡都—紫云斷裂和北東東向的盤縣(清鎮(zhèn))—貴陽斷裂。埡都—紫云斷裂以東、清鎮(zhèn)—貴陽斷裂以北為陸地或(局部)物源區(qū)，埡都—紫云斷裂西側、清鎮(zhèn)—貴陽斷裂以南則為主要沉積區(qū)。自陸地向海依次發(fā)育陸地(沖積相)、河湖相、濱岸潮坪相及深水陸棚相等沉積，沉積區(qū)北部是泥頁巖發(fā)育的重要地區(qū)之一，南部貞豐地區(qū)是深水沉積區(qū)(圖2-A)。

中泥盆世惠水地區(qū)海陸交互，向南、向西南(六盤水)方向石灰?guī)r沉積增多；晚泥盆世海侵規(guī)模有所擴大，但南部陸源區(qū)沉積速率更快，導致惠水等北部沉積區(qū)廣泛發(fā)育白云巖蒸發(fā)潮坪潟湖臺地沉積。

圖2　貴州晚泥盆世-早石炭世巖相古地理圖Fig.2　Map showing lithofacies and paleogeography from the D3-C1 in Guizhou(據(jù)桑惕等修改，1992)(A)晚泥盆世錫礦山期; (B)早石炭世巖關期; (C)早石炭世大塘期; (D)早石炭世德塢期

石炭紀基本繼承了泥盆紀古地理格局。所以，早石炭世巖關期就連沉積范圍也與泥盆紀相同，只是由于海侵水體加深，石灰?guī)r臺地取代了白云巖蒸發(fā)臺地，構成了很好的頁巖氣底板條件(圖2-B)。

到了早石炭世大塘期，研究區(qū)發(fā)生了一次規(guī)模較大的海侵，并且物源供給也大為增加，因而在碎屑巖區(qū)規(guī)模擴大的表象下，掩蓋著海水相對變深、沉積范圍擴大的實質，甚至與廣海也聯(lián)系了起來(圖2-C)。

早石炭世德塢期(圖2-D)及晚石炭世，除貞豐等地區(qū)外，大部分地區(qū)已演化為石灰?guī)r臺地, 這是很好的頁巖氣頂板(蓋層)條件。

從圖2也可以明顯看出，北部包括江南山地仍是主要的物源區(qū)，由(西)北向南，逐漸由殘積相(沖積相)、河流湖泊相漸變?yōu)槌逼簼暫?，再變?yōu)樯季徠聻?、深水陸棚相。但細粒泥頁巖富集中心已位于惠水及六盤水一帶(圖3)。這種古地理、沉積相分布格局對本文的頁巖氣選區(qū)特別重要。

綜上所述，研究區(qū)泥巖、頁巖主要發(fā)育在早石炭世大塘期，富集在惠水—長順、六盤水—威寧一帶。晚泥盆世、早石炭世巖關期主要發(fā)育碳酸鹽巖，是很好的底板條件；早石炭世德塢期發(fā)育碳酸鹽巖，有很好的頂板條件，可作為蓋層。所以說，在巖相古地理演化條件上，大塘期頁巖氣發(fā)育具有良好的巖性條件和頂、底板條件。

2頁巖氣成藏特征

研究表明，頁巖氣成藏主要受頁巖厚度、有機質豐度及類型、熱演化程度、頁巖儲滲條件、含氣性等多種因素的控制[6]。美國五大含氣頁巖成藏，Barnett頁巖最為典型(表1)。Barnett頁巖是在美國德克薩斯州福特沃斯盆地發(fā)育的一套密西西比系黑色頁巖，面積約13×103km2，是福特沃斯盆地的主力烴源巖[7]。Barnett頁巖的地質儲量為(1.53～5.72)×1012m3，技術可采儲量為(96.278～283.170)×109m3。Barnett頁巖是目前世界上開發(fā)最成功的頁巖氣產(chǎn)區(qū)，其主要的參數(shù)指標可作為我們評價研究區(qū)的主要參考指標。

圖3　貴州省下石炭統(tǒng)層序地層劃分對比圖Fig.3　Correlation of sequence stratigraphy in GuizhouOP.開闊臺地; RP.局限臺地; ES.河口灣; HST.高位體系域; TST.海侵體系域; CS.凝縮層

2.1泥頁巖(烴源巖)特征

作為頁巖氣生成和賦存的主體，一定的含氣泥頁巖厚度是形成頁巖氣富集區(qū)的基本條件，也是頁巖氣資源豐度高低的重要因素[14]。美國進入大規(guī)模商業(yè)開發(fā)的五大含氣頁巖系統(tǒng)毛厚度為31～579 m(頁巖凈厚度9～91 m)，其中頁巖氣單井產(chǎn)量和年產(chǎn)量較高的Barnett頁巖系統(tǒng)毛厚度為61～300 m(凈厚度15～60 m)。富含有機質泥頁巖的厚度越大越好，保證一定規(guī)模的頁巖氣資源量和壓裂改造的需要。

研究區(qū)的大塘階自下而上分為湯粑溝組(C1t)、舊司組(C1j)、上司組(C1s)，均為整合接觸(圖3)。

舊司組頁巖層系主要發(fā)育于黔西南地區(qū)西北部、東南部及黔南南部，巖性主要為黑色、灰黑色頁巖、泥頁巖、泥巖，夾黑色泥質灰?guī)r(圖3)、含泥灰?guī)r和少量砂巖，頁巖水平層理發(fā)育。根據(jù)巖性、巖相分為2段，厚度一般為300～400 m。大部分區(qū)域泥頁巖沉積厚度為50～185.5 m，一般厚度>100 m，且潛質頁巖厚度>40 m。在黔南，舊司組頁巖層系上部、底部均夾黑色泥質灰?guī)r(圖4-A,B,C,D)，黑色泥頁巖富集有機質，層面、節(jié)理面上往往呈石煤特征(圖4-C)，風化后類似油頁巖風化產(chǎn)物(圖3-F)。而安順楊武舊司組頁巖層系葉片狀結構發(fā)育，頁巖風化成黃褐色葉片(圖4-E)。黔南地區(qū)舊司組烴源巖不僅是黑色泥頁巖，黑色泥質灰?guī)r也應該是重要的烴源巖，在評價時應該給予考慮。

黔西南地區(qū)舊司組分布比較廣泛，為海陸交互相—淺海相沉積。整體上，黔西南的西北部威寧—六盤水黑色頁巖厚度較大，一般厚度>100 m，沉積中心在威寧一帶，沉積厚度最高可達到據(jù)Curtis(2002),并將英制單位換算成SI制單位。

表1　美國巴尼特等五大含氣頁巖主要參數(shù)

圖4　貴州石炭系舊司組泥頁巖特征Fig.4　Characteristics of source rock of the Jiusi Formation in Anshunchang, Guizhou(A)龍里舊司組碳質頁巖與碳質灰?guī)r互層; (B)惠水舊司組碳質頁巖中黑色碳質灰?guī)r; (C)惠水舊司組黑色碳質頁巖; (D)惠水舊司組上部黑色泥頁巖中夾薄層灰?guī)r; (E)安順楊武舊司組黑色碳質頁巖，風化呈葉片狀; (F)惠水舊司組碳質泥頁巖風化，呈油砂狀; (G)惠水斷杉舊司組頁巖中灰?guī)r夾層; (H)惠水斷杉舊司組頁巖中發(fā)育大量節(jié)理

185 m，沿北東、南西向頁巖厚度逐漸變??；中北部，六盤水—普安—紫云一帶厚度>50 m；西部、西南部、東南部頁巖厚度<50 m，一般為30 m。

黔南地區(qū)舊司組分布較局限，僅中南部惠水-紫云一帶有分布，潮坪-潟湖相沉積為主。整體上惠水-紫云一帶泥頁巖厚度較大，一般厚度>100 m，沉積中心在長順—惠水一帶，最高可達到200 m以上，沿南西向逐漸變薄至50 m(圖5)。

2.2有機地球化學特征

2.2.1有機質豐度及類型

含氣頁巖的有機質豐度(有機碳含量)，不但決定頁巖氣的生成量，而且影響頁巖氣的賦存和富集，進而影響頁巖氣的資源豐度[14]。

美國大規(guī)模商業(yè)開發(fā)的五大含氣頁巖系統(tǒng)有機碳質量分數(shù)(wTOC)為0.5%～2.5%，其中頁巖氣單井產(chǎn)量和年產(chǎn)量較高的Barnett頁巖系統(tǒng)wTOC為2.0%～7.0%。頁巖氣有利發(fā)育區(qū)的wTOC>1.0%為宜(圖6)。

研究區(qū)下石炭統(tǒng)舊司組富有機質頁巖的有機質類型主要以Ⅱ1型和Ⅱ2型為主，偶見Ⅲ型和Ⅰ型。wTOC普遍大于1.0%，多數(shù)分布在1.0%～2.0%范圍內(nèi)，有23.8%的樣品wTOC>2.0%，最高達2.83%。

秦文等(2014)對黔西南地區(qū)舊司組205塊露頭樣品及巖心樣品的有機碳進行測試，wTOC為0.05%～5.76%，平均為1.25%，主體分布在0.80%～1.50%。有39.51%的樣品在1.00%～2.00%?？v向上，威寧龍街1701孔資料顯示，舊司組上段wTOC為0.73%～1.91%，平均為1.34%；下段wTOC為1.39%～3.02%，平均為2.11%?？梢姡f司組下段的TOC含量比上段高。平面上，研究區(qū)內(nèi)以威寧—水城—晴隆為軸線，往兩側TOC逐漸減少；威寧、水城一帶為高值區(qū)，wTOC>1.50%；威寧龍街周邊地區(qū)wTOC>2.00%，生烴強度中等[8]。

圖5　貴州下石炭統(tǒng)舊司組烴源巖厚度等值線圖Fig.5　Thickness contour map for the Jiusi Formation black shale in Guizhou

圖6　有機碳含量與頁巖氣含量關系Fig.6　Relationship between the TOC and shale gas content(A)美國有機碳含量與頁巖氣含量關系; (B)加拿大有機碳含量與頁巖吸附氣含量關系

黔南地區(qū)舊司組泥頁巖有機碳質量分數(shù)普遍大于1.5%，往南東有機碳含量增高，wTOC平均為2%左右。長順地區(qū)的2口調查井長頁1井和代頁1井資料顯示，wTOC為0.69%～2.72%及0.41%～6.93%，平均為1.81%及2.19%，生烴強度較大。

2.2.2有機質成熟度

研究區(qū)內(nèi)有機質成熟度總體演化程度較高，全區(qū)有機質成熟度(Ro)為1.0%～4.0%，主體在2.0%～3.0%，平面上由北東往南西成熟度增大。

據(jù)張本杰等研究[9]，黔西南地區(qū)Ro為1.11%～4.87%，一般為2.13%～3.11%，平均為2.71%，總體熱演化程度高，處于過成熟早期生干氣階段。據(jù)威頁1井和晴頁2井樣品測試結果，Ro隨深度增加有增大趨勢，晴頁2井深度716～733 m處Ro值高達4.49%～4.87%。

黔南地區(qū)，Ro一般為1.3%～3.5%，有機質成熟度適中，處于有機質熱演化高成熟階段。據(jù)長頁1井和代頁1井的調查結果，Ro最小值為2.13%～2.19%，最大值為2.66%～3.27%，平均為2.47%～2.66%。

在常規(guī)油氣的勘探過程中，熱演化程度通常作為烴源巖評價的重要指標。一般說來，Ro在0.6%～1.6%時烴源巖達到成熟或高成熟，處于烴類大規(guī)模生成窗，有利于油氣的勘探。頁巖氣是連續(xù)生成的生物氣、熱成因氣，可以把頁巖氣認為是烴源巖中未排出的殘留氣[10]，換句話說，生氣量較小、能夠滿足泥頁巖的儲集就可以形成頁巖氣藏，因此，熱演化程度范圍可以適當放寬。

美國大規(guī)模商業(yè)開發(fā)的五大含氣頁巖系統(tǒng)Ro=0.4%～2.2%(目前勘探開發(fā)的Haynesville頁巖、Fayetteville頁巖、Marcellus頁巖Ro=0.6%～3.0%)，其中頁巖氣單井產(chǎn)量和年產(chǎn)量較高的Barnett頁巖系統(tǒng)Ro=1.1%～2.2%。另外，國外的初步研究結果表明，泥頁巖的含氣量(主要是吸附氣)與鏡煤反射率關系不明顯。參考國外含氣頁巖熱演化特征，考慮到中國泥頁巖熱演化程度特點，頁巖氣有利發(fā)育區(qū)Ro=1.0%～3.0%為宜。若再考慮中國油氣勘探實踐，只要曾生成過油氣并能保存到今天的烴源巖，其Ro值的問題完全可以忽略。如四川盆地安岳氣田三級儲量已達萬億立方米，其烴源巖主要為下寒武統(tǒng)烴源巖[11]；涪陵礁石壩頁巖氣田以及長寧頁巖氣田烴源巖均為上奧陶統(tǒng)五峰組及下志留統(tǒng)龍馬溪組碳質頁巖。所以，研究區(qū)石炭系烴源巖的成熟度不是主要考慮的參數(shù)，而烴源巖的有機質豐度及有機質類型則是烴源巖重要參數(shù)，此外，保存條件也是關鍵參數(shù)。

2.3泥頁巖礦物成分特征

脆性礦物質量分數(shù)直接決定后期頁巖氣開發(fā)儲層改造效果[12-14]，脆性礦物質量分數(shù)一般>40%、黏土礦物質量分數(shù)<30%才具備商業(yè)開發(fā)價值[15,16]。舊司組泥頁巖在貴州省境內(nèi)分布較局限，且隨沉積環(huán)境的變化，黔西南和黔南巖相差異較大。

黔西南舊司組泥頁巖礦物成分以石英為主，石英的質量分數(shù)最高達66.37%，平均為41.62%；其次為黏土礦物、碳酸鹽巖、長石、鐵礦物、石膏等(表2)。

表2　舊司組頁巖的主要礦物及含量(w/%)

據(jù)張本杰等(2014)。

碳酸鹽巖主要為方解石、白云石；鐵礦物主要為黃鐵礦、菱鐵礦；黏土礦物以伊利石為主，高嶺石、蒙脫石次之，綠泥石較少。頁巖砂質脆性礦物和自生脆性礦物含量較高，平均質量分數(shù)為60.28%[9]。

黔南地區(qū)舊司組泥頁巖礦物組成以黏土礦物和石英為主，黏土礦物的平均質量分數(shù)為52%，石英的平均質量分數(shù)為37.8%，兼有少量長石、碳酸鹽巖和黃鐵礦等。黏土礦物主要為伊蒙混層和伊利石，伊蒙混層平均質量分數(shù)為80.4%，伊利石平均質量分數(shù)為12%，部分樣品還含有一定量的高嶺石和綠泥石。據(jù)長頁1井資料，頁巖中脆性礦物平均總質量分數(shù)為31.7%。這與黔西南舊司組泥頁巖礦物組成有較大區(qū)別。

2.4含氣性

通過對長頁1井、晴頁2井的現(xiàn)場解吸數(shù)據(jù)分析，舊司組潛在頁巖含氣量在0.5～1 km深度內(nèi)為0.5～2.4 m3/t。黔西南總含氣量為0.12～2.94 m3/t，一般為0.5～2.1 m3/t，平均為0.99 m3/t；威寧以北及晴隆北西較高，水城以西及以北較低?？v向上隨深度增加有增高趨勢，晴頁2井在719.34～731.81 m深度總含氣量高達2.08～2.35 m3/t。儲集方式以吸附氣為主，占總含氣量的62%～95%；游離氣次之。黔南總含氣量為0.9～2.84 m3/t，平均為1.5 m3/t。長頁1井在700～930 m深度的含氣量>1.2 m3/t，儲集方式主要為游離氣。

貴州水城縣打水井時鉆遇巖層出氣，日產(chǎn)氣(60～80)×103m3，證明水城一帶舊司組頁巖氣以游離氣為主?；菟當嗌家粠Ц咚俟匪淼谰蜻M至舊司組頁巖時自燃，說明舊司組頁巖氣也以游離氣為主。其與舊司組地層結構、構造發(fā)育等密切相關。

根據(jù)中國頁巖氣及美國頁巖氣勘探成果，四川涪陵焦石壩頁巖氣田及美國Barnett頁巖氣田儲集方式以游離氣為主，涪陵頁巖氣田焦石壩區(qū)塊頁巖氣探明儲量達千億立方米，其游離氣與吸附氣的比例為6∶4，游離氣占主(表3)。同樣，美國巴肯頁巖氣也主要是游離氣，產(chǎn)量高，產(chǎn)能穩(wěn)。因此，貴州下石炭統(tǒng)舊司組頁巖氣要圍繞游離氣進行勘探。

2.5頁巖層系中的夾層

頁巖層系中的夾層對頁巖氣儲集有很大影響。如美國Barnett頁巖氣儲層主要是上下2套據(jù)李軍等(2015)。

表3　焦頁1井頁巖氣綜合解釋

頁巖之間的碳酸鹽巖和碎屑巖儲層。因此，不僅要重視頁巖儲集性能，還要重視頁巖層中夾層的儲集情況。貴州下石炭統(tǒng)舊司組頁巖上部和下部均普遍發(fā)育灰?guī)r夾層(圖4-G)，其對頁巖氣儲集影響很大，應該加強研究。

2.6頁巖層系中的節(jié)理發(fā)育程度

在惠水斷杉舊司組頁巖中，受到斷杉斷裂的影響，石炭系產(chǎn)狀變化很大，產(chǎn)狀較陡，節(jié)理發(fā)育，頁巖受到構造作用，節(jié)理面上發(fā)育鏡煤狀光面(圖4-H)，節(jié)理強烈發(fā)育，以及黑色灰?guī)r夾層的存在，可能是惠水斷杉高速公路隧道掘進至舊司組頁巖時產(chǎn)生自燃的原因。說明頁巖氣在節(jié)理發(fā)育，或者灰?guī)r夾層發(fā)育的頁巖段，頁巖氣儲集較好，有大量的游離氣存在。水城附近的水1井產(chǎn)氣量大，也可能與水城附近北北西向的斷裂發(fā)育有關。因此，在貴州石炭系頁巖氣勘探和評價中，要重視構造和節(jié)理對頁巖氣儲集的影響。

3勘探遠景及有利區(qū)

綜合上述分析，黔西南地區(qū)下石炭統(tǒng)舊司組在威寧—水城一帶頁巖厚度>100 m；有機碳含量高，平均質量分數(shù)達2.11%；脆性礦物含量高，裂縫、節(jié)理發(fā)育；通過晴頁2井鉆探施工獲取了該目標層系含氣性關鍵性參數(shù)，含氣性顯示良好，水城、惠水等地頁巖氣儲集方式以游離氣為主，有利于頁巖氣的開發(fā)：因此認為黔西南舊司組頁巖氣聚集發(fā)育的最有利區(qū)為威寧—水城一帶(圖5)。

黔南地區(qū)舊司組(打屋壩組)在惠水—紫云一帶頁巖凈厚度>100 m；有機碳含量較高，平均質量分數(shù)達1.69%；另外通過長頁1井鉆探施工獲取了該目標層系含氣性關鍵性參數(shù)，含氣性顯示好，儲集方式以游離氣為主；構造作用強烈，頁巖節(jié)理強烈發(fā)育；頁巖段內(nèi)有灰?guī)r夾層：因此認為黔南舊司組(打屋壩組)頁巖氣聚集發(fā)育的最有利區(qū)為惠水-紫云-長順一帶(圖5)。

4結 論

a.貴州下石炭統(tǒng)發(fā)育4個層序，以臺地相石灰?guī)r為主夾潮坪沼澤潟湖相白云巖和泥頁巖，惠水、長順以及六盤水等地區(qū)舊司組(打屋壩組，第2層序)頁巖、泥巖較為發(fā)育。

b.舊司組具有頁巖氣聚集發(fā)育的條件，有很好的勘探前景。

c.黔南地區(qū)最有利區(qū)有惠水—紫云地區(qū)，黔西南地區(qū)最有利區(qū)位于威寧—水城地區(qū)。

d.黔南、黔西南地區(qū)頁巖氣勘探生產(chǎn)應重視保存條件的研究，要重視頁巖層系中夾層游離氣的貢獻。

[參考文獻]

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Lithofacies and paleogeography evolution and characteristics of shale gas accumulation in Lower Carboniferous, Guizhou, China

TIAN Shuo-fu, YANG Rui-dong

CollegeofResourcesandEnvironmentEngineering,GuizhouUniversity,Guiyang550025,China

Abstract:Study of shale gas accumulation conditions and selection of favorable area in Lower Carboniferous of Guizhou Province are carried out on the bases of research on field-profile sequence stratigraphy and analysis of laboratory data, combined with the latest drilling data and regional geological survey information. Lower Carboniferous Series in Guizhou can be divided into 4 sequences with dominate limestone interbedded with dolomite and shale. Shale and mudstone develop well in Jiusi Formation (Dawuba Formation, the second sequence) in Huishui, Changshun and Liupanshui areas. Comparison of five evaluation parameters of Barnett shale in United States with shale gas distribution and output status (volume fraction of free gas is >50%) of Fuling shale gas in China, in terms of thickness and distribution of shale, organic carbon abundance, organic carbon type and thermal evolution analysis, it considers that the Jiusi Formation of Lower Carboniferous shale possesses good accumulation condition with very large exploration prospects in southern and southwestern Guizhou. The favorable areas in southern Guizhou mainly distribute in the Ziyun-Huishui area and the favorable areas in southwestern Guizhou mainly distribute in the Weining-Shuicheng area. Attention should be paid to the study of preservation conditions of shale gas and the contribution of free gas and intercalated bedding gas in shale formation.

Key words:Guizhou; Lower Carboniferous; Jiusi Formation; paleogeography; shale gas

DOI:10.3969/j.issn.1671-9727.2016.03.05

[文章編號]1671-9727(2016)03-0291-09

[收稿日期]2015-05-19。

[基金項目]貴州大學學科建設基金資助項目。

[通信作者]楊瑞東(1963-),男,教授,研究方向：沉積學與地球化學, E-mail:rdyang@gzu.edu.cn。

[分類號]TE122; P531

[文獻標志碼]A

[第一作者] 田碩夫(1990-),男,碩士研究生，研究方向：沉積學與油氣地質, E-mail:tian_sf@126.com。