陆相页岩层系岩相类型、组合特征及其油气勘探意义——以四川盆地中下侏罗统为例

页岩层系岩相类型的精细识别与划分是页岩气勘探开发潜力评价的重要基础,但目前关于页岩岩相的识别划分标准及分类方案尚未达成共识。为此,以四川盆地中下侏罗统陆相页岩层系为研究对象,利用岩心观察、全岩矿物X射线衍射分析、薄片鉴定、总有机碳含量(TOC)及氦气孔隙度测试等多种手段,在页岩全岩矿物组成及特征分析的基础上,建立岩相划分方法,开展页岩层系岩相类型识别与划分,研究不同尺度下岩相组合特征,并探讨其对页岩气勘探的意义。研究结果表明:①利用新建立的全岩矿物分区—TOC分级—矿物结构与沉积构造校正及完善的3步岩相划分方法,在该区陆相页岩层系共识别出6类20种页岩岩相类型,其中以中—高碳黏土质页岩岩相、纹层—薄层状黏土质页岩岩相及低—中碳粉砂质页岩岩相为主,次为低—中碳黏土质介壳灰质页岩岩相、含—低碳粉砂质黏土质页岩岩相;②黏土质页岩岩相和介壳灰质黏土质页岩岩相的平均TOC、平均孔隙度均高于粉砂质页岩岩相和粉砂质黏土质页岩岩相,页岩矿物成分及岩相类型对于页岩气源、储性能具有一定的影响;③该区陆相页岩层系可识别出泥灰沉积、泥砂沉积及泥灰砂混合沉积等3类组合,依次体现了湖泊相环境下远源区、近源区、过渡区的沉积特点,对于不同岩相组合的刻画有助于判识页岩沉积环境的差异;④对于高黏土矿物含量的陆相富有机质页岩中灰质介壳纹层与薄层的数量、频次的识别与统计,可以为富气层段储层可改造性评价、最佳勘探开发层段优选提供依据。     

中上扬子地区下寒武统页岩气储层特征及勘探方向

为查明中国南方古老层系页岩储层孔隙特征及其影响因素,以中上扬子地区下寒武统页岩为例,采用岩石薄片、压汞-氮气吸附联合测定、氩离子抛光-扫描电镜、聚焦离子束扫描电镜和全岩X衍射等多种技术方法,系统开展页岩孔隙结构、类型及其影响因素研究;并基于页岩储层特征及页岩气形成地质条件,提出了下寒武统页岩气勘探方向。研究认为,下寒武统主要发育棚内拉张槽型、陆架边缘斜坡型及台地前缘斜坡型3种沉积成因类型富有机质页岩。棚内拉张槽型富有机质页岩孔隙以粒间孔和粘土矿物层间孔为主,其次为有机质孔;台地前缘斜坡型富有机质页岩主要以有机质孔和方解石粒内溶蚀孔为主;而陆架边缘斜坡型富有机质页岩以有机质孔为主,无机矿物质孔不发育。整体而言,下寒武统页岩孔隙发育受页岩矿物组成、有机质丰度、热演化程度及保存条件等多种因素控制。结合页岩气保存条件和探井油气发现等相关分析,建议下寒武统页岩气勘探在四川盆地内部应关注棚内拉张槽型页岩分布区,尤其是筇竹寺组上部的富有机质页岩段;而在四川盆地外部,应关注热演化程度适中、保存条件相对较好的台地前缘斜坡型和陆架边缘斜坡型页岩分布区。