中國頁岩氣分布地質構造

A. 貴州省主要含氣泥頁岩層系地質特徵

貴州省發育有陡山沱組、牛蹄塘組、變馬沖組、龍馬溪組、火烘組、打屋壩組/舊司組、梁山組、龍潭組等8套含氣泥頁岩。其中震旦系陡山沱組演化程度高、泥盆系火烘組演化程度高且分布面積有限，泥頁岩氣前景有待進一步研究；牛蹄塘組頁岩氣顯示頻繁，但尚未獲得工業氣流；變馬沖組主要分布在東部，面積相等較小，有機質含量偏低；龍馬溪組為上揚子地區取得泥頁岩氣開發突破的主要層系，在貴州主要分布在黔北和黔西北；打屋壩組/舊司組主要分布在黔南和黔西，泥頁岩氣顯示良好；梁山組在貴州西部厚度較大；龍潭組主要分布在貴州西部，泥頁岩氣顯示豐富。

(1)牛蹄塘組

牛蹄塘組在貴州分布廣泛，其中貴州北部、東部、西部地區埋深較淺，部分已經出露地表。牛蹄塘組岩性主要為深灰色、灰綠色頁岩、碳質頁岩、粉砂質頁岩，屬被動大陸邊緣淺海-半深海相沉積。

從區域對比來看，牛蹄塘組總厚度及其含氣頁岩段厚度明顯受到相帶展布的控制。在西邊雷波-鎮雄-金沙一帶，牛蹄塘組總厚度為180～450m，含氣頁岩厚度為37～100m，到了綏陽-正安-德江一帶，其厚度陡增至700～900m，含氣頁岩厚度90～120m，德江一帶以東，進入斜坡帶及深水盆地，牛蹄塘組及其含氣頁岩厚度均明顯減薄，僅有20～40m(圖4.20)。

圖4.25 貴州省二疊繫上統龍潭組含氣泥頁岩平面分布等厚圖

研究區上二疊統龍潭組富有機質泥頁岩的有機質類型主要為Ⅲ型，由於該地層為煤系地層，因此有機碳含量相比下寒武統牛蹄塘組和下志留統龍馬溪組來說要高，興仁回龍處樣品達到最高值17%，其主體分布在1.0%～10.0%范圍內，有60%的樣品有機碳含量大於4.0%。研究區上二疊統龍潭組含氣頁岩的總體演化程度較高，有機質成熟度在1.57%～4.23%之間，平均2.67%，主體在2.00%～3.00%，有78.95%的樣品成熟度在2.00%～3.00%之間。

上二疊統龍潭組(P₂l)為潮控三角洲相沼澤煤層及泥炭，岩性主要為灰黑色泥頁岩、砂質泥岩夾灰色砂岩、泥質灰岩和煤層。樣品測試結果表明，龍潭組泥頁岩以黏土礦物為主，次為石英和碳酸鹽礦物。其中石英含量為14.43%～88.47%，平均含量為37.90%；長石含量為0～17.67%，平均含量為4.81%，以斜長石為主；碳酸鹽岩含量為0～15.13%，平均含量為1.98%；鐵礦物含量為0～30.72%，平均含量為13.95%，以黃鐵礦為主，次為菱鐵礦；黏土礦物含量為9.83%～65.80%，平均含量為41.35%。黏土礦物中以伊矇混層為主，平均相對含量為60%，高嶺石和蒙脫石含量次之，平均相對含量分別為30%、20%。

對西頁1井、方頁1井、興頁1井三口井的現場解吸數據分析，上二疊統龍潭組含氣泥頁岩含氣量范圍為1.2～20m³/t。結合錄井、測井、現場解析和等溫吸附等含氣量評價方法並參考區內地質條件綜合研究認為，貴州地區上二疊統龍潭組泥頁岩氣富集區位於貴州西北部(遵義-金沙-大方-黔西-納雍地區)。

B. 中國頁岩氣資源潛力及分布

我國的頁岩氣資源豐富，根據初步估計，頁岩氣地質資源量約為常規天然氣量的兩倍，古生界頁岩氣資源量大約是中生界頁岩氣資源量的兩倍。經與美國頁岩氣發育盆地(及地區)對比，中國存在區域發育頁岩氣的地質背景和條件。依據地質歷史及其變化特點，可將我國的頁岩氣發育區劃分為大致與板塊對應的四大區域，即南方、華北—東北、西北及青藏等四大地區。我國頁岩氣平面分布以南方和西北地區為主，也包括鄂爾多斯盆地及其周緣地區。其中，四川、吐哈等盆地泥頁岩十分發育，並且具有頁岩氣成藏的基本條件，勘探潛力巨大(張金川等，2008b)。

中國許多盆地具有泥頁岩氣成藏地質條件，而國內的「頁岩氣」基本上還未進行系統研究。許多盆地高碳泥頁岩的有機碳含量高達30%，是頁岩氣聚集的重要條件。尤其是中國南方揚子地區沉積岩經歷地質時代長、地質背景復雜、構造破壞嚴重、油氣保存條件較差，頁岩氣將有可能成為區域性油氣勘探發現的重要突破口。結合美國的非常規天然氣勘探研究現狀及其發展趨勢分析，頁岩氣不久將會成為我國能源地質研究領域中的熱點(張金川等，2008a)。

從震旦紀到中三疊世，中國南方地區發育了廣泛的海相沉積，分布面積達200餘萬平方千米，累計最大地層厚度超過10km，形成了上震旦統(陡山沱組)、下寒武統、上奧陶統(五峰組)—下志留統(龍馬溪組)、中泥盆統(羅富組)、下石炭統、下二疊統(棲霞組)、上二疊統(龍潭和大隆組)、下三疊統(青龍組)等8套以黑色頁岩為主體特點的烴源岩層系。其中下寒武統、上奧陶統五峰組—下志留統龍馬溪組、下二疊統、上二疊統等4套烴源岩是區域主力烴源岩。經研究認為，南方地區與美國東部頁岩氣產出地區(阿巴拉契亞等盆地)具有諸多的地質可比性(包括頁岩地質時代、構造變動強度等)，下寒武統、上奧陶統—下志留統以及二疊系等地層分布廣泛、厚度大，有機質豐富、成熟度高，是南方地區區域上的頁岩氣發育最有利層位，四川盆地、鄂東渝西及下揚子地區是平面上分布的有利區。

在華北—東北地區，頁岩氣更可能發生在主力產油氣層位的底部或下部，區域上的古生界、鄂爾多斯盆地的中—古生界、松遼盆地的中生界、渤海灣盆地埋藏較淺的古近系等，泥頁岩累計厚度在50～2000m，平均有機碳含量為1.0%～2.0%，局部平均值可達4.0%以上，對應有機質成熟度變化較大;在西北部地區，頁岩氣的分布更多地受現今盆地特點的約束，區域上分布的中生界(侏羅系及三疊系等)和盆地邊緣埋深較淺的古生界泥頁岩相對有利，有機碳含量平均值普遍較高，成熟度變化范圍較大;盡管青藏地區的地表環境較差，但中—古生界泥頁岩地層厚度大，有機質含量高，有機質熱演化程度適中，也是頁岩氣發育的有前景地區。

總之，我國四川盆地、鄂爾多斯盆地、松遼盆地等大型盆地均存在分布范圍廣、地層厚度大、有機質含量普遍較高的頁岩層，可作為區域上頁岩氣勘探研究的重要層系之一。隨著國內外頁岩氣勘探、開發的深入，頁岩氣成為促進天然氣儲量增加的一個關鍵因素。同時，頁岩氣的研究受到國內眾多學者和科研機構的關注，這必將大大推動了中國泥頁岩氣的研究和勘探。

C. 區域頁岩氣地質特點

依據頁岩發育地質基礎、區域構造特點、頁岩氣富集背景以及地表開發條件，將中國的頁岩氣分布區域劃分為上揚子及滇黔桂區、中下揚子及東南區、華北及東北區、西北區、青藏區（未進行評價）5 個大區，各區頁岩氣地質條件和特點差異明顯（表 3-4）。

表 3-4 中國頁岩分區特徵表

（一）上揚子及滇黔桂區

上揚子及滇黔桂區包括四川盆地及周緣（米倉山地區、大巴山地區、川北地區、川西地區、川中地區、川東地區、川西南地區、鄂西渝東地區、黔中地區、黔東地區等）、南盤江坳陷、黔南坳陷、桂中坳陷、十萬大山盆地、百色－南寧盆地、六盤水盆地、楚雄盆地、西昌盆地等評價單元，評價層系主要涵蓋下古生界（下寒武統、下志留統等）、上古生界（中下泥盆統、下石炭統、上二疊統等）、中生界。

上揚子及滇黔桂區富有機質頁岩發育層位多，分布廣。主要有下寒武統、下志留統、下泥盆統、下石炭統、二疊系、三疊系和侏羅系等多套富有機質頁岩。下寒武統、下志留統主要分布於四川盆地及渝東鄂西、滇黔北地區，分布最為廣泛；下泥盆統主要分布於黔南、桂中等地區；下石炭統主要分布於南盤江、黔南桂中和滇東黔西等地區；二疊系主要分布於四川盆地、黔南坳陷、南盤江坳陷等地區；三疊系主要分布於四川盆地、楚雄盆地；侏羅系分布於四川盆地東北部。

上揚子及滇黔桂區頁岩氣的宏觀地質條件與美國東部地區具有一定的相似性。該區復雜的地質背景形成了特色明顯的頁岩氣富集特點，其中海相頁岩普遍具有有機碳含量高、熱演化程度高、構造復雜等特徵。從川南的寬緩背向斜到川東的隔檔式構造，再到渝東鄂西的隔槽式構造及穹窿構造區，構造形式復雜，保存條件多樣，頁岩氣富集的多種模式同時具備，目前已發現頁岩氣。

海陸過渡相頁岩分布面積廣，部分單層厚度小、有效厚度薄，有機質類型及有機碳含量變化較大、熱演化程度適中。中生界陸相頁岩主要分布在四川盆地內部，累計厚度大，夾層發育。目前已經在侏羅系自流井組獲得頁岩氣工業氣流。

（二）中下揚子及東南區

中下揚子及東南區主要包括中揚子地區（主要包括江漢盆地、秭歸盆地、湘鄂西地區、湘中地區和洞庭湖地區等）、下揚子地區（主要包括蘇南－皖南－浙西地區和蘇北盆地等）、東南區（主要包括浙西北、永梅凹陷和三水盆地等）等評價單元，評價層系涵蓋下古生界（寒武系、奧陶系等）、上古生界（泥盆系、石炭系、二疊系）、中生界（三疊系等）以及新生界（古近系）。中下揚子及東南區頁岩均發育於早古生代的海相地層及中新生代的陸相地層。構造演化復雜，後期改造強烈，岩漿熱液活動頻繁，保存條件較差。

中揚子地區重點目標層位為下寒武統、上奧陶統－下志留統；湘中地區重點目標層位為上古生界的泥盆系－下石炭統頁岩；江漢盆地以下侏羅統和古近系陸相地層為重點。中揚子古生界有機質鏡質體反射率 Ro值一般在 2.0% ～ 5.0% 之間。

下揚子地區包括古生界海相和中新生界陸相頁岩，海相古生界頁岩發育在上震旦統－下寒武統、上奧陶統－下志留統、中二疊統－上二疊統。陸相頁岩主要發育在上白堊統和古近系。下揚子地區下寒武統（荷塘組）頁岩厚度大，有機碳含量高，平均值達 2.5%；有機質為 Ⅰ 型，熱演化程度較高，Ro普遍大於 3.0%；儲層硅質含量較高，且孔隙類型較豐富。

上二疊統（龍潭組）主要為海陸過渡相的 ( 含 ) 煤系沉積，有機質豐富，有機碳含量一般在0.5%～18%，有機質類型主要為Ⅱ－Ⅲ型，熱演化程度平均值為1.95%。

東南地區上古生界頁岩分布范圍小，平面上被大規模發育的花崗岩體分隔，構造改造強烈，有利區較少，盆地面積較小。其中修武盆地和浙西北主要發育古生界頁岩，有機碳含量分布於 2.5% ～ 8.1%，鏡質體反射率 R_o較高，高達 4% ～ 6%。永梅坳陷下二疊統暗色頁岩層系和浙江地區、三水盆地陸相暗色頁岩層系較為有利。

（三）華北及東北區

華北及東北區包括松遼盆地及其外圍地區、渤海灣盆地及其外圍地區、沁水盆地及其外圍地區、鄂爾多斯盆地及其外圍地區、南襄盆地及南華北地區等五大評價區塊，評價層系涵蓋下古生界（奧陶系）、上古生界（石炭系、二疊系）、中生界（侏羅系、白堊系）以及新生界（古近系）。

華北及東北區上古生界主要發育海陸過渡相富有機質頁岩，中新生界主要發育陸相富有機質頁岩，層系多、分布廣。上古生界頁岩主要分布在鄂爾多斯及南華北等盆地中，累計厚度大，單層厚度較薄，常與砂岩頻繁互層。中生界陸相頁岩主要分布於鄂爾多斯及松遼兩個大坳陷型湖盆中，平面分布廣、厚度穩定，有效厚度可達 60 ～ 80m，發育多種乾酪根類型，熱演化程度在 0.7% ～ 1.5% 之間，靠近湖盆中心可達 1.5%，總體處於濕氣階段，可形成規模富集的頁岩氣（圖 3-5，圖 3-6）。新生界主要發育於斷陷湖盆，並以渤海灣盆地為代表，頁岩累計厚度大，局部夾煤層，有機質類型以II、III型為主，有機碳含量高，熱演化程度普遍較低，主體處於低熟－成熟生油氣階段，頁岩氣的有利區相對較小。

（四）西北區

西北區主要包括塔里木、柴達木、吐哈、准噶爾、酒泉以及其他中小型盆地（六盤水、潮水、花海－金塔、焉耆、伊犁等盆地）等評價單元，評價層系涵蓋下古生界（寒武系、奧陶系）、上古生界（石炭系、二疊系）、中生界（三疊系、侏羅系、白堊系）和古近系。其中，塔里木盆地主要評價層位為中下寒武統、中下奧陶統、三疊系及侏羅系；柴達木盆地主要評價層位為中下侏羅統以及古近系；吐哈盆地主要評價層系為石炭系、二疊系；准噶爾盆地主要評價層系為石炭系、中二疊統、上三疊統、中上侏羅統；酒泉盆地主要評價層系為白堊系；其他中小型盆地主要評價層系為三疊系、侏羅系以及白堊系等。總的看來，西北區頁岩主要分布在大中型盆地內，分布層位多，古生界海相、海陸過渡相和中生界陸相均有分布。

下古生界海相頁岩主要分布在塔里木盆地，中下寒武統和中下奧陶統頁岩分布面積大，埋藏較深，有機碳含量介於 0.5% ～ 4.0% 之間，有機質熱演化普遍處於高過成熟階段，有機質為 Ⅰ － Ⅱ1型。

上古生界至中生界陸相頁岩主要分布在准噶爾盆地和吐哈盆地。頁岩分布范圍局限於在盆地內部，埋深相對較大，有機質類型以偏生氣的 Ⅱ2－ Ⅲ 型為主，有機碳含量普遍較高，一般介於 0.5% ～ 13.0% 之間，有機質熱演化均處於高熟－過成熟階段。

中生界頁岩主要分布於陸相湖盆，埋深相對較大，有機碳含量平均值普遍較高，成熟度變化范圍較大。以侏羅系為代表的中生界沉積常與煤系伴生，具有頁岩沉積厚度大、偏生氣型有機碳含量高、保存條件好等特點，但由於區域地熱流較低，有機質熱演化程度普遍較低。與華北－東北地區相似，低熱演化程度的有機質同樣是頁岩油氣同時賦存的先決條件。

此外，青藏地區古生界和中生界的海相頁岩發育，厚度大，有機碳含量高，熱演化程度較高，有頁岩氣富集遠景。頁岩發育特徵和頁岩氣資源前景有待進一步調查研究。

D. 我國的頁岩氣主要分布在哪裡，開采它需要哪些技術

我國頁岩氣儲量世界第一，可開采量世界第三。

頁岩氣全國均有分布，大體是北多南少沿海地區有一定量分布，分布最多的就在西北和四川盆地。

相關技術：勘探技術、井鑽技術、水平井鑽井、水力壓裂技術、人工舉升等技術。（這也是大體的開采技術，不同地區不同地質條件採取的技術不同）

頁岩氣，名字已經說的很清楚了，就是把隱藏在岩石縫中的氣體開采出來。方法萬變不離其宗，通過物理手段使岩層變形、破裂，將隱藏在岩石縫中的氣體釋放出來，在收集抽出來。

以上介紹的技術有， 水平井鑽井，水力壓裂。水力壓裂細分有很多，如水力多段壓裂、重復壓裂、同步壓裂。

技術進步是永無止境的，期望我國頁岩氣開采技術越來越先進，也越來越發達。尋找的頁岩氣資源也越來越多。

E. 終於知道中國頁岩氣是怎樣開采出來的，長見識

科普|中國頁岩氣為什麼不能像美國那樣大規模開采？

龐大頁岩氣儲量給所有公司畫了個大餅，頁岩氣概念成了股票市場炙手可熱的「炒貨」，美國的成功被各路專家掛在嘴邊，但假如我們冷靜下來想想，作為非傳統油氣資源之一的頁岩氣並非新玩意，但為什麼到目前為止，頁岩氣革命只有在美國得到成功？美國有什麼無法復制的得天獨厚優勢?又有什麼可以分享的經驗？難道真是「天佑美國」嗎？

據世界能源研究所(WRI)的一項最新研究表明，中國頁岩氣儲量高達30萬億立方米以上，居世界第一，幾乎是美國的兩倍。我國蘊藏著如此豐富的頁岩氣資源，但為什麼不能像美國那樣大規模開采呢？

中國天然氣管線分布圖

勘探開發處於起步階段，補貼力度不足

美國1825年發現頁岩氣，近20年取得技術突破，現已處於勘探開發晚期，基礎研究成果豐富，勘探開發已在全國開展。

我國的頁岩氣發展尚處於起步階段，大部分儲層的詳細可采儲量、地質數據還不明確，所以無法進行大規模開采。

自20世紀80年代起，美國政府實施了一系列鼓勵替代能源發展的稅收激勵或補貼政策，大大降低了天然氣開采稅，並且鼓勵天然氣企業積極開展水平井鑽探和多級地層水力壓裂工序等技術創新。在這一系列政策扶持措施的推動下，頁岩氣勘探開發取得了明顯成果。

我國從2012年開始補貼標准為0.4元/立方米，並且出台了已有礦產資源補償費、探礦權、采礦權使用費減免等一系列優惠政策，但相較與美國而言，支持力度還是明顯不夠。

礦權管理制度不明

美國的土地可以買賣和租借，擁有土地所有權即擁有了該塊土地的能源開采權，土地的容易獲得使得不同資本可以在短時間能完成大規模的勘探工作。

中國是「礦業權主義」，取得礦權後還得到地方政府辦理土地使用權。我國礦業秩序還不夠理想，礦權糾紛多，協調難，這也阻礙了頁岩氣的發展。

監管制度尚需完善

頁岩氣的開發會伴隨著水污染、大氣污染等，美國將頁岩氣的監管分屬聯邦和州政府兩級管理。各州負責州內的生產監管和環境監管，並制定了包括《資源保護和恢復法》、《清潔水法案》等頁岩氣開發環境監管法律。

現階段，我國針對頁岩氣開發環節的環境監管體系尚未建立起來，尤其是針對地下水資源和壓裂液污染防治，返排水的回收利用，以及地質災害防範等的監管機制缺失。同時，中國現有的油氣管理體制也不足以解決頁岩氣快速開發可能帶來的環境問題。

F. 總結了我國頁岩氣地質特點

中國富有機質頁岩發育層系多、類型多、分布廣。自下古生界至新生界10個層系中形成了數十個含氣頁岩層段。寒武系、奧陶系、志留系和泥盆系主要發育海相頁岩，其中，上揚子及滇黔桂區海相頁岩分布面積大，厚度穩定，有機碳含量高，熱演化程度高，頁岩氣顯示廣泛，目前已在川南、滇黔北獲得頁岩氣工業氣流。石炭－二疊系主要發育海陸過渡相富有機質頁岩，在鄂爾多斯盆地、南華北和滇黔桂地區最為發育，頁岩單層厚度較小，但累計厚度大，有機質含量高，熱演化程度較高，頁岩氣顯示豐富。中新生界陸相富有機質頁岩主要發育在鄂爾多斯、四川、松遼、塔里木、准噶爾等含油氣盆地中，分布廣、厚度大，有機質含量高、熱演化程度偏低，頁岩氣顯示層位多。

根據大地構造格局和頁岩氣發育背景條件，將中國頁岩氣劃分為南方（包括揚子板塊和東南地塊）、華北－東北及西北三大頁岩氣地質區。南方地區有潛力的頁岩氣分布區域集中在揚子板塊下古生界的下寒武統、下志留統和上古生界的下泥盆統海相頁岩、石炭－二疊系海陸過渡相頁岩和中生界的陸相頁岩中。華北－東北區有資源潛力的頁岩主要分布在以海陸過渡相為主的上古生界石炭－二疊系、以陸相沉積為背景的中新生界地層中；西北區資源潛力較大的頁岩氣層系主要分布在古生界海相、上古生界海陸過渡相和中生界陸相煤系地層中。

G. 泥頁岩地質特徵

我國地質構造具有多塊體、多旋迴、多層次特徵，受復雜地質背景和多階段演化過程的影響，我國富有機質泥頁岩發育3種沉積類型，平面上可劃分為5個大區，垂向上發育10套泥頁岩氣潛力層系，目前已在主要層系中獲得了頁岩氣發現，初步證實了我國的泥頁岩氣資源潛力。

(1)3種沉積類型

在從元古宙到第四紀的地質時期內，中國連續形成了從海相、海陸過渡相到湖相等多種沉積環境下的多套頁岩層系(李景明，2006；金之鈞，2007)。

海相富有機質頁岩主要發育在南方和西部古生界的寒武系、奧陶系、志留系和泥盆系，具有分布面積大、沉積厚度穩定、熱演化程度高等特點，以揚子克拉通地區最為典型。另外，青藏地區古生界和中生界海相頁岩發育，熱演化程度適中。

海陸過渡相富有機質頁岩分布廣泛，有機質類型復雜、熱演化程度適中。北方地區石炭-二疊系富有機質頁岩的單層厚度較薄，且含多套煤層，其中沼澤相碳質頁岩有機碳含量普遍較高，有機質類型主要為混合型、腐殖型。南方地區海陸過渡相富有機質頁岩夾煤層，上二疊統頁岩在滇黔桂地區、四川盆地及其外圍均有分布(表4.7)。

從晚古生代開始，我國陸續開始發育陸相頁岩。尤其在中新生代時期，我國北方地區普遍發育了陸相富有機質頁岩，如鄂爾多斯、松遼盆地等中生界，准噶爾盆地二疊系，渤海灣盆地古近系等。四川盆地及周緣的上三疊統—下侏羅統，分布廣、厚度大、有機質類型復雜、熱演化程度適中。總體上，陸相富有機質頁岩的地層時代較新、熱演化程度普遍不高，局部地區以泥頁岩油為主。

表4.9 中國10套主要富有機質泥頁岩層系基本特點

1)下古生界富有機質泥頁岩。主要發育在南方和西部古生界的寒武系、奧陶系、志留系和泥盆系，具有分布面積大、沉積厚度穩定、熱演化程度高等特點，以揚子克拉通地區最為典型。另外，青藏地區古生界和中生界海相泥頁岩發育，熱演化程度適中。下寒武統海相富有機質泥頁岩在中上揚子區發育較好，有機質類型為腐泥型-混合型。從區域沉積環境看，川東-鄂西、川南及湘黔3個深水陸棚區頁岩最發育，有機碳含量高，一般為2%～8%。在上揚子地區，富有機質泥頁岩厚度一般為30～80m，量在1.0%～6.0%之間，有機質為腐泥型，熱演化參數鏡質組反射率(R_O)主體介於2.0%～4.0%之間；在中下揚子地區，有機碳含量相對降低，有機質為腐泥型，R_O一般為2.0%～3.5%。

下志留統海相富有機質泥頁岩主要分布在上揚子地區，川南至鄂西渝東和渝東北地區分布穩定，厚度30～100m，有機質類型以腐泥型為主，有機碳含量一般在1%～5%之間，熱演化參數R_O介於2.0%～3.5%之間。中下揚子地區也有分布，相關指標略差。

2)上古生界富有機質泥頁岩。上古生界海陸過渡相富有機質頁岩分布廣泛，有機質類型復雜、熱演化程度適中，但南北略有差異。其中，北方地區石炭，二疊系富有機質頁岩的單層厚度較薄，且含多套煤層。有機碳含量一般介於0.5%～10%之間，變化較大。其中沼澤相碳質頁岩有機碳含量普遍較高。頁岩的有機質類型主要為混合型一腐殖型，R_O一般介於0.5%～3.0%之間，少部分超過3.0%。

南方地區海陸過渡相富有機質頁岩發育間夾煤層，上二疊統頁岩在滇黔桂地區、四川盆地及其外圍均有分布。頁岩厚度變化介於10～25m之間，一般為20～60m，有機質以腐殖型為主，有機碳含量介於0.5%～12.55%之間，平均2.91%，R_O一般介於1.0%～3.0%之間。

總體上，中國上古生界海陸過渡相富有機質頁岩，除上揚子及滇黔桂區之外，其它地區單層厚度不大，且多與煤、緻密砂岩互層。

3)上古及中-新生界富有機質頁岩。從晚古生代開始，中國陸續開始發育湖相頁岩。尤其在中新生代時期，中國北方地區普遍發育了湖相富有機質頁岩，如鄂爾多斯、松遼盆地等中生界，准噶爾盆地二疊系，渤海灣盆地古近系等。

在准噶爾盆地，二疊系頁岩累計厚度超過200m，有機碳含量為4.0%～10.0%，有機質類型為偏腐泥混合型，R_O介於0.5%～1.0%之間。鄂爾多斯盆地三疊系湖相頁岩發育，一般厚度在50m～120m之間，有機碳含量介於0.5%～6.0%之間，R_O主要介於0.7%～1.5%之間。松遼盆地白堊系富有機質頁岩分布穩定，厚度100～300m，有機質以腐泥型和混合型為主，有機碳含量介於0.7%～2.5%，R_O介於0.7%～2.0%。在渤海灣盆地，古近系富有機質頁岩分布受坳陷控制，局部累計厚度逾1000m。有機質類型多樣，但熱演化程度相對較低。四川盆地及周緣的上三疊統—下侏羅統，分布廣、厚度大、有機質類型復雜、熱演化程度適中。

H. 中國頁岩氣地質特點

在從元古宙到第四紀的地質時期內，中國連續形成了從海相、海陸過渡相到陸相等多種沉積環境下的多套富有機質頁岩層系，形成了多種類型的有機質，但由於後期構造變動復雜，有機質生氣、含氣及保存條件差異較大，形成了中國頁岩氣的多樣性，主要表現在以下四個特點。

（1）海相、海陸過渡、陸相頁岩均有發育，頁岩地層組合各有特點

中國在不同地質時代形成了海相、海陸過渡相及陸相地層，其中包含了十餘套富含有機質頁岩層系，其地層組合特徵各不相同。海相頁岩多為厚層狀，分布廣泛且穩定，可夾海相砂質岩、碳酸鹽岩等；海陸過渡相頁岩分布范圍廣，相對穩定的富有機質頁岩常與砂岩、煤層等其他岩性頻繁互層；陸相頁岩主要表現為巨厚的泥岩層系，泥頁岩與砂質薄層韻律發育，累計厚度大、平面分布局限，側向變化快。地層組合特點決定了頁岩氣地質條件的巨大差別。

（2）古生界、中生界、新生界多層系分布頁岩，含氣特點各有不同

中國下古生界寒武系、奧陶系、志留系，上古生界泥盆系、石炭系、二疊系，中生界三疊系、侏羅系和白堊系，新生界古近系均發育多套富有機質頁岩層系。從全國范圍來看，頁岩層系平面分布廣、剖面層位多。由新到老，雖然有機質成熟度依次增加，但各層系頁岩成岩作用逐漸加強，原生游離含氣空間遞次消亡，導致各層系頁岩含氣特點各有不同。在含氣特點方面，總體表現為吸附氣相對含量依次增加。在相同保存條件下，下古生界頁岩吸附氣含量相對最多，上古生界游離氣相對含量增加，中新生界則可能由於成熟度原因形成頁岩油氣共生現象，溶解氣含量相對最大。

（3）沉降區、穩定區、抬隆區構造變動復雜，頁岩氣保存條件迥異

在中國，頁岩氣比常規油氣分布更為廣泛。在華北、東北、西北及南方部分沉降區由於上覆地層較厚，頁岩氣保存條件良好；在鄂爾多斯盆地及川西凹陷等穩定區，埋藏條件相對適中，保存條件較好，是頁岩氣發育的最有潛力區域；在上揚子、下揚子等構造運動復雜的後期台隆區，雖然頁岩有機地球化學等條件有利，但地層普遍遭受抬升及後期剝蝕，保存條件受到嚴重影響，導致地層總含氣量普遍降低。

（4）生物、熱解、裂解成因類型多樣，頁岩氣評價方法和選區標准各異

不同大地構造背景決定了沉積相變化較大，分別形成不同類型的有機質，對應產生不同的頁岩氣生成條件及含氣特點，在統一的工業含氣性標准條件下，對生物、熱解、裂解等不同成因類型的頁岩氣需要分別採取有針對性的資源評價方法及有利選區標准。在海相條件下，具有偏生油特點的沉積有機質需要相對較高的熱演化程度，評價方法和選區標准可參考美國東部地區頁岩氣。在陸相條件下，三種類型乾酪根均有不同程度的發育，在熱演化程度較低時，表現為頁岩油氣共生，含氣量變化同時受控於有機質類型、熱演化程度、埋深及保存等多重因素，評價方法和標准需要針對不同沉積盆地進行有側重的研究。

I. 川東南—鄂西渝東地區下寒武統頁岩氣聚集條件

聶海寬 包書景 邊瑞康 葉欣 高波 余川

（中國石化石油勘探開發研究院，北京 100083）

摘 要 在對貴州省湄潭縣梅子灣、貴州省遵義市樂山、湖北省鶴峰縣五里鎮岩灣大橋和貴州省甕安縣永和等下寒武統露頭剖面進行觀察、實測和采樣分析，以及對方深1井、咸2井等老井復查和黃頁1井鑽探效果分析的基礎上，研究了川東南和鄂西渝東地區下寒武統黑色頁岩的沉積相、分布、有機質類型及含量、成熟度、埋深、孔隙度和含氣量等頁岩氣聚集條件。根據國土資源部油氣資源戰略研究中心頒發的頁岩氣資源潛力評價與有利區優選方法，預測下寒武統頁岩氣藏發育的有利區主要位於研究區西南部和東北部，前者位於敘永—古藺—習水—丁山1井一線以南，主要包括黔北仁懷區塊和綦江南區塊，後者主要指正安—道真—彭水—利川一線東南的部分，主要包括湘鄂西Ⅰ區塊、湘鄂西Ⅱ區塊和黔渝彭水區塊的東南部。有利區地質資源量為（1.06～6.47）×10¹²m³（中值3.09×10¹²m³），可采資源量為（0.13～0.78）×10¹²m³（中值0.37×10¹²m³）。

關鍵詞 頁岩氣 聚集條件 資源潛力 有利區 下寒武統 川東南和鄂西渝東地區

Accumulation Conditions of the Lower Cambrian Shale Gas inthe Southeast Sichuan，West of Hubei and East of Chongqing

NIE Haikuan，BAO Shujing，BIAN Ruikang，YE Xin，GAO Bo，YU Chuan（SINOPEC Exploration ＆ Proction Research Institute，Beijing 100083，China）

Abstract By observing，sampling and laboratory analysing of black shale outcrops and wells in the southeast Sichuan，west of Hubei and east of Chongqing，we studied shale gas accumulation conditions of the Lower Cambrian black shale，such as depositional facies，types and contents of organic matter and its maturity，distribution，porosity and gas contents of the black shale etc.Compared with major U.S.gas-procing shales，the Lower Cambrian shale in the southeast Sichuan，west of Hubei and east of Chongqing was characterized by great thickness，abundance of organic carbon，high maturity and elevated gas content，being capable of good geological conditions for shale gas reservoir development.According to the 『Evaluation of Shale Gas Resource Potential and Optimizing Method of Favorable Areas』 issued by the Oil and Gas Resources Strategic Research Center of the Ministry of Land and Resources，with a superimposition method of integrated information indicated that the most favorable areas for shale gas accumulations in the Lower Cambrian shale are the Southwest and northeast of the study area.Based on the measured gas content，the amount of shale gas geological resources in the Lower Cambrian was calculated with the volumetric method to be（1.06～6.47）×10¹²m³（with a median value of 3.09×10¹² m³）and the recoverable resources to be（0.13～0.78）×10¹²m³（with a median value of 0.37×1012m3）.

Key words Lower Cambrian；shale gas；accumulation condition；resource potential；favorable area of shale gas；southeast Sichuan，west of Hubei and east of Chongqing

基金項目：國家專項《全國油氣資源戰略選區調查與評價》「全國頁岩氣資源潛力調查評價及有利區優選」（編號：2009 GYXQ-15）。

四川盆地及其周緣下古生界具有獨特的地質條件，可與美國東部盆地進行類比，是中國南方地區頁岩氣勘探獲得突破的重點地區^［1-3］。四川盆地及其周緣下寒武統黑色頁岩具有厚度大、有機碳含量高及成熟度高的特點，具備頁岩氣發育的良好條件，不同學者對該區進行了一定的研究^［1～7］。筆者研究認為四川盆地及其周緣下寒武統頁岩氣藏最有利發育區位於川南—黔北—黔中、鄂西—渝東和川東北等地區^［8］。本次研究是在前期基礎上，按照有利區預測從大到小、逐步縮小的原則，對川南—黔北—黔中和鄂西渝東兩個頁岩氣發育有利區的結合部分——川東南—鄂西渝東地區進行研究，以期達到更精確地預測頁岩氣發育有利區的目的，為勘探提供參考建議。

1 頁岩發育特徵

1.1 頁岩分布

下寒武統黑色頁岩主要發育在梅樹村期和筇竹寺期，與最大海泛面相對應的低能環境對應，包括川南九老洞組、川北筇竹寺組、貴州—湘西牛蹄塘組、鄂西水井沱組、湘西天柱山組等，分布穩定，岩性主要為黑色頁岩、炭質頁岩、炭硅質頁岩、結核狀磷塊岩、粉砂質頁岩和石煤層等。

1.1.1 縱向上頁岩發育特徵

縱向上岩性變化較大，從下向上硅質頁岩、炭質頁岩厚度減小，灰黑色頁岩、粉砂質頁岩厚度增加，直至完全過渡為灰色粉砂質頁岩、灰色頁岩。貴州省湄潭縣梅子灣剖面，底部為硅質岩，向上過渡為炭質頁岩和粉砂質頁岩，厚度為27.9m（圖1）；在貴州金沙箐口剖面，黑色頁岩實測厚度為65m；貴州省甕安縣永和下寒武統牛蹄塘組剖面，底部為硅質岩，向上過渡為炭質頁岩和粉砂質頁岩，實測厚度為117.31m；湖北省鶴峰縣五里鎮岩灣大橋下寒武統水井沱組剖面實測厚度為87.6m（圖2）。

1）貴州省湄潭縣梅子灣下寒武統牛蹄塘組黑色頁岩剖面如下：

油氣成藏理論與勘探開發技術：中國石化石油勘探開發研究院2011年博士後學術論壇文集.4

圖1 貴州省湄潭縣梅子灣下寒武統牛蹄塘組黑色頁岩剖面（實測厚度27.9 m）

2）湖北省鶴峰縣五里鎮岩灣大橋下寒武統水井沱組剖面如下：

油氣成藏理論與勘探開發技術：中國石化石油勘探開發研究院2011年博士後學術論壇文集.4

1.1.2 平面展布特徵

平面上頁岩主要發育在川南—黔北—黔中和湘鄂西—渝東等地，在川中古隆起一帶不發育該套黑色頁岩，其餘地區廣泛分布，厚度一般在20 ～120m之間，大部分地區大於100m（圖3）。川南—黔北的自貢—宜賓—瀘州—威信一帶厚度在40～100m之間，厚度中心在珙縣—威信一帶，在黔中古隆起附近厚度在40～120m之間，如貴州省甕安縣永和下寒武統牛蹄塘組黑色頁岩剖面實測厚度為117.31m。鄂西—渝東的恩施—秀山—桑植一帶厚度超過100m。具體到研究區，下寒武統黑色頁岩主要發育在研究區的西南部和東北部，即古藺—畢節—仁懷一帶，厚度超過60m，在恩施—黔江一帶厚度超過80m。總體來看，研究區下寒武統黑色頁岩具有厚度大、分布范圍廣的特點。

圖2 湖北省鶴峰縣五里鎮岩灣大橋下寒武統水井沱組黑色頁岩剖面（實測厚度87.6m）

1.2 有機質類型和含量

實驗結果表明，I_H和H/C值分別小於50、0.5，難以准確標定不同母質類型的乾酪根。乾酪根δ¹³C能夠反映原始生物母質的特徵，次生的同位素分餾效應不會嚴重掩蓋原始生物母質的同位素印記，普遍認為它是劃分高—過成熟烴源岩有機質類型的有效指標^［9～11］。從對22塊樣品的同位素分析可知，下寒武統黑色頁岩的δ¹³C為-35.9‰～-29.5‰，平均為-32.6‰，按照乾酪根碳同位素小於-28‰為腐泥型（Ⅰ型）的標准，下寒武統黑色頁岩的有機質類型均屬腐泥型（Ⅰ型），是以海洋菌藻類為主的生源組合，其原始組分富氫、富脂質，具高生烴潛力。

在平面上，由於沉積環境是控制有機碳含量的主要因素，有機碳含量最高的區域通常為頁岩的沉積中心，形成川南—黔北—黔中和湘鄂西兩個有機碳高值區。川南—黔北—黔中一帶的威信—畢節—貴陽一帶為高值區，局部地區有機碳含量最大值超過5％，如貴州省金沙縣箐口村黑色頁岩實測有機碳含量為5.35％；湘鄂西的宜昌—五峰—鶴峰—咸豐—龍山—酉陽—德江一帶為有機碳含量高值區，局部地區有機碳含量可達5％以上，如貴州省松桃世昌和貴州省江口桃映的黑色頁岩實測有機碳含量分別高達8.55％和6.37％（圖4）。

圖3 川東南和鄂西渝東地區下寒武統黑色頁岩等厚圖

圖4 川東南和鄂西渝東地區下寒武統黑色頁岩有機碳含量等值線圖

1.3 成熟度和熱演化史

下寒武統黑色頁岩演化程度總體較高，在平面上，成熟度形成兩個高值區，即渝黔交界的丁山1井區附近和大方縣方深1井區附近，成熟度均超過4％，局部地區的成熟度超過5％。其餘大部分地區成熟度大於3％，處於過成熟晚期階段（圖5），達到變質期，失去生氣能力，但根據美國頁岩氣勘探經驗，高成熟度條件下同樣能發育頁岩氣藏，但是其成藏條件較為復雜，需要根據頁岩的構造演化史和生排烴史進行研究。

圖5 川東南和鄂西渝東地區下寒武統黑色頁岩成熟度等值線圖

研究區可以劃分為川東高陡褶皺區、川南中低緩構造帶、黔中隆起和仁懷斜坡、湘鄂西褶皺帶等4個構造單元，不同的構造單元頁岩的埋藏史差別較大。頁岩的演化史需根據不同的構造單元具體問題具體分析，鑒於仁懷斜坡資料較少，頁岩演化史參考黔中隆起確定；湘鄂西褶皺帶的利川復向斜、中央背斜帶、花果坪復向斜、宜都-鶴峰背斜帶和桑植-石門復向斜頁岩演化史相近，歸為一類進行研究。

1.3.1 川東高陡褶皺區

本區鑽井較多，以本區北部大池乾井構造上的池7井為例說明。上奧陶統—下志留統黑色頁岩從沉積後到晚二疊世熱演化極緩慢，處於未熟—低熟階段（R_o ＜0.5％）；中二疊世的埋深使其開始進入液態烴生成階段；中侏羅世後，志留系處於快速埋藏狀態，成熟度（R_o）值從1.3％迅速演化至2.2％，有機質演化至高成熟期，處於濕氣轉化階段；從白堊紀開始，大部分地區的志留系頁岩成熟度（R_o）都超過了3％^［12］，處於過成熟晚期階段，主要生成干氣（圖6）。屬於長期淺埋—快速埋藏—長期深埋—快速抬升型，類似於美國目前頁岩氣產量最大的福特沃斯盆地Barnett頁岩的演化歷史。

圖6 川東大池乾井構造池7井志留系埋藏史^［12］

1.3.2 川南中低緩構造帶

本區頁岩屬於早期長時間淺埋—中早期長時間隆升—中期二次深埋—晚期快速抬升型，即下寒武統頁岩沉積後在志留紀末期達到最大埋深，但其深度基本上小於2000m，成熟度較低，生排烴均較有限；而後到早三疊世的很長一個時期內經歷了抬升，生烴作用停止；在中三疊世以後經歷了二次埋藏，達到生氣階段；白堊紀中期以後開始快速抬升，生烴作用停止。中早期的長期淺埋和長期隆升有利於有機質的保存，中期快速深埋有利於天然氣的生成，後期快速抬升不利於天然氣的排出，有利於頁岩氣聚集。如川南地區威2井寒武系底界在志留紀末埋深達到2000m，R_o值達到0.8％，生成少量原油，隨後由於地層整體抬升遭受剝蝕，生烴過程停止，印支期以來再次快速埋藏，三疊紀為二次生烴階段，至白堊紀中期寒武系底界埋深超過6000 m，R_o超過2％，進入過成熟早期演化階段，白堊紀中期以後開始快速抬升，生烴作用停止^［13］（圖7）。這一類型的埋藏史和熱演化史與美國福特沃斯盆地Barnett頁岩氣藏較為相似，下志留統黑色頁岩和下石炭統Barnett頁岩都具有早期生烴少（甚至未生烴）—生烴晚—長期深埋—快速隆升的特點，前者是在中三疊世開始生烴，達到最大成熟度以後生氣，一直持續到中白堊世，而後抬升，生烴作用停止，但是抬升幅度有限；後者從晚石炭世開始生烴，在二疊紀、三疊紀和侏羅紀達到生烴高峰，並一直延續至白堊紀末，而後抬升，生烴作用停止，抬升幅度亦有限。考慮到在Barnett頁岩中氣藏勘探獲得了巨大成功，在研究區具有這一類型埋藏史和熱演化史的頁岩需要重點關注。與盆地內相比，位於盆地邊緣丁山1井的埋藏史和熱演化史具有早期生烴量大和後期抬升幅度大等特點，總體評價保存條件比盆地內威遠氣田等地區要差。

圖7 川南地區威2井埋藏史^［13］

1.3.3 黔中隆起和仁懷斜坡

黔中隆起和仁懷斜坡的下古生界埋藏史和熱演化史屬於早期生烴—中期多次生排烴—晚期快速抬升（比四川盆地內抬升早）的特點，下寒武統黑色頁岩在早奧陶世開始進入生烴期（R_o＞0.5％），在志留紀末達到最大埋深（R_o＞1％），出現生油高峰，隨後抬升剝蝕，生烴作用停止，二疊紀早期再次沉降，晚三疊世達到生氣階段，三疊紀末遭受抬升剝蝕，在晚侏羅世-早白堊世進一步沉降，達到生干氣階段，中白堊世以後抬升，生烴作用停止（圖8）。總體來講，這一類型的頁岩埋藏史和熱演化史比四川盆地內要差，主要表現為早期生烴時間早且生烴量較大、中期經歷了多次生排烴和晚期抬升時間早且幅度大等不利因素。

1.3.4 湘鄂西褶皺帶

該地區頁岩埋藏史屬於長期持續埋藏—快速隆升型，下寒武統頁岩在寒武紀末期即達到生油高峰，中侏羅世成熟度已達到過成熟階段，燕山期以來快速抬升，生烴作用停止（圖9）。這一類型的埋藏史和熱演化史與前兩類相比具有長期持續生烴、抬升時間較早（侏羅紀時期）和抬升幅度大等特徵。由於抬升剝蝕改造持續時間長，且以褶皺抬升為特徵，隆升幅度大，下古生界出露，在恩施-彭水中央復背斜帶和宜都-鶴峰復背斜帶，核部出露最老地層已是震旦系，下寒武統黑色頁岩遭受不同程度的剝蝕，暴露嚴重，保存條件較差，不利於頁岩氣聚集，頁岩氣發育條件較差；在花果坪復向斜帶北部和桑植-石門復向斜帶下寒武統黑色頁岩分布連續性較好，是該區頁岩氣勘探潛力較大的地區。

對比這3類埋藏史曲線不難發現，四川盆地內部以威遠氣田為代表的地區具有以下特征：(1)在加里東期以前基本沒有生烴，而另外兩個地區則生成了大量的油氣；(2)具有生氣高峰晚的特徵，對於常規油氣藏來講，大氣田氣源岩生氣高峰的時代以古近紀為主，白堊紀、新近紀次之，且氣源岩生氣高峰的時代越老，形成大氣田所佔比重越小^{［16，17］}，筆者認為頁岩氣也不例外，根據美國頁岩氣勘探開發經驗判斷，生氣高峰越晚越好，如美國頁岩氣勘探開發最成功的福特沃斯盆地Barnett頁岩氣藏，威遠氣田的下寒武統頁岩生氣高峰為白堊紀中期，而黔中隆起附近和湘鄂西地區分別為白堊紀早期（在三疊紀還有一次生氣高峰）和中侏羅世；(3)具有抬升時間晚的特徵，在白堊紀中期以後抬升，另外兩個地區抬升時期為白堊紀早期和中侏羅世。這3個特徵從頁岩埋藏史和熱演化史角度說明四川盆地內部下寒武統具有優越的頁岩氣成藏條件。

圖8 黔中隆起區地層埋藏史^［14］

圖9 鄂西地區咸2井埋藏史^［15］

1.4 深度

研究區的構造比較復雜，地層埋深變化比較大，且研究程度低，資料基礎薄弱，下寒武統黑色頁岩埋深總體變化比較明確，但是精確預測比較困難，勾畫埋深等值線難度更大。可以根據地層出露情況和地層厚度推測出大致的埋深范圍，本次研究按照地層出露的情況估算頁岩的埋深，並在重點區塊，有鑽井資料和地震資料的地方詳細刻畫頁岩的埋深。綜合分析南川幅、綦江幅、桐梓幅、遵義幅、涪陵幅和忠縣幅等1：20萬地質圖發現，可以採用桐梓幅的地層厚度初步預測頁岩的埋深，計算表明三疊系覆蓋的地區，寒武系底界的埋藏深度范圍為3759～5375 m，而在侏羅系覆蓋的區域，最小埋深超過6700m。

總體上看，下寒武統牛蹄塘組黑色頁岩的埋深主要有以下特徵：

1）整體由東南向西北增加，最大埋深7500m。在研究區的東南部，大致沿著齊岳山斷裂以東以南地區，即沿貴州金沙岩孔—遵義松林一帶、貴州習水的土河場—潤南一帶、重慶石柱太原壩一帶、重慶秀山—貴州松桃縣一帶、湖北省鶴峰縣五里鎮—走馬鎮一帶和湖北省長陽縣兩河口一帶出露。在鄂西渝東地區石柱復向斜腹部，建深1井鑽探揭示下寒武統頁岩頂面在石柱復向斜內部埋藏深度達6500m，利1井鑽探揭示下寒武統頁岩頂面在利川復向斜內部埋藏深度介於3500～3600m之間，但在背斜區下寒武統頁岩埋藏深度為200～2500m^［18］。向四川盆地方向下寒武統黑色頁岩的埋深加大，在習水縣附近和綦江縣丁山1井附近埋深為2000～5000m，在黔北地區（仁懷區塊）埋深在1000～4500m之間（圖10）。

2）埋藏深度受褶皺分布的控制明顯，在背斜遭受剝蝕；在向斜地區，由於上覆地層的存在，埋深較大。平面上從東南部向西北部加深，在研究區的西北部埋深較大，東南部埋深較小。

3）斷裂發育對目的層埋深影響明顯，在斷裂的下降盤，埋藏深度明顯變大，如在齊岳山斷裂兩側，斷裂東部上升盤地層抬升出露、遭受剝蝕，而西部下降盤埋深較大，且離斷層越遠，埋深越大。

1.5 岩性-地化-物性-含氣性綜合剖面

通過野外觀察、剖面實測和實驗分析建立了研究區下寒武統頁岩的岩性-岩礦-地化-物性-含氣性綜合剖面，從剖面底部向上，隨著缺氧環境的破壞，岩性-岩礦-地化-物性-含氣性等指標在剖面上呈有規律的變化。如貴州省湄潭縣梅子灣下寒武統牛蹄塘組剖面，石英含量主要為52％～69％，平均為62.3％；粘土礦物含量主要為31％～46％，平均36.23％；有機碳含量在2.11％～6.2％之間，平均4.08％；兩塊樣品的成熟度分別為4.78‰和5.52‰。從下往上，隨著缺氧環境遭到破壞，岩性變化較大，硅質頁岩、炭質頁岩厚度較小，灰黑色/灰色頁岩、粉砂質頁岩厚度增加，直至完全過渡為灰色粉砂質、砂質頁岩或泥質粉砂岩，相應的有機碳含量呈減小趨勢，由於缺氧環境遭到破壞，海水變淺，導致石英含量減少和粘土礦物含量增加，成熟度、孔隙度和滲透率等指標在剖面上變化不大（圖11）。美國主要產氣頁岩也具有這種特徵，即產氣頁岩段主要發育在頁岩層的下部^{［19，20］}，結合研究區頁岩氣成藏控制因素、鑽井氣測顯示和岩性-地化-物性-含氣性綜合剖面等綜合分析認為，在下寒武統頁岩剖面的下部具有較好的頁岩氣發育條件，是頁岩氣藏發育的有利位置。

圖10 川東南和鄂西渝東地區下寒武統牛蹄塘組黑色頁岩出露和埋深簡圖

2 有利區優選和資源量計算

2.1 選區基礎和方法

有利區優選和資源量計算的主要根據是國土資源部油氣資源戰略研究中心頒發的「全國頁岩氣資源潛力調查評價及有利區優選項目——頁岩氣資源潛力評價與有利區優選方法」。

圖11 貴州省湄潭縣梅子灣下寒武統牛蹄塘組頁岩岩性-岩礦-地化-物性-含氣性綜合剖面

選區基礎：結合泥頁岩空間分布，在進行了地質條件調查並具備了地震資料、鑽井（含參數淺井）以及實驗測試等資料，掌握了頁岩沉積相特點、構造模式、頁岩地化指標及儲集特徵等參數基礎上，依據頁岩發育規律、空間分布及含氣量等關鍵參數在遠景區內進一步優選出有利區域。

選區方法：基於頁岩分布、地化特徵及含氣性等研究，採用多因素疊加、綜合地質評價、地質類比等多種方法，開展頁岩氣有利區優選及資源量評價（表1）。

表1 海相頁岩氣有利區優選參考指標

2.2 有利區和資源量

綜合分析有機碳含量、成熟度、埋深、地表和演化史等條件認為，研究區下寒武統頁岩氣藏發育的有利區主要位於西南部和東北部，前者位於敘永—古藺—習水—丁山1井一線以南，主要包括黔北仁懷區塊和綦江南區塊，後者主要指正安—道真—彭水—利川一線東南的部分，主要包括湘鄂西Ⅰ區塊、湘鄂西Ⅱ區塊和黔渝彭水區塊的東南部（圖12）。

圖12 川東南和鄂西渝東地區下寒武統頁岩氣發育有利區

對研究區下寒武統頁岩氣發育有利區資源潛力評價單元計算表明，頁岩氣發育有利區地質資源量為1.06×10¹²～6.47×10¹²m³（中值3.09×10¹²m³），可采資源量為0.13×10¹²～0.78×10¹²m³（中值0.37×10¹²m³）（表2）。

表2 體積法計算研究區下寒武統頁岩層系頁岩氣有利區地質資源量

續表

3 結 論

1）研究區下寒武統頁岩氣藏發育的有利區主要位於西南部和東北部，前者位於敘永—古藺—習水—丁山1井一線以南，後者主要指正安—道真—彭水—利川—線東南。

2）採用體積法計算出研究區下寒武統頁岩氣有利區地質資源量為（1.06～6.47）×10¹²m³（中值3.09×10¹²m³），可采資源量為（0.13～0.78）×10¹²m³（中值0.37×10¹²m³）。

參考文獻

［1］張金川，徐波，聶海寬，等.中國頁岩氣資源量勘探潛力［J］.天然氣工業，2008，28（6）：136～140.

［2］聶海寬，唐玄，邊瑞康.頁岩氣成藏控制因素及我國南方頁岩氣發育有利區預測［J］.石油學報，2009，30（4）：484～491.

［3］張金川，聶海寬，徐波，等.四川盆地頁岩氣成藏地質條件［J］.天然氣工業，2008，28（2）：151～156.

［4］程克明，王世謙，董大忠，等.上揚子區下寒武統筇竹寺組頁岩氣成藏條件［J］.天然氣工業，2009，29（5）：40～44.

［5］王世謙，陳更生，董大忠，等.四川盆地下古生界頁岩氣藏形成條件與勘探前景［J］.天然氣工業，2009，29（5）：51～58.

［6］陳波，蘭正凱.上揚子地區下寒武統頁岩氣資源潛力［J］.中國石油勘探，2009，（3）：10～14.

［7］龍鵬宇，張金川，李玉喜，等.重慶及其周緣地區下古生界頁岩氣資源勘探潛力［J］.天然氣工業，2009，29（12）：125～129.

［8］聶海寬，張金川，李玉喜.四川盆地及其周緣下寒武統頁岩氣聚集條件［J］.石油學報，2011，32（6）：959～967.

［9］黃第藩，李晉超，張大江.乾酪根的類型及其分類參數的有效性、局限性和相關性［J］.沉積學報，1984，2（3）：18～33.

［10］Schidlowski M.13C/12C值作為生物成因標志.In：約翰斯R R.沉積記錄中的生物標志物［J］.王鐵冠，黃第藩，徐麗娜，等譯.1991：205～213.

［11］郝石生，高崗，王飛宇，等.高過成熟海相烴源岩［M］.北京：石油工業出版社，1996：126～127.

［12］王蘭生，李宗銀，沈平，等.四川盆地東部大中型氣藏成烴條件分析［J］.天然氣地球科學，2004，15（6）：567～571.

［13］朱光有，張水昌，梁英波，等.四川盆地威遠氣田硫化氫的成因及其證據［J］.科學通報，2006，51（23）：2780～2788.

［14］馮常茂，牛新生，吳沖龍.黔中隆起及周緣地區下組合含油氣流體包裹體研究［J］.岩石礦物學雜志，2008，27（2）：121～126.

［15］沃玉進，周雁，肖開華.中國南方海相層系埋藏史類型與生烴演化模式［J］.沉積與特提斯地質，2007，27（3）：94～100.

［16］張義綱.天然氣的生成聚集與保存［M］.南京：河海大學出版社，1991.

［17］馬永生，樓章華，郭彤樓，等.中國南方海相地層油氣保存條件綜合評價技術體系探討［J］.地質學報，2006，80（3）：406～417.

［18］黃文明，劉樹根，馬文辛，等.川東南—鄂西渝東地區下古生界頁岩氣勘探前景［J］.2011，30（2～3）：364～371.

［19］Stra po c Dariusz，Mastalerz Maria，Schimmelmann Arndt，Drobniak Agnieszka，Hasenmueller Nancy R.Geochemical constraints on the origin and volume of gas in the New Albany Shale（Devonian -Mississippian），eastern Illinois Basin［J］.AAPG Bulletin，2010，94（11）：1713 ～1740.

［20］Lash Gary G，Engelder Terry.Thickness trends and sequence stratigraphy of the Middle Devonian Marcellus Formation，Appalachian Basin：Implications for Acadian foreland basin evolution［J］.AAPG Bulletin，2010，95（1）：61～103.