宋光耀 任倩 范成义
贵州工程应用技术学院矿业工程学院，贵州 毕节 551700
摘要：在野外地质露头剖面测量和样品采集的基础上，通过室内薄片鉴定、XRF和SEMX分析、以及地球化学等分析，研究黔西北毕节燕子口地区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组泥页岩生储条件。结果表明：1）研究区五峰-龙马溪组以方解石、白云石、长石、石英等脆性矿物为主，有利于页岩的压裂，而富有机质层段主要为五峰组和龙马溪组下段的碳质页岩和粘土页岩，为潜力烃源岩。2）富有机质页岩的有机质类型为I型—II 1型，TOC含量大于2%，显示良好的生烃潜力，但由于多期构造运动的改造，热演化程度高（Ro约为2.5%），处于过成熟早期的干气阶段。3）微裂缝和碳酸盐和长石溶蚀微孔是主要的储集空间，有机质孔不发育，具有相对较高的孔隙度和渗透率，同时比面积分析也显示较好的页岩气吸附能力。
关键词：毕节；五峰—龙马溪组；页岩气；烃源岩；储层
0 引言
页岩气是指主体位于暗色泥页岩或高炭质泥页岩中，以吸附或游离态为主要存在方式的天然气聚集[1][2]，可作为清洁燃料、动力来源，提高能源利用率，减少环境污染，同时也是重要的化工原料。我国从国家战略层面出发，将页岩气作为新型能源发展的重点之一，页岩气已被国务院批准为独立矿种加以管理[3]。贵州属于多煤、少气、贫油的省份，经前期勘测，其页岩气地质资源量为13.54×1012 m 3 ，可采资源量约为1.95×1012 m 3，在全国排名第三[4]。随着天然气消费量的不断增大，中缅管道每年可提供的天然气远不能满足需求，缺口较大，页岩气勘探开发将成为贵州省新的支柱型新能源产业和新的经济增长点。其中，奥陶系五峰组—志留系龙马溪组是页岩气勘探开发的重要层位之一。本文对黔西北毕节燕子口地区的五峰组—龙马溪组页岩气生储条件进行综合分析，以期为该区域的页岩气勘探提供具有一定参考价值的基础资料。
1 区域地质背景
研究区位于黔中隆起西北部的黔北斜坡。受黔中隆起的影响，上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组主要出露于毕节、遵义、石阡、铜仁一线以以北，黔西北地区南部五峰-龙马溪组大量剥蚀，在临近云南和川东南地区才有出露和分布。区内主要经历了中元古代褶皱基底形成阶段、南华纪的冰淇、间冰期阶段、加里东期的被动大陆边缘—稳定台地发展阶段，海西期的陆内张裂—台地阶段，印支期的稳定台地阶段，燕山期的陆内河湖沉积阶段，喜山期的陆内褶皱造山与叠加改造阶段[5]。
2 矿物学和岩石学特征
该地区五峰—龙马溪组矿物组成主要包括粘土矿物、石英、方解石和白云石，同时含有长石、黄铁矿及少量其它矿物。其中，伊利石和伊/蒙混层是最主要的粘土矿物，样品中二者在总粘土矿物含量的比例在80%以上，其它的如绿泥石和高岭石等粘土矿物少见。
结合野外剖面观察和室内的岩矿分析和SEM分析，五峰组—龙马溪组发育碳质页岩、粘土页岩、粉砂质页岩、泥岩、泥灰岩、粉砂岩等岩石类型。陆源粉砂含量具有从龙马溪组底部向顶部逐渐增加的趋势，而岩石颜色的颜色也随之变浅。纹层及页理构造广泛发育于页岩中，富含笔石化石的高有机质页岩段主要分布在五峰组—龙马溪组下部。
3 烃源岩条件
已有的研究表明，黔西北地区五峰—龙马溪组富有机质页岩的有机质类型为I型—II 1型[6][7]。
而研究区的总有机碳含量（TOC）分布在0.5%—5.2%之间。以TOC含量>2%作为具有良好生烃潜力门限，则五峰组和龙马溪组下段显示相对较好的生烃潜力，属于好的烃源岩层段，而龙马溪组上段TOC含量均在1%以下，生烃条件不好。由于经历了多期构造运动的改造，研究区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组热演化史复杂，页岩等效镜质体反射率（Ro）均在2.5%左右，热演化程度普遍偏高。根据中国南方黑色页岩成熟阶段划分标准[8]，属于过成熟早期的干气阶段。
4 储集性分析
薄片和扫描电镜分析可知，黔西北燕子口地区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组储层孔隙类型主要为层间裂缝、顺层缝隙、斜交层理的裂缝、碳酸盐（方解石、白云石）溶蚀孔、长石溶蚀孔、粒间孔、晶间孔等，有机质结构较致密，有机质孔不发育。裂缝是其中常见的储集空间类型，在页岩气系统中既是重要的储集空间，也是重要的运移通道，对于页岩气的产生具有重大影响，而方解石、白云石以及长石等易溶矿物由于后期成岩作用产生的次生溶蚀则有效地改善了泥页岩的储集物性。采集的露头样品的物性分析显示，五峰—龙马溪组下段页岩孔隙度较高，具有相对较好的物性。
由于页岩气主要以吸附态和游离态为主，比表面积（BET，1g固体所占有的总表面积）是评价页岩储层吸附能力的重要参数，比表面积越大表明其吸附能力越强[9]。五峰组—龙马溪组下段页岩样品的BET比表面积平均值为大多在20m2/g以上，具有相对较强的吸附能力。其中五峰组的比表面积总体大于龙马溪组，而龙马溪组内部则表现为由下至上，比表面积逐渐减小的特征，也就是说五峰组和龙马溪组下段页岩的吸附能力强于龙马溪组上段。
5 结论
总体而言，毕节燕子口地区方解石、白云石、长石、石英等脆性矿物含量高，其次为以伊利石和伊/蒙混层为主的粘土矿物，高脆性矿物有利于页岩的压裂。五峰组—龙马溪组下段为主要富有机质黑色页岩层段，其有机质类型主要为I型—II 1型，有机质类型好，同时具有较高的有机碳含量，显示良好的生烃潜力，但是由于整体有机质成熟度高，已处于过成熟早期的干气阶段。储集性而言，各种类型的裂缝是最为重要的储集空间，其次为碳酸盐和长石等溶蚀产生的溶蚀孔，具有相对较高的孔隙度和渗透率，因而储集物性较好，同时也显示较好的页岩气吸附能力。综上可知，研究区五峰—龙马溪组具有一定的页岩气勘探潜力，需进一步开展精细化研究。
参考文献
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[2]张金川,金之均,袁明生.页岩气成藏机理和分布[J].天然气工业,2004,24(7):56-62.
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[8]聂海宽,包书景,高波,等.四川盆地及其周缘上奥陶统—下志留统页岩气成藏体系研究[J].石油实验地质,2012,34(2):115-119.
[9]魏红霞.2018.黔北武陵山地区安场向斜天然气储集条件[D].北京:中国地质科学院.
基金项目：大学生创新创业项目（202010668043）
作者简介：宋光耀（1998-），男，汉族，贵州遵义人，主研方向为油气地质工程。