２９０ ）聂海宽，包书景，高 波，等／地学前缘（ＥａｒｔｈＳｃｉｅｎｃｅＦｒｏｎｔｉｅｒｓ２０１２，１９（３）
隔开。地层水具有较高的矿化度和能维持一定的压力系统，如在侏罗系覆盖的建南地区建深１井钻探表明，下志留统具有较高的压力系统和气测异常显示，是页岩气保存条件较好的区域，代表性地区有四川盆地、渝东地区侏罗系覆盖的下志留统和下寒武统等地。地下径流区的页岩气保存条件较差，介于上述两种水动力单元之间。
含量增加，增加了这些灰色、灰绿色页岩、粉砂质页岩的塑性，在同样受力的情况下，不容易产生裂缝，对下部页岩气的保存较为有利。通过对贵州省瓮安县永和下寒武统剖面７４块页岩盖层微孔隙结构分析表明，在该页岩层剖面下部的突破压力和中值压力较小、突破半径和中值半径较大，向上突破压力和中值压力变大、突破半径和中值半径变小，这种变化在该剖面共有３个旋回。贵州省金沙县岩孔镇井口村下寒武统页岩剖面和重庆市綦江观音桥上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩的测试分析也表现为此种变化特征。研究区下志留统龙马溪组之上的志留系下统小河坝组（石牛栏组）的泥页岩和志留系中统韩家店组的泥页岩是较好的盖层，对封闭龙马溪组页岩层系的天然气、减缓其散失十分有利，建议加强页岩层段页岩非均质性及其岩性组合、物性差异的研究。
（）间接盖层：本文所指的间接盖层主要是两套２
目的页岩层系之上的各种泥页岩、膏盐岩层。这些区域性盖层的存在维持了其下页岩层系的压力体系，尤其是寒武系和三叠系的几套膏盐岩层。这几套膏盐岩层作为区域盖层对其下的油气聚集起到了重要作用。中寒武统膏盐岩层对威远气田的保护起到了关键作用，其气水界面与背斜北翼中寒武统盐能也是下寒武统页岩气勘探在威远气田获得突破的关键。这套区域上的膏盐岩层对维持下寒武统页岩气藏的压力系统起到了积极作用。在研究区的鄂西渝东、川南和黔中等地区均不同程度地发育这两套），膏盐岩层（图１在露头和钻井中均可见到。如黄０钻遇中、上寒武统多套膏盐岩页１井在钻井过程中，
层，正是由于该套膏盐岩层的封闭，使得在钻遇该井
４ 盖层及其微观性质
页岩气藏集生储盖于一体，本身就是盖层，并且由于页岩气吸附机理的存在，即使经历一定的构造运动，也可能有吸附态的天然气赋存。但是，对于构造运动期次较多、强度较大的四川盆地及其周缘来说，页岩气的盖层条件研究不容忽视。引用常规油气盖层的研究成果，页岩气的盖层可以分为直接盖层和间接盖层。
（）直接盖层：页岩层及其上下岩层是页岩气的１
直接盖层。这些岩层的岩性、物性以及物性之间的差异性决定着页岩盖层的封闭能力，页岩自身的非均质性是页岩封闭天然气的先决条件，致密的硅质层或灰岩层可以把天然气封闭在相对较软弱的碳质页岩层内。两套页岩层的下部页岩段具有较好的页灰绿色页岩、粉砂质页岩）在页岩气藏中充当了盖层，的作用（图９）这些灰色、灰绿色页岩、粉砂质页岩的封闭能力决定了页岩气藏的品质，并且这些页岩只有在其下部的黑色页岩大量排气期之前形成封闭能力最有效，否则生成的天然气可能散失。可以通过这些页岩的孔隙度、排驱压力等来定量地研究其封闭能力。随剖面向上，石英含量减少和粘土矿物
３４］
。笔者认为，这可岩气发育条件，该段页岩之上的页岩（一般为灰色、岩尖灭处在同一高程就是证据［
图９ 贵州瓮安永和下寒武统剖面页岩排驱压力对比图，ＷＦｉ９ ＴｈｅｃｏｍａｒｉｓｏｎｏｆｓｈａｌｅｄｉｓｌａｃｅｍｅｎｔｒｅｓｓｕｒｅｏｆｔｈｅＬｏｗｅｒＣａｍｂｒｉａｎｏｕｔｃｒｏｉｎＹｏｎｈｅｅｎａｎＣｏｕｎｔｕｉｚｈｏｕＰｒｏｖｉｎｃｅ ｐｇ．ｐｐｐｇｇｙ，Ｇ 左：右：５号样品距底７．５ｍ；２３号样品距底２３ｍ。
：／／（）ｈｔｔｗｗｗ．ｅａｒｔｈｓｃｉｅｎｃｅｆｒｏｎｔｉｅｒｓ．ｎｅｔ．ｃｎ２０１２，１９３ 地学前缘，ｐ
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（图１粘土层为膏溶残留）左）和贵州省大方县０ 贵州省余庆县小腮镇寒武系石冷水组膏溶角砾岩（绿化乡中三叠统关岭组膏溶角砾岩（右），Ｙ（）ｓｕｍＦｉ１０ ＴｈｅｂｒｅｃｃｉａｏｆＳｈｉｌｅｎｓｈｕｉＦｏｒｍａｔｉｏｎｉｎＣａｍｂｒｉａｎｉｎＸｉａｏｓａｉｕｉｎＣｏｕｎｔｕｉｚｈｏｕＰｒｏｖｉｎｃｅｌｅｆｔａｎｄ ｇｙｐｇ．ｇｑｇｙ，Ｇ ，Ｄ（）ｂｒｅｃｃｉａｏｆＧｕａｎｌｉｎＦｏｒｍａｔｉｏｎｉｎＴｒｉａｓｓｉｃｉｎＬüｈｕａａｆａｎＣｏｕｎｔｕｉｚｈｏｕＰｒｏｖｉｎｃｅｒｉｈｔｔｈｅｓｅｏｕｓ ｇｇｙ，Ｇｇｇｙｐ 下寒武统黑色页岩时气显强烈，在测试时也有一定的产量。
下寒武统黑色页岩要寻找有志留系及其以上地层覆盖
系和震旦系，区域性盖层志留系残缺不全，而且埋藏较浅，整体保存条件较差，导致天然气中氮气含量普最高可达４同时甲烷含量只有１．７．５４％，８３％～
笔者建议，在中国南方下古生界的页岩气勘探中，遍较高。黔中隆起的方深１井中氮气含量亦较高，。氮气可能是前述的古大气水下渗或的区域，而下志留统黑色页岩要寻找二叠系及其以上２．表２）１％（
地层覆盖的区域，尤其是在中寒武统高台组和中三叠者现今大气水下渗形成的，可以根据地层水化学参统雷口坡组膏盐发育的区域，膏盐发育的区域能形成一定范围内的压力封闭，有利于页岩气成藏和保存。
数进行标定。如果存在着地层水淡化，则说明是现今反之，为古大气水下渗成因。方深１大气水下渗成因，
／，井灯影组地层矿化度仅为０说明．２２７７０．２３１８ｇＬ ～ 其高氮气含量是现今大气水下渗成因，进一步说明了黔中隆起方深１井区附近下寒武统页岩气的保存
根据天然气组分可以判断天然气的成因、来源和运移路径等，本文主要研究氮气的含量对页岩气藏保存条件的指示作用。对南方海相地层而言，富氮气体中的氮主要来自大气，它表征了地下与地表的连通程度，是一项直接反映油气保存条件的指
３５］
。氮气含量大于２标［富０％的气体称为富氮气体，
５ 天然气组分
条件较差。在黔东南凹陷黄页１井中，气体成分以其次为Ｃ含微量ＣＣＨ４为主，ＯＣ２、２Ｈ６，３Ｈ８和氮
气，说明黄页１井区的保存条件比黔中隆起方深１井区要好。矿化度也支持这种结论，黄平１井中二氧化碳的高含量可以理解为井区附近的灰岩受热生成或大气水下渗导致，二氧化碳由灰岩受热生成，说明热成因的页岩气藏的保存条件可能较好。含氮气的大气水下渗成因说明热成因页岩气藏的保存条件可能较差，但可以发育生物成因的页岩气藏。
氮气体中绝大部分氮来自大气，通过地面水下潜携带到地下，然后以过饱和方式脱出从而达到一定程
３５］
。湘鄂西大部分地区仅残存奥陶系、度富集［寒武
表２ 四川盆地及其周缘主要钻井天然气组分特征
Ｔａｂｌｅ２ ＴｈｅａｓｃｏｍｏｓｉｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｍａｉｎｄｒｉｌｌｉｎｓｉｎＳｉｃｈｕａｎＢａｓｉｎａｎｄｉｔｓｅｒｉｈｅｒ ｇｐｇｐｐｙ
地区或构造单元
井名
地层
含量／％
甲烷
乙烷
丙烷
二氧化碳
氢气
氮气
氧气
年份
黔中隆起方深１井河２井
湘鄂西
灯影组２．１０８０１ ０． ０．
灯影组１．８３０８０１ ０． ０．
——牛蹄塘组６９．７１９
——８１．２６
龙马溪组
——７８．６５
８０．６１１６０２ １． ０．
九门冲组８３．１５１ １．
８３．５３０９０２ １． ０．
０．２１５．２４７．５４２．０９ １ ４ １
—１．５１４．４７３．１５ １ ４
９．４０６０７５０．８ ０． ２ ０
——０．２３１８．５１１９７１年——０．３３２１２００４年——１８．２１５．７５１５．３３
——
０．０３
——
黔东南凹陷黄页１井
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个方面综合起来进行判断，不能以一个指标的好坏
６ 压力条件
美国页岩气的勘探开发表明，页岩气藏的压力系数通常要超过正常压力系数。在美国主要产气页这类页岩气藏通常都是在经历足够的埋藏、压实、流体热增压和有机质向烃类转化过程中由于体积的膨胀等引起了高异常地层压力。只有少数生物成因的。这类生物成因页岩气藏为正常压力或低压（表３）气埋藏深度比较浅，与大气水有交换沟通。类比我国页岩气选区情况，要加强从区域范围内寻找较好的压力封闭区，有利于页岩气成藏和保存，尤其是目前处在微超压和超压状态的是页岩气勘探值得关注的领域和地区。如黔中隆起的方深１井灯影组的地层压力系数仅为０．鄂西渝东地区的建深７４～０．７６；在钻井过１井中龙马溪组压力系数为１．７２～２．０２，程中则具有较强的页岩气显示，反映了较好的页岩气保存条件。
表３ 美国主要盆地页岩气藏压力系数Ｔａｂｌｅ３ Ｔｈｅｒｅｓｓｕｒｅｒａｄｉｅｎｔｏｆｔｈｅｓｈａｌｅ ｐｇ
ａｓｒｅｓｅｒｖｏｉｒｉｎＵ．Ｓ． ｇ
盆地名称密执安阿巴拉契亚伊利诺斯福特沃斯圣胡安黑勇士安纳达科阿克玛阿巴拉契亚
页岩名称Ａｎｔｒｉｍ Ｏｈｉｏ Ｎｅｗ Ａｌｂａｎｙ Ｂａｒｎｅｔｔ Ｌｅｗｉｓ Ｈａｎｅｓｖｉｌｌｅ ｙＷｏｏｄｆｏｒｄ Ｆａｅｔｔｅｖｉｌｌｅ ｙＭａｒｃｅｌｌｕｓ
压力系数０．８７５０．３７５～１１．０７５１．０７５～１．３０．５～０．６２５
２１．１５１．１５１．２５
而肯定或否定一个地区或领域。如即使地层水具有矿化度较低、变质系数较高等特征，也有可能发育生气再作用成因的页岩气藏，这就要根据实际地质条件进行详细的研究。参考常规油气保存条件的评价认为页岩气的保存条件需要从以下３个互为成因联（）系的方面进行分析：页岩气的物质基础是页岩气１（保存条件研究最基础的内容，也是最重要的；后２）期构造运动则是影响页岩气生成、聚集、保存和破坏（与散失的根本原因；水文地质条件、地下流体化３）断裂发育情况和压力等指标是判断学－动力学参数、
现今保存状况好坏的判识性指标。
）（物质基础：物质基础是页岩气藏的最根本１
的因素，主要包括页岩的厚度和面积、有机地化指标、物性特征和矿物组成等。其中厚度和面积、有机地化指标和物性特征决定着页岩气藏的生气和储集能力，矿物组成决定着页岩气藏的改造能力，这就要求在剖面上对页岩的沉积相，尤其是沉积微相进行研究，在纵向上把页岩气发育的有利层段刻画出来；在平面上对页岩的沉积环境和沉积相进行详细的研究，对页岩的展布进行详细刻画。要寻找有足够的厚度、面积和一定的有机地化指标、物性参数和矿物组成的页岩，以保证页岩气藏有足够的含气量，并且满足目前勘探开发技术的经济改造要求。
（）构造运动分析：构造运动分析的主要研究２
内容包括构造运动的期次、褶皱变形的强度、构造演化史、热演化史、页岩的生排烃时间、断裂的性质、发育规模及演化历史和页岩抬升剥蚀过程及幅度等。在构造运动强烈的地区、页岩最大生气时间较早或处在大断裂带范围内的页岩气藏的保存条件可能较差。反之，页岩气藏的保存条件可能较好。
（）判识性指标分析：判识性指标是物质基础３
和构造运动的综合反映，是判断现今页岩气保存条件的直接指标，主要包括页岩的有机碳含量、孔隙度、渗透率、石英含量、断裂发育程度、地层水指标、压力和含气量等，这些指标属于页岩气藏预测标体系。其中含气量是最直接也是最重要的指标，只要达到足够的含气量，页岩气藏就可能具有工业价值。
１９，２７，３７］
，岩中，热成因的页岩气藏一般以超压和微超压为主，方法和综合评价指标体系的研究成果［笔者
］据文献［等材料汇编。３６ 注：
７ 页岩气保存条件综合评价技术体系
针对研究区海相地层来说，页岩气保存条件的地层水条件、盖层及其微观性质、天然气组分和压力条件等及其在时间和空间上的组合关系。在评价过程中，应具体问题具体分析，将页岩气保存条件的几
也是目前比较常用的指主要研究内容包括物质基础、构造作用和演化历史、和选区评价的静态指标，
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表４ 四川盆地及其周缘页岩气保存条件综合评价指标体系
Ｔａｂｌｅ４ ＴｈｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｓｓｔｅｍｏｆｓｈａｌｅｏｆＳｉｃｈｕａｎＢａｓｉｎａｎｄｉｔｓａｓｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎｅｒｉｈｅｒ ｙｇｐｐｐｙ
因素
评价参数有机碳／％厚度／ｍ
物质基础
成熟度／％埋深／ｍ
２面积／ｋｍ
２９３
评价指标体系
好（Ⅰ）
＞２ ０＞７ １．１～２．５
０００且＜４０００＞２ 大面积连片分布＞３００
较好（Ⅱ）１．５～２ ５０～７０ ２～３ １５００～２０００ 较大面积连片分布１００～３００５～１０ 基本无２０００～３０００
一般（Ⅲ）０．３～１．５３０～５０３～４
１０００～１５００ 中等面积连片分布５０～１００２～５很少
３０００～４０００
３＜０．０＜３＞４０００＜１
小面积连片分布＜５０
差（Ⅳ）
距离通天断裂的距
离／ｋｍ巨型、大型断裂发育燕山运动以来的剥蚀厚度／ｍ
构造作用
和演化历史
埋藏史类型
距目的层露头距离／ｋｍ
０＞１ 无
５００～２０００
＜２较多０００＞４
５＞１ １０～１５ ５～１０
早期生烃－中期多次生排烃－晚期快速抬升
奥陶纪、志留纪、泥
、盆纪石炭纪泥盆纪、石炭纪Ｃ２－３Ｐ
较长期受大气水下渗影响２０～３００．９５～１．０１５～３００．２～１交替阻滞带
＜５
长期持续埋藏－快速隆升
早期长时间浅埋－早、中期长时间隆升－中期二次深埋－晚期快速抬升中白垩世以来
二叠纪、三叠纪
最大生气时间
下寒武统上奥陶统—下志留统
寒武纪末
白垩纪以来Ｐ－Ｔ 、ＪＫ 沉积埋藏水０＞４ ８７＜０． ５＜８． ０＞２ 交替停滞带ＣａＣｌ２为主，
ＭＣｌｇ２次之沉积承压水动力系统超压５＞１．
二叠纪、三叠纪Ｏ－Ｓ Ｔ
短暂受大气水下渗影响３０～４０ ０．８７～０．９５ ８．５～１５ １～２０
交替基本停滞带
志留纪末Ｃ１Ｓ２
长期受大气水下渗影响０＜２０＞１．０＞３２＜０．自由交替带
出露地层
下寒武统
上奥陶统—下志留统地层水成因（·Ｌ－１）矿化度／ｇ变质系数（钠氯系数）
水文地质
与地球化学
脱硫系数盐化系数水文地质分带
苏林水型
ＣａＣｌＭＣｌＣａＣｌＭＣｌｇｇ２为主，２２为主，２
，，，次之偶见Ｎ次之常见ＮａＨＣＯａＨＣＯａＨＣＯＮａＳＯ３３，Ｎ３，２４ＮａＳＯ２４
ＮａＳＯ２４
渗入水水动力系统低（负）压＜１
水动力
压力
是否超压压力系数
受深入水影响的沉积承压水动力系统微超压１．５～１．１
过渡带１．１～１
］。部分指标参考了文献［１９，２５，２７，３７ 注：
研究认为，在现今四川盆地内两套目的层系具有较
８ 结论
好的保存条件，盆外地区经历了多期次的生排烃，形成了多期次的页岩气藏，同时也遭受了多期次构造
（）四川盆地及其周缘经历了复杂的构造运动，运动的改造作用，导致页岩气藏的保存条件遭到不１
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２９４ ）聂海宽，包书景，高 波，等／地学前缘（ＥａｒｔｈＳｃｉｅｎｃｅＦｒｏｎｔｉｅｒｓ２０１２，１９（３）
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版社，１９９１．
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（）：发，１９９９，２６１３６３９．－［］２１ 包书景，聂海宽，高波，等．国土资源部全国油气资源战略
选区调查与评价专项“川东南和鄂西渝东地区页岩气资源战略调查与选区”研究报告［Ｒ］．北京：中国石油化工股份有限
同程度的破坏，在局部地区可能存在页岩气保存条件相对较好的区域。
（）页岩气的保存条件评价需要从页岩物质基２础、构造作用和演化历史、地层水条件、盖层及其微观性质、天然气组分和压力系数等方面进行综合研并从物质基础、构造运动分析和判识性指标３个究，
角度对页岩气保存条件进行综合评价。参考文献
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：／／（）ｈｔｔｗｗｗ．ｅａｒｔｈｓｃｉｅｎｃｅｆｒｏｎｔｉｅｒｓ．ｎｅｔ．ｃｎ２０１２，１９３ 地学前缘，ｐ