四川是目前我國(guó)天然氣探明儲(chǔ)量、氣田發(fā)現(xiàn)數(shù)量和天然氣累計(jì)產(chǎn)出數(shù)量最多的盆地(戴金星等,2001 ;李德生, 2005)。但由于四川盆地經(jīng)歷了古生代以來(lái)長(zhǎng)期的構(gòu)造演化(金之鈞等, 2006 、2007), 具有從克拉通盆地到前陸盆地復(fù)雜的地質(zhì)條件, 天然氣勘探工作難度大, 目前的探明率仍然不足20 %。

 

  四川盆地古生界泥/頁(yè)巖(美國(guó)研究者所指的頁(yè)巖包括了我國(guó)研究者所指的泥巖和頁(yè)巖)烴源巖發(fā)育, 天然氣資源豐富, 是一個(gè)高復(fù)雜、高難度、高風(fēng)險(xiǎn)的勘探領(lǐng)域(馬力等, 2004)。美國(guó)天然氣勘探程度高、開(kāi)發(fā)技術(shù)成熟, 目前已主要在古生界地層中勘探并開(kāi)發(fā)了數(shù)量不菲的頁(yè)巖氣(Curt is , 2002), 與美國(guó)東部頁(yè)巖氣發(fā)育盆地具有許多地質(zhì)相似性的四川盆地?zé)o疑也是一個(gè)頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)值得高度重視的領(lǐng)域。

 

  一、頁(yè)巖氣地質(zhì)

 

  許多國(guó)外研究者(如Curti s , 2002 ;Matt Mavo r ,2003 等)都對(duì)頁(yè)巖氣進(jìn)行了研究, 其基本特征可以歸納為:頁(yè)巖氣是在頁(yè)巖孔隙和天然裂縫中以游離方式存在、在干酪根和黏土顆粒表面上以吸附狀態(tài)存在、甚至在干酪根和瀝青質(zhì)中以溶解狀態(tài)存在的天然氣, 是連續(xù)生成的生物化學(xué)作用氣、熱裂解作用氣或兩者的混合, 在成藏及分布上具有運(yùn)移距離短、多種封閉機(jī)理、聚集成藏隱蔽、地層飽含氣等地質(zhì)特殊性(張金川等, 2003)?；陧?yè)巖氣成藏及賦存上的地質(zhì)特殊性, 頁(yè)巖氣又被描述為主體上以吸附和游離狀態(tài)同時(shí)賦存于暗色泥/頁(yè)巖、高碳泥/頁(yè)巖及其間夾層狀發(fā)育的粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、甚至砂巖中, 以自生自儲(chǔ)為成藏特點(diǎn)的天然氣聚集(張金川等, 2003 、2004)。因此, 自生自儲(chǔ)、吸附作用機(jī)理及由此所產(chǎn)生的大規(guī)模聚集是頁(yè)巖氣的重要地質(zhì)特點(diǎn)。

 

  (1)在成因來(lái)源方面, 頁(yè)巖中的天然氣生成具有有機(jī)成因的幾乎所有可能, 包括了生物氣、低熟—未熟氣、熱解氣、裂解氣、高—過(guò)成熟氣、二次生氣、過(guò)渡帶作用氣(生物再作用氣)以及瀝青生氣等多種,覆蓋了生物化學(xué)、熱解及裂解等幾乎所有可能的有機(jī)生氣作用模式, 它們分別可以在美國(guó)不同的頁(yè)巖盆地中找到存在實(shí)例。

 

  (2)在賦存相態(tài)特征上, 頁(yè)巖中的天然氣具有幾乎所有可能的存在方式, 主體上包括了游離態(tài)(大量存在于頁(yè)巖孔隙和裂縫中)、吸附態(tài)(大量存在于黏土礦物、有機(jī)質(zhì)、干酪根顆粒及孔隙表面上)、溶解態(tài)(微量存在于干酪根、瀝青質(zhì)、殘留水以及液態(tài)原油中)以及其他可能相態(tài), 其中吸附相存在的天然氣(Curtis , 2002)可占天然氣賦存總量的20 %(Barnett Shale)～ 85 %(Lew is Shale)。

 

  (3)在成藏特征方面, 頁(yè)巖所生成的天然氣就近聚集, 其成藏機(jī)理復(fù)雜, 吸附、溶解、活塞式推進(jìn)、置換式運(yùn)移均有不同程度發(fā)生, 頁(yè)巖內(nèi)聚集的天然氣僅發(fā)生了初次運(yùn)移及有限的二次運(yùn)移(砂質(zhì)巖類夾層內(nèi)), 因此頁(yè)巖既是源巖又是儲(chǔ)層和蓋層, 具有典型的“自生自儲(chǔ)”成藏模式和原地性特點(diǎn)。結(jié)合天然氣成藏機(jī)理序列(張金川等, 2003), 頁(yè)巖氣具有從根狀氣(初次運(yùn)移和聚集成藏的煤層氣和頁(yè)巖氣)到根緣氣(與氣源巖緊鄰的致密砂巖底部含氣, 短距離的二次運(yùn)移)的連續(xù)過(guò)渡, 即當(dāng)?shù)貙又黧w為具有生氣能力的泥/頁(yè)巖(泥巖多、砂巖少)時(shí), 天然氣主要為多種方式存在的頁(yè)巖氣;而當(dāng)?shù)貙右灾旅苌皫r為主(砂巖多、泥巖少)時(shí), 天然氣主要以活塞式整體推進(jìn)為主要運(yùn)移及聚集方式。

 

  (4)在成藏分析及勘探地質(zhì)研究方面, 盡管頁(yè)巖氣具有吸附作用機(jī)理和自生自儲(chǔ)特點(diǎn), 二次運(yùn)移不再成為頁(yè)巖氣成藏的主要影響因素和分布預(yù)測(cè)的主要研究?jī)?nèi)容, 但頁(yè)巖氣分布的隱蔽性特點(diǎn)不可忽視,泥/頁(yè)巖發(fā)育厚度、有機(jī)碳含量、有機(jī)質(zhì)豐度、孔隙度、滲透率、裂縫發(fā)育程度、古構(gòu)造配合以及后期保存條件等, 均是影響頁(yè)巖含氣量、天然氣賦存狀態(tài)并決定是否具有工業(yè)勘探開(kāi)發(fā)價(jià)值的主要因素。

 

  作為天然氣聚集的特殊類型, 吸附作用的存在導(dǎo)致頁(yè)巖氣的成藏條件和要求比其他類型氣藏低,即成藏門限(龐雄奇等, 2004)降低, 導(dǎo)致頁(yè)巖氣能夠大面積存在和分布。參考前人研究成果(Cui tis ,2002), 頁(yè)巖氣成藏需要具備如下主要地質(zhì)條件:沉積地層以泥/頁(yè)巖為主, 單層厚度大于(大于等于10m), 泥質(zhì)含量高(泥/頁(yè)巖地層中的純泥巖厚度大于10 %), 有機(jī)質(zhì)豐度(TOC ≥0 .3 %)及成熟度底限條件要求相對(duì)較低(Ro ≥0 .4 %), 孔隙度低(Υ<12 %)等。對(duì)于具有工業(yè)勘探價(jià)值的頁(yè)巖氣, 則更要求埋藏深度小(小于3 km)、裂縫發(fā)育、吸附氣含量高(大于等于20 %)等, 現(xiàn)今仍然處于生氣作用階段的泥/頁(yè)巖具有更好的成藏有利性。

 

  二、四川盆地頁(yè)巖氣發(fā)育地質(zhì)背景

 

  四川盆地位于揚(yáng)子地臺(tái)西北緣, 四周被龍門山、米倉(cāng)山、大巴山等造山帶所圍, 盆地內(nèi)中、古生界頁(yè)巖厚度大而分布廣泛, 在剖面上構(gòu)成了北西方向地層時(shí)代新、埋藏深度大、構(gòu)造保存條件好而南東方向地層時(shí)代老、埋藏深度小、構(gòu)造破壞強(qiáng)的盆地結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

 

  四川盆地是一個(gè)特提斯構(gòu)造域內(nèi)長(zhǎng)期發(fā)育、不斷演進(jìn)的古生代—中新生代海陸相復(fù)雜疊合盆地(劉樹(shù)根等, 2004), 大致可以分為從震旦紀(jì)到中三疊世的克拉通和晚三疊世以來(lái)的前陸盆地兩大演化階段, 克拉通盆地階段又可進(jìn)一步劃分為早古生代及其以早的克拉通內(nèi)坳陷和晚古生代以后的克拉通裂陷盆地階段(汪澤成等, 2002 ;魏國(guó)齊等, 2005)。在克拉通盆地演化階段, 大型隆坳格局控制形成了分布面積廣、沉積厚度大且以海相碳酸鹽巖和頁(yè)巖等為主的下構(gòu)造層, 一般厚4 ～ 7 km , 最大累計(jì)厚度10km , 構(gòu)成了盆地內(nèi)天然氣廣泛分布的基礎(chǔ);前陸盆地演化階段, 盆地沉降—沉積中心由川東轉(zhuǎn)移至川西并發(fā)生了蹺蹺板式的區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng), 打破了長(zhǎng)期以來(lái)的構(gòu)造發(fā)展格局及演化軌跡, 除盆地西部山前帶(如川西坳陷)地層保存完好并繼續(xù)接受上構(gòu)造層的陸相沉積(最大厚度6 km)以外, 盆地東部地區(qū)構(gòu)造逆沖及回返強(qiáng)烈、沉積蓋層抬升及剝蝕嚴(yán)重, 大面積區(qū)域內(nèi)發(fā)生構(gòu)造隆升作用并導(dǎo)致古生界地層淺埋, 沉積環(huán)境發(fā)生重要改變并形成了現(xiàn)今的盆地構(gòu)造格局和剖面結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

 

  基于基底及沉積蓋層差異, 可將盆地劃分為北東—南西走向的三大基本單元(圖1)。盆地西部地區(qū)(川西)古生界地層埋深較大并以中、新生代前陸盆地發(fā)育為特點(diǎn), 晚三疊世以來(lái)陸相碎屑巖發(fā)育, 區(qū)域構(gòu)造表現(xiàn)平緩, 泥/頁(yè)巖與致密砂巖廣泛互層, 具有典型陸相根緣氣發(fā)育地質(zhì)特點(diǎn);盆地中部地區(qū)(包括川北—川中—川西南)以區(qū)域構(gòu)造隆升為特點(diǎn), 下構(gòu)造層埋深較淺而上構(gòu)造層厚度較薄, 區(qū)域構(gòu)造相對(duì)低緩平坦。由于該區(qū)長(zhǎng)期處于相對(duì)抬升部位, 有機(jī)質(zhì)熱演化程度相對(duì)較輕, 是油氣同時(shí)產(chǎn)出的有利區(qū), 也是頁(yè)巖氣和根緣氣(張金川等, 2006)研究值得關(guān)注的地區(qū);盆地東部地區(qū)(包括川東—川南)以區(qū)域構(gòu)造高幅抬升及強(qiáng)烈擠壓為特點(diǎn), 古生界地層埋藏淺、變形嚴(yán)重、改造強(qiáng)烈, 現(xiàn)今構(gòu)造形態(tài)表現(xiàn)為高陡狀褶皺, 中生界地層部分殘留, 因此大套存在的海相頁(yè)巖有利于頁(yè)巖氣的發(fā)育和勘探研究。

 

  三、四川盆地頁(yè)巖氣成藏條件

 

  1 .泥/頁(yè)巖的有效性及分布

 

  根據(jù)前人研究(黃籍中等, 1995 ;朱光有等,2006), 四川盆地主要發(fā)育了六套有效烴源巖層系,自下而上分別是古生界的下寒武統(tǒng)、上奧陶統(tǒng)、下志留統(tǒng)、二疊系及中生界的上三疊統(tǒng)和中下侏羅統(tǒng)。

 

  在古生界, 黑色頁(yè)巖分布廣泛(圖2)。下寒武統(tǒng)(筇竹寺和九老洞組等)黑色頁(yè)巖全盆發(fā)育, 尤其在川北、川東、川南和川西南等地區(qū)多見(jiàn), 川西地區(qū)雖然也有較大厚度, 但埋藏深度較大。下寒武統(tǒng)烴源巖有機(jī)碳含量為0 .5 %～ 9 .0 %, 平均0 .7 %, 成熟度(Ro )為2 .0 %～ 5 .0 %, 普遍大于2 .5 %, 有效厚度50～ 600 m(黃籍中, 2000 ;戴金星等, 2001 ;徐世琦等,2002 ;馬力等, 2004 ;魏國(guó)齊等, 2005 ;李德生, 2005 ;朱光有等, 2006);上奧陶統(tǒng)五峰組黑色頁(yè)巖有機(jī)碳含量為0 .6 %～ 2 .0 %, 雖然一般厚度不足20 m , 但作為盆地的區(qū)域性烴源巖, 其生氣潛力大, 多為好或較好級(jí)別的烴源巖(胡書毅等, 2001 ;馬力等, 2004 ;劉若冰等, 2006);下志留統(tǒng)(龍馬溪組)黑色頁(yè)巖有機(jī)碳含量為0 .5 %～ 4 %, 平均1 .0 %, 目前的Ro 值為2 .0 % ～ 4 .5 %, 一般大于2 .5 %(尹亞輝等,2000), 平均厚度300 m , 主要分布在川東及川南等地區(qū), 其中在川東厚度達(dá)500 ～ 1250 m , 是川東石炭系天然氣的主要來(lái)源(黃籍中, 2000 ;戴金星等,2001 ;馬力等, 2004 ;王蘭生等, 2004 ;魏國(guó)齊等,2005 ;李德生, 2005);二疊系泥/頁(yè)巖烴源巖熱演化程度高, Ro 達(dá)1 .3 %～ 3 %, 其中下二疊統(tǒng)主要分布在川中、川東、川南及川西南等地區(qū), 有機(jī)質(zhì)類型主要為Ⅲ 型, 有機(jī)碳豐度為0 .24 % ～ 1 .76 %, 平均0 .4 %, 厚度100 ～ 350 m(戴金星等, 2001 ;馬力等,2004 ;魏國(guó)齊等, 2005 ;朱光有等, 2006 ;馬永生等,2007)。上二疊統(tǒng)主要分布在川東、川南及川西南地區(qū), 有機(jī)碳含量為0 .2 %～ 12 .5 %, 平均2 .6 %, 成熟度1 .0 %～ 3 .4 %, 厚度20 ～ 60 m , 局部可達(dá)120 m(黃籍中, 2000 ;戴金星等, 2001 ;馬力等2004 ;魏國(guó)齊等, 2005)。古生界地層有機(jī)質(zhì)以Ⅰ 型為主, 但成熟度普遍較高, 主體處于高過(guò)成熟生氣階段, 有利于頁(yè)巖氣藏的形成。其中, 由于上奧陶統(tǒng)厚度較小, 上、下二疊統(tǒng)分別以煤系和碳酸鹽巖烴源巖為主, 泥/頁(yè)巖發(fā)育厚度較薄, 故形成頁(yè)巖氣藏的古生界有利層段主要是下志留和下寒武統(tǒng), 其次為上奧陶統(tǒng)和上、下二疊統(tǒng)。

 

  上三疊統(tǒng)烴源巖主要分布于川中和川西地區(qū)。

 

  川西坳陷上三疊統(tǒng)為海陸交互相暗色泥巖和碳質(zhì)泥巖, 富含Ⅲ型干酪根的暗色泥巖一般厚300 ～ 1000m , 平均250 m , 最厚可達(dá)1400 m , 有機(jī)碳含量1 .6 %～ 14 .2 %, 平均1 .95 %, 成熟度為1 .2 %～ 2 .0 %(宋巖等, 2001), 有利于頁(yè)巖氣藏的形成。中、下侏羅統(tǒng)以Ⅱ干酪根為主, 有機(jī)碳含量變化幅度較大, 生氣能力相對(duì)較差, 所生成的烴類只夠滿足飽和儲(chǔ)層巖石的吸附量需要。

 

  區(qū)(川西)古生界地層埋深較大并以中、新生代前陸盆地發(fā)育為特點(diǎn), 晚三疊世以來(lái)陸相碎屑巖發(fā)育, 區(qū)域構(gòu)造表現(xiàn)平緩, 泥/頁(yè)巖與致密砂巖廣泛互層, 具有典型陸相根緣氣發(fā)育地質(zhì)特點(diǎn);盆地中部地區(qū)(包括川北—川中—川西南)以區(qū)域構(gòu)造隆升為特點(diǎn), 下構(gòu)造層埋深較淺而上構(gòu)造層厚度較薄, 區(qū)域構(gòu)造相對(duì)低緩平坦。由于該區(qū)長(zhǎng)期處于相對(duì)抬升部位, 有機(jī)質(zhì)熱演化程度相對(duì)較輕, 是油氣同時(shí)產(chǎn)出的有利區(qū), 也是頁(yè)巖氣和根緣氣(張金川等, 2006)研究值得關(guān)注的地區(qū);盆地東部地區(qū)(包括川東—川南)以區(qū)域構(gòu)造高幅抬升及強(qiáng)烈擠壓為特點(diǎn), 古生界地層埋藏淺、變形嚴(yán)重、改造強(qiáng)烈, 現(xiàn)今構(gòu)造形態(tài)表現(xiàn)為高陡狀褶皺, 中生界地層部分殘留, 因此大套存在的海相頁(yè)巖有利于頁(yè)巖氣的發(fā)育和勘探研究。

 

  三、四川盆地頁(yè)巖氣成藏條件

 

  1 .泥/頁(yè)巖的有效性及分布

 

  根據(jù)前人研究(黃籍中等, 1995 ;朱光有等,2006), 四川盆地主要發(fā)育了六套有效烴源巖層系,自下而上分別是古生界的下寒武統(tǒng)、上奧陶統(tǒng)、下志留統(tǒng)、二疊系及中生界的上三疊統(tǒng)和中下侏羅統(tǒng)。

 

  在古生界, 黑色頁(yè)巖分布廣泛。下寒武統(tǒng)(筇竹寺和九老洞組等)黑色頁(yè)巖全盆發(fā)育, 尤其在川北、川東、川南和川西南等地區(qū)多見(jiàn), 川西地區(qū)雖然也有較大厚度, 但埋藏深度較大。下寒武統(tǒng)烴源巖有機(jī)碳含量為0 .5 %～ 9 .0 %, 平均0 .7 %, 成熟度(Ro )為2 .0 %～ 5 .0 %, 普遍大于2 .5 %, 有效厚度50～ 600 m(黃籍中, 2000 ;戴金星等, 2001 ;徐世琦等,2002 ;馬力等, 2004 ;魏國(guó)齊等, 2005 ;李德生, 2005 ;朱光有等, 2006);上奧陶統(tǒng)五峰組黑色頁(yè)巖有機(jī)碳含量為0 .6 %～ 2 .0 %, 雖然一般厚度不足20 m , 但作為盆地的區(qū)域性烴源巖, 其生氣潛力大, 多為好或較好級(jí)別的烴源巖(胡書毅等, 2001 ;馬力等, 2004 ;劉若冰等, 2006);下志留統(tǒng)(龍馬溪組)黑色頁(yè)巖有機(jī)碳含量為0 .5 %～ 4 %, 平均1 .0 %, 目前的Ro 值為2 .0 % ～ 4 .5 %, 一般大于2 .5 %(尹亞輝等,2000), 平均厚度300 m , 主要分布在川東及川南等地區(qū), 其中在川東厚度達(dá)500 ～ 1250 m , 是川東石炭系天然氣的主要來(lái)源(黃籍中, 2000 ;戴金星等,2001 ;馬力等, 2004 ;王蘭生等, 2004 ;魏國(guó)齊等,2005 ;李德生, 2005);二疊系泥/頁(yè)巖烴源巖熱演化程度高, Ro 達(dá)1 .3 %～ 3 %, 其中下二疊統(tǒng)主要分布在川中、川東、川南及川西南等地區(qū), 有機(jī)質(zhì)類型主要為Ⅲ 型, 有機(jī)碳豐度為0 .24 % ～ 1 .76 %, 平均0 .4 %, 厚度100 ～ 350 m(戴金星等, 2001 ;馬力等,2004 ;魏國(guó)齊等, 2005 ;朱光有等, 2006 ;馬永生等,2007)。上二疊統(tǒng)主要分布在川東、川南及川西南地區(qū), 有機(jī)碳含量為0 .2 %～ 12 .5 %, 平均2 .6 %, 成熟度1 .0 %～ 3 .4 %, 厚度20 ～ 60 m , 局部可達(dá)120 m(黃籍中, 2000 ;戴金星等, 2001 ;馬力等2004 ;魏國(guó)齊等, 2005)。古生界地層有機(jī)質(zhì)以Ⅰ 型為主, 但成熟度普遍較高, 主體處于高過(guò)成熟生氣階段, 有利于頁(yè)巖氣藏的形成。其中, 由于上奧陶統(tǒng)厚度較小, 上、下二疊統(tǒng)分別以煤系和碳酸鹽巖烴源巖為主, 泥/頁(yè)巖發(fā)育厚度較薄, 故形成頁(yè)巖氣藏的古生界有利層段主要是下志留和下寒武統(tǒng), 其次為上奧陶統(tǒng)和上、下二疊統(tǒng)。

 

  上三疊統(tǒng)烴源巖主要分布于川中和川西地區(qū)。

 

  川西坳陷上三疊統(tǒng)為海陸交互相暗色泥巖和碳質(zhì)泥巖, 富含Ⅲ型干酪根的暗色泥巖一般厚300 ～ 1000m , 平均250 m , 最厚可達(dá)1400 m , 有機(jī)碳含量1 .6 %～ 14 .2 %, 平均1 .95 %, 成熟度為1 .2 %～ 2 .0 %(宋巖等, 2001), 有利于頁(yè)巖氣藏的形成。中、下侏羅統(tǒng)以Ⅱ干酪根為主, 有機(jī)碳含量變化幅度較大, 生氣能力相對(duì)較差, 所生成的烴類只夠滿足飽和儲(chǔ)層巖石的吸附量需要。

 

  四、頁(yè)巖氣勘探地質(zhì)討論

 

  1 .頁(yè)巖氣發(fā)育有利區(qū)

 

  四川盆地與美國(guó)東部地區(qū)頁(yè)巖氣發(fā)育盆地具有相似的地質(zhì)條件, 均是古生代海相沉積背景下形成的富含有機(jī)碳頁(yè)巖, 后期大幅度的構(gòu)造抬升和強(qiáng)烈的地質(zhì)改造程度也大致相當(dāng), 富含腐殖型干酪根的泥/頁(yè)巖直接產(chǎn)氣及高演化程度下的原油裂解氣導(dǎo)致盆地具有頁(yè)巖氣勘探的良好前景。整體分析, 四川盆地東部和南部以下寒武統(tǒng)和下志留統(tǒng)頁(yè)巖為主, 層位老但埋深淺, 是現(xiàn)今工業(yè)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)背景條件下開(kāi)展頁(yè)巖氣勘探研究的重點(diǎn)目標(biāo)。

 

  (1)川東地區(qū)古生代長(zhǎng)期處于沉降—沉積中心,烴源巖發(fā)育層數(shù)多且質(zhì)量好, 厚度大且埋藏淺, 構(gòu)成了四川盆地頁(yè)巖氣勘探的主體方向。古生界主要發(fā)育了寒武、奧陶、志留及二疊系深灰—黑色頁(yè)巖, 其中的下志留統(tǒng)頁(yè)巖烴源巖厚度100 ～ 700 m , 平均400 m , 最大823 m , 有機(jī)碳含量0 .2 %～ 3 .13 %, Ro為2 .2 %～ 4 .0 %(劉若冰等, 2006), 可作為頁(yè)巖氣勘探的主要目標(biāo)。其次, 下寒武統(tǒng)黑色泥/頁(yè)巖有機(jī)碳含量1 %～ 3 %, 平均厚度大于200 m , 成熟度一般在3 .5 以上;上二疊統(tǒng)頁(yè)巖厚度20 ～ 120 m , 平均60 m ,有機(jī)碳含量高達(dá)3 % ～ 7 .54 %, 成熟度1 .6 % ～3 .1 %(王蘭生等, 2004), 也是潛力良好的頁(yè)巖氣目的層。

 

  (2)川中地區(qū)下侏羅統(tǒng)泥巖有機(jī)碳含量0 .07 %～ 4 .51 %, 平均1 .19 %, 成熟度Ro 為0 .70 % ～1 .12 %(陳盛吉等, 2005), Ⅱ型為主的干酪根影響了天然氣的大量生成;上三疊統(tǒng)富含Ⅲ型干酪根的泥巖有機(jī)碳含量0 .5 %～ 1 .5 %, 平均1 .14 %(陳義才等, 2005), 平均厚度20 ～ 350 m , 分布穩(wěn)定, Ⅲ型干酪根構(gòu)建了頁(yè)巖氣的良好基礎(chǔ);古生界主體發(fā)育了下寒武統(tǒng)的筇竹寺組和下志留統(tǒng)的龍馬溪組頁(yè)巖烴源巖, 龍馬溪組厚度可達(dá)1000 m , 有機(jī)碳含量為1 .0 %～ 4 .9 %。筇竹寺組厚度數(shù)百米, 尤其在川中南部可達(dá)200 ～ 400 m , 有機(jī)碳含量0 .20 % ～9 .98 %, 平均0 .97 %。由于埋藏深度原因, 該區(qū)下志留統(tǒng)(龍馬溪組)頁(yè)巖氣成藏條件優(yōu)于下寒武統(tǒng)。此外, 川中南部地區(qū)(川南)的上、下二疊統(tǒng)頁(yè)巖也值得關(guān)注。

 

  (3)川西地區(qū)整體屬于前陸坳陷, 三疊及二疊系泥質(zhì)氣源巖與大套致密砂巖頻繁互層, 更顯示了根緣氣發(fā)育的優(yōu)越性。該區(qū)古生界地層埋深普遍偏大, 局部淺埋地區(qū)也顯示了優(yōu)良的生氣能力, 如上二疊統(tǒng)泥質(zhì)烴源巖厚度25 ～ 100 m , 有機(jī)碳含量0 .5 %～ 1 .5 %;下二疊統(tǒng)頁(yè)巖厚度10 m , 有機(jī)碳含量為1 %～ 2 %(張永剛等, 2007), 具有良好的生氣能力。

 

  因此, 局部埋藏相對(duì)較淺的高碳泥/頁(yè)巖是頁(yè)巖氣勘探的潛在領(lǐng)域。

 

  (4)除上述主要層位以外, 上奧陶統(tǒng)、二疊系及其他具有較高有機(jī)碳含量、一定的連續(xù)厚度及較淺埋藏深度的泥/頁(yè)巖段均應(yīng)視為頁(yè)巖氣勘探的考慮目標(biāo)。此外, 四川盆地圍緣抬升較高, 古生界泥/頁(yè)巖氣源巖廣泛出露或近地表發(fā)育, 也可作為頁(yè)巖氣勘探的潛在領(lǐng)域。

 

  2 .頁(yè)巖氣勘探思考

 

  四川盆地頁(yè)巖氣的勘探將是中國(guó)南方油氣勘探的一個(gè)重要步驟和方向, 對(duì)豐富和發(fā)展中國(guó)的天然氣地質(zhì)理論極具重要意義。四川盆地具有與美國(guó)盆地相似的地質(zhì)條件和構(gòu)造演化特點(diǎn), 泥/頁(yè)巖不僅是盆地內(nèi)常規(guī)氣藏的烴源巖, 而且還具備了頁(yè)巖氣成藏的地質(zhì)條件(劉麗芳等, 2005)。四川盆地具有發(fā)育頁(yè)巖氣的良好地質(zhì)條件, 按照構(gòu)造演化及地層發(fā)育特點(diǎn), 大致可分為三個(gè)基本層次, 即川東、川南及川西南工業(yè)性頁(yè)巖氣成藏條件最好, 川中及部分盆地圍緣相對(duì)較差, 川西主體宜進(jìn)行根緣氣勘探。

 

  按照常規(guī)勘探思路, 四川盆地已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一大批天然氣田, 但結(jié)合盆地頁(yè)巖發(fā)育地質(zhì)特點(diǎn)及美國(guó)頁(yè)巖氣勘探經(jīng)驗(yàn), 四川盆地具有以下寒武和下志留統(tǒng)為主形成區(qū)域性頁(yè)巖氣發(fā)育的良好地質(zhì)條件, 平面上側(cè)重于盆地的東半部, 包括川東、川中、川南、川西南等。勘探過(guò)程中宜與常規(guī)天然氣勘探研究相結(jié)合, 重視經(jīng)濟(jì)深度范圍內(nèi)的吸附及游離含氣量變化,重點(diǎn)通過(guò)頁(yè)巖有機(jī)碳含量、綜合含氣量、裂縫發(fā)育、埋藏深度及勘探有利性等方面研究, 將游離與吸附、裂縫與圈閉、含氣量與埋藏深度等因素結(jié)合分析, 指導(dǎo)頁(yè)巖氣勘探快速起步和高速發(fā)展。