四川盆地J地区志留系龙马溪组页岩裂缝地震预测与评价
四川盆地下志留统龙马溪组页岩裂缝孔隙定量表征
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关 键词
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四 川 盆地
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四川盆地涪陵南地区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组页岩古构造应力场及裂缝特征
第36卷第1期2024年1月岩性油气藏LITHOLOGIC RESERVOIRSV ol.36No.1Jan.2024收稿日期：2023-07-25；修回日期：2023-09-01；网络发表日期：2023-11-13基金项目：中国石油化工股份有限公司科技项目“白马地区常压页岩气富集高产机理与目标评价”（编号：P21087-1）资助。
第一作者：包汉勇（1981—），男，博士，研究员，主要从事油气勘探开发综合研究工作。
地址：（430223）湖北省武汉市东湖高新区大学园路18号勘探开发研究院。
Email ：**********************。
文章编号：1673-8926（2024）01-0014-09DOI ：10.12108/yxyqc.20240102引用：包汉勇，刘超，甘玉青，等.四川盆地涪陵南地区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组页岩古构造应力场及裂缝特征［J ］.岩性油气藏，2024，36（1）：14-22.Cite ：BAO Hanyong ，LIU Chao ，GAN Yuqing ，et al.Paleotectonic stress field and fracture characteristics of shales of OrdovicianWufeng Formation to Silurian Longmaxi Formation in southern Fuling area ，Sichuan Basin ［J ］.Lithologic Reservoirs ，2024，36（1）：14-22.四川盆地涪陵南地区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组页岩古构造应力场及裂缝特征包汉勇1，刘超1，甘玉青1，薛萌2，刘世强2，曾联波2，3，马诗杰2，罗良2（1.中国石化江汉油田分公司勘探开发研究院，武汉430223；2.中国石油大学（北京）地球科学学院，北京102249；3.北京大学能源研究院，北京100871）摘要：通过岩石力学实验、声发射实验和地震资料综合解释，利用有限元数值模拟方法，对涪陵南地区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组海相页岩古构造应力场进行了数值模拟，并结合岩心实测结果，预测了构造裂缝的发育特征。
四川盆地及周缘地区五峰—龙马溪组页岩气概况及前景评价
１ １ 厚 度 与 有 效 厚 度 平 面 分 布 特 征 ．
受加里 东运 动 的 影 响 ， 留纪 末 期 发 生 大 规 志 模构 造隆 升剥蚀 作 用 ， 中上 扬 子 地 区形 成 大 在 古 隆起—— 乐 山 龙 女 寺 古 隆 起 和 黔 中古 隆 起 ， 顶 部志 留系被 剥蚀 掉 ， 如威 远 地 区龙 马 溪组 残 厚 ０ ８ ～１ ７ｍ。龙 马溪组 环 古 隆 起 分 布 ， 乐 山 龙 由
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２１ ０ ２年 ４月
［ 章 编 号 ］１７ ７７ ２１ ）２０ ７ ６ 文 ６ 卜９ ２ （ ０ ２０ １ ６０
四川 盆地 及 周缘 地 区 五 峰一 龙 马溪 组 页 岩气 概 况 及 前 景 评价
万 洪程 孙 玮 刘树 根 冉 波 叶碉 豪 王 世 玉 罗 超 田梦娜
探 的 主 要 目标 区 ， 巴 山前 缘 是 未 来 勘 探 的 潜 在 有 利 区。 大
［ 关键词］五峰 一龙马溪 组； 页岩气 ； 四川盆地
［ 类 号 ］ＴＥ ３ ． 分 ｌ２ ２ ［ 文献 标 志 码 ］Ａ
四 川 盆 地 及 周 缘 地 区 下 古 生 界 最 有 利 的 页 岩
一
般 为 ２ ￣ ８ ０ ０ｍ。有 机 碳 质 量 分 数 ＞ １ ， 腐 泥 型 Ｉ型 干 酪 根 ， 属 一般 Ｒ ＞ ２ 。黑 色 页 岩 段 。
为 海 侵 至最 大 海 平 面 时 的沉 积 产 物 ， 现今 埋 藏 较 浅 ， 地 内川 南 地 区埋 深 １ ５ ３ｋ 鄂 西 渝 盆 ． ～ ｍ， 东 地 区埋 深 １ ５ ３ｋ ． ～ ｍ。 川 东 及 鄂 西 渝 东 过 渡 带 埋 深 ２ ３ ５ｋ 的 黑 色 页 岩 段将 是 页 岩 气 勘 ～ ． ｍ
四川盆地志留系龙马溪组页岩与美国盆地石炭系Barnett组页岩
地质通报GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA第30卷第2~3期2011年3月Vol．30，No s ．2~3Mar.，2011美国Fort Worth 盆地为前陆盆地，石炭系Bar -nett 页岩是一套碎屑岩和碳酸盐岩混合沉积，主要由黑色页岩、黑色钙质页岩、泥灰岩、黑色白云质页岩和黑色含磷质页岩5种岩性构成[1-2]。
盆内Barnett 页岩覆盖面积约1.29×104km 2[3]，最大厚度可达305m ，平均厚度76m [4]，埋深为1982～2592m [5]，可采天然气地质储量达(0.85～1.24)×1012m 3[2，6]，页岩气产量超过0.99×108m 3/d [3]。
四川盆地是一个叠合盆地，构造和沉积演化较Fort Worth 盆地复杂，志留系龙马溪组也是一套碎屑岩和碳酸盐岩混合沉积，岩性四川盆地志留系龙马溪组页岩与美国Fort Worth 盆地石炭系Barnett 组页岩地质特征对比曾祥亮，刘树根，黄文明，张长俊ZENG Xiang-liang,LIU Shu-gen,HUANG Wen-ming,ZHANG Chang-jun成都理工大学/油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川成都610059State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation/Chengdu University of Technology,Chengdu 610059,Sichuan,China摘要：从沉积学、地球化学、生烃演化、构造演化等方面，对美国Fort Worth 盆地石炭系Barnett 页岩和四川盆地下志留统龙马溪组页岩进行了对比性研究，发现四川盆地志留系，特别是川南志留系页岩气具有较好的勘探前景。
2套烃源岩共性与个性共存，具有相似的沉积背景、厚度、有机质类型（Ⅰ~Ⅱ1）和生烃演化史。
四川盆地东部地区下志留统龙马溪组页岩储层特征
四川盆地东部地区下志留统龙马溪组页岩储层特征刘树根;马文辛;LUBA Jansa;黄文明;曾祥亮;张长俊【摘要】四川盆地是中国西南部重要的舍油气盆地,在东部和南部地区下志留统龙马溪组页岩广泛发育.在川东南、鄂西渝东地区的勘探井中志留系具有良好的气显示.研究区龙马溪组厚65 -516m,底部为一套海侵沉积的富含笔石的黑色页岩,龙马溪纽向上和向东砂质和钙质含量增加,演变为浅水陆棚沉积.龙马溪组主要由层状-非层状泥／页岩、白云质粉砂岩、层状钙质泥／页岩、泥质粉砂岩、层状.非层状粉砂质泥／页岩、粉·细粒砂岩、钙质结核、富含有机质非层状页岩8种岩相组成.总有机碳含量(TOC)为0.2％～6.7％.有机质以Ⅱ型干酪根为主,R0为2.4％ - 3.6％.页岩中石英矿物含量在2% -93%,主要呈纹层状或分散状分布,主要为陆源碎屑外源成因.龙马溪组页岩岩心孔隙度为0.58% -0.67%.渗透率为0.Ol×10 -3μm2～0.93×10-3μm2.扫描电镜下龙马溪组页岩微孔隙度为2%左右,主要包括晶间孔和粒内孔,孔隙直径为lOOnm～50μm.页岩储层的形成机理主要为有利矿物组合、成岩作用和有机质热裂解作用.龙马溪组与美国Barnett页岩具有一定差异,主要表现在龙马溪组页岩埋藏较深、热演化程度较高、含气量较低、储层较致密、以陆源成因石英为主.对于评价下志留统龙马溪组页岩气勘探前景而言,今后须重点加强针对龙马溪组底部黑色硅质岩系石英成因、成熟度、埋藏史、含气量等方面的研究,以及进行详细的古地貌和古环境恢复.%The Sichuan basin is an oil-bearing and gas-rich basin with extensive development of the Lower Silurian Longmaxi Formation shale in southwestern China. The gas shows in the shale were identified in exploration wells mainly located between southeastern Sichuan basin and western Hubei-eastern Chongqing. The thickness of the Silurian Longmaxi Formation shale ranges from 65 to 516m. The base ofthe Longmaxi Formation shale is graptolite-rich transgressive black shale. Its thickness increases eastward in the study area, similarly as the sand content in the formation, with the latter also increasing stratigraphically upward. The Longmaxi Formation is comprised by eight lithofacies, including laminated and nonlaminated mudstone/shale, dolomitic siltstone, laminated lime mudstone/shale, argillaceous siltstone, laminated and nonlaminated silty mudstone/shale, fine grained silty sandstone, calcareous concretions and nonlaminated shale enriched organic matter. Longmaxi Formation contains 0. 2% to 6. 7% of organic carbon (TOC). The organic matter is overmature, with Ro 2.4% ~3.6% and dominated by type II-kerogen. Quartz silt, which is the second important component of the shale gas reservoir quality, occurs as laminae and/or disseminated and varies from 2% -93% in the shale. The size of quartz silt ranges from 0. 03 to 0. 05 mm, with terrigenous origin. Porosity measured on core samplesof the shale from the Longmaxi Formation in exploratory wells ranges from 0. 58% to 0.67%. The microporosity observed in the thin sections of the shale is about 2%, and dominated by the intercrystal and intragranular pores, with the pore size ranging from 100nm to 50μm. The formation mechanism of the shale reservoirs includes favorable mineral composition, diagenesis and thermal cracking of organic component There are some differences between Longmaxi Formation shale and Barnett shale in USA. The former is burial deeper, higher degree of thermal evolution, lower gas content, denser, more quartz of terrigenous origin. The prevailing low content of organic matter and highly variable quartz content in theLongmaxi Formation shale suggests there are only marginal conditions for exploration of shale gas resource. However, the high variability in both the content of TOC and quartz in the shale indicates that locally, particularly in the southeastern part of the basin, favorable conditions for shale gas may have developed. More detailed paleogeographic, burial history, gas content and quartz origin studies are needed to better access shale-gas potential of the Silurian Longmaxi Formation shale.【期刊名称】《岩石学报》【年(卷),期】2011(027)008【总页数】14页(P2239-2252)【关键词】下志留统;龙马溪组;页岩气;储层特征;四川盆地东部【作者】刘树根;马文辛;LUBA Jansa;黄文明;曾祥亮;张长俊【作者单位】油气藏地质及开发工程国家重点实验室,成都理工大学,成都610059;油气藏地质及开发工程国家重点实验室,成都理工大学,成都610059;Geological Survey of Canada-Atlantic, Dartmouth. N.S. & Earth Science Department, Dalhousie University, Halifax, Nova Scotia B3H3J4;地质勘探开发研究院,中国石油川庆钻探工程有限公司,成都61005l;油气藏地质及开发工程国家重点实验室,成都理工大学,成都610059;油气藏地质及开发工程国家重点实验室,成都理工大学,成都610059【正文语种】中文【中图分类】P534.4;P618.12页岩气是一种非常规气藏，具有典型的自生自储、近原地成藏富集的特点(Curtis,2002; 张金川等,2004,2008; Boyer et al.,2009; Hill et al.,2007; Jarvie et al.,2004,2007; Jarvie,2008; 刘树根等,2009)。
四川盆地长芯1井下志留统龙马溪组页岩气储层特征研究
四川盆地长芯1井下志留统龙马溪组页岩气储层特征研究一、本文概述本文旨在深入研究四川盆地长芯1井下的志留统龙马溪组页岩气储层的特征。
四川盆地作为中国重要的能源基地，其页岩气资源的勘探与开发对于满足国内能源需求、促进能源结构调整具有重要意义。
龙马溪组作为四川盆地内页岩气勘探的主要目标层位，其储层特征研究对于指导页岩气勘探和开发工作至关重要。
本文首先介绍了四川盆地及长芯1井的地理位置和地质背景，为后续研究提供了基础资料。
接着，通过详细的野外地质调查、岩心观察、实验测试等手段，对龙马溪组页岩的岩性、厚度、沉积相、有机质丰度、成熟度、储层物性等方面进行了系统研究。
在此基础上，分析了龙马溪组页岩气储层的形成条件和主控因素，探讨了储层非均质性及其对页岩气富集的影响。
本文还运用先进的地球物理和地球化学方法，对龙马溪组页岩气储层的含气性进行了评价，揭示了储层中页岩气的分布规律和富集机制。
结合区域地质条件和前人研究成果，对龙马溪组页岩气储层的勘探潜力和开发前景进行了综合评估。
本文总结了四川盆地长芯1井下志留统龙马溪组页岩气储层的特征，提出了针对性的勘探和开发建议，为四川盆地页岩气资源的进一步勘探和开发提供了有益参考。
二、区域地质背景四川盆地位于中国西南部，是中国最大的内陆盆地之一，其形成和演化历史复杂，经历了多期的构造运动和沉积作用。
盆地内地层发育齐全，构造变形复杂，岩浆活动微弱，沉积盖层厚度巨大，具有丰富的油气资源。
其中，下志留统龙马溪组是四川盆地内重要的页岩气储层之一。
龙马溪组地层主要分布于四川盆地南部和东南部，是一套以黑色页岩、炭质页岩为主的沉积地层。
该组地层形成于早志留世，时期正值海侵初期，沉积环境相对稳定，有利于有机质的保存和转化。
龙马溪组页岩有机质丰度高、类型好、成熟度适中，是四川盆地页岩气勘探开发的主要目标层位。
四川盆地龙马溪组页岩储层的发育受多种因素控制，包括沉积环境、古地理格局、古气候等。
沉积环境方面，龙马溪组页岩主要形成于深水陆棚环境，沉积物主要由远洋搬运的陆源碎屑和生物碎屑组成，沉积速率较低，有利于有机质的保存。
四川盆地下志留统龙马溪组页岩气勘探前景
四川盆地下志留统龙马溪组页岩气勘探前景胡顺庆;王兴志;庞江平;李鑫;向海洋;杨佳玲【摘要】利用野外露头、岩心、薄片及相关测试分析对四川盆地南部龙马溪组页岩气勘探前景分析。
页岩厚度可达700m，有机碳丰度为0.15%～8.75%、生烃潜力大；页岩裂缝较发育，为页岩气提供了充足的储集空间。
页岩其本身具有较强的抗破坏能力，是良好的盖层。
四川盆地南部龙马溪组页岩层与美国成功开采的页岩气盆地的成藏条件相似，展示了该套页岩层具有良好的勘探潜力。
%Based on the outcrop, core, thin section and test, the exploration prospects of shale gas in Lower Silurian Longmaxi Formation in Sichuan Basin are analysed. This shale has a great thickness about 700m, high organic content with 0.15~8.75%,. As the reservoir, according to analyses of rock core and logging, there exit s great quantity of cracks, which offers sufficient accumulated space for shale gas. As the reason of its strong damage resistance, shale can also be capping formation. Reservoir-forming conditions of shale gas is similar to several basins in USA, which had been successfully produced, indicating the great potential of shale gas.【期刊名称】《科技创新导报》【年(卷),期】2015(000)014【总页数】2页(P72-73)【关键词】四川盆地;龙马溪组;页岩气;勘探潜力【作者】胡顺庆;王兴志;庞江平;李鑫;向海洋;杨佳玲【作者单位】西南石油大学地球科学与技术学院四川成都 610500; 中国石油川庆钻探工程公司地质勘探开发研究院四川成都 610500;西南石油大学地球科学与技术学院四川成都 610500;中国石油川庆钻探工程公司地质勘探开发研究院四川成都 610500;成都北方石油勘探开发技术有限公司四川成都 610500;中国石油川庆钻探工程公司地质勘探开发研究院四川成都 610500;中国石油川庆钻探工程公司地质勘探开发研究院四川成都 610500【正文语种】中文【中图分类】P618.13页岩气已成为重要的非常规油气资源，由于其特殊的成藏条件和较强的保存能力，开辟了油气资源勘探的新领域，成为国内外学者研究的重点领域[1]。
四川盆地威远地区龙马溪组页岩储层上下亚段脆性差异
６０
看 来 ．四川Ｉ地 区龙 马溪 组沉 积 以浅水 陆棚 相 为主 ，从 西
向东沉 积相 类 型依 次为 古 隆起 、泥质 浅水 陆棚 、泥 质 深 水 陆棚 、砂 泥质 浅水 陆棚 、泥 质浅 水 陆棚 。
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ｂ 龙 一 段 与 龙 二 段 黏 土 矿 物 质 量 分 数 对 比
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式中：△ｒ ，ｐ，△ 分别表示纵 、横波时差 ，Ｉｘｓ。ｉｎ～； 为体积
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式 中 ：Ｅ为 弹性模 量 ，ＧＰａ；ＰＲ为 泊松 比。
岩 石 矿物 分析 表 明 。石英 、方 解石 和伊 利 石是 主 要
根 据工 区钻 遇地 层 情 况 ，结 合 取 心 、测 井 、地 震 等 资料 ，将 龙 马溪组 划分 为龙 马 溪组一 段 （３ ６１２～３ ７０３ ｍ）、龙 马溪组 二 段 （３ ２５１～３ ６１２ ｍ）（以下简 称 龙 一段 、 龙 二 段 ）。
ｘ 射 线衍 射 分 析 龙一 段 和 龙 二段 的样 品可 知 ．页 岩 样 品矿 物组 分 以石英 矿物 和黏 土矿 物为 主 ．含 有部 分 的碳 酸盐 岩及 少 量长石 和 黄铁 矿 （见 图 ２）。
ｘ射 线衍 射分 析研 究 区龙 马溪 组 龙一 段 、龙 二段 的取心 资料 （见 图 ２ａ），根 据 Ｊａｒｖｉｅ Ｅｍ 脆性 计算 式 ：
朋 赢
（１）
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图1J地区龙马溪组优质页岩段沿层相干切片
间的对应关系来预测裂缝的空间展布［20-22］。
研究区主体为箱状背斜，平面上构造高部位的主曲率和主应力正值较高，是张应变条件下的张应力集中释放区，有利于裂缝的形成；其它部位的主曲率和主应力主要表现为负值或较低，属于负向构造部位，是压应变条件下的压应力集中释放区，不利于裂缝的发育。
利用JY1井、JY2井、JY3井的测井资料进行速度反演，得到速度体，再沿层提取其深度、速度值进行应力场分析。
从预测的裂缝指数（图2）看，区内主要的裂缝发育区呈红—淡绿色（裂缝指数＞0.1），其中，大、中型裂缝发育区呈黄色、红色（裂缝指数＞0.8），大型裂缝主要沿断层带呈线状分布，中型裂缝主要在构造主体部位上呈交错线状展布；淡绿色及淡黄色区为小型裂缝发育区（裂缝指数0.1～0.8），呈小型斑块状展布；淡蓝色及白色区则相对致密（裂缝指数＜0.1），零星展布。
以JY1井区为例，利用JY1井平台所钻的JYHF-1水平井，水平井段设计为北东—南西向，与主应力的走向垂直（图3a，水平井段玫瑰花图反映主应力为北西向，与裂缝走向一致），这与FMI测井分析的裂缝方向基本一致(图3b)；水平井段处于淡黄色—绿色区，属裂缝指数相对低值区，推测该井段的中型裂缝
图2J地区龙马溪组优质页岩段构造应力预测
裂缝指数强度与方向
图3JY1井区裂缝发育特征
1.3.3叠前各向异性裂缝预测
通过分析研究区叠前三维地震道集数据方位角和偏移距信息，认为基本满足了P波各向异性对裂缝预测的需要。
在地震资料处理过程中，相对保幅、保真处理的叠前道集在控制偏移距为20～3600m的前提下，基于对称原理及按方位角0°～180°均分，对15°、45°、75°、105°、135°、165°为中心角的方位角范围内的道集数据进行叠加、偏移及数据重构处理，得到具有六个中心角的方位角道集数据体；然后分析振幅随中心角的变化，并进行椭圆拟合得到各向异性强度值（图5）。
对目的层裂缝发育带进行振幅各向异性强度5）检测分析可知，中小型裂缝发育带主要分布在构造主体部位；大型裂缝则主要发育在断层及其附近区域——
—构造两翼部位（图5中的西北及东南部），基本上是由断层所引起的，呈现出与断层走向一致的条带状展布形态，并且各向异性强度值呈高值状＞1.3），该区域被认为不利于页岩气保存。
由图5可见，研究区构造主体部位的红色、黄色区各向异性大。
从过井各向异性强度剖面（图6）可见：龙马溪组优质页岩段JYHF-1井的水平段位于红色区，反映中小型裂缝相对密集发育；并且总体上裂缝发育段相对集中，没有向上扩张，这有利于页岩气的保存
图5J地区龙马溪组优质页岩段裂缝各向异性强度图２页岩裂缝综合评价
勘探开发实践证实，当页岩中存在断层或与断层伴生的裂缝时，页岩储层受到严重破坏，被保存
图4JY1井不同岩石裂缝密度时P波各向异性正演示意图
图6J地区龙马溪组页岩段过JY1、JYHF-1井
各向异性强度剖面图
的游离气极易释放。
因此，与断层沟通的裂缝一般情况下不利于页岩气的保存，如JY3井区向东南部打的一系列开发水平井，由于钻遇与断层伴生的大型裂缝系统，页岩气保存条件差而不得不临时终；其实真正对页岩储层起改善作用的是中小型裂，当中小型裂缝发育时，它们是页岩气聚集和运移的主要空间。
对比前述三种裂缝预测方法对应的结果（图1 2，图5），裂缝发育部位基本吻合，具有较好的可比性；同时，不同方法各有优势，并且也可相互验证和进行综合分析。
对于大型裂缝检测，相干体分析具有优势；对于中小型裂缝检测，以P波各向异性检测裂缝效果最佳，其次为应力场分析，相干体分析略弱。
综合分析可知：龙马溪组优质页岩段在构造主体部位的中小型裂缝相对发育且呈大面积小斑块状展布，有利于对页岩储层进行压裂及页岩气释放；断层及其伴生的大型裂缝主要集中发育于构造两翼。