黔西南地区二叠系梁山组页岩气勘探潜力研究

第２９卷５期　２０１７年５月　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ　１６７４—１８０３．２０１７．０５．０５　中国煤炭地质　Ｖ０１．２９　Ｎｏ．０５　Ｍａｖ．　２０ｌ７　ＣｏＡＬ　ＧＥ０ＬｏＧＹ　ｏＦ　ＣＨＩＮＡ　文章编号：１６７４—１８０３（２０１７）０５—００２０—０７　黔西南地区二叠系梁山组页岩气勘探潜力研究　徐　卿　（贵州省煤田地质局地勘设备维修中心，贵州贵阳摘５５０００９）　要：二叠系梁山组是黔西南地区页岩气资源调查评价工作过程中发现的重要页岩层系，发育于梁山组底部的　，黑色页岩为该层系的有利勘探目标层段。通过对区域地质调查、钻井、岩心样品等资料的分析利用扫描电镜、　ＸＲＤ、等温吸附等手段对所采样品进行测试分析，结合实验结果和所掌握资料综合研究分析，发现梁山组黑色页岩　沉积厚度大（最厚可达１６８．８ｍ）、有机质丰度较高（ＴＯＣ值为０．１４％～４．１０％）、热演化程度适中（Ｒｏ值为０．９５％　～２．７１％）、有机质类型以Ⅱ型为主、微裂缝发育、脆性矿物丰富、埋深适中。与成功勘探开发页岩气的北美页岩相　比，梁山组页岩气成藏条件良好，是较理想的页岩气勘探目的层系。黔西的六盘水一晴隆地区较大的页岩沉积厚　度及明显的含气显示特征，预示着该区二叠系梁山组具有较大的页岩气勘探潜力。　关键词：梁山组；贞岩气；成藏条件；勘探潜力；二叠系；黔西南地区　中国分类号：Ｐ６１８．１３　文献标识码：Ａ　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｐｅｒｍｉａｎ　Ｌｉａｎｇｓｈａｎ　Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｓｈａｌｅ　Ｇａｓ　Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ　ｉｎ　Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔｅｒｎ　Ｇｕｉｚｈｏｕ　Ａｒｅａ　Ｘｕ　Ｑｉｎｇ　（Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ　Ｃｅｎｔｅｒ，Ｇｕｉｚｈｏｕ　Ｂｕｒｅａｕ　ｏｆ　Ｃｏａｌ　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ，Ｇｕｉｙａｎｇ，Ｇｕｉｚｈｏｕ　５５０００９）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　Ｐｅｒｎｆｉａｎ　Ｌｉａｎｇｓｈａｎ　Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｉｓ　ａｎ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｓｈａｌｅ　ｓｅｔ　ｆｏｕｎｄ　ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｓｈａｌｅ　ｇａｓ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ　ｉｎ　ｓｏｕｔｈｗｅｓｔｅｒｎ　Ｇｕｉｚｈｏｕ　ａｒｅａ．Ｔｈｅ　ｂｌａｃｋ　ｓｈａｌｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ　ａｔ　ｔｈｅ　ｂｏｔｔｏｍ　ｏｆ　Ｌｉａｎｇｓｈａｎ　Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｆａｖｏｒａｂｌｅ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｔａｒ—　ｇｅｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｅｔ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｒｅｇｉｏｎａｌ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ，ｄｒｉｌｌｉｎｇ．ｃｏｒｅ　ｓａｍｐｌｅｓ　ｄａｔａ，ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｕｔ　ｔｅｓｔ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｓａｎｌ—　ｐｉｅｓ　ｔａｋｉｎｇ　ｕｓｉｎｇ　ＳＥＭ，ＸＲＤ，ａｎｄ　ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌ　ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｍｅａｎｓ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｅｓｔｅｄ　ｒｅｓｕｌｔｓｉｎｔｅｇｒａｔｉｖｅｌｙ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｚｅｄ　，ｇｒａｓｐｅｄ　ｄａｔａ　ｈａｖｅ　ｆｏｕｎｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｂｌａｃｋ　ｓｈａｌｅ　ｈａｓ　ｌａｒｇｅ　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ（ｍａｘｉｍｕｍ　１６８．８ｍ），ｈｉｇｈｅｒ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｍａｔｔｅｒ　ａｂｕｎｄａｎｃｅ（ＴＯＣ　０．１４％　～４．１０％），ｔｈｅｒｍａｌ　ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ　ｄｅｇｒｅｅ　ｍｏｄｅｒａｔｅ（Ｒｏ　０．９５％～２．７１％），ｔｙｐｅ　ｏｆ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｍａｔｔｅｒ　ｍａｉｎｌｙ　ｔｙｐｅ　ＩＩ，ｍｉｃｒｏｆｉｓｓｕｒｅｓ　ｗｅｌｌ　ｄｅ—　ｖｅｌｏｐｅｄ，ｂｒｉｔｔｌｅ　ｎｆｉｎｅｒａｌｓ　ａｂｕｎｄａｎｔ　ａｎｄ　ｂｕｒｉｅｄ　ｄｅｐｔｈ　ｍｏｄｅｒａｔｅ．Ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｓｈａｌｅ　ｇａｓ　ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ　ｅｘｐｌｏｉｔｉｎｇ　ｎｏｒｔｈ　Ａｍｅｒｉｃａｎ　ｓｈａｌｅ，ｔｈｅ　Ｌｉａｎｇｓｈａｎ　Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｈａｓ　ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ　ｓｈａｌｅ　ｇａｓ　ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｉｎｇ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｔｈｕｓ　ａｎ　ｉｄｅａｌ　ｓｈａｌｅ　ｇａｓ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｔａｒｇｅｔ　ｓｅｔ．Ｔｈｅ　ｌａｒｇｅｒ　，ｓｈａｌｅ　ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｌ　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　ａｎｄ　ｏｂｖｉｏｕｓ　ｇａｓ　ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ　ｆｅａｔｕｒｅｓ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　Ｌｕｐａｎｓｈｕｉ——Ｑｉｎｇｌｏｎｇ　ｄｉｓｔｉｒｃｔ　ｉｎ　ｗｅｓｔｅｒｎ　Ｇｕｉｚｈｏｕ　ａｒｅａ　ｈａｖｅ　ｉｎ．－　ｄｉｃａｔｅｄ　ｔｈｅ　Ｐｅｒｍｉａｎ　Ｌｉａｎｇｓｈａｎ　Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ａｒｅａ　ｈａｓ　ｓｕｐｅｒｉｏｒ　ｓｈａｌｅ　ｇａｓ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｐｏｔｅｎｔｉａ１．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｌｉａｎｇｓｈａｎ　Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ；ｓｈａｌｅ　ｇａｓ；ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｉｎｇ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ；ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌ；Ｐｅｒｍｉａｎ　Ｓｙｓｔｅｍ；ｓｏｕｔｈｗｅｓｔｅｒｎ　Ｇｕｉｚｈｏｕ　ａｒｅａ　０　引言　贵州在地质历史时期长期处于海洋沉积环境，　古生界主要发育有寒武系牛蹄塘组和变马冲组、志　留系龙马溪组、泥盆系火烘组、石炭系旧司组、二叠　系梁山组和龙潭组７套页岩层系　－３］。近几年，国　内学者基于美国页岩气开发取得的成功经验，对贵　州及周缘地区下寒武统牛蹄塘组和下志留统龙马溪　组的页岩气资源进行了有效的研究评价　，但对　其他页岩层系缺乏调查研究。梁山组页岩层系一直　以来都是国内页岩气研究的空白，对其成藏条件及　基金项目：贵州省页岩气资源调查评价项目子课题“黔西南地区页岩　气资源调查评价”（２０１２ＧＹＹＱ一０４）；贵州省软科学研究　勘探潜力还缺乏相应的认识。近几年，贵州启动了　全国第一家省级页岩气资源调查评价项目《黔西南　地区页岩气资源调查评价工作》，先后完成近９万千　项目“贵州省页岩气开发利用”（黔科合Ｒ字［２０１４］２０４４　号）；贵州省应用基础研究计划重大项目“贵州复杂构造区　页岩气赋存与渗透机制研究”（黔科合ＪＺ［２０１４］２００５）。　作者简介：徐卿（１９８５一），女，贵州贵阳人，硕士，主要从事煤、煤层气　及页岩气勘探开发地质研究丁作。　收稿日期：２０１７一Ｏｌ一１８　责任编辑：宋博辇　米的野外路线踏勘和５６条构造地质剖面调查，进行　了１　０００余千米的二维电法勘探和６　０００余千米的　大地音频测深，针对古生界７套页岩层系实施了２６　口地质调查浅井，同时进行了７　０００余次的采样分　５期　徐９即：黔西南地区二叠系梁山组页岩气勘探潜力研究　析测试，系统评价了全省７套页岩层系的页岩气资　源勘探潜力。　本文以前述勘探评价实践成果为基础，结合在　研究区实施的晴页１井、水页２井两口页岩气调查　期受海西构造中期的黔桂运动影响，贵州大片地区　上升成陆，使晚石炭世一早二叠世为风化剥蚀、夷平　期，中二叠统梁山组假整合在石炭系马平组之上，仅　在黔西如晴隆、兴仁等地的局部地区沉积有下二叠　统地层（包磨山组、龙吟组），区域地质调查资料揭　示这些下二叠统中亦发育有较厚的富有机质泥页　岩，具有页岩气成藏的物质基础，考虑到发育下二叠　统的范围有限和勘探对象称谓的方便，把有限地区　发育的下二叠统也划归到梁山组之中，以“二叠系　梁山组”统称。　１．２地层发育特征　评价井资料，参照国内外页岩气资源评价研究取得　的新认识　潜力。　，从地质背景和成藏地质条件角度，　初步分析了黔西南地区二叠系梁山组页岩气勘探　１　区域地质背景　１．１　区域概况　贵州省位于我国东部滨西太平洋构造域和西部　特提斯构造域的接合部，在大地构造上属扬子板块，　二叠系梁山组是黔西南地区二叠系中２套重要　基底岩系主要由中元古界梵净山群和不整合其上的　晚元古界板溪群浅变质岩系组成，基底上覆地层为　古生界、中生界和新生界３个构造阶的沉积盖层，地　质历史时期经受了多次的构造运动　］。石炭纪末　系　统　组、段　符号　大隆组　的区域性页岩层系之一，其上伏地层为中二叠统栖　霞组，下伏地层为石炭系马平组，梁山组底部普遍发　育有一套区域性黑色泥页岩，为该组页岩层系的有　利勘探目标层段（图１）。　岩性描述　柱状图　一‘一　－・－　厚度，ｍ　宣　Ｉ　威　长兴蛆　基　蛆　龙　６　：：：：：：：　兰兰兰兰　高　？　灰、黄灰色砂岩、含砾砂岩、粉砂　灰绿色砂岩、粉砂质页岩夹菱铁岩及煤层。东北　岩、泥灰岩及煤层组成的陆相含煤　部夹薄层泥灰岩或泥质自云岩３～５层。　一　一￡　二＿　２　ｏ。　建造・－・　・　＋上　潭　组　一　一　－．　一．。　＿　ｊ兰兰士　一一　．　？　包括三个含煤组，含煤４～６Ｏ　余层，主要煤层集中于中上部。自　灰色东向西厚度减薄，煤层减少。　．灰绿色砂岩、砂质粘土岩，煤层及少量灰岩　组成的海陆交互相含煤建造。包括三个含煤组，含　、一～　・－　一　煤３０￣５０余层，主要集中于中上部。　深灰色拉斑玄武岩，夹多层杂色凝灰岩或少量玄武质熔岩集块岩、玄武质火山角砾岩、　３６～ｌ６１　玄武质凝灰熔岩等，测区东北部、中南部等局部地区项部夹砂岩、粘士岩、煤层。　峨　第三段　Ｐ２　统　属　山　玄　——　第　一　——　—　武　石　段　深灰色厚层至块状拉斑玄武岩，部分地区夹少量玄武岩质熔岩角砾岩、凝灰岩等火　２３７～３８７　山碎屑岩。顶部多为凝灰岩或红褐色、灰白色玄武士。全程包括１～３个喷发韵律，　３～７个喷发层。　叠　组　第一段　Ｐ２　ｌ　｛　０ｈ１３８　旋律深灰色玄武质熔岩集块岩或玄武质火山集块岩及深灰色拉斑玄武岩，组成１～３个喷发　３～１０个喷发层。东北部、西南部缺失。　，第　茅　Ｐ１　系　口　段　顶部灰白色至深灰色块状灰岩，常缺失；向下为浅灰色至深灰色中至厚层灰岩、燧　Ｉ　ｌ　２９～３２９　石灰岩夹生物灰岩在格学、阿都等地相变为黑色含锰燧石灰岩，顶部产硬锰矿。■■－　　ｌ　Ｊ　１　底部为深灰色薄至中厚层燧石灰岩夹燧石层，含蜒等。有辉绿岩床、岩墙侵入。　。．１　Ｉ　ｌ　■　ｌ　Ｉ　■１　ｒ　　ｌ１　’一－　ｌ　组　第　　Ｉ１　Ｐｌ　段　１　Ｊ　ｌ　１　１　１　　ｌｌ　上部深灰色厚层灰岩，常具白云质斑块，富含蜓｛下部浅灰色厚层灰岩，含蜓，其　２７７～４１１　间夹一层白云质灰岩。有辉绿岩床、岩墙侵入。　审　　Ｊ　ｌ　１　ｌ１　１　栖　蠢　Ｐ１ｇ　ｌ　Ｊ▲　上部深灰色或浅灰色块状灰岩：中部浅灰色厚层斑块状含白云质灰岩：下部灰、灰　ｌ１　　　ｌｌ　９９～２２８　黑色中厚层状灰岩夹黑色页片状泥灰岩。有辉绿岩株侵入。　统　蛆　　ｌ■－　一　　ｌ一　粱　山　组　Ｐ，　ｌ２１～８６９　测区东南乌图河一带，以黄色粉砂质页岩为主夹泥质灰岩、石英砂岩及粉砂岩，底　部４０ｍ为黑色钙质泥岩夹灰岩透镜体　厚８７８ｍ。乌图河以西、以北至雨格一哈箐地一　杨梅树一线之间，为厚３Ｏ－５Ｏｍ的深灰色含泥质灰岩，夹生物灰岩，底部偶有１－２ｍ的　石英砂岩　ｌ　图１　黔西南北部地区二叠系地层综合柱状图　Ｆｉｇｕｒｅ　１　Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ｓｔｒａｔｉｇｒａｐｈｉｃ　ｃｏｌｕｍｎ　ｏｆ　Ｐｅｒｍｉａｎ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｉｎ　ｎｏｒｔｈｅｒｎ　ｐａｒｔ　ｏｆ　ｓｏｕｔｈｗｅｓｔｅｒｎ　Ｇｕｉｚｈｏｕ　ａｒｅａ　２２　中国煤炭地质　第２９卷　梁山早期，贵州省自南西向北东的海侵开始，受　古地形及古构造的影响，海相、过渡相和陆相沉积在　省内均有发育，各地区梁山组岩性及沉积厚度差异　较大，页岩气成藏物质基础条件有很大差别　。　遵义以北地区梁山组为一套湖泊一沼泽相泥岩　沉积，地层沉积厚度薄，一般小于１０ｍ，不具有页岩　气成藏的物质基础。兴义、册亨一带梁山组为一套　浅海相灰岩、泥岩沉积，地层沉积厚度一般为５０～　１５０ｍ，该区域地层岩性以中厚一厚层状海相灰岩为　主，而泥页岩沉积厚度较薄；北美典型页岩气藏虽然　在薄层状含黏土的泥质灰岩和块状灰质泥粒灰岩中　发现了页岩气显示，但主力产气层位仍以层状硅质　泥页岩为主　，因此该地区梁山组岩性组合不利于　大规模页岩气藏的形成。　黔西六盘水一晴隆一带是梁山组页岩气发育的　潜在有利地区，该区梁山组主要由一套滨海一浅海　相砂泥岩与滨海沼泽一泥炭沼泽相的泥页岩、炭质　泥岩及煤层组成，向南渐夹灰岩，沉积厚度一般在　１０～２００ｍ；晴页１井揭露的梁山组中上部以灰色灰　岩、泥质灰岩和粉砂岩为主，夹少量粉砂质泥岩，下　部主要为深灰色、黑色泥页岩，夹薄层泥质灰岩，泥　页岩段厚度达１６８．８ｍ，钻遇该段地层时具有明显的　气显示；水页２井揭露的梁山组地层岩性以黑色泥　页岩和灰色石英砂岩、泥质灰岩为主，泥页岩厚约　７８ｍ，但页岩段夹有较多、较厚的石英砂岩或泥质灰　岩，其岩相特征与北美福特沃斯盆地Ｂａｒｎｅｔｔ页岩岩　相特征极为相似¨　，是本次页岩气勘探研究的有利　区域。　１．３泥页岩展布及埋深　结合区域地质调查及钻井资料，笔者绘制了黔　西南地区二叠系梁山组黑色页岩厚度分布图（图　２）。梁山组富有机质泥页岩主要分布于毕节一织　金一长顺一罗甸一线以西地区，该区以深水陆棚、斜　坡带及盆地沉积环境为主，整个区域内泥页岩厚度　变化较大，以北西向展布为主，在六盘水一晴隆一带　形成了一个厚度大于ｌＯＯｍ的沉积厚度中心。巨大　的烃源岩厚度有利于烃源岩持续生烃，可为油气成　藏提供充足的物质基础，六盘水一晴隆地区的厚度　中心区域可作为梁山组后续页岩气勘探的理想　地区。　贵州在地质历史时期经历多期次复杂构造运　动，断裂和褶皱构造十分发育，对地层埋深产生了深　刻的影响。研究区二叠系梁山组埋深受构造带的控　制明显，多呈北东一南西向的展布格局，如黔西东　部，受水城一紫云同沉积断裂的影响，梁山组的埋深　图２研究区二叠系梁山组泥页岩厚度分布　Ｆｉｇｕｒｅ　２　Ｐｅｒｍｉａｎ　Ｌｉａｎｇｓｈａｎ　Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ａｒｇｉｌｌｕｔｉｔｅ　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓｅｓ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｉｎ　ｓｔｕｄｙ　ａｒｅａ　展布方向与该同沉积断裂的展布方向趋于一致。褶　皱构造对埋深的影响表现为，一般向斜核部埋藏最　深，往背斜方向，埋深逐渐变浅，直至剥蚀。　美国目前获得商业性气产量的五大含气页岩系　统埋藏深度为１８３～２　５９１ｍ，较小的埋深有利于降　低勘探成本及钻井技术难度，使得页岩气开发更具　经济性　卜　。区域地质调查及部分钻井资料表明，　黔西南地区大部分区域梁山组底界埋深均小于　３　Ｏ００ｍ，泥页岩沉积厚度最大的晴隆一带，勘探该组　黑色页岩的深度一般为１　０００～３　Ｏ００ｍ，该埋深条件　不但能实现页岩气的经济开发，同时也有利于页岩　气藏的保存。　２梁山组烃源岩地球化学特征　发育于毕节一织金一长顺一罗甸一线以西地区　的梁山组暗色泥页岩为研究区梁山组页岩气勘探潜　力评价的主要烃源岩，通过对采集的４５块露头样　品、晴页１井９６块样品、水页２井３３块样品，共１７４　件泥页岩样品的有机质类型、有机质丰度和有机质　成熟度的测试结果，对梁山组烃源岩有机地球化学　特征进行评价。　２．１有机质类型　沉积岩石中的有机质是烃源岩生烃的物质基　５期　徐卿：黔西南地区二叠系梁山组页岩气勘探潜力研究　２３　础，有机质类型对页岩气的气体含量、赋存方式及气　威宁局部地区页岩ＴＯＣ含量大于３．０％（图３）。总　体成分均有重要影响¨　。样品测试结果表明，研究　体来看，贵州省梁山组页岩样品的ＴＯＣ含量略显偏　区二叠系梁山组黑色页岩有机质类型以Ⅱ型为主，　低，但钻遇梁山组的两口调查井均有良好的页岩气　并出现Ⅱ　型和Ⅱ　型，有机质显微组分主要表现为　显示，ＴＯＣ含量偏低可能为露头样品受风化影响　壳质组，其次为腐泥组和镜质组，惰质组较少，其中　所致。　壳质组以腐植无定形体和壳质碎屑体为主，腐泥组　２．３有机质成熟度　以腐泥无定形体和腐泥碎屑体为主，镜质组以无结　北美页岩气勘探的成功经验表明，具有工业价　构镜质体为主，透光下呈深褐色或黑色。梁山组Ⅱ　值页岩气藏的成熟度范围与页岩气的成因密切相　型干酪根大量出现的原因，推测为二叠世早期贵州　关Ｈ　。生物成因的页岩气藏对成熟度的要求不高，　省东部雪峰古陆上原有的大量陆生植物碎屑经风化　密执安盆地Ａｎｔｒｉｍ页岩和伊利诺斯盆地Ｎｅｗ　Ａｌｂａ—　剥蚀搬运至西部地区与其他矿物一起沉积下来，形　ｎｙ页岩的成熟度一般小于０．８％　－２６］；热成因页岩　成了现今的梁山组黑色页岩　。　气藏的成熟度多分布在１．１％～３．０％，但在阿巴拉　２．２有机质丰度　契亚盆地的西弗吉尼亚州南部亦可见到成熟度高达　有机质丰度是评价页岩气盆地成藏条件好坏的　４．０％的产气页岩　。　。　最基本的地质要素，有机碳含量（ＴＯＣ）是有效的评　镜质体反射率（Ｒｏ）具有广泛而稳定的可比性，　价指标，在页岩气资源评价中被广泛运用。美国具　是目前应用最为广泛、最有权威的有机质成熟度指　有经济价值页岩气藏的ＴＯＣ含量为０．５％一　标。研究区二叠系梁山组总体认为是热成因页岩气　２５．０％，可见ＴＯＣ含量超过０．５％的页岩即具有成　藏，页岩的热演化程度适中，露头页岩样品镜质体反　藏潜力，ＴＯＣ越大的页岩往往预示着越大的产气能　射率　。值在０．９５％～２．７１％，平均ｉ．６０％，主体在　力　。对区内二叠系梁山组露头页岩样品ＴＯＣ　１．００％一２．００％，干酪根演化总体上处于成熟一高　含量进行统计，发现梁山组页岩ＴＯＣ含量变化大，　成熟阶段（图４）。与北美成功开发热成因页岩气藏　在０．１４％～４．１０％，主体分布在１．００％～２．５０％，　的成熟度相比较　，研究区内二叠系梁山组页岩处　４　５０　４・ＯＯ　３＇５Ｏ　３．００　芝２　５ｏ　２肿　目１．５ｏ　１＋Ｏ０　Ｏ．５０　Ｏ　０Ｏ　图３研究区二叠系梁山组主要页岩样品ＴＯＣ含量　Ｆｉｇｕｒｅ　３　Ｐｅｒｍｉａｎ　Ｌｉａｎｇｓｈａｎ　Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｍａｉｎ　ｓｈａｌｅ　ｓａｍｐｌｅｓ　ＴＯＣ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｉｎ　ｓｔｕｄｙ　ａｒｅａ　３　Ｏ０　２－４９　２２．５０　．３７　１１ｎ　【　２．００　Ｉ…　．　１．５３　１．５３　藤１．５０　镫　：１．１０１．０９１．０８　１．ｏ６　Ｏ坚１．００　■●．９９　Ｏ＿—■－—Ｉ－＿一　…．９７　　Ｏ．～９５　　扭Ｏ．５０　＿＿＿＿＿＿ｌ　Ｏ．ｏ０　一＿＿＿＿－Ｉ　图４研究区二叠系梁山组主要页岩样品有机质成熟度　Ｆｉｇｕｒｅ　４　Ｐｅｒｍｉａｎ　Ｌｉａｎｇｓｈａｎ　Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｍａｉｎ　ｓｈａｌｅ　ｓａｍｐｌｅｓ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｍａｔｔｅｒ　ｍａｔｕｒｉｔｙ　ｉｎ　ｓｔｕｄｙ　ａｒｅａ　２４　３梁山组储层物性及含气特征　３．１储层物性特征　中国煤炭地质　第２９卷　于有效生气窗范围内，具备贞岩气成藏的必要条件。　岩石扫描电镜和薄片观察表明，梁山组页岩微　裂缝十分发育，微裂缝多呈明显锯齿状，并且延伸较　好（图５）。微裂缝不仅是页岩气赋存的空间，而且　有利于页岩气的运移，特别是在压裂时起到沟通宏　孑Ｌ和巾孔的微通道作用，有助于人工诱导裂缝的　彤成。　页岩作为非常规储层，一般表现为低孔、特低渗　的物性特征，需要依靠后期压裂改造产生诱导裂缝　才能达到较好的采气效果。露头剖面和钻井揭示，　研究区二叠系梁山组页岩结构致密，孔隙和裂缝发　贞岩产生裂缝的能力，主要取决于岩石的脆性　育较差。晴页１井ｌ４件页岩样品测试数据表明，梁　山组页岩密度变化不大，平均在２．６４　ｇ／ｃｍ　左右，与　北美成功开发的页岩层密度相近　；梁山组页岩孑Ｌ　和硬性，石英、长石等含硅矿物是脆性矿物的主要代　表，碳酸盐岩中含钙质成分较高，具有较大的硬度，　对裂缝网络的形成也能起到积极的作用　。美国　主要产页岩气盆地页岩的脆性矿物含量平均为　４０％～５０％，黔西南地区二叠系梁山组贞岩脆性矿　隙度较低（１．９８％～３．８９％，平均为２．８３％），可能　与页岩巾的石英主要来源于陆源碎屑矿物有关，孔　隙类型以粒问孔、粒内孑Ｌ、溶蚀孔为主（图５），孔隙　结构以巾孑Ｌ孑Ｌ隙为主，利于页岩气赋存和运移；梁山　组贞岩裂缝主要为构造裂缝和成岩收缩裂缝，裂缝　大多被方解石充填，偶尔有少量黄铁矿，储层渗透率　极低（０．００３　７　Ｘ　１０～～０．０１３　０×１０　ｐｕｎ　，平均为　０．００８　４×１０　ｎ１　）　因此，研究Ⅸ二叠系梁山组页　物主要为石英，长石含量很低，脆性矿物总量多数大　于５０％，纵向上脆性矿物含量变化较大，如梁山组　上段石英含量平均为６４．０２％，而梁山组下段石英　含量平均仅为３２．７０％，且同一层段矿物含量也有　一定变化（表Ｉ）。以上表明，研究区二叠系梁山组　贞岩具有良好的脆性特征，储层改造条件好，但在改　造层位上必须选择那些脆性矿物含量整体较高的层　段，才能达到较好的改造效果。　岩总体表现为致密、低孔、特低渗，储集条件中等．储　层改造条件好坏成为决定该层系是否具有潜在开发　价值的重要因素。　（ｂ）梁Ｉｈ组贞　扫捕Ｉ　镜微裂缝照片　图５二叠系梁山组页岩扫描电镜照片　Ｆｉｇｕｒｅ　５　Ｐｅｒｍｉａｎ　Ｌｉａｎｇｓｈａｎ　Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｓｈａｌｅ　ＳＥＭ　ｉｍａｇｅｓ　５期　徐卿：黔西南地区二叠系梁山组页岩气勘探潜力研究　２５　注：括号中数据为平均值　３．２页岩含气特征　含气性是判断烃源岩勘探潜力的直接证据，页　岩含气量主要受页岩有机质含量和地层的压力、温　度、湿度等因素的影响，其中有机质含量决定页岩的　生烃能力，地层压力对页岩含气量的影响表现为，随　５　压力的增加富有机质页岩的含气量也增加，而压力　与埋深直接相关，因此，富有机质页岩的含气量与埋　深呈正相关关系　。　对晴页１井、水页２井２口地质浅井的泥页岩　样品进行含气量测试和等温吸附模拟。研究发现，　晴页１井梁山组下段泥页岩样品的含气量范围为　１．５～４．０ｍ　／ｔ，平均１．９ｍ　／ｔ；水页２井４４３．７０ｍ处　页岩样品的等温吸附模拟显示，页岩吸附甲烷的能　力随压力的增高而增大，当压力达到１２．８５ＭＰａ时，　吸附气量达到４．２１　ｍ　／ｔ（图６）。以上结果表明，黔　西南地区二叠系梁山组富有机质页岩的含气量与北　美产气页岩的含气量相当，达到了最低商业开发含　气门限（０．５—０．８ｍ　／ｔ）。晴页１井及水页２井控制　的六盘水一晴隆地区，其泥页岩厚度大、有机碳含量　较高、热演化程度适中，两口调查井在黑色页岩段均　具有丰富的气显示，预示着该地区二叠系梁山组底　部的黑色页岩具备较好的开采前景，页岩气勘探潜　力大。　４　结论　（１）黔西南地区二叠系梁山组底界埋深一般小　于３０００ｍ，在毕节一织金一长顺一罗甸一线以西地　区的梁山组底部普遍发育一套厚度较大、展布较稳　定的区域性黑色页岩，为该组页岩层系的有利勘探　目标层段。　（２）梁山组页岩有机质类型以Ⅱ型为主，有机　质丰度较高（ＴＯＣ值为０．１４％～４．１０％），热演化程　度适中（Ｒｏ值为０．９５％～２．７１％），具有形成页岩　气藏的有利地球化学特征。　●———一一．　．　＼　莲　／　３　２　／　●　Ｏ　ｌ　ｌ　●　ｌ　　●－　Ｉ　ｌ　０　２　４　６　８　１０　１２　ｌ４　压力／ＭＰａ　＋４４３．７０ｍ　图６黔西水页２井梁山组页岩样品等温吸附曲线　Ｆｉｇｕｒｅ　６　Ｌｉａｎｇｓｈａｎ　Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｓｈａｌｅ　ｓａｍｐｌｅ　ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌ　ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｃｕｒｖｅｓ　ｆｒｏｍ　ｗｅｌｌ　ＳＹ　Ｎｏ．２，ｗｅｓｔｅｒｎ　Ｇｕｉｚｈｏｕ　（３）梁山组页岩总体表现为致密、低孔、特低　渗，孔隙度为１．９８％～３．８９％，渗透率为０．００３　７×　１０～一０．０１３　０×１０～　ｍ　，但页岩微裂缝十分发育，　脆性矿物总量多数大于５０％，储层改造条件好，具　有页岩气藏的有利储层物性特征。　（４）梁山组黑色页岩样品的含气量测试和等　温吸附模拟结果表明，梁山组页岩含气性较好，含　气量在１．５ｍ　／ｔ以上，证实了浅层梁山组页岩气的　存在。　综合以上分析认为，贵州省黔西南地区二叠系　梁山组是较为理想的页岩气勘探目的层系，六盘水　一晴隆地区较大的页岩沉积厚度及明显的含气显示　特征，预示着该区二叠系梁山组具有较大的页岩气　勘探潜力；由于二叠系梁山组的油气勘探程度低，可　供利用的研究资料少，进一步加强该层系的基础性　页岩气地质研究及勘探具有重大意义。　致谢：唐显贵、张本杰、高为等在本文资料收集　和整理方面完成了部分工作，贵州省煤田地质局易　４　史国煤炭地质　第２９卷　同生研究员、杨通保高工、田维江高工在论文的完成　过程中给予了大力帮助和指导，在此一并表示衷心　感谢。　参考文献：　［１］杨瑞东，程伟，周汝贤．贵州页岩气源岩特征及页岩气勘探远景　分析［Ｊ］．天然气地球科学，２０１２，２３（１）：３４０—３４７．　［２］武音茜，金中国，蔡贤德．贵州页岩气资源潜力评价与开发思考　［Ｊ］．矿物学报，２０１２，３２（４）：５６９—５７５．　［３］高为，田维江，秦文，等．贵州省煤层气与页岩气共探共采的地　质优选［Ｊ］．断块油气田，２０１４，２１（１）：３６—３８．　［４］李俊良，谢瑞永，游君君，等．贵州黔北地区页岩气成藏条件与　勘探前景［ｊ］．中国矿业，２０１２，２１（２）：５５—５９．　［５］何金先，段毅，张晓丽，等．贵州地区下寒武统牛蹄塘组黑色页　特征及启示［Ｊ］．地质科技情报，２００９，２８（２）：８７—９２．　［１６］Ｃｕｒｔｉｓ　Ｊ　Ｂ．Ｆｒａｃｔｕｒｅｄ　ｓｈａｌｅ—ｇａｓ　ｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］．ＡＡＰＧ　Ｂｕｌｌｅｔｉｎ，　２００２，８６（１１）：１９２１—１９３８．　［１７］Ｊａｒｖｉｅ　Ｄ　Ｍ，Ｈｉｌｌ　Ｒ　Ｊ，Ｒｕｂｌｅ　Ｔ　Ｅ，ｅｔ　ａ１．Ｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ　ｓｈａ１ｅ—ｇａｓ　ｓｙｓｔｅｍｓ：Ｔｈｅ　Ｍｉｓｓｉｓｓｉｐｐｉａｎ　Ｂａｒｎｅｔｔ　Ｓｈａｌｅ　ｏｆ　ｎｏｒｔｈ—ｃｅｎｔｒａｌ　Ｔｅｘａｓ　ａｓ　０Ｈｅ　ｍｏｄｅｌ　ｆｏｒ　ｔｈｅｒｍｏｇｅｎｉｃ　ｓｈａｌｅ—ｇａｓ　ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ［Ｊ］．ＡＡＰＧ　Ｂｕｌｌｅｔｉｎ，２００７，　９１（４）：４７５—４９９．　［１　８］Ｂｏｗｋｅｒ　Ｋ　Ａ．Ｂａｒｎｅｔｔ　Ｓｈａｌｅ　ｇａｓ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，Ｆｏｒｔ　Ｗｏｒｔｈ　Ｂａｓｉｎ：Ｉｓｓｕｅｓ　ａｎｄ　ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ［Ｊ］．ＡＡＰＧ　Ｂｕｌｌｅｔｉｎ，２００７，９１（４）：５２３—５３３．　［１９］徐彬彬，何明德．贵州煤田地质［Ｍ］．江苏徐州：中国矿业大学　出版社，２００３：１—１９６．　［２０］杨振恒，李志明，王果寿，等．北美典型页岩气藏岩石学特征、　沉积环境和沉积模式及启示［Ｊ］．地质科枝情报，２０１０，２９（６）：５９　—６４．　岩地质特征及其油气资源意义［Ｊ］．西安石油大学学报（自然科学　版），２０１１，２６（３）：３７—４２．　［２１］李新景，吕宗刚，董大忠，等．北美页岩气资源形成的地质条件　［Ｊ］．天然气工业，２００９，２９（５）：２７—３２．　［２２］李延钧，刘欢，刘家霞，等．页岩气地质选区及资源潜力评价方　［６］梁超，姜在兴，郭岭，等．陆棚相黑色泥岩发育特征、沉积演化及　页岩气勘探前景——以瓮安永和剖面牛蹄塘组为例［Ｊ］．大庆石油　学院学报，２０１１，３５（６）：１３—２１．　法［Ｊ］．西南石油大学学报：自然科学版，２０１１，３３（２）：２８—３４．　［２３］Ｍｏｎｔｇｏｍｅｒｙ　Ｓ　Ｌ，Ｊｍｗｉｅ　Ｄ　Ｍ，Ｂｏｗｋｅｒ　Ｋ　Ａ，ｅｔ　ａ１．Ｍｉｓｓｉｓｓｉｐｐｉａｎ　Ｂａｒｎｅｔｔ　Ｓｈａｌｅ，Ｆｏｒｔ　Ｗｏｒｔｈ　ｂａｓｉｎ，ｎｏｒｔｈ—ｃｅｎｔｒａｌ　Ｔｅｘａｓ：Ｇａｓ—ｓｈａｌｅ　ｐｌａｙ　【７］久凯，丁文龙，李玉喜，等．黔北地区构造特征与下寒武统页岩　气储层裂缝研究［Ｊ］．天然气地球科学，２０１２，２３（４）：７９７—８０３．　［８］梁超，姜在兴，郭岭，等．黔北地区下寒武统黑色页岩沉积特征　ｗｉｔｈ　ｍｕｌｔｉ—ｔｒｉｌｌｉｏｎ　ｃｕｂｉｃ　ｆｏｏｔ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌ『Ｊ］．ＡＡＰＧ　Ｂｕｌｌｅｔｉｎ，２００５．８９　（２）：１５５—１７５．　及页岩气意义［Ｊ］．断块油气田，２０１２，１９（１）：２２—２６．　［９］韩双彪，张金川，李玉喜，等．黔北地区下寒武统牛蹄塘组页岩气　地质调查井位优选［Ｊ］．天然气地球科学，２０１３，２４（１）：１８２—１８７．　［１Ｏ］王鹏万，陈子蚪，贺训云，等．黔南坳陷下寒武统页岩气成藏条　件与有利区带评价［Ｊ］．天然气地球科学，２０１１，２２（３）：５１８—５２４．　［１１］王社教，王兰生，黄金亮，等．上扬子区志留系页岩气成藏条件　［２４］Ｒｏｓｓ　Ｄ　Ｊ　Ｋ，Ｂｕｓｔｉｎ　Ｒ　Ｍ．Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｈａｌｅ　ｇａｓ　ｒｅｓｏｕｒｃｅ　ｐｏ—　ｔｅｎｔｉａｌ　ｏｆ　Ｄｅｖｏｎｉａｎ——Ｍｉｓｓｉｓｓｉｐｐｉａｎ　ｓｔｒａｔａ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｗｅｓｔｅｒｎ　Ｃａｎａｄａ　ｓｅｄｉｍｅｎ－－　ｔａｒｙ　ｂａｓｉｎ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｎ　ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＡＡＰＧ　Ｂｕｌｌｅｔｉｎ，２００８，９２（１）：８７—１２５．　［２５　ｊ　Ｍａｒｔｉｎｉ　Ａ　Ｍ，Ｗａｌｔｅｒ　Ｌ　Ｍ，Ｍｃｌｎｔｏｓｈ　Ｊ　Ｃ．Ｉｄｅｎｔｉｉｆｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｉｃｒｏｂｉ—　ａｌ　ａｎｄ　ｔｈｅｒｍｏｇｅｎｉｃ　ｇａｓ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ　ｆｒｏｍ　Ｕｐｐｅｒ　Ｄｅｖｏｎｉａｎ　ｂｌａｃｋ　ｓｈａｌｅ　［Ｊ］．天然气一　业，２００９，２９（５）：４５—５０．　［１２］董大忠，程克明，王玉满，等．中国上扬子区下古生界页岩气形　ｃｏｒｅｓ，Ｉｌｌｉｎｏｉｓ　ａｎｄ　Ｍｉｃｈｉｇａｎ　ｂａｓｉｎ［Ｊ］．ＡＡＰＧ，２００８，９２（３）：３２７—３３９　［２６］张丽雅，李艳霞，李净红，等．页岩气成藏条件及中上扬子区志　留系页岩气勘探前景分析［Ｊ］．地质科技情报，２０１　１，３０（６）：９０—９３．　成条件及特征［Ｊ］．石油与天然气地质，２０１０，３１（３）：２８８—２９９．　［１３］陈波，兰正凯．上扬子地区下寒武统页岩气资源潜力『Ｊ］．中　国石油勘探，２００９，１４（３）：１０～１４　［２７］Ｎｅｌｓｏｎ　Ｒ　Ａ．Ｇｅｏｌｏｇｉｃ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｎａｔｕｒａｌｌｙ　ｆｒａｃｔｕｒｅｄ　ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ：Ｃｏｎ—　ｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ　ｉｎ　ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　ｇｅｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ［Ｍ］．Ｈｏｕｓｔｏｎ：Ｇｕｌｆ　Ｐｕｂ　ｌｉｓｈｉｎｇ　Ｃｏｍｐａｎｙ．１９８５：３１０—３２０．　［１４］聂海宽，唐玄，边瑞康．页岩气成藏控制因素及中国南方页岩　气发育有利区预测［Ｊ］．石油学报，２００９，３Ｏ（４）：４８４—４９１．　［１５］聂海宽，张金川，张培先，等．福特沃斯盆地Ｂａｒｎｅｔｔ页岩气藏　［２８］李玉喜，乔德武，姜文利，等页岩气含气量和页岩气地质评价　综述［Ｊ］．地质通报，２０１１，３０（２／３）：３０８—３１７．　（上接第６页）　油页岩沉积与形成之中起到了催化作用，即海侵造　成湖体上升形成水扩期的滨湖成煤，而海水介质的　［５］蔡捷，王炳山，宫静娴．黄县聚煤盆地构造一沉积特征［Ｊ］．煤田　地质与勘探．１９８１（０４）．　［６］陈海泓，孙枢．黄县盆地第三纪含煤岩系岩相与沉积环境［Ｊ］．　岩石学报．１９８８，２（５）：５０—５８．　特殊性能够造成水体迅速分层，在一定环境下形成　了油页岩沉积，这也是煤。、油　Ｆ、油　中、油　ｔ及煤　与　油　在很短时间内出现的主要原因。　参考文献：　［１］王炳山，李艳红，王西恩．黄县盆地早第三纪海侵湖环境及聚　煤作用［Ｊ］．煤田地质与勘探，２０００，２８（３）：８—１１．　［２］王炳山，余继锋，孙玉壮，等．黄县盆地褐煤与油页岩的泥炭沼　泽类型分析［Ｊ］．煤田地质与勘探，２００１，２９（５）：１—３．［３］李增学，　［７］许圣传，董清水，闫丽萍，等．山东黄县断陷盆地油页岩特　及　生成机制［Ｊ］．吉林大学学报（地球科学版），２００６，３６（６）：９５４　—９５８．　［８］宋志峰，王晓龙，朱亚铃，等．断陷盆地构造对沉积的控制作用　［Ｊ］．内蒙古石油化工，２０１０．（５）：１２０—１２１．　【９］王东东，李增学，王真奉，等．黑龙江依兰盆地古近系煤与油页　岩共生特点及层序地层格架［Ｊ］．中国煤炭地质，２０１３，２５（１２）：Ｉ　７．　［１Ｏ］王平丽，李增学，吕大炜，等．典型盆地煤与油页岩共生成矿物　质及古气候分析［Ｊ］．中国煤炭地质，２０１３，２５（１２）：８—１１．　［１１］刘莹，刘海燕，吕大炜，等．黄县盆地古近系煤与油页岩共生组　魏久传，李守春，等．黄县早第三纪断陷盆地充填特征及层序划分．　岩相古地理，１９９８，１８（４）：１—８．　［４］刘招君，董清水，叶松青，等．中国油页岩资源现状［Ｊ］．吉林大　学学报（地球科学版），２００６，３６（６）：８６９—８７６．　合类型及发育特征［Ｊ］．中国煤炭地质，２０１４，２６（１）：１０—１５．