原標(biāo)題：湖南中部上古生界頁巖氣戰(zhàn)略選區(qū)調(diào)查取得新進(jìn)展

來源于《中國(guó)地質(zhì)調(diào)查成果快訊》

摘要：湘中漣源凹陷與宜昌斜坡帶是已經(jīng)被證實(shí)具較大頁巖氣勘探潛力的地區(qū)。選擇宜昌斜坡帶、漣源凹陷車田江向斜作為工作區(qū)，重點(diǎn)針對(duì)奧陶系五峰組—志留系龍馬溪組、石炭系測(cè)水組2個(gè)頁巖層系部署實(shí)施參數(shù)井3口，實(shí)現(xiàn)了宜昌斜坡帶五峰組—龍馬溪組頁巖氣重大發(fā)現(xiàn)，為中揚(yáng)子地區(qū)志留系頁巖氣重大突破奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，獲取了頁巖氣詳細(xì)評(píng)價(jià)參數(shù)，有力地支撐了宜昌頁巖氣示范基地的建設(shè)，并且?guī)��?dòng)了周邊油田頁巖氣勘探。

1.項(xiàng)目概況

“湘中坳陷上古生界頁巖氣戰(zhàn)略選區(qū)調(diào)查”項(xiàng)目，歸屬于“全國(guó)油氣資源戰(zhàn)略選區(qū)調(diào)查”工程，由自然資源部中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心承擔(dān)。總體目標(biāo)任務(wù)是在漣源凹陷與宜昌斜坡帶部署實(shí)施頁巖氣參數(shù)井工程，以期實(shí)現(xiàn)頁巖氣資源調(diào)查戰(zhàn)略突破，獲取資源評(píng)價(jià)參數(shù)，開展石炭系和志留系頁巖氣形成富集主控因素研究，評(píng)價(jià)頁巖氣資源潛力，查明頁巖氣富集主控因素。項(xiàng)目實(shí)施過程中，為貫徹落實(shí)中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局黨組關(guān)于“調(diào)整優(yōu)化頁巖氣油氣調(diào)查部署，加大宜昌地區(qū)聯(lián)合攻堅(jiān)力度”的精神，支撐“鄂西地區(qū)油氣頁巖氣地質(zhì)調(diào)查聯(lián)合攻堅(jiān)”，完成“在宜昌先導(dǎo)區(qū)查明支撐100億m3/a產(chǎn)能的頁巖氣資源基礎(chǔ)”的目標(biāo)，項(xiàng)目將工作投入向宜昌地區(qū)進(jìn)行部分調(diào)整與聚焦，力爭(zhēng)將宜昌頁巖氣項(xiàng)目成果拓展夯實(shí)。

2.成果簡(jiǎn)介

（1）鄂宜頁2井實(shí)現(xiàn)了中揚(yáng)子地區(qū)志留系頁巖氣調(diào)查重大發(fā)現(xiàn)，為宜昌地區(qū)志留系頁巖氣重大突破奠定基礎(chǔ)，開拓了長(zhǎng)江中游油氣勘探新領(lǐng)域。在宜昌龍泉鎮(zhèn)雙泉村實(shí)施的鄂宜頁2井鉆獲奧陶系五峰組—志留系龍馬溪組含氣頁巖38.5m，TOC大于2%的優(yōu)質(zhì)頁巖16.7m，現(xiàn)場(chǎng)解析總含氣量在1.03～3.33m3/t，平均1.97m3/t（圖1），水浸試驗(yàn)氣泡劇烈，實(shí)現(xiàn)了中揚(yáng)子地區(qū)志留系頁巖氣調(diào)查的重大發(fā)現(xiàn)。通過綜合鉆井、常規(guī)測(cè)井、目的層特殊測(cè)井和樣品分析測(cè)試資料，開展儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)，指出含氣頁巖底部10m具有“三高二低” 的電性特征和高TOC、孔隙度、含氣性和硅的特點(diǎn)，是頁巖氣富集的最優(yōu)質(zhì)的儲(chǔ)層。2017年，對(duì)鄂宜頁2井最優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層開展500m水平段壓裂試氣，獲日產(chǎn)量3.15萬m3/d，無阻流量為5.76萬m3/d的工業(yè)氣流，實(shí)現(xiàn)了中揚(yáng)子地區(qū)志留系頁巖氣調(diào)查的重大突破，開拓了長(zhǎng)江中游油氣勘探新領(lǐng)域。

圖1 鄂宜頁2井奧陶系五峰組—志留系龍馬溪組頁巖儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)圖

（2）鄂宜頁3井鉆獲志留系、寒武系頁巖氣層，進(jìn)一步鞏固了鄂西地區(qū)頁巖氣資源基礎(chǔ)。部署在黃陵隆起東緣的鄂宜頁3井從井深1411.6m時(shí)見氣測(cè)異常，全烴值由0.11%上升至3.21m%，甲烷含量由0.066%上升至1.922%，共計(jì)鉆獲奧陶系五峰組志留系龍馬溪組含氣頁巖38m（1414～1452m），其中底部22m（1430～1452m）為頁巖氣層段，總含氣量主要分布于0.88～2.48m3/t之間，最高可達(dá)3.86m3/t，平均為1.78m3/t，浸水試驗(yàn)氣泡劇烈（圖2）。鄂宜頁3井鉆至井深2968m寒武系水井沱組時(shí)見氣測(cè)異常，全烴值從0.20%上升至1.83%，共計(jì)鉆獲含氣層段85m/2層，頁巖47m，其中底部15m為優(yōu)質(zhì)頁巖段，巖性為黑色炭質(zhì)頁巖，富含黃鐵礦，水浸試驗(yàn)氣泡顯示較好。鄂宜頁3井五峰組—龍馬溪組頁巖氣的發(fā)現(xiàn)，將該層系頁巖氣目標(biāo)區(qū)向西南拓展，結(jié)合二維地震勘探成果，采用井—震結(jié)合的方法，開展了志留系頁巖氣儲(chǔ)層的甜點(diǎn)識(shí)別。此外，該井鉆遇寒武系水井沱組富有機(jī)質(zhì)泥頁巖，證實(shí)了黃陵隆起東南緣存在一個(gè)臺(tái)內(nèi)凹陷，二維地震資料揭示，此臺(tái)內(nèi)凹陷沉積的富有機(jī)質(zhì)泥頁巖厚度最大可達(dá)60m，臺(tái)內(nèi)凹陷面積可達(dá)270km2。鄂宜頁3井鉆獲寒武系水井沱組頁巖氣的顯示證實(shí)了臺(tái)內(nèi)凹陷亦具有含氣潛力，根據(jù)二維地震處理解釋和綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，該新區(qū)頁巖氣Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ類有利區(qū)面積分別為74.3km2、46.2km2和79.5km2，進(jìn)一步拓展了寒武系頁巖氣勘探區(qū)范圍（圖3）。

圖2 鄂宜頁3井龍馬溪組巖心水浸實(shí)驗(yàn)與層面照片

圖3 宜昌地區(qū)寒武系水井沱組頁巖氣綜合評(píng)價(jià)圖

（3）湘漣頁1井鉆獲石炭系海陸過渡相“三氣”顯示，為湘中地區(qū)下一步石炭系油氣勘探奠定基礎(chǔ)。在湘中凹陷部署的湘漣頁1井鉆獲測(cè)水組含氣頁巖段51m，其中炭質(zhì)頁巖21.8m，煤層7.2m，含炭質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖16.9m，全烴從0.11%上升到最大1.83%，甲烷則從0.1%上升到1.6%，現(xiàn)場(chǎng)解吸實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示總含氣量介于0.11～0.38m3/t，平均為0.15m3/t，水浸實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)明顯氣泡。另外，湘漣頁1井鉆獲石磴子組含氣層共71m，氣測(cè)全烴介于0.12%～1.67%之間，甲烷值介于0.06%～1.37%之間，現(xiàn)場(chǎng)含氣量為0.15m3/t～0.70m3/t，平均為0.21m3/ t（圖4），水浸實(shí)驗(yàn)氣泡較為劇烈。

圖4 湘漣頁1井石炭系測(cè)水組、石磴子組綜合柱狀圖

（4）完成了宜昌地區(qū)志留系和湘中地區(qū)石炭系頁巖氣資源潛力評(píng)價(jià)，優(yōu)選6個(gè)有利區(qū)、1個(gè)目標(biāo)區(qū)。通過井—震結(jié)合的方法，開展了頁巖氣儲(chǔ)層的甜點(diǎn)識(shí)別，并參考沉積相、地震預(yù)測(cè)成果、埋深、地震資料品質(zhì)、斷裂發(fā)育情況進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，進(jìn)一步圈定了頁巖氣有利區(qū)范圍，共劃分出有利區(qū)6個(gè)，目標(biāo)區(qū)1個(gè)。其中在宜昌斜坡帶志留系劃分出分鄉(xiāng)-龍泉有利區(qū)、南漳-遠(yuǎn)安有利區(qū)和龍泉目標(biāo)區(qū)，有利區(qū)面積1703.4km2，估算地質(zhì)資源量4275.19×108m3；龍泉目標(biāo)區(qū)面積632.8km2，估算地質(zhì)資源量1452.1×108m3。在湘中漣源凹陷劃分出車田江向斜、橋頭河向斜、斗笠山向斜、洪山殿向斜共4個(gè)有利區(qū)，面積共計(jì)877.9km2，資源量合計(jì)可達(dá)1317×108m3。

（5）查明了宜昌地區(qū)志留系頁巖氣形成富集主控因素，指出WF1-LM3筆石帶（優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層段）發(fā)育完整是宜昌地區(qū)志留系頁巖氣形成的基礎(chǔ)，宜昌斜坡帶穩(wěn)定的構(gòu)造保存是頁巖氣富集的關(guān)鍵，并建立了頁巖氣成藏模式。通過古生物、有機(jī)-無機(jī)地球化學(xué)、含氣性、儲(chǔ)集物性等綜合研究，對(duì)比宜昌斜坡地區(qū)志留系頁巖氣井，綜合分析頁巖氣成藏的主控因素，指出WF1-LM3筆石帶（優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層段）發(fā)育完整是宜昌地區(qū)志留系頁巖氣形成的基礎(chǔ)，宜昌斜坡帶穩(wěn)定的構(gòu)造保存是頁巖氣富集的關(guān)鍵，古地理、古氣候、古環(huán)境造成LM5-LM6筆石帶的缺失，是宜昌地區(qū)志留系黑色頁巖厚度和含氣性差于焦石壩地區(qū)的主要原因�；�于鄂宜頁2井、鄂宜頁3井勘探發(fā)現(xiàn)，早先形成的逆斷層在區(qū)域水平應(yīng)力的作用下發(fā)生了一定程度的旋轉(zhuǎn)，對(duì)志留系頁巖氣構(gòu)成封閉作用，結(jié)合二維地震資料分析，確定黃陵基底隆升所派生的壓扭性斷裂對(duì)志留系的儲(chǔ)層有重要的封堵作用，以此為依據(jù)建立“逆沖走滑斷裂控藏型”頁巖氣成藏模式。

（6）探索了漣源凹陷石炭系測(cè)水組頁巖氣富集主控因素，初步建立了成藏模式�；�于漣參1井、湘漣頁1井及2015H-D6井頁巖氣勘探發(fā)現(xiàn)，可以判定漣源凹陷頁巖氣含氣量主控因素不是有機(jī)碳，而是成熟度、保存條件。瀉湖沼澤相煤層和炭質(zhì)頁巖發(fā)育是頁巖氣形成的基礎(chǔ)，但頁巖演化程度過高造成有機(jī)質(zhì)孔隙坍塌收縮，儲(chǔ)集物性較差，而后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)（滑脫層）破壞了部分區(qū)域保存條件進(jìn)一步導(dǎo)致頁巖含氣量變差。向斜內(nèi)相對(duì)穩(wěn)定的構(gòu)造特征，以及測(cè)水組炭質(zhì)頁巖之上廣泛發(fā)育的煤層、梓門橋組膏巖層和印支—燕山期形成的逆沖斷層共同作用下，在向斜內(nèi)形成一定范圍的壓力封閉，有利于原地頁巖生氣并就近成藏，而向斜中心受滑脫層顯著的影響，導(dǎo)致氣體自核部向兩翼順層小幅度運(yùn)移，進(jìn)而在翼聚集成藏（圖5）。

圖5 漣參1井、湘漣頁1井及2015H-D6井氣測(cè)效果（上）與運(yùn)聚路線（下）

3.成果意義

實(shí)現(xiàn)了宜昌斜坡帶五峰組—龍馬溪組頁巖氣重大發(fā)現(xiàn)，為中揚(yáng)子地區(qū)志留系頁巖氣重大突破奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，獲取了頁巖氣詳細(xì)評(píng)價(jià)參數(shù)。通過蒙托卡洛法估算了頁巖氣資源量，有力地支撐了宜昌頁巖氣示范基地的建設(shè)。提出WF1-LM3筆石帶發(fā)育完整和宜昌斜坡帶穩(wěn)定的構(gòu)造背景是頁巖氣形成富集的主控因素，建立宜昌斜坡帶斷裂控藏頁巖氣成藏模式，指導(dǎo)了宜昌地區(qū)下一步頁巖氣勘探。在原鄂宜頁2井基礎(chǔ)上部署實(shí)施的水平井——鄂宜頁2HF井，通過水力壓裂獲得氣產(chǎn)量3.15×104m3/d，無阻5.76×104m3/d工業(yè)氣流，取得了宜昌斜坡地區(qū)五峰組—龍馬溪組的頁巖氣突破，極大地提振頁巖氣勘探信心。宜昌斜坡區(qū)五峰組—龍馬溪組的重大發(fā)現(xiàn)與突破有效帶動(dòng)油氣公司在宜昌地區(qū)的頁巖氣勘探開發(fā)工作。

（中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心 張國(guó)濤 張保民 陳孝紅 陳林 呂嶸供稿）