盘州地区龙潭组页岩气成藏地质条件＊

张桂娜，黄宇琪，林琴，杨玉兰，杨莹洁，丁雪

盘州地区龙潭组页岩气成藏地质条件＊

张桂娜，黄宇琪，林琴，杨玉兰，杨莹洁，丁雪

（六盘水师范学院 矿业与土木工程学院，贵州 六盘水 553000）

贵州省页岩气资源量较大，是中国南方的重点勘探区域之一，二盘州地区作为传统的煤炭产区，其发育的海陆过渡相龙潭组含煤页岩层系具有很大的页岩气资源潜力。龙潭组页岩厚度较大、埋深适宜、岩石整体塑性较大、脆性一般。有机质以Ⅱ2型和Ⅲ型为主，有机质丰度高，处于高成熟阶段。储集物性好，具有良好的储气能力。现场解吸含气量及等温吸附含气量均较高。整体具有很高的页岩气资源潜力，但龙潭组页岩煤线发育，岩石塑性高，后期开发难度较大。

页岩气；龙潭组；成藏条件；地表条件

根据中国页岩气资源全国普查结果显示：贵州全省页岩气总地质的资源量排在中国第四，总资源量达到1.048× 1013m3，具有很大的页岩气勘探开发潜力。但贵州地区以山地为主的地表条件以及复杂的地质构造条件导致其勘探开发难度较大，至今尚未实现商业开发。盘州地区位于贵州省西部，是中国西南地区主要的煤炭资源产地，发育有厚度较大的海陆过渡相煤系地层。

1 区域地质概况

盘州地区位于上扬子地块滇东—黔中隆起中间部位，从地区的地形地貌特征来看主要发育有盘关向斜、土城向斜等单元构造特征[1]。根据出露部分结合研究结果来看，二叠系和三叠系分布最为广泛。盘州地区内的岩层倾角大多处于15°～30°之间，局部区域达到50°～60°之间，该构造的区域形迹以西北向为主，其次是近南北向。龙潭组是该地区主力产煤层系之一，也是盘州最为重要的潜质页岩层系之一，其主要发育的体系是上段沉积相主要为三角洲，下段沉积相主要为潮坪-潟湖相。

2 页岩气成藏条件

2.1 龙潭组页岩空间分布特征

盘州地区龙潭组页岩层系厚度多大于30 m，野外观测所得最大厚度约为90 m，单层厚度多大于5 m，观测所得最大单层厚度约10 m，厚度能够符合资源富集及开采要求。根据野外勘探及资料查询可知，该地区龙潭组页岩层系埋深基本介于300～2 000 m，深度适宜，既具有一定的保存条件，也不会对开采造成阻碍。

2.2 龙潭组页岩层系岩石学特征

盘州地区龙潭组页岩层系岩性以砂岩、粉砂岩、泥岩、页岩及煤岩为主，页岩中黄铁矿、菱铁矿较为发育，化石较少，且在泥岩、页岩段中煤线均较为发育。页岩层段整体黏土矿物含量较高，多大于40%，石英、长石、碳酸盐岩矿物等脆性矿物含量不高，含量在35%左右。龙潭组页岩整体塑性偏高，脆性较差，这将对后期压裂开采造成一定困难[2-3]。

2.3 龙潭组页岩层系地化条件

页岩气的储层评价主要是根据页岩里的有机质丰度、类型、成熟度等。这三个地化条件能够反映页岩中有机质的产气能力和产气阶段，与页岩含气量均有重要联系。根据干酪根镜检结果，龙潭组页岩干酪根以Ⅱ2型和Ⅲ型为主[4-5]，具有较好的生气潜力。有机质丰度主要用页岩的总有机碳含量（）来表征，一般认为=0.5%为潜质页岩层系的下限，达到1.0%以上则可以认为其为优质烃源岩。对盘州地区龙潭组页岩的测定显示：其主体介于2.0%～15.0%，平均值约为5.0%，整体有机质丰度很高，具有很好的生烃潜力。而有机质的成熟度主要是由镜质体反射率来体现，一般认为＜0.4%时，有机质处于未成熟阶段；值为0.4%～0.7%时，有机质处于低成熟阶段；为0.7%～1.0%时，有机质处在成熟阶段；为1.0%～2.0%时，有机质处于高成熟阶段；＞2.0%时，有机质处在过成熟阶段。盘州地区龙潭组页岩值为0.8%～2.6%，主体处在高成熟阶段，有利于气体产出。整体来看，盘州地区龙潭组页岩有机质地球化学条件较好，整体具有较大的生气潜力。

2.4 龙潭组页岩层系储集条件

页岩气资源的一大特殊性表现在页岩层系既是烃源岩也是主要的储集层，其储集条件直接影响了产出其他的赋存状态。盘州地区对龙潭组页岩的储集条件研究尚不成熟，可查阅资料较少，但黔西—黔西北大区内的龙潭组页岩储集条件研究已经取得一定成果，因周缘地区与盘州地区龙潭组沉积相等地质背景没有太大区别，其研究成果具有一定借鉴意义。黔西—黔西北大区内龙潭组页岩主要发育的储集空间类型为粘土矿物粒内孔、黄铁矿晶间孔、有机质粒内孔及微裂缝[6-7]。BET比表面积介于7～27 m2/g，BJH总孔体积为 0.021 2～0.004 64 mL/g，平均孔径6 nm，以中孔为主，整体储集条件较好，储气能力较好。

2.5 龙潭组页岩层系含气量

能直接反映页岩中天然气含量的参数是页岩含气量，并且能够直接反映其资源潜力。龙潭组页岩具有良好的生烃条件和储集条件，这使得其含气量也较高。据黔西—黔西北地区已有测试数据显示，埋深大于400 m范围内的龙潭组页岩样品现场解吸含气量多大于2.0 m3/t，最大解吸气量达到 19.2 m3/t，具有很高的含气量，等温吸附含气量多大于 1.80 m3/t，最大饱和吸附气量达到8.80 m3/t，反映龙潭组页岩具有良好吸附能力[8]。这两个数据能够反映出龙潭组页岩含气量和吸附能力均很高，后期采用压裂开采方式能够获得较大工业气流的可能性很高。

3 结论

盘州地区作为传统的煤炭产区，其发育的海陆过渡相龙潭组含煤页岩层系具有很高的页岩气资源潜力。龙潭组页岩累积厚度多大于30 m，单层厚度多大于5 m，主体埋深为300～2 000 m，岩石整体黏土矿物含量较高，塑性较大，脆性一般。干酪根以Ⅱ2型和Ⅲ型为主，主体介于2.0%～15.0%之间，有机质丰度高，约为0.8%～2.6%，主体处于高成熟阶段。储集物性较好，具有良好的储气能力。现场解吸含气量大于2.0 m3/t，等温吸附含气量大于1.80 m3/t，含气量较高。整体具有很高的页岩气资源潜力，但龙潭组页岩的脆性不高，可能会对后期压裂开采造成一定困难。

［1］王双美，秦云虎.贵州水城发耳井田龙潭组沉积特征及聚煤规律［J］.中国煤炭地质，2013，5（4）：11-15，26.

［2］李凯，易旺.贵州省盘州地区龙潭组沉积特征及展布规律［J］.天然气技术与经济，2019，13（2）：21-23.

［3］钟方军.六盘水地区龙潭组煤储层微观孔隙结构特征分析［J］.煤质技术，2016（4）：6-11.

［4］孙全宏.黔西北地区龙潭组页岩气形成条件与分布预测［D］.北京：中国地质大学，2014.

［5］张鹏，张金川，刘鸿，等.贵州下志留统龙马溪组页岩气成藏条件分析［J］.中南大学学报（自然科学版），2016，47（9）：3086-3092.

［6］黄宇琪，张金川，张鹏，等.东濮凹陷北部沙三段泥页岩微观储集空间特征及其主控因素［J］.山东科技大学学报（自然科学版），2016，35（3）：8-16.

［7］张鹏，黄宇琪，张金川，等.黔西北地区龙潭组海陆过渡相泥页岩孔隙分形特征［J］.煤炭学报，2018，43（6）：1580-1588.

［8］易同生，高为.六盘水煤田上二叠统煤系气成藏特征及共探共采方向［J］.煤炭学报，2018，43（6）：1553-1564.

张桂娜（1996—），女，贵州遵义人，本科，地质工程专业。

A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2019.24.007

黄宇琪（1990—），女，江苏常熟人，硕士研究生，实验师，研究方向为非常规油气研究。

贵州省高等学校大学生创新创业训练计划项目“盘州地区页岩气资源潜力研究”

2095－6835（2019）24－0018－02

〔编辑：张思楠〕