四川盆地五峰组—龙马溪组页岩脆性评价与“甜点层”预测
2016-10-26张晨晨王玉满董大忠李新景管全中
张晨晨 王玉满 董大忠，2 李新景 管全中
1.中国石油勘探开发研究院 2.国家能源页岩气研发（实验）中心
张晨晨等.四川盆地五峰组—龙马溪组页岩脆性评价与“甜点层”预测. 天然气工业，2016， 36（9）: 51-60.
四川盆地五峰组—龙马溪组页岩脆性评价与“甜点层”预测
张晨晨1王玉满1董大忠1，2李新景1管全中1
1.中国石油勘探开发研究院2.国家能源页岩气研发（实验）中心
张晨晨等.四川盆地五峰组—龙马溪组页岩脆性评价与“甜点层”预测. 天然气工业，2016， 36（9）: 51-60.
页岩气储层评价过程中，有机碳含量是表征富有机质页岩的主要指标，脆性指数则是反映压裂品质的重要参数，有机碳含量与脆性指数相结合可以更为精细地刻画“甜点层”的分布，从而为勘探开发工作提供有利依据。为此，依据岩矿资料，应用“石英+白云石+黄铁矿”三矿物脆性指数模型对四川盆地焦石坝、长宁和威远3个气田的上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组富有机质页岩进行了脆性评价。基于脆性指数（BI）与有机碳含量（TOC）之间的显著相关性，综合有机质丰度和可压裂性，建立了储层品质的分级标准：TOC＞3%且BI＞50%为优质储层（甜点层）；2%＜TOC＜3%且40%＜BI＜50%为次优储层；1%＜TOC＜2%且30%＜BI＜40%为差储层；TOC＜1%且BI＜30%为非储层。依据该标准，长宁地区优质页岩气储层厚度为32 m，焦石坝地区优质储层厚度为22 m，威远地区优质储层厚度为13 m。探索脆性指数与测井响应之间的相关性，并建立了富有机质、高脆性页岩的常规测井响应图版，以自然伽马大于160 API、钍铀比小于3且密度小于2.58 g/cm3作为优质储层的测井识别标准，进而预测了四川盆地五峰组—龙马溪组页岩“甜点层”的平面展布特征。
四川盆地页岩气晚奥陶世—早志留世脆性指数TOC可压裂性储集层品质测井响应甜点层
储层评价是页岩气勘探开发工作的基础，是优选有利区和有利层段的必要环节，通常包括烃源岩特性、岩性、物性、含气性、脆性和地应力特性等内容，总体可分为指示页岩气资源潜力的“地质甜点”评价内容和指示储层可压裂性的“工程甜点”评价内容［1］。其中，有机碳含量是表征富有机质页岩的主要指标，既可以反映烃源岩的生烃潜力，又决定着有机质孔隙度的大小；脆性指数则是反映储层压裂品质的重要参数，在很大程度上决定着压裂的难易程度和压裂缝的形态，页岩脆性越好，越易形成复杂的裂缝网络，改造效果越理想［2-5］。综合黑色页岩有机质丰度和可压裂性的储层评价是开展“甜点层”表征的基础性工作。我国页岩气勘探开发起步晚，目前储层的定量表征和评价多集中在烃源岩特性、岩性、物性和含气性等方面［6-11］，而关于页岩脆性的研究还处在探索阶段，尤其是定量表征工作明显不足，对“甜点层”分布规律的认识还有待深入。
笔者以焦石坝、长宁和威远3个气田的钻井资料为基础，应用“石英+白云石+黄铁矿”三矿物脆性指数模型对上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组富有机质页岩进行定量的脆性评价；在此基础上建立页岩储层品质分级标准和富有机质、高脆性页岩的常规测井响应识别图版，从而精细刻画四川盆地五峰组—龙马溪组页岩“甜点层”的平面展布情况，以期为该区页岩气勘探开发工作提供地质依据。
1 五峰组—龙马溪组富有机质页岩岩相与岩石学特征
焦石坝、长宁和威远是目前四川盆地五峰组—龙马溪组页岩气勘探取得突破的主要区块，已相继建成规模产能，实现了工业化生产［12］。焦石坝气田位于四川盆地东南部，隶属于川东褶皱带，构造为主体平缓、边缘被断层夹持的箱状背斜构造；长宁气田位于四川盆地南缘的平缓向斜区；威远气田位于乐山—龙女寺古隆起带东南上斜坡带的威远构造［13-14］。五峰组—龙马溪组底部富有机质页岩的沉积环境在焦石坝地区主要为泥质深水陆棚，在长宁和威远地区则主要为钙质深水陆棚［15］。受沉积环境的控制，3个气田页岩储层的岩相、矿物组成和脆性特征并不完全相同，因此优质储层的厚度存在差异。
威远气田的产层发育于鲁丹阶—特列奇阶，长宁和焦石坝气田的产层则主要发育于凯迪阶—鲁丹阶。3个气田富有机质页岩的岩相和矿物组成特征对比结果显示（图1、图2、表1）：长宁和威远地区具有相似性，而与焦石坝地区则明显不同，主要表现为前者钙质含量高、后者钙质含量低。
图1 焦石坝、长宁和威远地区五峰组—龙马溪组富有机质页岩矿物组成三角图
依据常用的矿物三端元法岩相分类方案［16］，焦石坝地区页岩储层主要发育硅质页岩（Ⅰ）和黏土质硅质混合页岩（Ⅳ）；而长宁和威远地区产层则主要为硅质页岩（Ⅰ）、黏土质硅质混合页岩（Ⅳ）和钙质硅质混合页岩（Ⅵ），局部发育有钙质页岩（Ⅲ）（图1）。由此可见，川南和川东地区五峰组—龙马溪组富有机质页岩的矿物组成特征存在较大差异。具体说明如下：
威远地区：富含石英、长石、方解石、白云石和黄铁矿等矿物，石英平均含量为35%左右，长石平均含量为6%，钙质含量较高，普遍高于15%，其中白云石含量最高超过10%，黄铁矿含量在赫南特阶最高可达17%，平均含量为4%，黏土矿物平均含量为30%左右。矿物组成纵向变化大：石英含量在凯迪阶和鲁丹阶底部最高可达82.3%和70.0%，而在赫南特阶顶部仅为1.6%；方解石在赫南特阶最为发育，最高可达98.4%；白云石主要发育在赫南特阶和鲁丹—埃隆阶，在赫南特阶最高为25.7%，在埃隆阶最高为17.5%；黏土矿物含量在凯迪阶—赫南特阶向上逐渐降低，而在鲁丹阶—特列奇阶向上逐渐增加。
图2 焦石坝和长宁地区五峰组—龙马溪组富有机质页岩段综合柱状图
长宁地区：石英含量略高于威远地区，平均为40%左右，长石含量略低于威远地区，平均含量为4%，钙质含量与威远地区相当，普遍高于15%，尤其是凯迪阶和赫南特阶，最高可达36%，其中白云石含量最高超过15%，黄铁矿平均含量为2%，黏土矿物平均含量为26%左右。矿物组成纵向变化大：石英含量普遍高于30%，仅在赫南特阶略低；方解石、白云石和黄铁矿含量的纵向变化大体具有一致性，主要发育于凯迪阶—鲁丹阶下部；黏土矿物含量在凯迪阶—鲁丹阶下部普遍低于30%，而在鲁丹阶上部普遍高于50%。
表1 焦石坝、长宁和威远地区五峰组—龙马溪组富有机质页岩矿物组成特征对比表
焦石坝地区：石英占绝对优势，平均含量超过60%，长石平均含量为5%，方解石和白云石等钙质含量偏低，总平均含量为6%左右，黄铁矿平均含量为4%，黏土矿物平均含量为20%左右。矿物组成纵向变化趋势为：石英含量向上逐渐降低；黏土矿物含量向上逐渐增加；长石含量向上略有增加；方解石和黄铁矿含量较低且基本保持稳定；白云石主要发育于赫南特阶—鲁丹阶底部。
2 页岩脆性指数计算与储层品质评价
2.1脆性指数计算方法
页岩脆性的评价方法还没有统一的标准，目前我国主要是借鉴北美页岩气勘探开发中总结的经验公式，依据矿物组成或弹性参数进行脆性的定量评价和有利压裂层段的优选［17-18］，即矿物脆性指数法（式1）和弹性参数脆性指数法（式2）。
式中BI1为矿物脆性指数；W为各矿物组分的质量分数；
式中BI2表示弹性参数脆性指数；E和ν分别表示杨氏模量和泊松比；Emax、Emin、νmax和νmin则分别表示杨氏模量和泊松比在研究区的最大值和最小值。
弹性参数脆性指数的计算需要纵横波速度和密度资料，这些资料往往是通过阵列声波测井和密度测井而获取，难度较大；而矿物脆性指数仅依据岩矿测试资料便可直接计算，相比之下实用性更强。然而，不同页岩气区的矿物组成特征存在差异，应用矿物脆性指数法进行脆性解释的可靠性依赖于对脆性矿物的准确界定和对具体地区页岩岩石学特征的详细分析。目前，对于脆性矿物的界定还没有统一的认识。Rickman基于对Barnett页岩的统计数据，指出脆性随石英含量的增加而增强，随着黏土含量的增加而减弱，而富碳酸盐岩矿物的页岩为中等脆性水平［18］；Matthews等对北美典型页岩气开发区块进行了总结，认为相对黏土和石英来说，碳酸盐岩更脆，也应该属于脆性矿物［19］；Nelson则认为石英、长石和白云石是脆性矿物组分［20］。为了更加科学合理地界定脆性矿物，笔者统计了海相页岩常见矿物组分的杨氏模量（E）和泊松比（ν）［21］，对比发现，石英（E=95.94 GPa，ν=0.07）、白云石（E=121 GPa，ν=0.24）和黄铁矿（E=305.32 GPa，ν=0.15）3种矿物具有高杨氏模量和低泊松比的显著特征，脆性程度最高，符合北美主要产气页岩储层特征和我国页岩气储层评价标准（E＞30 GPa，ν＜0.25）［22］；黏土矿物则呈现低杨氏模量和高泊松比（E=14.2 GPa，ν=0.30）的特征，塑性明显；而通常被作为脆性矿物的长石（钾长石E=39.62 GPa，ν=0.32；斜长石E=69.02 GPa，ν=0.35）和方解石（E=79.58 GPa，ν=0.31）虽然杨氏模量大于30 GPa，但是泊松比均大于0.3，脆性并不理想。因此，针对我国南方海相页岩钙质含量偏高和黄铁矿发育的基本特征［6，8］，并依据不同矿物组分的力学性质差异性，提出基于石英、白云石和黄铁矿三矿物的脆性指数计算模型。
式中BI3为矿物脆性指数；W为各矿物组分的质量分数。
应用“石英+白云石+黄铁矿”三矿物脆性指数法（式3）分别对JY1井、长宁双河剖面和W201井的五峰组—龙马溪组富有机质页岩段进行脆性指数的定量计算和评价（表1、图2）。结果显示，焦石坝和长宁地区的脆性指数普遍高于40%，且高于50%的层段连续厚度大，脆性特征整体较为优越；威远地区的脆性指数在40%左右波动显著，且高于50%的层段连续厚度明显较小，脆性特征次之。具体如下：
JY1井：凯迪阶—鲁丹阶中部的脆性指数普遍高于40%，自下而上呈现先降低后缓慢增加又降低的趋势，最高值位于赫南特阶中部，接近80%。凯迪阶—鲁丹阶下部18 m和鲁丹阶中部4 m的层段脆性指数均高于50%，脆性特征最好（图2-a）。
长宁双河剖面：凯迪阶—鲁丹阶下部的脆性指数普遍高于50%，鲁丹阶中上部的脆性指数则基本在38%左右，脆性指数整体呈现波动变化的趋势，最高值位于鲁丹阶中部，达到90%，其次是鲁丹阶底部，接近80%。凯迪阶—鲁丹阶下部32 m和鲁丹阶中部4 m的两个层段脆性指数分别介于48%～80%和40%～90%，脆性特征最好（图2-b）。
W201井：凯迪阶—特列奇阶下部的脆性指数普遍介于40%～50%，呈现波动变化的趋势，赫南特阶顶部的石灰岩由于方解石含量极高、石英和白云石含量极低造成脆性指数的极小值，最高值则位于凯迪阶上部和鲁丹阶下部，超过80%。凯迪阶上部约3 m和鲁丹阶—埃隆阶下部13 m的层段脆性指数均高于45%，脆性特征最好（图略）。
2.2储层品质分级标准
脆性指数是反映页岩储层压裂品质的重要参数，可以从可压裂性的角度帮助研究人员优选有利层段。但是在页岩气储层的综合评价中，地质工作者不仅需要关注储层的压裂品质，还要考虑页岩有机质丰度和典型测井响应等关键指标，为“甜点层”评价和预测提供依据。为此，笔者以上述3个气田储层的脆性指数、TOC和测井资料为基础，探索建立页岩储层品质分级标准和富有机质、高脆性页岩的常规测井响应识别图版。
图3 四川盆地五峰组—龙马溪组页岩脆性指数与TOC的关系图版
由焦石坝、长宁和威远3个气田富有机质页岩的脆性评价结果可知（表1、图2），受沉积环境和生物成因硅质的控制［16，23］，脆性指数与有机碳含量之间存在显著的相关性，脆性指数的峰值和变化趋势与有机碳含量的峰值和变化趋势大体一致。笔者根据W201井、N203井和长宁双河剖面的岩矿分析和有机碳含量测试资料建立脆性指数与TOC的关系图版（图3），结果表明二者呈明显的正相关关系，相关系数为0.621 2，并且TOC在1%、2%和3%这3个点大致与脆性指数的30%、40%和50%这3个特征值对应。根据勘探开发实践，页岩气有利储层的TOC一般超过2%，“甜点层”的TOC下限则为3%［16］。综合TOC和BI双指标，从有机质丰度和可压裂性两个角度建立储层品质的分级标准如下（表2）：①Ⅰ类（优质储层，即“甜点层”）：TOC＞3%且BI＞50%；②Ⅱ类（次优储层）：2%＜TOC＜3%且40%＜BI＜50%；③Ⅲ类（差储层）：1%＜TOC＜2%且30%＜BI＜40%；④Ⅳ类（非储层）：TOC＜1%且BI＜30%。
表2 四川盆地五峰组—龙马溪组页岩储层品质的分级评价标准表
为实现“甜点层”的有效预测，笔者进一步探索脆性指数与常规测井响应之间的相关关系。根据W201井和N203井的脆性评价结果与测井资料，在自然伽马、自然伽马能谱（钍、铀、钾）、体积密度、热中子和电阻率等一系列常规测井响应中，自然伽马、钍铀比和密度与页岩脆性指数之间的相关性最为显著，其中自然伽马（GR）与脆性指数间存在正相关关系，而钍铀比（Th/U）和密度（DEN）则与脆性指数负相关（图4）。自然伽马、钍铀比和密度与脆性指数之间的相关关系是由沉积环境所控制的。五峰—龙马溪早期为深水陆棚沉积，气候变暖、全球海平面上升、海域水体分层、“海洋雪”作用以及藻类、放射虫、海绵骨针和有孔虫等浮游生物爆发等因素导致了有机质和硅质成分在五峰组—龙马溪组底部的大量富集，且硅质成分多为生物成因［16，24-25］。富有机质、富硅质的页岩通常是强还原环境的沉积产物。因此在测井响应上通常表现为高伽马、低Th/U和低密度等典型特征［26-27］。
图4 四川盆地五峰组—龙马溪组页岩脆性指数与测井响应的关系图版
为此，笔者优选自然伽马、钍铀比和密度3种测井响应作为储层品质判别和预测的主要指标，并依据三者与脆性指数之间的相关关系图版，确定四类储层品质的测井评价标准如下（表2）。
Ⅰ类（ “甜点层”，即TOC＞3%且BI＞50%）：GR＞160 API，Th/U＜3且DEN＜2.58 g/cm3。
Ⅱ类（次优储层，即2%＜TOC＜3%且40%＜BI＜50%）： 130 API＜GR＜160 API，3＜Th/U＜4.5且2.58 g/cm3＜DEN＜2.63 g/cm3。
Ⅲ类（差储层，即1%＜TOC＜2%且30%＜BI＜40%）：100 API＜GR＜130 API，4.5＜Th/U＜6.0且2.63 g/cm3＜DEN＜2.67 g/cm3。
Ⅳ类（非储层，即TOC＜1%且BI＜30%）：GR＜100 API，Th/U＞6.0且DEN＞2.67 g/cm3。
2.3焦石坝、长宁和威远气田的储层品质
依据上述页岩储层分级评价标准，笔者基于JY1井、长宁双河剖面和W201井五峰组—龙马溪组页岩的脆性指数和有机碳含量，对三气田产层段的储层品质进行分级评价（图2、表3）。
JY1井：“甜点层”和次优储层总厚度38 m。“甜点层”在凯迪阶—鲁丹阶下部和鲁丹阶中部，连续厚度分别为18 m和4 m，脆性指数介于50%～80%，TOC介于3%～6%；次优储层为鲁丹阶中部的两段，连续厚度分别为7 m和9 m，脆性指数介于38%～50%，TOC介于2%～4%。
表3 焦石坝、长宁和威远地区五峰组—龙马溪组页岩次优—优质储层地质特征对比表
长宁双河剖面：“甜点层”和次优储层总厚度36 m。“甜点层”在凯迪阶—鲁丹阶下部，连续厚度为32 m，脆性指数介于48%～80%， TOC介于2%～8%；次优储层在鲁丹阶中部，连续厚度约4 m，脆性指数介于40%～90%，TOC仅为1.8～2.2%。
W201井：“甜点层”和次优储层总厚度29 m。“甜点层”在鲁丹阶—埃隆阶下部，连续厚度约13 m，脆性指数介于48%～80%，TOC介于2.8%～6.5%；次优储层在埃隆阶中部和特列奇阶下部，连续厚度分别为10.5 m和5.5 m，脆性指数介于40%～55%，TOC介于1.8%～3.1%。
根据“甜点层”的累计厚度情况，长宁地区的五峰组—龙马溪组页岩品质最为优越，焦石坝地区次之，威远地区相对较差。
综上所述，五峰—鲁丹期是“甜点层”的主要形成期，埃隆期其次；主力开发层系在川南—川东坳陷区为五峰—鲁丹阶，在威远地区则为鲁丹—埃隆阶。
3 四川盆地五峰组—龙马溪组页岩“甜点层”分布预测
富有机质、高脆性的“甜点层”是页岩气开发的主力层系，对“甜点层”分布规律的深入认识是勘探开发取得成功的基础和关键。为精细刻画五峰组—龙马溪组页岩“甜点层”的平面展布情况，笔者对四川盆地及周缘21个资料点的岩矿、地球化学和测井资料进行了系统复查，根据“甜点层”评价指标（TOC＞3%且BI＞50%）及其测井响应识别标准（GR＞160 API，Th/U＜3且DEN＜2.58 g/cm3），并结合五峰组—龙马溪组岩相古地理的研究成果［15-16，24］，对四川盆地五峰组—龙马溪组页岩“甜点层”厚度进行了预测（图5）。下面重点对“甜点层”分布特征进行描述。
1）五峰组—龙马溪组页岩“甜点层”在四川盆地及周缘的分布明显受沉降沉积中心控制，主要发育于川南、川东两大深水陆棚沉积区，厚度介于5～70 m，区域分布稳定，面积约为20×104km2。
2）受构造活动和古地理格局控制［15，24］，川东坳陷区“甜点层”的厚度略低于川南地区。川南坳陷在五峰—龙马溪期为持续的含钙质半深水—深水陆棚沉积区，“甜点层”厚度介于10～70 m，厚度最大值位于长宁—泸州地区，位于沉积中心附近的阳101井（Y101）的“甜点层”厚度高达70 m。川东坳陷在五峰组—龙马溪组沉积早期为泥质半深水—深水陆棚沉积区，在龙马溪组沉积中晚期构造挤压强烈，陆源黏土输入量大且水体较浅，因此“甜点层”厚度略低，为8～68 m，厚度最大值位于涪陵—石柱—万州一带，位于沉积中心区的池7井（C7）“甜点层”厚度为68 m。
3）“甜点层”占地层总厚度的比例呈现坳陷中心区大、边缘区小的变化趋势，即在两大深水陆棚沉积中心区，“甜点层”不仅厚度大，而且占地层总厚度的比例普遍较高，而在深水陆棚区的边缘，“甜点层”厚度小，且占地层比例普遍低于10%。例如，川南坳陷边缘的W201井“甜点层”厚度为13 m，占总厚度的7.22%；足201井（Z201）“甜点层”厚度为25 m，占总厚度的6.78%；川东坳陷边缘的座3井（Z3）“甜点层”厚度为38 m，占总厚度的8.62%。然而川南沉积中心的阳101井“甜点层”厚度为70 m，占总厚度的13.81%；川东沉积中心的池7井（C7）“甜点层”厚度为68 m，占总厚度的10%。
4）受沉积中心自东南向西北方向迁移的影响，不同地区“甜点层”发育层位和厚度存在显著差异。五峰—鲁丹沉积期为富有机质页岩的主要形成期，长宁和涪陵地区的“甜点层”主要发育于五峰—鲁丹期，因而厚度较大。随着沉积中心在龙马溪晚期向川中、川北方向迁移，产层逐渐变新，威远地区的“甜点层”则主要发育于鲁丹—埃隆期。川东北巫溪地区在五峰组—特列奇阶早期为持续性的深水沉积，“甜点层”主要为五峰组—埃隆阶的富有机质页岩，厚度和占地层比例相对更大，例如，溪202井（X202）“甜点层”厚度为45 m，占地层总厚度的比例达到21.53%。川北地区的镇巴观音和南江桥亭的“甜点层”形成期较晚，主要为特列奇阶的沉积物，厚度明显较川南、川东地区薄。
图5 四川盆地五峰组—龙马溪组页岩“甜点层”平面分布图
可见，五峰组—龙马溪组“甜点层”在川南—川东坳陷区主要分布于五峰组—鲁丹阶；在川中—川北地区则以鲁丹—埃隆阶为主，局部地区可能为五峰组—特列奇阶底部。
4 结论
1）“石英+白云石+黄铁矿”三矿物脆性指数法是海相页岩岩相表征中定量评价页岩脆性的简单有效方法。通过对焦石坝、长宁和威远地区五峰组—龙马溪组页岩的脆性评价，焦石坝和长宁地区富有机质页岩脆性指数普遍高于40%，且高于50%的层段连续厚度大；威远地区富有机质页岩脆性指数在40%左右波动显著，且高于50%的层段连续厚度明显较小。
2）基于脆性指数与有机质丰度建立了储层品质分级标准：TOC＞3%且BI＞50%为优质储层（“甜点层”）；2%＜TOC＜3%且40%＜BI＜50%为次优储层；1%＜TOC＜2%且30%＜BI＜40%为差储层；TOC＜1%且BI＜30%为非储层。依据该标准，长宁地区“甜点层”厚度为32 m，焦石坝地区为22 m，威远地区则为13 m。
3）基于脆性指数与常规测井响应之间的相关关系图版，认为高自然伽马、低Th/U和低密度是富有机质、高脆性的优质页岩的基本测井响应特征，从而确定了“甜点层”的测井识别标准为GR＞160 API，Th/U＜3且密度小于2.58 g/cm3。
4）预测了四川盆地五峰组—龙马溪组页岩“甜点层”的平面展布特征。结果显示，“甜点层”的分布明显受沉降沉积中心控制，主要分布于川南、川东两大深水陆棚区，厚度为5～70 m，且区域分布稳定，面积约20×104km2；受沉积环境和沉降沉积中心迁移的影响，五峰组—鲁丹阶为“甜点层”分布的主要层位，埃隆阶次之，特列奇阶较小；川南—川东坳陷中心区“甜点层”厚度最大，占地层比例高，坳陷边缘区厚度小，占地层比例低。
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（修改回稿日期 2016-07-08 编辑 罗冬梅）
Evaluation of the Wufeng-Longmaxi shale brittleness and prediction of "sweet spot layers" in the Sichuan Basin
Zhang Chenchen1， Wang Yuman1， Dong Dazhong1，2， Li Xinjing1， Guan Quanzhong1
（1. PetroChina Petroleum Exploration & Deνelopment Research Institute， Beijing 100083， China； 2. National Energy Shale Gas R&D
NATUR. GAS IND. VOLUME 36， ISSUE 9， pp.51-60， 9/25/2016. （ISSN 1000-0976； In Chinese）
In the geological evaluation of shale gas reservoirs， organic matter content is a major indicator for characterizing organic matter-rich shale and brittleness indexes are the prominent parameters reflecting the quality of fracturing. And the combination of organic matter content and brittleness indexes can more finely depict the distribution of "sweet spot layers"， thereby providing favorable foundation for the exploration and development of shale gas. In view of this， based on rock and mineral data and by applying the brittleness indexes model of three minerals of "quartz+dolomite+pyrite"， the brittleness evaluation of organic matter-rich shale in the Upper Ordovician Wufeng Fm-Lower Silurian Longmaxi Fm in the three gas fields of Jiaoshiba， Changning and Weiyuan were conducted. Based on the significant correlation between brittleness indexes （BI） and total organic carbon （TOC）， organic matter abundance and fracturing quality，the classification standard for reservoir quality was established: a high-quality reservoir （a sweet spot layer） （TOC＞3% and BI＞50%）；a sub-high-quality reservoir （2%＜TOC＜3% and 40%＜BI＜50%）； a poor reservoir （1%＜TOC＜2% and 30%＜BI＜40%）； a non-reservoir （TOC＜1% and BI＜30%）. According to this standard， the thickness of high-quality shale gas reservoir in the Changning，Jiaoshiba and Weiyuan areas is 32 m， 22 m and 13 m respectively. By exploring the correlation between brittleness indexes and logging responses， the conventional well logging response plate of organic matter-rich and high brittle shale was established. Taking GR＞160 API， Th/U＜3 and DEN＜2.58 g/cm3as the logging standard for identifying high-quality reservoirs， the planar distribution features of the "sweet spot layers" for the Wufeng Fm-Longmaxi Fm shales in the Sichuan Basin were predicted.
Sichuan Basin； Shale gas； Late Ordovician-Early Silurian； Brittleness index； TOC； Fracturability； Reservoir quality； Logging response； Sweet spot layer
10.3787/j.issn.1000-0976.2016.09.006
国家重点基础研究发展计划（973计划）项目（编号：2013CB228001）、国家科技重大专项（编号：2011ZX05018-001）。
张晨晨，女，1991年生，硕士研究生；主要从事页岩气储层地质评价研究工作。地址：（100083）北京市海淀区学院路20号910信箱。ORCID: 0000-0001-9305-9113。E-mail: 15624960659@163.com
董大忠，1962年生，教授级高级工程师，《Natural Gas Industry B》编委会委员，博士；主要从事油气资源评价与发展战略、非常规油气资源地质勘探与开发研究工作。地址：（100083）北京市海淀区学院路20号910信箱。ORCID: 0000-0002-5842-4223。E-mail: ddz@petrochina.com.cn
