下扬子西部地区Y1井大隆组岩相分类

陈波，张家铭，韩京

(长江大学非常规油气湖北省协同创新中心，湖北武汉430100)

下扬子西部地区Y1井大隆组岩相分类

陈波，张家铭，韩京

(长江大学非常规油气湖北省协同创新中心，湖北武汉430100)

相比上扬子地区页岩岩石相而言，对下扬子的研究较少。以下扬子西部地区Y1井二叠系大隆组为研究对象，在野外剖面观察和岩石薄片研究的基础上，通过电子显微镜、全岩矿物分析等方法，识别出大隆组页岩矿物成分主要以石英和黏土矿物成分为主，含有方解石、斜长石、白云石及黄铁矿等。由于页岩岩相分类没有统一的标准，所以通过调研和总结国际、国内页岩岩相分类现状，并结合本地区页岩的特殊性，提出了页岩岩相的划分方案。即以有机碳和硅质含量为依据划分出含碳低硅页岩相、含碳中硅页岩相、含碳高硅页岩相、中碳中硅页岩相、中碳高硅页岩相、高碳低硅页岩相、高碳中硅页岩相、高碳高硅页岩相、富碳中硅页岩相以及富碳高硅页岩相等10种岩石相，其中高碳高硅页岩相、富碳中硅页岩相和富碳高硅页岩相是最有利岩相。

下扬子;岩石相;有机碳;硅质含量;有利岩相

近年来，随着美国页岩气的商业开发成功，页岩气在我国也成为油气勘探和研究的热点［1-6］，并且潜力巨大［7-10］。国内外许多学者对泥页岩的储集空间和保存条件进行了大量的研究并取得了一系列的成果［11-17］，但是对泥页岩岩相的分类划分研究比较少［18-19］，没有统一的标准，大体上分为两类:一类根据页岩纹理、结构等特征为主划分页岩岩相［20-21］;另一类是根据矿物组成、有机质含量等划分岩相［22-23］。但是随着对泥页岩油气藏认识的不断提高［24］，具有良好可压性且油气富集的区域成为新的勘探重点，而这些因素都与岩相的特征密切相关，因此开展泥页岩岩相研究具有重要意义。

1 页岩岩相分类方案

通过研究发现，本地区岩性主要是硅质岩，既没有明显纹层特征，碳酸盐岩矿物含量也特别低，所以通过纹理、结构特征划分岩相在本地区不适用，所以只能采用后一种分类方法。

近年来，由于水平井和水力压裂在页岩气藏中的应用，促使美国页岩气大获成功。从美国页岩气的勘探经历来看，页岩气藏的关键是寻找那些有机质富集并且含气量高和地质条件好的有利区带;从地质学角度来看，水力压裂的有效性主要与岩石矿物有关，硅质矿物含量高会使岩石脆性提高，有利于压裂。基于以上观点，本文以硅质和有机碳含量为依据，并结合中石化标准和本区的实际情况，划分岩相(见表1)。

研究显示，这种泥页岩岩相分类方案再结合有机质演化程度和天然裂缝的分布特征，能够比较准确的识别页岩气有利区［25］。

表1 岩相划分方法

对研究区内采集的露头和井下样品进行全岩矿物分析和热解，结果显示大隆组主要以石英和粘土矿物为主，含有方解石、白云石、斜长石、黄铁矿等，其中硅质含量为21%～63%，平均46．83%，有机碳含量为0．192%～9．93%，平均3．07%。综上所述，将X1井大隆组划分出含碳低硅页岩相、含碳中硅页岩相、含碳高硅页岩相、中碳中硅页岩相、中碳高硅页岩相、高碳低硅页岩相、高碳中硅页岩相、高碳高硅页岩相、富碳中硅页岩相以及富碳高硅页岩相等10种岩石相(见图1)，其中高碳高硅页岩相、富碳中硅页岩相和富碳高硅页岩相是最为有利的勘探开发岩相。

图1Y1井大隆组岩相划分

从图1可以看出，整个大隆组硅质分布较均匀，大部分是中硅岩相，其次是高硅岩相，低硅岩相最少;而TOC含量分布不均匀，富有机碳主要集中在中间部位，并呈现出3个峰值，表现为富碳岩相，其余部分为中碳和高碳岩相，至于含碳岩相大部分出现在大隆组上部，厚度较大。总体上看，大隆组的下部和中部都表现出从中碳到高碳再到富碳这样的一个含碳量递增的旋回，而在上部主要是从中碳到含碳的一个递减的过程。这主要是由于沉积环境的改变而导致的。

通过对Th和U测线的研究发现，Th/U的波动与海平面的变化有很好的一致性［26］，同时也与划分的岩相有较好的对应关系(见图2)。当Th/U小于2时，盆地处于还原环境，海平面升高，水体加深，沉积物主要来源于深海，硅质和有机质丰富，表现为富碳、高碳和高硅中硅岩相，为优势岩相;当Th/U大于2时，盆地处于氧化环境，海平面降低，水体变浅，沉积物受陆源碎屑的影响，陆源石英增多，自生石英和有机质减少［25］，表现为含碳或低硅岩相。

图2Y1井大隆组Th/U与岩相对比

2 岩相特征

2．1富碳高硅页岩相

主要出现在大隆组下部，岩性为灰黑色、黑色硅质岩，碳质页岩，主要矿物为硅质(自生石英)、粘土矿物、石英、长石以及黄铁矿，含较多碳质。硅质为隐晶质且含量高，含有较多的方解石，石英长石含量较少。镜下可见大量放射虫，壳壁为硅质，部分被黄铁矿充填(图3a)。同时可以见到明显的亮暗同心圆，硅质外壳一般被有机质充填，部分被有机质溶蚀后被硅质所充填(图3b)，这就说明硅质来源与生物有关。

2．2富碳中硅页岩相

在大隆组的中部，岩性为灰黑色、黑色硅质岩。主要矿物为硅质(自生石英)、粘土矿物、石英、长石以及黄铁矿，含较多碳质。硅质为隐晶质，含量较高，石英长石含量较少。镜下可见放射虫，但大部分被方解石所充填(图3c)。

2．3高碳高硅页岩相

在大隆组的下部和中部，岩性为灰黑色、黑色硅质岩。主要矿物为硅质(自生石英)、粘土矿物、石英、长石以及黄铁矿，含较多碳质。硅质为隐晶质，含量较高，石英长石含量较少。镜下可见大量放射虫，壳壁为硅质，部分被黄铁矿充填，且具有定向分布等特点(图3d)。

图3X1井大隆组页岩显微镜下特征

3 结论

1)大隆组地层主要以石英和粘土矿物为主，含有方解石、白云石、斜长石、黄铁矿等，其中硅质含量为21%～63%，平均46．83%，有机碳含量为0．192%～9．93%，平均3．07%。

2)结合前人的研究成果，针对本地区，提出了新的页岩岩相分类方案。该方案以硅质和有机碳含量为标准，划分岩石相，共划分出10种岩石相。其中高碳高硅页岩相、富碳中硅页岩相和富碳高硅页岩相是最为有利的勘探开发岩相。通过与Th/U的对比发现，岩相与海平面变化相对应，即当Th/U小于2时，盆地处于还原环境，海平面升高，水体加深，沉积物主要来源于深海，硅质和有机质丰富，表现为富碳、高碳和高硅中硅岩相;当Th/U大于2时，盆地处于氧化环境，海平面降低，沉积物受陆源碎屑的影响，陆源石英增多，自生石英和有机质减少，表现为含碳或低硅岩相。

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Facies Classification of Well Y1 of Dalong Group in Western Regions of Lower Yangtze

CHEN Bo，ZHANG Jiaming，HAN Jing
(Unconventional Oil and Gas Collaborative Innovation Center in Hubei Province，Yangtze University，Wuhan，Hubei 430100，China)

There are more about shale lithofacies in Upper Yangtze region with less discussion of lower Yangtze．We have observed the outcrops and cores of Permian Dalong Group of Y1 well in western region of lower Yangtze．The mineral composition is dominantly clastic quartz and clay minerals，including feldspar，calcite，dolomite，pyrite and so on．There is not a unified classifi-cation for the shale lithofacies on the basis of the investigation of the recent classification of shale lithofacies．A comprehensive lithofacies classification scheme combined with the special nature of shale has been suggested in this paper．According to the organic carbon and silicon content of shale，it divided the shale lithofacies into differences:carbon low silicon shale lithofacies;carbon medium silicon shale lithofacies;carbon high silicon shale lithofacies;medium carbon low silicon shale lithofacies;medium carbon medium silicon shale lithofacies;medium carbon high silicon shale lithofacies;high carbon low silicon shale lithofacies;high carbon medium silicon shale lithofacies;high carbon high silicon shale lithofacies;carbon-rich medium silicon shale lithofacies;carbon-rich high silicon shale lithofacies．Of all the lithofacies above．I think high carbon high silicon shale lithofacies、carbon-rich medium silicon shale lithofacies and carbon-rich high silicon shale lithofacies are the most favorable facies．

Low Yangtze;Facies;Organic carbon;Silicon content;Favorable facies

P618．13

A

10．14101/j．cnki．issn．1002－4336．2017．01．020

2017－01－08

中海石油(中国)有限公司(CCL2014SHPS0036EXP)资助

陈波(1967－)，男，湖北松滋人，教授，博导，研究方向:储层沉积学、非常规油气资源评价，电话:027－69111832，E-mail:chpo@yantzeu．cdu．cn．