盤州地區龍潭組頁巖氣成藏地質條件＊

張桂娜，黃宇琪，林琴，楊玉蘭，楊瑩潔，丁雪

盤州地區龍潭組頁巖氣成藏地質條件＊

張桂娜，黃宇琪，林琴，楊玉蘭，楊瑩潔，丁雪

（六盤水師范學院 礦業與土木工程學院，貴州 六盤水 553000）

貴州省頁巖氣資源量較大，是中國南方的重點勘探區域之一，二盤州地區作為傳統的煤炭產區，其發育的海陸過渡相龍潭組含煤頁巖層系具有很大的頁巖氣資源潛力。龍潭組頁巖厚度較大、埋深適宜、巖石整體塑性較大、脆性一般。有機質以Ⅱ2型和Ⅲ型為主，有機質豐度高，處于高成熟階段。儲集物性好，具有良好的儲氣能力。現場解吸含氣量及等溫吸附含氣量均較高。整體具有很高的頁巖氣資源潛力，但龍潭組頁巖煤線發育，巖石塑性高，后期開發難度較大。

頁巖氣；龍潭組；成藏條件；地表條件

根據中國頁巖氣資源全國普查結果顯示：貴州全省頁巖氣總地質的資源量排在中國第四，總資源量達到1.048× 1013m3，具有很大的頁巖氣勘探開發潛力。但貴州地區以山地為主的地表條件以及復雜的地質構造條件導致其勘探開發難度較大，至今尚未實現商業開發。盤州地區位于貴州省西部，是中國西南地區主要的煤炭資源產地，發育有厚度較大的海陸過渡相煤系地層。

1 區域地質概況

盤州地區位于上揚子地塊滇東—黔中隆起中間部位，從地區的地形地貌特征來看主要發育有盤關向斜、土城向斜等單元構造特征[1]。根據出露部分結合研究結果來看，二疊系和三疊系分布最為廣泛。盤州地區內的巖層傾角大多處于15°～30°之間，局部區域達到50°～60°之間，該構造的區域形跡以西北向為主，其次是近南北向。龍潭組是該地區主力產煤層系之一，也是盤州最為重要的潛質頁巖層系之一，其主要發育的體系是上段沉積相主要為三角洲，下段沉積相主要為潮坪-潟湖相。

2 頁巖氣成藏條件

2.1 龍潭組頁巖空間分布特征

盤州地區龍潭組頁巖層系厚度多大于30 m，野外觀測所得最大厚度約為90 m，單層厚度多大于5 m，觀測所得最大單層厚度約10 m，厚度能夠符合資源富集及開采要求。根據野外勘探及資料查詢可知，該地區龍潭組頁巖層系埋深基本介于300～2 000 m，深度適宜，既具有一定的保存條件，也不會對開采造成阻礙。

2.2 龍潭組頁巖層系巖石學特征

盤州地區龍潭組頁巖層系巖性以砂巖、粉砂巖、泥巖、頁巖及煤巖為主，頁巖中黃鐵礦、菱鐵礦較為發育，化石較少，且在泥巖、頁巖段中煤線均較為發育。頁巖層段整體黏土礦物含量較高，多大于40%，石英、長石、碳酸鹽巖礦物等脆性礦物含量不高，含量在35%左右。龍潭組頁巖整體塑性偏高，脆性較差，這將對后期壓裂開采造成一定困難[2-3]。

2.3 龍潭組頁巖層系地化條件

頁巖氣的儲層評價主要是根據頁巖里的有機質豐度、類型、成熟度等。這三個地化條件能夠反映頁巖中有機質的產氣能力和產氣階段，與頁巖含氣量均有重要聯系。根據干酪根鏡檢結果，龍潭組頁巖干酪根以Ⅱ2型和Ⅲ型為主[4-5]，具有較好的生氣潛力。有機質豐度主要用頁巖的總有機碳含量（）來表征，一般認為=0.5%為潛質頁巖層系的下限，達到1.0%以上則可以認為其為優質烴源巖。對盤州地區龍潭組頁巖的測定顯示：其主體介于2.0%～15.0%，平均值約為5.0%，整體有機質豐度很高，具有很好的生烴潛力。而有機質的成熟度主要是由鏡質體反射率來體現，一般認為＜0.4%時，有機質處于未成熟階段；值為0.4%～0.7%時，有機質處于低成熟階段；為0.7%～1.0%時，有機質處在成熟階段；為1.0%～2.0%時，有機質處于高成熟階段；＞2.0%時，有機質處在過成熟階段。盤州地區龍潭組頁巖值為0.8%～2.6%，主體處在高成熟階段，有利于氣體產出。整體來看，盤州地區龍潭組頁巖有機質地球化學條件較好，整體具有較大的生氣潛力。

2.4 龍潭組頁巖層系儲集條件

頁巖氣資源的一大特殊性表現在頁巖層系既是烴源巖也是主要的儲集層，其儲集條件直接影響了產出其他的賦存狀態。盤州地區對龍潭組頁巖的儲集條件研究尚不成熟，可查閱資料較少，但黔西—黔西北大區內的龍潭組頁巖儲集條件研究已經取得一定成果，因周緣地區與盤州地區龍潭組沉積相等地質背景沒有太大區別，其研究成果具有一定借鑒意義。黔西—黔西北大區內龍潭組頁巖主要發育的儲集空間類型為粘土礦物粒內孔、黃鐵礦晶間孔、有機質粒內孔及微裂縫[6-7]。BET比表面積介于7～27 m2/g，BJH總孔體積為 0.021 2～0.004 64 mL/g，平均孔徑6 nm，以中孔為主，整體儲集條件較好，儲氣能力較好。

2.5 龍潭組頁巖層系含氣量

能直接反映頁巖中天然氣含量的參數是頁巖含氣量，并且能夠直接反映其資源潛力。龍潭組頁巖具有良好的生烴條件和儲集條件，這使得其含氣量也較高。據黔西—黔西北地區已有測試數據顯示，埋深大于400 m范圍內的龍潭組頁巖樣品現場解吸含氣量多大于2.0 m3/t，最大解吸氣量達到 19.2 m3/t，具有很高的含氣量，等溫吸附含氣量多大于 1.80 m3/t，最大飽和吸附氣量達到8.80 m3/t，反映龍潭組頁巖具有良好吸附能力[8]。這兩個數據能夠反映出龍潭組頁巖含氣量和吸附能力均很高，后期采用壓裂開采方式能夠獲得較大工業氣流的可能性很高。

3 結論

盤州地區作為傳統的煤炭產區，其發育的海陸過渡相龍潭組含煤頁巖層系具有很高的頁巖氣資源潛力。龍潭組頁巖累積厚度多大于30 m，單層厚度多大于5 m，主體埋深為300～2 000 m，巖石整體黏土礦物含量較高，塑性較大，脆性一般。干酪根以Ⅱ2型和Ⅲ型為主，主體介于2.0%～15.0%之間，有機質豐度高，約為0.8%～2.6%，主體處于高成熟階段。儲集物性較好，具有良好的儲氣能力。現場解吸含氣量大于2.0 m3/t，等溫吸附含氣量大于1.80 m3/t，含氣量較高。整體具有很高的頁巖氣資源潛力，但龍潭組頁巖的脆性不高，可能會對后期壓裂開采造成一定困難。

［1］王雙美，秦云虎.貴州水城發耳井田龍潭組沉積特征及聚煤規律［J］.中國煤炭地質，2013，5（4）：11-15，26.

［2］李凱，易旺.貴州省盤州地區龍潭組沉積特征及展布規律［J］.天然氣技術與經濟，2019，13（2）：21-23.

［3］鐘方軍.六盤水地區龍潭組煤儲層微觀孔隙結構特征分析［J］.煤質技術，2016（4）：6-11.

［4］孫全宏.黔西北地區龍潭組頁巖氣形成條件與分布預測［D］.北京：中國地質大學，2014.

［5］張鵬，張金川，劉鴻，等.貴州下志留統龍馬溪組頁巖氣成藏條件分析［J］.中南大學學報（自然科學版），2016，47（9）：3086-3092.

［6］黃宇琪，張金川，張鵬，等.東濮凹陷北部沙三段泥頁巖微觀儲集空間特征及其主控因素［J］.山東科技大學學報（自然科學版），2016，35（3）：8-16.

［7］張鵬，黃宇琪，張金川，等.黔西北地區龍潭組海陸過渡相泥頁巖孔隙分形特征［J］.煤炭學報，2018，43（6）：1580-1588.

［8］易同生，高為.六盤水煤田上二疊統煤系氣成藏特征及共探共采方向［J］.煤炭學報，2018，43（6）：1553-1564.

張桂娜（1996—），女，貴州遵義人，本科，地質工程專業。

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

黃宇琪（1990—），女，江蘇常熟人，碩士研究生，實驗師，研究方向為非常規油氣研究。

貴州省高等學校大學生創新創業訓練計劃項目“盤州地區頁巖氣資源潛力研究”

2095－6835（2019）24－0018－02

〔編輯：張思楠〕