原標題：湖南中部上古生界頁岩氣戰略選區調查取得新進展
來源於《中國地質調查成果快訊》
摘要：湘中漣源凹陷與宜昌斜坡帶是已經被證實具較大頁岩氣勘探潛力的地區。選擇宜昌斜坡帶、漣源凹陷車田江向斜作為工作區，重點針對奧陶系五峰組—志留系龍馬溪組、石炭系測水組2個頁岩層系部署實施參數井3口，實現了宜昌斜坡帶五峰組—龍馬溪組頁岩氣重大發現，為中揚子地區志留系頁岩氣重大突破奠定堅實的基礎，獲取了頁岩氣詳細評價參數，有力地支撐了宜昌頁岩氣示範基地的建設，並且帶動了周邊油田頁岩氣勘探。
1.項目概況
“湘中坳陷上古生界頁岩氣戰略選區調查”項目，歸屬於“全國油氣資源戰略選區調查”工程，由自然資源部中國地質調查局武漢地質調查中心承擔。總體目標任務是在漣源凹陷與宜昌斜坡帶部署實施頁岩氣參數井工程，以期實現頁岩氣資源調查戰略突破，獲取資源評價參數，開展石炭系和志留系頁岩氣形成富集主控因素研究，評價頁岩氣資源潛力，查明頁岩氣富集主控因素。項目實施過程中，為貫徹落實中國地質調查局黨組關於“調整優化頁岩氣油氣調查部署，加大宜昌地區聯合攻堅力度”的精神，支撐“鄂西地區油氣頁岩氣地質調查聯合攻堅”，完成“在宜昌先導區查明支撐100億m3/a產能的頁岩氣資源基礎”的目標，項目將工作投入向宜昌地區進行部分調整與聚焦，力爭將宜昌頁岩氣項目成果拓展夯實。
2.成果簡介
（1）鄂宜頁2井實現了中揚子地區志留系頁岩氣調查重大發現，為宜昌地區志留系頁岩氣重大突破奠定基礎，開拓了長江中游油氣勘探新領域。在宜昌龍泉鎮雙泉村實施的鄂宜頁2井鑽獲奧陶系五峰組—志留系龍馬溪組含氣頁岩38.5m，TOC大於2%的優質頁岩16.7m，現場解析總含氣量在1.03～3.33m3/t，平均1.97m3/t（圖1），水浸試驗氣泡劇烈，實現了中揚子地區志留系頁岩氣調查的重大發現。通過綜合鑽井、常規測井、目的層特殊測井和樣品分析測試資料，開展儲層綜合評價，指出含氣頁岩底部10m具有“三高二低” 的電性特徵和高TOC、孔隙度、含氣性和硅的特點，是頁岩氣富集的最優質的儲層。2017年，對鄂宜頁2井最優質儲層開展500m水平段壓裂試氣，獲日產量3.15萬m3/d，無阻流量為5.76萬m3/d的工業氣流，實現了中揚子地區志留系頁岩氣調查的重大突破，開拓了長江中游油氣勘探新領域。
圖1 鄂宜頁2井奧陶系五峰組—志留系龍馬溪組頁岩儲層綜合評價圖
（2）鄂宜頁3井鑽獲志留系、寒武系頁岩氣層，進一步鞏固了鄂西地區頁岩氣資源基礎。部署在黃陵隆起東緣的鄂宜頁3井從井深1411.6m時見氣測異常，全烴值由0.11%上升至3.21m%，甲烷含量由0.066%上升至1.922%，共計鑽獲奧陶系五峰組志留系龍馬溪組含氣頁岩38m（1414～1452m），其中底部22m（1430～1452m）為頁岩氣層段，總含氣量主要分佈於0.88～2.48m3/t之間，最高可達3.86m3/t，平均為1.78m3/t，浸水試驗氣泡劇烈（圖2）。鄂宜頁3井鑽至井深2968m寒武系水井沱組時見氣測異常，全烴值從0.20%上升至1.83%，共計鑽獲含氣層段85m/2層，頁岩47m，其中底部15m為優質頁岩段，巖性為黑色炭質頁岩，富含黃鐵礦，水浸試驗氣泡顯示較好。鄂宜頁3井五峰組—龍馬溪組頁岩氣的發現，將該層系頁岩氣目標區向西南拓展，結合二維地震勘探成果，採用井—震結合的方法，開展了志留系頁岩氣儲層的甜點識別。此外，該井鑽遇寒武系水井沱組富有機質泥頁岩，證實了黃陵隆起東南緣存在一個臺內凹陷，二維地震資料揭示，此臺內凹陷沉積的富有機質泥頁岩厚度最大可達60m，臺內凹陷面積可達270km2。鄂宜頁3井鑽獲寒武系水井沱組頁岩氣的顯示證實了臺內凹陷亦具有含氣潛力，根據二維地震處理解釋和綜合評價結果，該新區頁岩氣Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ類有利區面積分別為74.3km2、46.2km2和79.5km2，進一步拓展了寒武系頁岩氣勘探區範圍（圖3）。
圖2 鄂宜頁3井龍馬溪組岩心水浸實驗與層面照片
圖3 宜昌地區寒武系水井沱組頁岩氣綜合評價圖
（3）湘漣頁1井鑽獲石炭系海陸過渡相“三氣”顯示，為湘中地區下一步石炭系油氣勘探奠定基礎。在湘中凹陷部署的湘漣頁1井鑽獲測水組含氣頁岩段51m，其中炭質頁岩21.8m，煤層7.2m，含炭質泥質粉砂岩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%，現場解吸實驗結果顯示總含氣量介於0.11～0.38m3/t，平均為0.15m3/t，水浸實驗發現明顯氣泡。另外，湘漣頁1井鑽獲石磴子組含氣層共71m，氣測全烴介於0.12%～1.67%之間，甲烷值介於0.06%～1.37%之間，現場含氣量為0.15m3/t～0.70m3/t，平均為0.21m3/ t（圖4），水浸實驗氣泡較為劇烈。
圖4 湘漣頁1井石炭系測水組、石磴子組綜合柱狀圖
（4）完成了宜昌地區志留系和湘中地區石炭系頁岩氣資源潛力評價，優選6個有利區、1個目標區。通過井—震結合的方法，開展了頁岩氣儲層的甜點識別，並參考沉積相、地震預測成果、埋深、地震資料品質、斷裂發育情況進行綜合評價，進一步圈定了頁岩氣有利區範圍，共劃分出有利區6個，目標區1個。其中在宜昌斜坡帶志留系劃分出分鄉-龍泉有利區、南漳-遠安有利區和龍泉目標區，有利區面積1703.4km2，估算地質資源量4275.19×108m3；龍泉目標區面積632.8km2，估算地質資源量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個有利區，面積共計877.9km2，資源量合計可達1317×108m3。
（5）查明瞭宜昌地區志留系頁岩氣形成富集主控因素，指出WF1-LM3筆石帶（優質儲層段）發育完整是宜昌地區志留系頁岩氣形成的基礎，宜昌斜坡帶穩定的構造保存是頁岩氣富集的關鍵，並建立了頁岩氣成藏模式。通過古生物、有機-無機地球化學、含氣性、儲集物性等綜合研究，對比宜昌斜坡地區志留系頁岩氣井，綜合分析頁岩氣成藏的主控因素，指出WF1-LM3筆石帶（優質儲層段）發育完整是宜昌地區志留系頁岩氣形成的基礎，宜昌斜坡帶穩定的構造保存是頁岩氣富集的關鍵，古地理、古氣候、古環境造成LM5-LM6筆石帶的缺失，是宜昌地區志留系黑色頁岩厚度和含氣性差於焦石壩地區的主要原因。基於鄂宜頁2井、鄂宜頁3井勘探發現，早先形成的逆斷層在區域水平應力的作用下發生了一定程度的旋轉，對志留系頁岩氣構成封閉作用，結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志留系的儲層有重要的封堵作用，以此為依據建立“逆沖走滑斷裂控藏型”頁岩氣成藏模式。
（6）探索了漣源凹陷石炭系測水組頁岩氣富集主控因素，初步建立了成藏模式。基於漣參1井、湘漣頁1井及2015H-D6井頁岩氣勘探發現，可以判定漣源凹陷頁岩氣含氣量主控因素不是有機碳，而是成熟度、保存條件。瀉湖沼澤相煤層和炭質頁岩發育是頁岩氣形成的基礎，但頁岩演化程度過高造成有機質孔隙坍塌收縮，儲集物性較差，而後期構造運動（滑脫層）破壞了部分區域保存條件進一步導致頁岩含氣量變差。向斜內相對穩定的構造特徵，以及測水組炭質頁岩之上廣泛發育的煤層、梓門橋組膏岩層和印支—燕山期形成的逆衝斷層共同作用下，在向斜內形成一定範圍的壓力封閉，有利於原地頁岩生氣並就近成藏，而向斜中心受滑脫層顯著的影響，導致氣體自核部向兩翼順層小幅度運移，進而在翼聚集成藏（圖5）。
圖5 漣參1井、湘漣頁1井及2015H-D6井氣測效果（上）與運聚路線（下）
3.成果意義
實現了宜昌斜坡帶五峰組—龍馬溪組頁岩氣重大發現，為中揚子地區志留系頁岩氣重大突破奠定堅實的基礎，獲取了頁岩氣詳細評價參數。通過蒙託卡洛法估算了頁岩氣資源量，有力地支撐了宜昌頁岩氣示範基地的建設。提出WF1-LM3筆石帶發育完整和宜昌斜坡帶穩定的構造背景是頁岩氣形成富集的主控因素，建立宜昌斜坡帶斷裂控藏頁岩氣成藏模式，指導了宜昌地區下一步頁岩氣勘探。在原鄂宜頁2井基礎上部署實施的水平井——鄂宜頁2HF井，通過水力壓裂獲得氣產量3.15×104m3/d，無阻5.76×104m3/d工業氣流，取得了宜昌斜坡地區五峰組—龍馬溪組的頁岩氣突破，極大地提振頁岩氣勘探信心。宜昌斜坡區五峰組—龍馬溪組的重大發現與突破有效帶動油氣公司在宜昌地區的頁岩氣勘探開發工作。
（中國地質調查局武漢地質調查中心 張國濤 張保民 陳孝紅 陳林 呂嶸供稿）
