海相黑色頁巖甜點類型、特征及頁巖氣勘探意義
——以四川盆地南部五峰組—龍馬溪組為例

王紅巖 施振生 周天琪 趙 群 孫莎莎 祁 靈 梁萍萍

1.中國石油國家卓越工程師學院 2.國家能源頁巖氣研發（實驗）中心 3.中國石油勘探開發研究院

0 引言

1997年，Surdam 首次將甜點這一術語引入油氣領域，用以指油氣儲層中可獲取開發效益的優質儲滲體。1999年，美國地質調查局把甜點定義為可持續提供30年產量的含油氣區塊[1]。隨之，這一名詞延伸到了非常規地質研究領域，并依據不同需求對其含義加以界定。其中，部分學者強調甜點形成的地質作用，如Law[2]認為氣藏甜點是沉積和構造作用造成的局部高產氣區。部分學者強調其技術經濟條件，如李映艷等[3]認為甜點指在現有經濟技術條件下、具有實際開發效益的地質單元；趙仲祥等[4]認為氣藏甜點是特定研究區在當前經濟、技術條件下，能夠實現經濟、穩定生產的區域；蔡勛育等[5]認為氣藏甜點是滿足目前商業產出條件的連續油氣富集區域。更多的學者從油氣富集程度方面界定甜點。如張金川等[6]將“甜點”定義為氣藏中孔隙度、滲透率相對發育的天然氣富集區；楊升宇等[7]認為“甜點”是在物性整體較差背景下的局部高孔隙度、滲透率、且能提供較高天然氣日產量和持久經濟產量的氣藏發育區；Shurr 和Ridgley[8]將“甜點”定義為盆地中含氣或產氣區。甜點分為“甜點段”和“甜點區”[9-10]，其中，“甜點段”是指非常規油氣富集的層段，“甜點區”是指非常規油氣富集的區域。筆者認為，頁巖氣“甜點”是指非常規層系中，目前經濟技術條件下具有勘探開發可行性的頁巖氣富集高產的目標段和目標區，其包括“甜點段”和“甜點區”兩個空間類型。

非常規油氣儲層發育多種類型甜點。例如，依據甜點儲層的儲集空間類型和形成機制，致密砂巖甜點可分為“孔隙型”“裂縫型”[7]和“孔隙—裂縫型”3 大類[11]，“原生型”和“次生型”2 類[12]，或“異常高孔帶”和“裂縫發育帶”2 類[11]。依據控制致密砂巖甜點儲層形成、分布的主要地質作用，可分為相控型、縫控型和殼控型3 大類[5]。四川盆地南部（以下簡稱川南地區）上奧陶統五峰組—下志留統龍馬溪組黑色頁巖廣泛發育，頁巖氣分布存在“甜點段”和“甜點區”，甜點區可劃分出“構造型甜點區”和“連續型甜點區”2 種類型[13]，“甜點段”具有高有機碳含量（TOC）、高硅質含量、高孔隙度、高含氣量、層理和微裂縫發育等特征[10,14-17]。但是，五峰組—龍馬溪組頁巖氣甜點研究仍局限于龍馬溪組最底部的高硅質組分含量段，對甜點成因類型的多樣性及復雜性缺乏系統認識，從而大大限制了五峰組—龍馬溪組的頁巖氣勘探開發進程。為此，筆者以四川盆地南部五峰組—龍馬溪組為例，綜合分析相對海平面變化和裂縫特征與頁巖儲層品質之間的關系，明確了五峰組—龍馬溪組黑色頁巖的甜點成因類型、識別標準及分布規律，以期該研究成果能對頁巖氣勘探開發提供理論支撐。

1 甜點成因類型

以頁巖氣甜點儲層形成的主要控制因素為基礎，以相對海平面位置及裂縫特征為判識依據，將甜點分為沉積型和裂縫型2 大類型。沉積型甜點形成主要受沉積作用控制，裂縫型甜點形成主要受裂縫特征及分布控制。此外，也可見到沉積型甜點與裂縫型甜點疊合的情況，可定義為復合型甜點類型。

1.1 沉積型甜點

沉積型甜點是指細粒沉積物沉積過程中，由于相對海平面升高導致古水體的還原性增強、沉積物沉積速率降低和表層水體初級生產力增高而形成的頁巖氣甜點。根據甜點形成與相對海平面升降及岸線之間的關系，可劃分出早期海進型、快速海進型、晚期海進型和近濱海進型4 種甜點類型。沉積型甜點儲集空間以孔隙為主，頁巖基質孔隙度和基質滲透率高。

1.1.1 早期海進型甜點

早期海進型甜點形成于相對海平面緩慢上升時期。相對海平面上升早期，古洋盆水深整體較淺，水體整體處于富氧狀態。古洋盆局部低洼地區由于水深較大、水體含氧量較低，故有機質富集形成富有機質黑色頁巖[13-15]（圖1-a、表1）。隨著海平面緩慢上升，古洋盆水體變深，洋盆中心部位黑色頁巖分布范圍逐漸擴大。早期海進型甜點賦存于早期海進黑色頁巖中，其下伏為不整合面或海進侵蝕面，向上則為上覆快速海進型頁巖。

表1 川南地區五峰組—龍馬溪組頁巖氣甜點類型及其特征表

圖1 川南地區五峰組—龍馬溪組沉積型甜點成因類型圖

1.1.2 快速海進型甜點

快速海進型甜點形成于相對海平面快速上升時期（圖1-b、表1）。該時期可容空間增加速率遠大于沉積物供給速率，故水深快速增加，沉積濱線向岸快速收縮，缺氧水體大面積分布[16]。古洋盆大部分區域由于水體缺氧、沉積速率低，從而形成薄層的富有機質頁巖?？焖俸＿M型甜點賦存于富有機質硅質頁巖中，其常直接超覆于不整合面、海進侵蝕面或早期海進型甜點之上（圖1-b），向上演變為上覆海進中期和晚期沉積。

1.1.3 晚期海進型甜點

晚期海進型甜點形成于相對海平面緩慢上升時期（圖1-c、表1）。該時期雖然可容空間增加、沉積濱線向岸退縮，但由于沉積物供給速率增大，水深變淺。緩慢海進時期，由于陸源供給增加、波浪和風暴作用增強，高陸源碎屑輸入通量導致有機質稀釋，上下部水體垂向對流增強，缺氧水體面積減少。盆地較深部位的深水平原至深水洼地位置，由于整體處于氧化—還原界面之下，形成富有機質的晚期海進型黑色頁巖。晚期海進型甜點賦存于晚期海進型黑色頁巖中，其常覆蓋于快速海進頁巖之上，上覆形成最大海泛期頁巖。

1.1.4 近濱海進型甜點

近濱海進型甜點形成于相對海平面快速上升晚期（圖1-d、表1）。該時期可容空間增加，沉積濱線向岸推進。水深較淺的淺水陸棚，豐富的營養物質供給導致初級生產力增加，從而導致大量氧氣消耗引起水體缺氧，在溫躍層之下形成富有機質黑色頁巖[17-18]。近濱海進型甜點賦存于富有機質黑色頁巖中，其常覆蓋于不整合面之上，上覆最大海泛期頁巖。近濱海進型甜點常與晚期海進型甜點相伴生，盆地邊緣位置發育近濱海進型甜點，而盆地較深部位則發育晚期海進型甜點。

1.2 裂縫型甜點

黑色頁巖在成巖演化過程中，由于異常高壓、局部或區域構造應力等作用可形成大量網狀裂縫。裂縫從觀測尺度上可劃分為宏觀裂縫和微裂縫2 種類型。宏觀裂縫指巖心和露頭上肉眼可識別和描述的裂縫，裂縫長0.3～8.0 cm，多數小于1.0 cm，裂縫多貫穿巖心，裂縫開度多為0.1～3.0 mm；微裂縫指借助顯微鏡和掃描電鏡才能識別和描述的裂縫，裂縫開度多小于0.1 mm[19]。頁巖氣在網狀裂縫中富集所形成的甜點被稱為裂縫型甜點。根據甜點的裂縫組成及其成因機理，分為網狀微裂縫型和網狀宏觀裂縫型2 種甜點類型。裂縫型甜點頁巖儲集空間以宏觀裂縫和微裂縫為主，其基質孔隙度和基質滲透率不一定高。

1.2.1 網狀微裂縫型甜點

網狀微裂縫型甜點頁巖微裂縫發育，微裂縫有順層縫和垂直縫2 類，二者相互交織成網狀（圖2-a、表1）。網狀微裂縫型甜點多發育于富有機質的硅質頁巖或富有機質黏土質硅質頁巖中，其形成多與成巖作用有關。成巖演化過程中，黏土礦物轉化脫水、烴類生成、水熱增壓等作用形成異常高壓，從而產生大量順層縫；同時，垂向載荷作用產生大量垂直縫[20]。區域擠壓或伸展過程中，沿著頁巖層面順層滑動的剪切應力產生大量與巖層面大致平行或低角度滑脫裂縫，同時在高脆性地層中產生大量垂直裂縫。

圖2 川南地區五峰組—龍馬溪組裂縫型甜點成因類型示意圖

1.2.2 網狀宏觀裂縫型甜點

該類甜點的形成多是區域構造作用的結果。頁巖內部發育高角度構造縫、低角度層理縫和滑脫縫，二者共生構成復雜裂縫網絡系統。宏觀裂縫開度一般較大，主要介于毫米—厘米級。高角度裂縫一般以一定角度切穿或終止于層理面（圖2-b、表1）。低角度滑脫縫傾角較小，一般呈水平或低角度，縫面上常見擦痕、階步或光滑鏡面[21]。高角度縫主要由局部或區域構造應力作用下頁巖剪切/張性破裂形成，常與褶皺或斷層伴生；低角度滑脫縫主要由順層剪應力作用產生。網狀宏觀裂縫型甜點常發育于貧有機質黏土質硅質混合頁巖[22]，且一般發育于構造轉換帶與調節帶等變形程度較大的位置，工區斷裂規模為四級至五級。三級及以上斷裂發育區域由于斷層多切穿上覆蓋層造成保存條件破壞，從而不利于甜點的形成。

五峰組—龍馬溪組黑色頁巖早期形成的沉積型甜點由于后期的成巖及構造作用的影響，多形成沉積—構造復合型甜點。在此情況下，甜點類型命名可以采用構造型＋沉積型共同命名的原則。如，甜點為快速海進型沉積成因，后期又形成大量網狀微裂縫，這類甜點即可稱為網狀微裂縫型—快速海進型復合甜點。

1.3 縱向分布

測井、地球化學、巖石礦物、巖性和筆石帶的綜合分析結果表明，川南地區五峰組—龍馬溪組沉積時期，發生1 次二級相對海平面升降旋回和4 次三級相對海平面升降旋回（圖3）。二級相對海平面升降旋回中，WF1—WF4 形成于早期海進時期，LM1 形成于快速海進時期，LM2—LM5 下部形成于晚期海進時期，LM5 上部—LM8 形成于海退時期。4 次三級相對海平面升降旋回中，五峰組構成SQ1，LM1—LM4 構成SQ2，LM5 構成SQ3，LM6—LM8構成SQ4。

沉積型甜點分布受二級和三級相對海平面升降旋回共同控制（圖3）。其中，早期海進型甜點分布于二級相對海平面升降旋回的早期海進時期及SQ1的海侵和高位時期；快速海進型甜點分布于二級相對海平面升降旋回的快速海進時期及SQ2 的海侵時期；晚期海進型甜點分布于二級相對海平面升降旋回的晚期海進時期；近濱海進型甜點分布于二級相對海平面升降旋回的快速海進和晚期海進時期。

裂縫型甜點分布主要受成巖作用和裂縫發育帶控制。其中，網狀微裂縫型甜點分布主要受成巖作用控制，網狀宏觀裂縫型甜點分布主要受裂縫發育帶控制?？v向上，網狀微裂縫型甜點主要分布于龍一11小層，該層段由于自生石英和TOC高，在成巖作用過程中易產生大量網狀微裂縫。網狀宏觀裂縫型甜點縱向上各個層段均有分布。

2 甜點儲層特征

甜點儲層特征指甜點頁巖的層理類型、結構、礦物組成、有機質特征及孔隙類型等。這些特征受古沉積環境、成巖作用及構造作用等因素共同影響，任何一個因素的改變都會導致甜點儲層特征差異。

2.1 沉積型甜點

川南地區五峰組—龍馬溪組發育4 類沉積型甜點。不同類型甜點形成時期由于沉積物供給速率、物源遠近、古水動力條件等存在差異，從而導致頁巖儲層特征差異。

2.1.1 早期海進型甜點

早期海進型甜點以半遠洋沉積為主[23]，頁巖發育遞變型水平層理（圖4-a、表2），偶見透鏡狀層理[24-26]。頁巖礦物組分有石英、黏土礦物、方解石、白云石和斜長石等，局部黃鐵礦富集。其中，石英平均含量57.9%，黏土礦物平均含量15.9%，方解石平均含量14.4%，白云石平均含量7.3%。頁巖以細粉砂和細粒泥為主，細粉砂顆粒含量大于50%，雜基支撐結構（圖5-a）。掃描電鏡下，微晶石英平均粒徑小于4.0 μm，方解石平均粒徑13.7 μm，白云石平均粒徑10.2 μm。9 口井共264 塊樣品分析結果表明，早期海進型甜點頁巖TOC較低（平均值為1.4%），TOC由鈣質陸棚向深水洼地方向逐漸升高（圖6）。有機質多呈分散狀分布（圖5-a），局部富集。12 口井共83 塊樣品分析結果表明，有機孔和無機孔占比平均值分別占總孔隙度的46.5%和46.1%（圖7）[27]。

表2 川南地區五峰組—龍馬溪組頁巖氣甜點儲層特征表

圖4 川南地區五峰組—龍馬溪組甜點頁巖層理特征照片

圖5 川南地區五峰組—龍馬溪組甜點頁巖結構特征照片

圖6 川南地區五峰組—龍馬溪組甜點頁巖TOC 分布特征圖

圖7 川南地區五峰組—龍馬溪組甜點頁巖孔隙組成特征圖

2.1.2 快速海進型甜點

快速海進型甜點以遠洋沉積為主[28]，頁巖發育書頁型水平層理（圖4-b、表2），偶夾砂泥巖遞變型水平層理[29-30]。礦物組分有石英、方解石、白云石和黏土礦物等，石英含量高（平均64.8%），方解石（平均6.5%）、白云石（平均4.8%）和黏土礦物（平均15.9%）含量低。頁巖中細粒泥含量大于75.0%，雜基支撐結構（圖5-b）。掃描電鏡下，石英多以自生微晶石英（粒徑小于3.9 μm）為主（含量達85%），陸源細粉砂級（粒徑介于3.9～31.2 μm）石英含量低；方解石多為不規則粒狀細粉晶，溶蝕孔發育；白云石多為菱形細粉晶，溶蝕孔發育?？焖俸＿M型甜點頁巖TOC高（平均5.4%），TOC由鈣質陸棚向深水洼地逐漸降低（圖6）。有機質多呈分散狀（圖5-b），有機孔發育（平均值大于50.0%），無機孔和微裂縫占比較低（圖7）。

2.1.3 晚期海進型甜點

晚期海進型甜點以等深流沉積為主[31]，頁巖中發育砂泥巖互層型水平層理（圖4-c、表2），偶見書頁型水平層理。礦物組分有石英、黏土礦物、方解石和白云石等，局部黃鐵礦富集。其中，石英平均含量40.1%，黏土礦物平均含量40.8%，方解石平均含量4.4%，白云石平均含量3.3%。頁巖以細粉砂和黏土為主，細粉砂含量大于50.0%，雜基支撐結構（圖5-c）。掃描電鏡下，陸源石英平均粒徑7.6 μm，微晶石英平均粒徑小于4.0 μm；方解石平均粒徑10.23 μm，溶蝕孔發育；白云石平均粒徑13.83 μm，溶蝕孔發育。晚期海進型甜點頁巖TOC較低（平均值為2.7%），TOC由鈣質陸棚向深水洼地逐漸升高。頁巖中有機質多呈分散狀分布（圖5-c）。頁巖有機孔占比平均值大于50.0%，無機孔占比也較高（圖7）。

2.1.4 近濱海進型甜點

近濱海進型甜點以遠洋沉積為主，頁巖發育書頁型水平層理（圖4-d，表2），偶見砂泥巖互層型水平層理。頁巖礦物組分有石英、黏土礦物、方解石、白云石和斜長石等，局部見到黃鐵礦富集。其中，石英平均含量60.1%，黏土礦物平均含量18.9%，方解石平均含量2.4%，白云石平均含量7.2%，斜長石平均含量5.4%。頁巖以細粒泥為主，細粒泥含量大于75.0%，雜基支撐結構（圖5-d）。掃描電鏡下，微晶石英平均粒徑小于4.0 μm，方解石平均粒徑8.5 μm，白云石平均粒徑8.7 μm。晚期海進型甜點頁巖TOC較高（平均值為3.6%），TOC由臨濱相向深水斜坡相逐漸升高（圖6）。有機質多呈分散狀分布（圖5-d），局部有機質富集。頁巖有機孔占比平均值大于50.0%，無機孔占比相對較低（圖7）。

2.2 裂縫型甜點

川南地區五峰組—龍馬溪組發育2 類裂縫型甜點，裂縫發育特征受區域和局部構造應力、硅質含量、總有機碳含量、層理類型、異常高壓等因素的影響。

2.2.1 網狀微裂縫型甜點

網狀微裂縫型甜點頁巖TOC＞4.0%，硅質含量大于50.0%，發育書頁型水平層理（圖8-a）。頁巖粒徑以細粒泥為主，細粒泥含量大于50.0%，雜基支撐結構。有機質多呈分散狀分布，有機孔占比平均值大于50.0%，無機孔占比較低。網狀微裂縫型甜點多是快速海進型頁巖和近濱海進型頁巖在成巖演化過程中，由于黏土礦物轉化脫水、烴類生成、水熱增壓等作用而形成大量網狀微裂縫。網狀微裂縫型甜點因其高裂縫孔隙度和滲透率而與快速海進型甜點和近濱海進型甜點相區分。

圖8 川南地區龍馬溪組裂縫型甜點頁巖特征照片

2.2.2 網狀宏觀裂縫型甜點

網狀宏觀裂縫型甜點頁巖TOC＜4.0%，常發育于黏土質硅質混合頁巖中（圖8-b），頁巖發育砂泥巖互層型水平層理或砂泥巖薄互層型水平層理。頁巖粒徑以細粉砂為主，細粉砂含量大于50.0%，顆粒支撐結構。有機質多呈塊狀分布，有機孔占比平均值小于50.0%，無機孔占比較高。與網狀微裂縫型甜點類似，網狀宏觀裂縫型甜點也以高裂縫孔隙度和滲透率為特征，基質孔隙度和滲透率較低。該類甜點多發育于構造轉換帶與調節帶位置，甜點儲層的礦物組成、孔隙度和滲透率、TOC等與其所賦存的頁巖密切相關。

3 不同類型甜點平面分布特征

川南地區五峰組—龍馬溪組沉積型甜點分布受相對海平面升降旋回控制，裂縫型甜點分布主要受裂縫發育位置控制。

3.1 早期海進型甜點

早期海進型甜點形成于二級相對海平面上升早期及三級層序SQ1 形成時期。該時期相對海平面由于經歷大規模海退，故水深較淺，在波浪、潮汐、風暴浪等作用下，大部分水體中溶解氧含量高。盆地局部相對低洼的地區由于水深較大、水體封閉性較強，故水體含氧量低，從而形成小面積的富有機質頁巖。該時期富有機質頁巖主要分布于Lu206 井區、YS201井區和YS145 井區3 個區域（圖9-a），縱向上分布于WF2 上部。隨著相對海平面逐漸升高，盆地內缺氧的水體分布范圍擴大，YQ3 井、Lu211 井—H202井—JY1 井區也開始沉積富有機質頁巖（圖9-a），縱向上主要分布于WF3 早期。隨著相對海平面進一步上升，甜點分布范圍進一步擴大，除了北部的威遠和自貢外，其他地區均接受富有機質頁巖沉積。早期海進型甜點形成時期，由于相對海平面較低、沉積物沉積速率較大、水體含氧量較高，故富有機質頁巖厚度較大（4.0～6.0 m），但TOC較低。

圖9 川南地區五峰組—龍馬溪組頁巖甜點平面分布圖

3.2 快速海進型甜點

快速海進型甜點形成于二級相對海平面快速上升時期。該時期水深相對較大，相對海平面快速上升導致還原水體快速向濱岸遷移，從而形成富有機質頁巖大面積分布。該時期除了北部的Z204 井—W233 井—Zu201 井以北發育近濱海進型甜點外（圖9-b），其他地區均發育快速海進型甜點?？焖俸＿M型甜點由于形成時期陸源供給少、沉積物沉積速率低，頁巖厚度整體較?。?.0～2.6 m）、TOC高。

3.3 晚期海進型甜點

晚期海進型甜點形成于二級相對海平面上升晚期。該時期由于相對海平面上升速度變緩，沉積物沉積速率大于相對海平面上升速率，水體變淺，還原水體分布面積向盆地中心位置遷移。該時期，富有機質頁巖分布于道真巴漁—YQ3 井—Z205 井—Zuo3井圍繞的范圍內（圖9-c）。其他地區由于水體富氧，富有機質頁巖不發育。晚期海進型甜點由于形成時期沉積物沉積速率較大，TOC偏低、頁巖厚度較大，一般介于0～30.0 m。

3.4 近濱海進型甜點

近濱海進型甜點形成于二級相對海平面的快速海進和晚期海進時期。該時期由于相對海平面上升，在近濱位置營養物質豐富，藻類繁盛導致初級生產力提高，洋底缺氧良好保存條件下形成富有機質頁巖。近濱海進型甜點主要分布于自貢—Lu206 井—Zu203井區以北（圖9-d），富有機質頁巖厚度一般為3.0～9.0 m。

3.5 裂縫型甜點

平面分布主要受研究區的斷裂帶控制。其中，網狀微裂縫型甜點主要分布于小型斷裂帶附近，網狀宏觀裂縫型甜點主要分布于四級及五級斷裂帶附近。

4 頁巖氣勘探意義

4.1 沉積型甜點儲層特征成因

4.1.1 早期海進型甜點

早期海進型甜點頁巖陸源物質含量高，TOC較低，TOC由盆地邊緣向中心逐漸升高（圖6-a）[33]。高陸源物質含量和低TOC是古沉積期高陸源碎屑風化輸入通量和相對低的海平面導致形成。相對低的海平面造成水深較淺及濱線位置較近，從而導致陸源碎屑供給較為充分。同時，較淺的水深造成水體含氧量高，只有盆地相對低洼的地區才發育小面積的富有機質頁巖。隨著相對海平面上升，水深變大，水體還原性增強，頁巖TOC增高。同時，由盆地邊緣到盆地中心方向，由于水深增大，水體還原性增強，TOC向盆地中心升高。

4.1.2 快速海進型甜點

快速海進型甜點頁巖中微晶石英及TOC高，TOC由盆地邊緣向中心逐漸降低（圖6-b）。頁巖高微晶石英含量與高初級生產力有關，高TOC是強還原水體、低沉積速率和高初級生產力共同作用的結果[34]?？焖俸Ｇ謺r期，由于海平面快速上升，陸源供給大量減少。同時，地表水帶來了大量營養元素，從而導致初級生產力提高。在此背景下，放射蟲、硅質海綿等生物大量繁盛，從而導致硅質大量富集[26]。同時，強烈的火山作用及全球氣候變暖[35-36]造成大洋水體整體處于貧氧/缺氧狀態[37]，有利于有機質保存。該時期大洋的沉積速率僅為1.7～7.5 m/Myr[27]，非常有利于有機質的大規模聚集。晚奧陶世至早志留世，藻類、放射蟲、筆石和其他生物廣泛分布于揚子陸架海，地表水營養元素如Ba、P、Ni、Zn 等含量高[38]，均表明快速海進型頁巖具有高生產力背景。

快速海進型甜點頁巖的TOC從盆地邊緣向中心逐漸降低。水深的增加和黏土礦物含量的降低是TOC向盆地方向降低的主要原因。海相頁巖中分散有機質主要來源于海洋浮游植物，藻類有機質向海洋沉積物的輸入與初級生產力和水深密切相關。從表層生產力沉降到底層沉積物中的碳含量受水深影響較大。水體中有機質的降解和再循環（無論是氧化或缺氧）顯著降低了水體中的氧含量。一般情況下，由于表層生產力降低和水體再礦化，藻類有機質向底部沉積物的供應能力隨著水深和距海岸線距離的增加而減少。因此，海侵頁巖的TOC向盆地中心逐漸降低。此外，黏土礦物有利于吸收和保存大量有機碳，有利于TOC提高。離海岸線距離的增加導致黏土礦物含量減少，降低了盆地方向TOC。

4.1.3 晚期海進型甜點

晚期海進型甜點頁巖以等深流沉積為主，TOC整體偏低，由盆地邊緣向中心逐漸升高（圖6-c）。高位體系域發育時期，由于沉積速率大于沉降速率，水體逐漸變淺。在盆地整體處于回彈隆升的背景下，盆地流通性變好，底流活動增強。頁巖低TOC是由于盆地水體較高含氧量及沉積物高沉積速率共同導致的。該時期，由于水體上下對流作用強，水體含氧量低，不利于有機質保存。同時，高沉積速率造成有機質稀釋，TOC降低。由盆地邊緣向中心位置，由于水深變大，水體還原性增強，有機質保存能力增強。同時，陸源供給減少，頁巖TOC增高。

4.1.4 近濱海進型甜點

近濱海進型甜點頁巖TOC向盆地方向逐漸升高，且整體較高（圖6-d）。頁巖高TOC是豐富的營養物質供給導致的。近濱海進型甜點形成時期，由于相對海平面上升，在水體較淺的淺水陸棚位置，豐富的營養物質供給造成有機質生產力增加，從而導致水體缺氧及富有機質頁巖形成。此外，由臨濱向較深水方向，由于水深增大，沉積物沉積速率降低，向盆地方向TOC逐漸升高。

4.2 頁巖氣下一步勘探方向

4.2.1 早期海進型甜點和晚期海進型甜點是下一步勘探方向

川南地區快速海進型甜點和近濱海進型甜點勘探已取得重大突破。該地區頁巖氣勘探目前集中于昭通、長寧、瀘州、渝西和威遠地區。昭通、長寧、瀘州、渝西地區頁巖氣勘探有利層位分布于龍一11小層，為快速海進型甜點；威遠地區頁巖氣勘探有利層位分布于龍一12—龍一13小層，為近濱海進型甜點。截止2022年，昭通地區頁巖氣累計產量為85.80×108m3，長寧地區頁巖氣累計產量為252.34×108m3，瀘州地區頁巖氣累計產量為36.10×108m3，威遠地區頁巖氣累計產量為198.40×108m3。

川南地區五峰組—龍馬溪組早期海進型甜點和晚期海進型甜點大面積分布。其中，早期海進型甜點發育層位為五峰組WF2—WF3，分布于NX202 井—Z202 井—Zu203 井—JY1 井—JYT1 井—N216 井—N219 井范圍內（圖10-a）；晚期海進型甜點發育于LM2—LM5，分布于Z202 井—DS1 井—N216 井區及TH1 井—JY1 井區（圖10-b）。

圖10 川南地區五峰組—龍馬溪組早期海進型甜點和晚期海進型甜點有利區分布圖

川南地區五峰組—龍馬溪組早期海進型和晚期海進型甜點頁巖儲層品質和含氣性好，是下一步勘探的重要目標。以涪陵地區JY1 井為例，該井五峰組發育早期海進型甜點，頁巖厚度為4.7 m，石英、長石等脆性礦物含量介于50.9%～80.3%（平均值為62.4%），TOC平均值為4.6%，平均孔隙度為5.3%[39]。該井在垂深2 385～2 415 m 層段進行水平鉆探，測試日產天然氣20.30×104m3。以瀘州地區Y101H2-7井為例，該井LM2—LM4 筆石帶（龍一12—龍一13小層）發育晚期海進型甜點，頁巖厚度為12.9 m，石英、長石等脆性礦物含量為56.0%，TOC平均值為3.8%，平均孔隙度為4.9%。該井在垂深2 385～2 415 m 層段進行水平鉆探，測試日產天然氣50.69×104m3。

4.2.2 裂縫型甜點勘探目標

對于川南地區五峰組—龍馬溪組封閉條件好的地區，成巖演化過程中黏土礦物脫水轉化可產生大量成巖收縮縫，從而易于形成網狀微裂縫型甜點。成巖演化過程中，以蒙脫石轉化脫水量最大。蒙脫石向混層黏土轉化，混層黏土再向伊利石、綠泥石轉化，最后形成伊利石和綠泥石。由于基質受壓縮等過程是不可逆的，不會因為沒有儲存空間而停止進行，所以富含黏土礦物的層段會產生大量成巖收縮裂縫。隨著地層壓力系數增大，高流體壓力有利于收縮縫的保持和擴大，從而導致成巖收縮裂縫密度的增大。

川南地區深層龍馬溪組龍一2亞段黏土礦物含量高，以伊利石為主，下部層段裂縫密度大。富裂縫發育段由于與下伏的優質頁巖段相鄰，在裂縫的有效溝通下，可形成甜點發育段。以Y101H3-8 井為例，其龍一2亞段黏土礦物含量約44.0%，含氣量為4.1 m3/t，成巖收縮縫發育，裂縫密度達6 條/m，該亞段目前頁巖氣日產氣量為4.6×104m3，累產氣量3 874×104m3。Y101H2-7 井龍一2亞段黏土礦物含量約43.0%，含氣量為1.85 m3/t，成巖收縮縫發育，裂縫密度達3.5條/m，該亞段測試日產氣量為10.20×104m3，展示出良好的勘探潛力[19]。

川南地區五峰組—龍馬溪組構造轉換帶及調節帶具有弱變形與弱改造特征，網狀宏觀裂縫發育，從而形成網狀宏觀裂縫型甜點。以昭通示范區為例，高產井所處的黃金壩、紫金壩、云山壩及大寨有利區塊所在的建武、羅場及敘永中生界復向斜，均位于構造轉換帶與調節帶范圍內，網狀宏觀裂縫發育，頁巖氣富集高產[40]。以建武復向斜為例，其主要發育基底卷入型的背沖、對沖、疊瓦逆沖等基本構造樣式，向斜較寬緩，向斜斜坡—槽部斷裂不發育、地層傾角15°～20°，后期改造相對較弱。構造轉換帶與調節帶內的頁巖氣圈閉至少有側向和垂向2 組方向氣源供給，加上多期埋藏生烴與多期多組斷裂運聚，中生界復向斜具有多源匯聚與復合成藏優勢。

5 結論

1）根據甜點儲層形成的主控因素，海相黑色頁巖可分為沉積型和裂縫型2 大類型。沉積型甜點根據形成時期相對海平面位置可進一步劃分為早期海進型、快速海進型、晚期海進型和近濱海進型；裂縫型甜點根據裂縫組成及成因機理分為網狀微裂縫型和網狀宏觀裂縫型。

2）早期海進型和近濱海進型甜點頁巖以半遠洋沉積為主，粉砂和黏土混雜堆積，TOC較低；快速海進型以遠洋沉積為主，微晶石英發育，TOC高，有機孔發育；晚期海進型以等深流沉積為主，粉砂含量相對較高，TOC偏低，無機孔相對發育；裂縫型甜點宏觀裂縫和微裂縫發育，但基質孔隙度和滲透率不一定高。

3）黑色頁巖早期海進型甜點分布于五峰組WF2—WF3，快速海進型甜點分布于龍一11小層，晚期海進型分布于龍一12—龍一13小層及龍一14小層，近濱海進型甜點分布于龍一11—龍一13小層，網狀微裂縫型甜點主要分布于龍一11小層，網狀宏觀裂縫型甜點分布受斷層和構造轉換帶控制。

4）川南地區沉積型甜點中的快速海進型和近濱海進型勘探已取得重大突破，早期海進型和晚期海進型頁巖儲層品質和含氣性均好，是下一步勘探的重要目標。對于裂縫型甜點，龍一2亞段黏土礦物含量高，成巖收縮縫發育，局部可能形成網狀微裂縫型甜點；構造轉換帶與調節帶具有弱變形與弱改造特征，網狀宏觀裂縫發育，可能形成網狀宏觀裂縫型甜點。