四川盆地涪陵地区龙马溪组含气页岩段上部气层平面非均质性特征及其发育主控因素

包汉勇 ,  孟志勇 ,  李凯 ,  常振 ,  郁飞 ,  易雨昊 ,  赵天逸

地球科学 ›› 2023, Vol. 48 ›› Issue (07) : 2750 -2763.

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地球科学 ›› 2023, Vol. 48 ›› Issue (07) : 2750 -2763. DOI: 10.3799/dqkx.2023.154

四川盆地涪陵地区龙马溪组含气页岩段上部气层平面非均质性特征及其发育主控因素

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Plane Heterogeneity Characteristics and Main Controlling Factors of Development of Upper Gas Layer in Gas-Bearing Shale of Longmaxi Formation in Fuling Area, Sichuan Basin

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摘要

涪陵地区五峰组‒龙马溪组底部发育一套富有机质页岩,依据页岩品质、含气性将该套页岩储层纵向上细分为9个小层,并明确下部①~⑤小层优质含气页岩段为主力开发层系.2017年,焦石坝区块针对龙马溪组一段上部中低品位页岩气层(⑥~⑨小层)启动了分层开发调整工作并取得了较好成效,但是上部气层页岩品质及厚度在平面上具备较强的非均质性,影响了分层开发调整工作的正常推进.通过对海底古地貌、水动力条件等开展系统研究,明确了上部气层的平面非均质性特征及其发育主控因素.上部气层自涪陵地区南部和北部向中部梓里场‒白涛地区由混合页岩相(粘土和陆源石英二元混合)转变为长英质页岩相(岩矿以陆源长英质为主)和粘土页岩相,页岩品质略有变差,中部梓里场‒白涛地区的北缘和南缘⑦小层出现明显减薄,普遍缺失上半段;同时在部分井区缺失⑦~⑨小层,缺失区呈现北东向条带状展布.构造火山活动、海平面升降、海底古地貌、陆源供给及底流沉积作用共同控制了上部气层的平面非均质性展布特征.

关键词

五峰组‒龙马溪组 / 上部气层 / 页岩气 / 储层非均质性 / 主控因素 / 底流作用 / 海底古地貌 / 涪陵 / 四川盆地

Key words

Wufeng Formation-Longmaxi Formation / upper gas layer / shale gas / reservoir heterogeneity / main controlling factor / bottom current / seabed paleogeomorphology / Fuling / Sichuan Basin

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包汉勇,孟志勇,李凯,常振,郁飞,易雨昊,赵天逸. 四川盆地涪陵地区龙马溪组含气页岩段上部气层平面非均质性特征及其发育主控因素[J]. 地球科学, 2023, 48(07): 2750-2763 DOI:10.3799/dqkx.2023.154

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奥陶系五峰组‒志留系龙马溪组沉积早期,受南北向都匀运动的强烈影响,四川‒湖北‒湖南形成一个统一的以黔中隆起为前缘隆起的隆后坳陷盆地,整个隆后盆地为东西向展布的深水陆棚沉积环境(图1)(张海全等,2013),发育了一套暗色富碳、富硅、富笔石页岩,厚95 m左右.2012年以来,多家公司在该地区投入了大量的勘探开发工作,目前该套页岩已成为该地区页岩气主力开发层系(王玉满等,2014孟志勇,2016陆扬博等,2017董大忠等,2018郭伟等,2021姜振学等,2023姚程鹏等,2022).

涪陵页岩气田是最早针对该套页岩储层实现商业开发的页岩气田,开发早期,综合页岩品质(岩相、有机碳、脆性、孔隙度)及含气性(含气饱和度、含气量)参数对该套页岩储层开展了精细地质分层,纵向上共划分为9个小层;按照页岩品质及含气性划分为下部气层(①~⑤小层)与上部气层(⑥~⑨小层),并优选下部优质页岩层段①~⑤小层作为主力开发层系(图2),自投入开发以来取得了较好的开发效果(孟志勇,2016李东晖等,2019聂海宽等,2020a2020b).随着开发经验积累与工程工艺技术的不断提升,为了提高整个含气页岩段储量动用率及采收率,2017年在焦石坝区块北部构造相对稳定的井区率先启动了针对上部气层(⑥~⑨小层)的分层开发工作.随着分层开发工作的不断推进,评价发现上部气层纵横向均具备较强的非均质性,导致上部气层实施效果不稳定(单井测试产量(2~20)×104 m3/d),同时上部气层的平面强非均质性特征对后期的钻井地质导向、储量评价及单井实施效果评价工作均带来了较大挑战.因此厘清上部气层平面非均质性特征及其发育主控因素,对于上部气层分层开发工作尤为重要.

本次研究首先厘清了上部气层的非均质性特征,并针对其非均质性发育主控因素进行了探讨,明确海底古地貌、底流作用及陆源供给共同控制了上部气层的平面非均质性.

1 焦石坝区块北部上部气层纵向非均质性特征及其发育主控因素

焦石坝区块北部地区上部气层在纵向具备较强的非均质性特征,主要体现在页岩岩相、品质、厚度等方面的变化.总体来看,纵向具备三分性特征:⑥~⑦小层、⑧小层和⑨小层;其中⑥~⑧小层是相对优质的含气页岩段,是上部气层主力开发层系.

1.1 焦石坝区块北部上部气层特征

涪陵页岩气田五峰组‒龙马溪组含气页岩段上部气层是指上部⑥~⑨小层,位于早期高位域和晚期海侵和高位域时期,其页岩品质及含气性较下部气层明显变差(李东晖等,2019聂海宽等,2020a舒志国和王进,2021).以焦石坝区块北部焦页X井为例,下部气层(①~⑤小层)主要发育硅质页岩相(生物成因硅质为主),厚38 m左右,页岩品质优越,有机碳含量介于2.5%~5.7%,孔隙度介于4.5%~6.5%.上部气层页岩品质及含气性具备明显三分性特征:⑥~⑦小层位于早期高位域时期,单层厚10~15 m,发育混合页岩相(粘土质与陆源长英质二元混合),发育粉砂质纹层,有机碳含量在1.5%左右,受页岩原生品质影响孔隙度在3.5%左右;⑧小层位于晚期海侵期,厚15 m,以混合页岩相(同前)为主,发育少量粘土页岩相,底部发育5条凝灰岩薄夹层,证实在此期间存在较为活跃的火山活动和构造运动,⑧小层中上部发育内碎屑灰岩条带,有机碳含量为1.5%~2.8%,页岩品质在上部气层中最优,孔隙度平均为5.12%;⑨小层位于晚期高位域时期,厚15 m,发育粘土页岩相,发育深灰色泥质粉砂岩条带,有机碳含量在1.0%左右,孔隙度在3.5%左右,以亲水性的粘土孔隙为主,页岩品质在上部气层中最差(图2).

1.2 上部气层纵向非均质性主控因素

孟志勇(2016)陆扬博等(2017)曾针对涪陵地区五峰组‒龙马溪组含气页岩段纵向非均质性及其发育主控因素进行分析,提出海平面升降、底层水体氧化还原性、底流作用和陆源供给共同控制了整个含气页岩段的纵向非均质性(图3).

五峰组‒龙马溪组含气页岩段沉积时期,大体经历了两期海平面升降旋回,⑥~⑦小层位于早期高位域时期,底流沉积作用活跃,沉积速率增加,粉砂质纹层发育,包括透镜状、波纹状层理,具备典型的底流沉积特征;同时,受底流影响,底层水体还原性有所减弱,为弱氧化‒弱还原环境,岩相类型以中低碳混合页岩相为主,发育少量长英质页岩相.⑧小层位于晚期海侵体系域,陆源供给能力增强,供给物仍以偏细粒粘土为主,早期火山活动频繁(⑧小层底部发育5个厘米级凝灰岩薄夹层),表层水体中生物作用较⑥~⑦小层有所增强,加之海平面上升导致底层水体还原性增强,发育了一套中碳混合页岩相.⑨小层位于晚期高位域,海平面迅速下降,沉积物主要来源于陆源供给,海平面下降导致底层水体还原性大大减弱,呈现弱还原‒弱氧化环境,发育了一套贫碳粘土页岩相,地层中发育深灰色泥质粉砂岩条带.

总体来看,焦石坝区块北部地区上部气层沉积时期,底流沉积作用、海平面升降以及陆源供给共同控制了其纵向非均质性的展布特征,且底流沉积作用在涪陵地区普遍存在,全区上部气层岩心普遍发育粉砂质纹层,见砂泥韵律互层、透镜状层理、波纹层理及典型的泥包砂沉积构造,证实上部气层沉积时期涪陵全区底流沉积作用十分活跃(图4).

2 涪陵地区上部气层平面非均质性特征及其发育主控因素

随着勘探开发工作的不断深入,钻井揭示上部气层在涪陵地区焦石坝区块中部以南地区与焦石坝区块北部地区存在较大的差异,平面上具备较强的非均质性特征.上部气层分层立体开发调查工作在往南推进过程中遇到了较大阻碍,岩相、厚度、页岩品质及含气性等变化较大,导致单井产能无法满足效益开发需求.

2.1 涪陵地区上部气层平面非均质性特征

对比来看,涪陵地区上部气层平面非均质性特征主要表现在以下两个方面:首先是岩相存在一定变化,在北部焦石坝地区和南部平桥、白马地区⑥~⑧小层以灰黑色混合页岩相为主,中部靠近梓里场周缘地区⑥~⑦小层转变为长英质页岩相,陆源长英质含量明显增加;⑧小层向中部梓里场周缘地区转变为灰黑色粘土页岩相(图5图6),同时⑧小层有机碳含量自北部的中碳(有机碳含量大于2.0%)向南部转变为中低碳(有机碳含量在1.6%左右).需要特别说明的是,从涪陵地区来看,各小层岩相展布呈东西向分带特征,但在焦石坝区块各小层岩相界线呈现出北西西‒南东东向特征.其次是⑦~⑨小层在平面展布特征上存在较强的非均质性,导眼井对比结果表明⑦小层在北部焦石坝区块和南部平桥、白马地区厚12~15 m,靠近中部梓里场地区开始减薄,减薄至5~8 m,至梓里场‒白涛地区未见⑦~⑨小层发育(图5).测井曲线对比显示,在⑦小层发育正常井区,其GR和电阻率出现了两段式特征,包括下部的漏斗型和上部的箱型;而在⑦小层减薄区仅发育下部的漏斗型段地层,上部箱型未见发育(图7),由此证明焦石坝中南部⑦小层普遍缺失上半段.此外,涪陵地区焦石坝区块水平井钻探和三维地震资料预测结果表明焦石坝区块中南部部分井区⑦~⑨小层出现缺失,缺失井区呈北东向条带状展布,与焦石坝区块各小层岩相展布方向为相互垂直关系(图8).

总体来看,涪陵地区五峰组‒龙马溪组上部气层平面上呈现出较强的非均质性,表现为三分性特征:在涪陵地区的北部和南部上部气层厚度稳定,⑥~⑦小层以混合页岩相为主,⑧小层以混合页岩相为主,⑨小层以粘土页岩相为主;至中部梓里场‒白涛南、北周缘地区⑦小层出现明显减薄(图5),普遍缺失上半段,局部井区出现⑦~⑨小层缺失,缺失区呈北东向条带状展布(图7),⑥~⑦小层转变为长英质页岩相,⑧小层转变为粘土页岩相(图6),⑧小层品质较北部和南部有所变差;至中部梓里场‒白涛地区,普遍缺失⑦~⑨小层.

2.2 涪陵地区上部气层平面非均质性主控因素分析

2.2.1 海底古地貌分析

从涪陵地区五峰组‒龙马溪组含气页岩段地层平面展布特征来看,该套页岩沉积时期海底古地貌平面存在较大起伏,在早期海侵期水体深度较大,涪陵地区总体处于安静的深水陆棚环境,生物沉积作用占主导地位,古地貌的差异不足以影响下部气层的沉积.但到了早期高位域和晚期次级海平面升降旋回期间,水体深度总体下降,底流及陆源供给作用逐渐占据主导地位,水下古地貌的差异导致上部气层在平面上存在一定分异性.

前人研究认为涪陵地区观音桥段地层具备典型的异地搬运沉积特征(徐论勋等,2004张柏桥等,2018),其岩相平面展布特征可以较好地反映水下古地貌特征.从平面展布特征来看,在涪陵梓里场地区和平桥、场坝镇南部存在2个水下高地,发育了钙质岩相,钙质含量偏高;而在其他水体深度相对较深的地区则发育钙质硅质岩相,钙质含量明显低于这两个地区(图9)(张柏桥等,2018).

此外,Fe/Mn可以较好地反映古水深的变化,比值越小反映古水深越深.从焦石坝区块A、B、C、D井上部气层的元素分析结果来看,4口井的Fe/Mn分别为169、159、172和191,反映出焦石坝地区在该时期海底古地貌表现为北部A‒B井区呈现北高南低的特点,往南部表现出自C井区向南部D井区逐渐抬升的趋势;证实了在梓里场‒白涛地区存在一水下古高地,焦石坝区块中南部C‒D‒E井区位于该水下高地的北部斜坡位置,在焦石坝地区中南部该斜坡走向总体表现为北西西‒南东东.梓里场‒白涛水下高地南部的平桥和白马区块的H井和I井上部气层Fe/Mn比值分别为174和186,表现出古水体深度自北向南在H井区先变深,进一步向I井区逐渐变浅的特点.相应地,水下古地貌表现为自北向南先降低后抬升的特点;综合元素分析结果,涪陵地区水下古地貌表现为三高夹两低的特点,与观音庙段分析的水下古地貌结果相一致.

从上部气层的平面展布特征来看,该水下高地受加里东构造运动的影响处于持续隆升的状态.从梓里场‒白涛地区两口导眼井F井和G井的钻探情况来看,①~⑥小层发育深水陆棚灰黑色富碳‒中低碳硅质页岩相和长英质页岩相,未见⑦~⑨小层发育,同时期该地区转变为浅水陆棚深灰色贫碳(有机碳含量<1%)粘土页岩相,表明其水体深度明显要低于南北相邻地区;⑧小层沉积时期发生了次级规模的海侵,从水体深度元素指标Fe/Mn、(Fe+Ca)/(Mg+Al)等可以判别其水体深度超过了⑥小层(图3),但该地区仍保持为浅水陆棚沉积环境;结合该地区海平面升降旋回和⑥~⑨小层沉积相的纵向演化序列可以判别该水下高地处于持续隆升的状态.

涪陵地区北部焦石坝区块五峰组‒龙马溪组含气页岩段之上发育一套浊积砂岩,浊积砂岩自北向南向前进积,第一期浊积砂进积至山窝乡的B井和C井之间(图10蓝色圈标注位置处),第二期砂体继续向南推进,至梓里场地区尖灭(图10).浊积砂的平面展布特征证实当时的涪陵地区北部存在一个粗碎屑物源供给区,同时也表明焦石坝区块的北部略高于中部山窝乡地区,向南逐渐抬升,至梓里场‒白涛地区水下古地貌达到最高.

综合五峰组观音桥段、上部气层⑦~⑨小层和浊积砂岩段反映出来的海底古地貌特征,结合区域岩相古地理背景,不难看出五峰组‒龙马溪组沉积时期涪陵地区海底古地貌表现为“三高夹两低”的特点:焦石坝区块北部焦石坝地区略高,向南至悦来场地区略低,再向南逐步抬升,至梓里 场‒白涛地区达到最高,在梓里场‒白涛地区发育一继承性持续隆升的水下高地;向南至平桥‒白马区块北部地势逐渐降低,至其南部再次逐渐升高(图11).此外从大区资料来看,梓里场‒白涛地区水下高地呈现东西走向,但由于该水下高地规模自东部白涛地区向西部梓里场地区呈现逐渐增大的趋势,水下高地北斜坡走向在焦石坝区块略有转向,呈现北西西‒南东东向,其南斜坡在平桥北部同样存在一定转向,呈现南西西‒北东东走向.根据五峰组‒龙马溪组含气页岩段岩相古地理及浊积砂展布特征,判别涪陵地区陆源沉积物主要来自于北部和南部的黔中隆起.

2.2.2 平面非均质性发育主控因素

Hollister and Heezen(1972)根据对北大西洋陆隆水深4~5 km海域岩心的研究,首次创新性提出等深流概念,以等深流为代表的深水牵引流理论已历经40 余年的研究历史,深水牵引流理论发展后期出现了底流( bottom currents) 理论(王英民等,2007).根据底流的起源,Southard and Stanley(1976)在陆架坡折带位置共识别出5种底流,常见底流分别源于温盐差异、风力驱动、潮汐、内波、表面波.此外,推测因海啸产生的牵引流发生在深海水域(Shanmugam, 2006),而因飓风所产生的底流则普遍常见(Shanmgam, 2008).

涪陵地区⑥~⑦小层沉积时期发育粉砂质纹层,具备典型的深水底流沉积特征,且底流作用波及全区.底流作用对于沉积而言是一把双刃剑,水动力条件适中的情况下,会导致沉积速率加快,当底流过强时会形成过路沉积或水下侵蚀作用从而导致地层缺失(Berggren and Hollister, 1977Vail et al., 1984).

涪陵地区沉积时期海底古地貌平面上具备“三高夹两低”的特点,中部梓里场地区存在一个持续隆升的水下古高地,对于相对浅水环境的上部气层沉积势必造成较为明显的影响.前人研究认为,在复杂的地形条件背景下,底流沉积在时空上表现出显著的差异性(Haq et al., 1988).当底流遇到水下高地,由于科氏力的影响其水动力在水下高地前缘和侧缘会进一步增强.水下高地对底流最直接的作用主要体现在流速(包括方向与大小)和涡旋两方面.从实验室模拟研究与野外实测资料来看,底流在流经水下高地时会发生相互作用从而改变流场结构特征(Chapman and Haidvogel, 1992Bograd et al., 1997).此外,不同形态的水下高地对于底流流场结构改造程度也有所差异,研究表明伸长状高地比圆锥形高地更能增强底流沉积,并且增强幅度与海山高度呈现正相关关系(Viana et al., 2007).

水下高地迎流的一侧底流流速增强幅度较大,易于造成水下侵蚀,当然是否造成侵蚀也取决于底流自身的速度;而背流一侧是底流的“阴影区”,底流速度会有所减缓,发育伸长状和丘状漂积体,根据该特征可以辅助分析古海洋环流的流动方向.从四川盆地早志留世岩相古地理图可以看出,涪陵地区整体处于受川中隆起、黔中隆起所围限的呈东西轴向的隆后盆地中,分析认为当时的底流方向应该为东西向.从⑦小层恢复地层厚度来看,梓里场水下古高地的南北两侧和东侧⑦小层均出现了减薄现象,由此可以判别当时底流方向应该是东西向且表现为自东向西,白涛地区处于梓里场水下古高地迎流的前缘地带,焦石坝区块中南部和平桥区块以北处于梓里场水下高地的南北侧缘带.

⑥小层沉积时期,水下高地尚处于适中的规模(图11a),在中部梓里场地区仍以深水陆棚相沉积为主,但水下高地对底流水动力的增强作用使得在水下高地及其周缘的底流对沉积物的淘洗作用进一步增强,沉积物中粗碎屑粉砂质的比例进一步增加,导致⑥小层岩相由南、北部的混合页岩相转变为长英质页岩相(图6a图12a).

⑦小层沉积时期,中部梓里场水下高地持续隆升,突破了临界高度(图11b),从深水陆棚相转变为浅水陆棚沉积环境,沉积了一套深灰色粘土页岩.随着水下高地的持续隆升,其规模不断增加,导致水下高地前缘及南北侧缘水动力进一步加强,在中强底流的淘洗作用下,⑦小层沉积早期在梓里场水下高地的前缘白涛地区及南北侧缘发育了一套长英质页岩相(图6b);至沉积晚期,随着梓里场水下高地的持续隆升,水下高地规模进一步增加,底流水动力进一步增强,当其强度超过临界值后在水下高地前缘及南北两侧形成了过路沉积,从而导致了在水下高地周缘斜坡区普遍缺失⑦小层上半段(图7图12b).

⑧~⑨小层沉积时期,陆源供给占据主导地位,且陆源供给物自涪陵地区的北部和南部进入研究区,在由涪陵地区南、北部向中部运移的过程中,粗碎屑的粉砂质沉积物率先沉积下来,因此自南、北部向中部粗碎屑物质比例越来越少,从而导致⑧小层岩相形成了自南、北部向中部由混合页岩相转变为粘土页岩相的平面岩相布局(图6c).在中北部的焦石坝区块表现为自北东向南西由混合页岩相转变为粘土页岩相,⑨小层沉积时期陆源供给物以细粒粘土为主,导致全区均以粘土页岩相为主(图6d).

⑧~⑨小层沉积时期发生了次级海侵及海退,海平面上升,构造火山活动频繁(⑧小层底部发育凝灰岩薄夹层),此时涪陵地区中部梓里场‒白涛水下高地区发育深灰色粉砂质页岩,表明该地区处于浅水陆棚沉积环境;说明受构造运动的影响,随海平面上升,中部梓里场水下高地也得到了进一步的隆升.海平面升降、活跃的构造火山活动、持续隆升的水下高地为内波内潮汐和沿斜坡的密度流等底流作用的产生创造了便利条件.

内波是一种水下波,它存在于两个密度不同的水层界面上,或存在于具有密度梯度的水层之内(Lafond, 1962);对大洋内部的考察证实内波在海洋内部普遍发育,在几乎所有的大洋中均存在内波作用,但是它的振幅、周期、传播速度及其存在深度的变化范围很大(何幼斌和黄伟,2015).内波在传播过程中若遇到水下高地,将沿着水下高地的斜坡产生类似于潮汐作用的深水内潮汐作用.从⑧小层岩相展布特征来看,此时涪陵地区底流作用的方向已经从⑥~⑦小层沉积时期的东西向转变为垂直水下高地斜坡走向的北东‒南西方向.此外,在中部梓里场地区的F井和G井上部气层段的电成像图上可以看到有包卷层理和双向交错层理发育(图13),证实当时存在内潮汐和水下密度流沉积作用.内潮汐作用在水下高地南北斜坡区形成了沿斜坡方向(北东‒南西向)展布的潮汐潮道,潮道内具备较强的水动力条件,在潮道内形成过路沉积甚至是对下伏的⑦小层形成水下侵蚀作用(图14),从而导致潮道内普遍缺失⑦~⑨小层.从梓里场‒白涛水下高地北侧斜坡区(焦石坝区块中南部)恢复的⑦~⑨小层缺失区的展布特征来看,缺失区整体呈北东向条带状展布,其走向与水下高地斜坡走向垂直(图8),符合当时古地貌的展布特征.

⑧小层沉积时期梓里场高地周缘斜坡区受到内潮汐等底流水团和南、北方陆源水团的双重影响,底层水体含氧量增加,导致水体还原性减弱(图14).而涪陵地区焦石坝区块北部地区和平桥‒白马地区仅受到南、北部陆源水团的影响,其还原性要强于水下高地斜坡区,最终导致了涪陵地区⑧小层沉积时期底层水体还原性表现出南北强中间弱的特点.从焦石坝区块北部B井和位于水下高地斜坡区的C井的氧化还原指标对比结果来看,北部的B井区⑧小层沉积时期氧化还原指标Ni/Co和V/Cr分别为1.9和4.9,较下伏⑦小层明显增高,表明底层水体还原性增强;而焦石坝中南部的C井⑧小层水体还原性指标Ni/Co和V/Cr分别为1.5和4.5,与下伏⑦小层大体相当.⑧小层沉积时期B井区的水体还原性明显要强于靠近梓里场水下高地的C井(图15),其直接影响是B井区的⑧小层有机碳含量(平均2.02%)略高于中南部的C井区(1.83%).

从前述分析可以看出,焦石坝区块北部上部气层页岩品质及含气性在涪陵地区均表现得较为优越,目前已经实现了上部气层的分层效益开发,单井产能较好,平均测试产量17×104 m3/d,单井技术可采储量达到了0.81×108 m3;而在焦石坝区块中南部,上部气层单井测试产能有所降低(单井测试产量7×104 m3/d左右).本文明确了焦石坝区块中南部上部气层页岩的品质、厚度均发生了一定变化,导致上部气层储量基础变差.此外,综合考虑页岩品质、含气性、厚度及应力纵向组合特征,优选了焦石坝区块北部⑦小层中上部作为上部气层有利穿行层段,实际实施效果也表明穿行⑦小层中上部可以充分改造上部气层有利开发层系⑥~⑧小层,且不会对下部气层造成负面影响;而在中南部由于⑦小层厚度出现明显减薄,其是否适合作为水平段最佳穿行层段有待进一步评价.因此有必要对上部气层平面上不同区块的储量基础及有利穿行层段作进一步评价,明确其分层开发潜力并优选水平段最佳穿行层段.

3 结论

涪陵地区五峰组‒龙马溪组含气页岩段上部气层平面上具备3点变化:(1)⑥~⑦小层在涪陵地区北部和南部以混合页岩相为主,在中部梓里场‒白涛地区周缘转变为长英质页岩相,⑧小层在涪陵地区北部和南部发育混合页岩相,在中部梓里场‒白涛地区周缘转变为粘土页岩相,且页岩品质变差;(2)⑦小层在涪陵地区北部焦石坝和南部长滩坝地区厚12~20 m,至中部梓里场‒白涛地区及其周缘⑦小层缺失上半段,后端减薄至5~8 m;(3)梓里场‒白涛及其周缘地区部分井区缺失⑦~⑨小层,缺失区呈北东向条带状展布.

涪陵地区五峰‒龙马溪组含气页岩段沉积时期海底古地貌具备“三高夹两低”的特征,即北部焦石坝地区较高,向南部至山窝乡的C井区一线略有降低,向南再逐渐升高,至中部梓里场‒白涛地区古地貌达到最高;该地区发育一持续隆升的水下古隆起,越过该古隆起,向南部的白马‒平桥地区地势进一步降低,至南部长坝镇地势再次抬升(图10).

涪陵地区五峰‒龙马溪组上部气层沉积时期焦石坝区块南部的梓里场‒白涛地区存在一持续隆升的水下高地,底流沉积作用活跃;受梓里场‒白涛水下高地对底流水动力的加持作用,⑥~⑦小层沉积时期由涪陵地区南、北部的混合页岩相向中部梓里场‒白涛水下高地转变为长英质页岩相.⑦小层沉积末期,随着中部梓里场‒白涛水下高地持续隆升并突破临界高度,底流作用进一步增强,导致这些地区出现过路沉积从而缺失⑦小层上半段.⑧~⑨小层沉积时期,海平面上升,受古地貌和陆源供给的双重影响,⑧小层自涪陵地区南、北部向中部梓里场‒白涛水下高地周缘由混合页岩相转变为粘土页岩相;且该时期周缘火山活动活跃,海平面上升,加上中部梓里场‒白涛地区规模进一步扩大的水下高地为内波内潮汐的产生奠定了基础,内潮汐作用在水下高地周缘的斜坡地带产生了内潮汐潮道,潮道内高水动力条件形成了过路沉积甚至是水下侵蚀作用,导致梓里场‒白涛水下高地周源斜坡地带部分井区出现⑦~⑨小层缺失.综合来看,构造火山活动、海平面升降、海底古地貌、底流沉积作用及陆源供给作用共同控制了上部气层的平面非均质性展布特征.

参考文献

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中国石化股份公司科研项目(P22045)

国家重大专项(2016ZX05060)

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