2022, Vol. 34
2. 西南石油大学 地球科学与技术学院, 成都 610500;
3. 中国石油西南油气田公司 勘探事业部, 成都 610041;
4. 中国石油西南油气田公司 勘探开发研究院, 成都 610041
,
WANG Xingzhi1,2
,
XIE Shengyang1,2,
ZENG Deming1,2,
DU Yao3,
ZHANG Rui4,
ZHANG Shaomin4,
LI Yang4
2. School of Geoscience and Technology, Southwest Petroleum University, Chengdu 610500, China;
3. Exploration Division, PetroChina Southwest Oil and Gas Field Company, Chengdu 610041, China;
4. Research Institute of Exploration and Development, PetroChina Southwest Oil and Gas Field Company, Chengdu 610041, China
近年来，随着非常规油气革命的兴起，众多学者认为四川盆地具有发现大型非常规油气藏的潜力[1-2]。川中地区侏罗系大安寨段页岩具有整体厚度大、面积广、有机质丰度较高的特征[3-4]，在川中地区钻遇大安寨段的100余口井中，38% 的老井页岩层系存在井涌、（油）气侵、气测异常等显示[5]，表明该层段具有较好的页岩油气勘探前景。页岩岩相的研究是页岩油气勘探开发的基础[6]，建立一个系统的页岩岩相分类方案，有助于评价页岩储集层的优劣。目前，学者们对页岩岩相的研究多集中于海相沉积环境，一般是将岩石的颜色、矿物成分和含量、有机质丰度、古生物特征以及沉积构造等作为划分依据[7-10]。相比于海相沉积环境，陆相沉积纵横向变化快，页岩的岩性和岩相变化快，岩相划分更加困难，众多学者对陆相页岩岩相划分方案也进行了一些探讨和研究。付金华等[11]在鄂尔多斯盆地延长组长7深水泥页岩研究基础上，将岩相划分为油页岩、暗色泥岩、砂质泥岩、泥质砂岩和砂岩。张少敏等[12]基于矿物组分、有机质丰度及沉积构造差异将雅布赖盆地小湖次凹新河组下段半深湖—深湖细粒沉积岩划分为9种岩相类型，认为中—富有机质纹层状混合细粒沉积岩和黏土岩为有利岩相。朱彤等[13]根据岩性、有机碳含量和脆性矿物类型（硅质、钙质）将四川盆地侏罗系湖相泥页岩划分出6类岩相，并基于岩相物性特征、黏土矿物含量、含气性和可压性差异，认为中—高碳低硅中钙页岩与介屑灰岩互层相为有利岩相类型。刘忠宝等[14]利用“全岩矿物分区-TOC含量分级-矿物结构与沉积构造校正”的方案，将四川盆地中下侏罗统陆相页岩层系共识别出6类20种页岩岩相类型，并对其岩相组合特征进行了研究。曹香妮等[15]以有机质丰度与矿物组分为参数，将川北地区自流井组陆相页岩划分为贫有机质硅质页岩、含有机质混合质页岩、含有机质硅质页岩与富有机质黏土质页岩4类岩相，并对各岩相的纹层发育情况、孔隙结构特征进行了表征。目前，学者们对于页岩岩相划分及其储层特征的研究仍存在不足，如基于矿物组分划分陆相页岩岩相时，未对混合岩（石英+长石、黏土矿物、碳酸盐矿物质量分数皆小于50%）进一步精细划分或划分方案略显粗糙，划分的岩相类型不全面，实用性差；未能较好地表征各岩相储层参数差异性，尤其是对于大安寨段各页岩岩相储集空间发育情况的研究较少，且没有系统分析页岩岩相矿物组分、物性和含气性之间的相关性。
以川中地区LA1井和RA1井为例，在岩心、薄片观察基础上，利用X射线衍射全岩矿物分析与TOC含量检测结果对川中地区侏罗系大安寨段湖相深色页岩岩相进行精细划分；结合矿物组分与有机质特征的差异，对各岩相储集空间发育情况进行分析，并建立页岩岩相、储集特征和含气特征之间的联系；综合生烃潜力、矿物组成、储集空间类型、物性及含气性等确定川中地区大安寨段优势页岩岩相及其纵向分布特征，以期确定该区有利勘探方向，为后续开发提供地质依据。
1 地质背景川中地区位于四川盆地中部，构造位置包括川中隆起平缓构造带及川北古中坳陷低缓带，形态为东西向展布的平缓短轴背斜，西宽东窄，倾角为2°~5° [16-17]。区域内侏罗系大安寨段主要发育浅湖和半深湖沉积，半深湖沉积区域堆积的主要为深灰色—灰黑色页岩，含介壳页岩以及薄层、纹层和透镜状泥质介壳灰岩，而浅湖沉积区域水动力相对较强，泥质含量更低，主要发育页岩与中—薄层状介壳灰岩[18]。介壳灰岩局部重结晶成为晶粒灰岩，构成广泛分布的介壳滩，生物类型以淡水双壳类为主，其次为介形类、腹足类，局部含轮藻类与鱼类化石[19]（图 1a）。川中地区大安寨段地层厚度为71~116 m，自下而上划分为大三亚段、大二亚段和大一亚段，其中大一亚段与大三亚段岩性以灰岩为主，局部含中—薄层状页岩和介壳页岩；大二亚段为深灰—灰黑色页岩，含介壳页岩夹薄层状、透镜状泥质介壳灰岩，根据岩石电性特征[20]进一步将大二亚段划分为3个小层，自下而上为c小层、b小层和a小层（图 1b）。
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下载原图 图 1 川中地区侏罗系大安寨段沉积相平面展布（a）与岩性地层综合柱状图（b） Fig. 1 Plane distribution of sedimentary facies(a)and stratigraphic column(b)of Jurassic Da' anzhai member in central Sichuan Basin |
岩相是指一定沉积环境中形成的岩石或岩石组合[21]。学者们在划分页岩岩相时，常采用岩石颜色、矿物组分、沉积构造、有机质丰度、生物发育特征等因素作为划分依据，本文以“矿物组分+有机质丰度”作为川中地区大安寨段页岩岩相划分依据：①页岩的矿物组分能够直接反映页岩形成时的沉积环境，大安寨段碳酸盐矿物以方解石为主，白云石偶见，而方解石以介壳为主要存在形式，碳酸盐矿物含量在一定程度上可反映生物的发育程度；石英和长石的含量则能直接反映陆源输入情况[22]。此外，页岩的矿物组分含量还与储层脆性和含气情况密切相关[23]，利于与储层建立联系。②有机质丰度是直接控制油气产能的重要指标，能够一定程度表征页岩的原生沉积环境[24]，但由于有机质的保存易受后期影响，所以只将其作为次要依据。
岩相划分方案的具体步骤如下：
（1）基于矿物组分差异划分岩相类型。采用矿物三端元法（石英+长石、碳酸盐矿物及黏土矿物），对刘忠宝等[14]的页岩岩相类型划分方案进行了适当修改，结合研究区大安寨段页岩矿物组分特征细化了混合岩区（Ⅱ）岩相类型的划分标准（表 1）。
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下载CSV 表 1 川中地区侏罗系大安寨段岩相类型划分方案（根据文献[14] 修改） Table 1 Lithofacies classification scheme of Jurassic Da' anzhai member in central Sichuan Basin |
（2）根据页岩TOC含量对岩相分级，进一步划分岩相亚类。通过对国内各含油气盆地陆相页岩TOC分布特征进行调研[25-26]，一般以将TOC值1.0% 作为陆相页岩油气资源的下限值，TOC值高于2.0% 的湖相页岩一般具有巨大的资源勘探潜力，因此将TOC＜1.0%，1.0% ≤ TOC＜2.0%，TOC ≥ 2.0% 分别定义为低碳、中碳及高碳。采用“有机质丰度分级+ 岩相类型”的命名方式对岩相亚类进行命名。
结合川中地区大安寨段页岩样品的X射线衍射（XRD）测试与TOC含量检测结果，共划分出6种岩相类型，13种岩相亚类，包括：（低碳—高碳）黏土质页岩岩相（Ⅰ2）、（中碳—高碳）粉砂质黏土质页岩岩相（Ⅱ1）、（低碳—中碳）黏土质粉砂质页岩岩相（Ⅱ2）、（低碳—中碳）黏土质介壳灰质页岩岩相（Ⅱ5）、（中碳—高碳）介壳灰质黏土质页岩（Ⅱ6）岩相以及（低碳—中碳）泥质粉砂岩岩相（Ⅲ2）（图 2）。
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下载原图 图 2 川中地区侏罗系大安寨段页岩矿物组分含量三角图 Fig. 2 Triangular diagram of shale mineral composition of Jurassic Da' anzhai member in central Sichuan Basin |
黏土质页岩岩相（Ⅰ2）呈深灰—灰黑色，总体呈块状，偶见生物碎片（图 3a），可见石英颗粒及生物碎屑，黄铁矿含量较高，以泥质结构为主（图 3b）。脆性矿物以石英和长石为主，含微量方解石，其中石英+ 长石的质量分数为30.98%~49.51%，平均为41.30%，方解石质量分数为0~15.31%，平均为2.95%，脆性矿物质量分数为44.25%。TOC值为0.69%~4.48%，平均为1.81%，TOC含量分级主要为中碳，其次为高碳，岩相亚类主要为（中碳—高碳）黏土质页岩岩相（Ⅰ2），局部低碳岩相较发育，该岩相生烃潜力总体较高。
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下载原图 图 3 川中地区侏罗系大安寨段页岩岩相特征 （a）黏土质页岩，RA1井，2 485.12~2 485.23 m；（b）黏土质页岩，反射光下见生物碎屑与黄铁矿，LA1井，3 509.20 m；（c）粉砂质黏土质页岩，LA1井，3 523.61~3 523.76 m；（d）粉砂质黏土质页岩，见粉砂质纹层，LA1井，3 505.60 m；（e）黏土质粉砂质页岩，LA1井，3 482.92~3 483.31 m；（f）黏土质粉砂质页岩，含生物碎片，LA1井，3 522.07 m；（g）黏土质介壳灰质页岩，RA1井，2 478.63~2 478.83 m；（h）黏土质介壳灰质页岩，含生物碎片，LA1井，3 519.00 m；（i）介壳灰质黏土质页岩，RA1井，2 449.94~2 450.06 m；（j）介壳灰质黏土质页岩，见介壳纹层，LA1井，3 517.38 m；（k）泥质粉砂岩，LA1井，3 489.42~3 489.70 m；（l）泥质粉砂岩，发育粉砂质纹层，LA1井，3 487.60 m Fig. 3 Lithofacies features of shales of Jurassic Da' anzhai member in central Sichuan Basin |
粉砂质黏土质页岩岩相（Ⅱ1）呈深灰—灰黑色，见少量生物顺层排列（图 3c），可见粉砂质纹层，颗粒以细粉砂级颗粒为主，夹少量生物碎片，以泥质结构为主（图 3d）。脆性矿物以石英为主，其次为方解石。石英+长石质量分数为29.90%~47.52%，平均为37.68%，方解石质量分数为3.17%~31.00%，平均为16.84%，脆性矿物含量较低，平均质量分数为54.51%。TOC值为0.99%~2.29%，平均为1.53%，TOC分级主要为中碳，岩相亚类主要为（中碳）粉砂质黏土质页岩岩相（Ⅱ1），其次为低碳与高碳岩相，该岩相生烃潜力总体较高。
2.2.3 （低碳—中碳）黏土质粉砂质页岩岩相（Ⅱ2）黏土质粉砂质页岩岩相（Ⅱ2）呈灰—深灰色，可见断续状粉砂质纹层与少量介壳化石（图 3e），可见零星生物碎片，颗粒分布无规律，以细粉砂级颗粒为主，总体以粉砂质结构为主（图 3f）。脆性矿物以石英和长石为主，石英+长石质量分数为40.54%~49.87%，平均为47.05%，方解石质量分数为5.57%~27.07%，平均为14.50%，脆性矿物含量高，平均质量分数为61.56%。TOC值为0.89%~1.64%，平均为1.20%，TOC分级主要为中碳，其次为低碳，岩相亚类主要为（低碳—中碳）黏土质粉砂质页岩岩相（Ⅱ2），生烃潜力较低。
2.2.4 （低碳—中碳）黏土质介壳灰质页岩岩相（Ⅱ5）黏土质介壳灰质页岩岩相（Ⅱ5）呈灰—深灰色，生物化石含量高，见大量介壳纹层（图 3g），可见大量生物碎片呈杂乱分布，部分破碎，反映了较浅的强水动力环境（图 3h）。脆性矿物以方解石为主，其次为石英、长石，方解石质量分数为38.92%~49.61%，平均为44.10%，石英+长石质量分数为15.15%~28.06%，平均为21.48%，脆性矿物含量高，平均质量分数为65.58%。TOC值为0.60%~1.17%，平均为0.96%，TOC分级主要为低碳，其次为中碳，岩相亚类主要为（低碳）黏土质介壳灰质页岩岩相（Ⅱ5），中碳岩相发育较少，该岩相生烃潜力低。
2.2.5 （中碳—高碳）介壳灰质黏土质页岩岩相（Ⅱ6）介壳灰质黏土质页岩岩相（Ⅱ6）呈灰—深灰色，生物化石含量较高，局部见介壳纹层（图 3i），可见叠瓦状介壳纹层，且介壳纹层与周围泥质分界清晰（图 3j），反映了其形成经历了一定的搬运距离，但生物个体总体较完整，说明搬运距离较短。脆性矿物以方解石为主，方解石质量分数为33.67%~38.44%，平均为36.82%，石英+长石质量分数为16.15%~32.65%，平均为22.66%；脆性矿物质量分数平均为59.49%。TOC值为1.36%~3.16%，平均为1.99%，TOC分级主要为高碳，其次为中碳，岩相亚类主要为（中碳—高碳）介壳灰质黏土质页岩岩相（Ⅱ6），生烃潜力高。
2.2.6 （低碳—中碳）泥质粉砂岩岩相（Ⅲ2）泥质粉砂岩岩相（Ⅲ2）呈浅灰—灰白色，可见连续粉砂质纹层（图 3k），可见少量生物碎屑，颗粒定向排列，以泥级到细粉砂级的石英颗粒为主（泥粒级—细粉砂级的石英颗粒视作黏土矿物单元）[14]，总体为砂质结构（图 3l）。脆性矿物以石英和长石为主，含微量方解石，石英+长石质量分数为51.00%~64.83%，平均为54.83%，方解石含量低，其质量分数为0~18.48%，平均为6.55%，脆性矿物质量分数平均为61.38%。TOC值为0.50%~1.54%，平均为0.97%，TOC分级主要为低碳，其次为中碳，岩相亚类主要为（低碳）泥质粉砂岩岩相（Ⅲ2），中碳岩相发育较少，该岩相生烃潜力低。
3 储层特征 3.1 储集空间类型及特征川中地区侏罗系大安寨段页岩储集空间可分为孔隙与裂缝两大类，基于Loucks等[27]的孔隙类型划分方案，将孔隙划分为粒间孔、粒内孔及有机质孔，其中粒间孔包括颗粒粒间（溶）孔、颗粒边缘孔与黏土矿物晶间孔隙；粒内孔包括黏土集合体内晶间孔隙、黄铁矿结核内晶间孔隙及方解石粒内（溶）孔。裂缝总体不发育，宏观可见构造缝、水平页理缝，微观可见介壳边缘缝（图 4）。
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下载原图 图 4 川中地区侏罗系大安寨段页岩储集空间类型 （a）黏土矿物晶间孔隙、黏土集合体内晶间孔隙和黏土矿物微层理间微裂缝，LA1井，3 515.21 m；（b）黄铁矿结核内晶间孔，LA1井，3 507.40 m；（c）方解石粒内溶孔与介壳边缘缝，RA1井，2 443.18 m；（d）交代成因的石英与方解石间存在颗粒粒间孔，RA1井，2 453.14 m；（e）颗粒边缘孔，LA1井，3 516.05 m；（f）不规则状有机质孔，LA1井，3 507.40 m；（g）气泡状有机质孔，RA1井，2 453.14 m；（h）构造缝、页理缝、沿页理发育释压缝，RA1井，2 464.90~2 464.96 m；（i）页理缝，RA1井，2 464.90~2 464.96 m，图（h）局部放大 Fig. 4 Types of shale reservoir space of Jurassic Da' anzhai member in central Sichuan Basin |
（1）黏土矿物晶间孔隙与黏土集合体内晶间孔隙该类孔隙主要指在黏土矿物集合体之间与集合体内部形成的微裂隙[28]。电镜下可见层状、片状伊利石，集合体内发育大量微孔隙，呈片状、三角状或狭缝状，孔径从几纳米到几百纳米不等。部分片状黏土矿物微层理间常形成延伸较远的黏土矿物层间微裂缝[29]，连通性好，能够连通矿物颗粒粒间孔与有机质孔（图 4a）。
（2）黄铁矿结核内晶间孔与方解石粒内（溶）孔
黄铁矿结核内晶间孔存在于草莓状黄铁矿内部的自形黄铁矿之间，孔隙形态呈不规则多边形状，孔径为几十到几百纳米，部分孔隙被有机质充填，结核内部孔隙连通性好，与外界孔隙连通性差（图 4b）。方解石粒内（溶）孔主要发育于方解石颗粒内部或者表面，孔隙边缘呈不规则的港湾状或锯齿状，成群发育，孔径分布较广，为几微米到几百微米，孔隙连通性较好（图 4c）。
（3）颗粒粒间（溶）孔与颗粒边缘孔
颗粒粒间（溶）孔的孔隙形态主要由颗粒边缘形状控制，多呈不规则状，孔径为几十纳米级到几微米（图 4d）。颗粒边缘孔指脆性颗粒被黏土矿物包围，在颗粒与黏土矿物间形成的孔隙，多呈扁平狭缝状、弯月状，孔径为几百纳米级到几微米，与外界孔隙连通性好（图 4e）。
（4）有机质孔
大安寨段页岩中有机质热解生烃之后，多以碎块状充填于矿物粒间孔缝中，当成熟度较高时，形成有机质生烃孔[30]。按照孔隙形态和发育程度的差异，大安寨段页岩有机质孔可划分为2类，一类呈不规则状，孔隙分布密集，孔径几十到几百纳米，在有机质内部连通性好（图 4f）；另一类呈圆点状、气泡状，孤立分布，孔径普遍为几到十几微米，在有机质内部连通性较差（图 4g）。
3.1.2 裂缝（1）构造缝
构造缝在大安寨段页岩内较常见，主要为水平缝，水平延伸长度超过1 m，开度为毫米级至厘米级。裂缝内常充填亮晶方解石，多为全充填，极少量为半充填（图 4h），难以作为有效的油气运移通道。
（2）页理缝
页理缝主要是由于地层抬升，上覆压力降低，内部压力释放，沿页岩颗粒形成的裂缝[31]。页理、页理缝在页岩宏观可见，连续性好，延伸长度为分米到米级，缝内常充填方解石（图 4h）。部分页理在地层压力沿页理释放过程中，形成开度为毫米级的水平释压缝[32]（图 4i）。
（3）介壳边缘缝
介壳边缘缝是指壳体与壳体紧密排列时挤压产生的裂缝或壳体与黏土矿物间沿应力薄弱面形成的裂缝，缝长可达厘米级[33]。介壳边缘缝极大地增加了页岩储层孔隙的连通性，是页岩油气渗流的有利通道（图 4f）。
3.1.3 不同岩相储集空间发育情况受到矿物组分与有机质特征的影响，各岩相内部储集空间发育情况差异较大，总结特征如下：
（1）（低碳—中碳）黏土质粉砂质页岩岩相（Ⅱ2）与（低碳—中碳）泥质粉砂岩岩相（Ⅲ2）石英含量高，脆性矿物含量高，利于形成颗粒支撑，因此颗粒粒间（溶）孔较发育（图 5a，5b）；由于这2类岩相具有相当数量的黏土矿物，平均质量分数分别为38.44% 和38.62%，所以与黏土矿物相关孔隙和颗粒边缘孔亦较发育（图 5b）。
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下载原图 图 5 川中地区侏罗系大安寨段页岩岩相储集空间发育特征 （a）泥质粉砂岩，颗粒粒间（溶）孔发育，RA1井，2 423.70 m；（b）黏土质粉砂质页岩，见颗粒粒间（溶）孔、颗粒边缘孔、黏土矿物晶间孔隙，LA1井，3 515.21 m；（c）粉砂质黏土质页岩，与黏土矿物相关孔隙、颗粒边缘孔隙发育，RA1井，2 461.05 m；（d）黏土质页岩，与黏土矿物相关孔隙较发育，RA1井，2 448.00 m；（e）介壳灰质黏土质页岩，介壳边缘缝较发育，缝内充填有机质，RA1井，2 453.13 m；（f）黏土质介壳灰质页岩，见介壳边缘缝，方解石粒内（溶）孔较发育，RA1井，2 458.64 m Fig. 5 Reservoir space development of shale lithofacies of Jurassic Da' anzhai member in central Sichuan Basin |
（2）（中碳—高碳）黏土质页岩岩相（Ⅰ2）、（中碳—高碳）粉砂质黏土质页岩岩相（Ⅱ1）及（中碳—高碳）介壳灰质黏土质页岩岩相（Ⅱ6）黏土矿物含量高，与黏土矿物相关孔隙较发育（图 5c—5e），TOC值普遍高于1.5%，有机质类型以Ⅱ型为主，少部分为Ⅰ型，处于高成熟—过成熟阶段，具有有机质孔发育的良好基础条件（表 2）。此外，在这3类页岩岩相内部，石英、方解石和长石等脆性矿物颗粒分散在黏土矿物中，基本不能形成颗粒支撑，使得颗粒边缘孔亦发育，且富有机质页岩中黄铁矿结核较常见，黄铁矿结核内晶间孔一般发育（图 5c，5d）。
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下载CSV 表 2 川中地区侏罗系大安寨段页岩有机质特征及储集空间发育情况统计 Table 2 Characteristics of shale organic matters and reservoir space development of Jurassic Da' anzhai member in central Sichuan Basin |
（3）（低碳—中碳）黏土质介壳灰质页岩岩相（Ⅱ5）与（中碳—高碳）介壳灰质黏土质页岩岩相（Ⅱ6）中方解石（介壳）含量高，介壳壳体、介壳纹层/薄层与黏土矿物之间为应力薄弱面，容易形成介壳边缘缝。Ⅱ6方解石含量相对较低，介壳壳体与黏土矿物形成互层（图 5e），介壳边缘缝发育潜力较高；Ⅱ5多为介壳与介壳之间的接触，介壳边缘缝发育潜力中等，部分介壳壳体内可见大量粒内（溶）孔（图 5f）。
通过对大安寨段页岩岩心尺度的页理缝（含释压缝）发育情况进行统计（表 2），发现页理缝线密度普遍为1.00~2.00条/cm，粉砂质黏土质页岩岩相（Ⅱ1）与介壳灰质黏土质页岩岩相（Ⅱ6）的页理缝最为发育，局部页理缝线密度可达2.00条/cm以上。
3.2 物性分析 3.2.1 孔隙度与渗透率的关系以氦气法检测研究区页岩样品的孔隙度，脉冲衰减法检测渗透率，孔隙度为0.31%~8.55%，平均为3.97%；渗透率为0.001~12.185 mD，平均为0.659 mD，渗透率与孔隙度呈正相关；粉砂质黏土质页岩岩相（Ⅱ1）样品的页理缝较发育，样品渗透率值的极差较大（图 6a）。
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下载原图 图 6 川中地区大安寨段页岩岩相、物性和含气量的相关关系 Fig. 6 Correlation between shale lithofacies, physical properties and gas-bearing properties of Jurassic Da' anzhai member in central Sichuan Basin |
陆相页岩TOC含量较低，有机质对于孔隙度的影响较小，因此仅基于岩相类型探讨矿物组分与孔隙度之间的关系。黏土质页岩岩相（Ⅰ2）、粉砂质黏土质页岩岩相（Ⅱ1）、黏土质粉砂质页岩岩相（Ⅱ2）和泥质粉砂岩岩相（Ⅲ2）的孔隙度与黏土矿物含量均呈正相关关系（R = 0.619 3）（图 6b），说明与黏土矿物相关孔隙对总孔隙度贡献较大。其中Ⅲ2的储集空间以颗粒粒间（溶）孔为主，刚性颗粒的赋存空间小、吸附性差[33]，总孔隙度偏低；Ⅱ2黏土矿物含量低，与黏土矿物相关孔隙发育程度低，总孔隙度较低；Ⅰ2储集空间以有机质孔和与黏土矿物相关孔隙为主，具有较高的气测孔隙度；Ⅱ1中虽然黏土矿物含量略低，但石英含量相对较高，石英等颗粒边缘孔隙发育，在颗粒的支撑下周围的黏土矿物内仍保留有大量黏土矿物晶间孔隙与微裂缝[34]，有机质孔和与黏土矿物相关孔隙较发育，具有较高的孔隙度。
黏土质介壳灰质页岩岩相（Ⅱ5）与介壳灰质黏土质页岩岩相（Ⅱ6）的孔隙度与黏土矿物含量呈负相关关系，且相关性较弱（图 6c），说明与黏土矿物相关孔隙对总孔隙度贡献较小。其中Ⅱ6页理缝发育、介壳边缘缝也是油气的良好储集空间，黏土矿物含量相对高，黏土矿物内发育一定孔隙、微裂缝，在裂缝与孔隙的共同作用下，该岩相具有大安寨段页岩中最优的气测孔隙度；Ⅱ5黏土矿物含量较低，与黏土矿物相关孔隙一般发育，方解石含量高但较致密，粒内（溶）孔密集发育，但与外界孔隙连通性较差，使得氦气难以通过柱塞样品，该岩相气测孔隙度较低（图 6d）。
3.3 含气性分析对研究区内大安寨段页岩样品进行现场含气量测试，测试结果显示，页岩岩相的总含气量分布特征与其孔隙度分布特征具有高度一致性（图 6d）；黏土质页岩岩相（Ⅰ2）、粉砂质黏土质页岩岩相（Ⅱ1）以及介壳灰质黏土质页岩岩相（Ⅱ6）的黏土矿物含量相对较高，有机质保存条件好，有机质孔、与黏土矿物相关的孔隙较发育，气的质量体积较高，均值都高于1.5 m3/t；黏土质粉砂质页岩岩相（Ⅱ2）、黏土质介壳灰质页岩岩相（Ⅱ5）和泥质粉砂岩岩相（Ⅲ2）的黏土矿物含量相对较低，有机质保存条件差，有机质孔欠发育，气的质量体积较低，平均为1.0 m3/t。
4 优势页岩岩相与勘探方向 4.1 优势岩相综合考虑页岩岩相的脆性、烃源特征、储集空间特征、物性及含气性等指标，从地质条件与工程开发2个方面确定川中地区大安寨段优势页岩岩相。
（中碳—高碳）黏土质页岩岩相（Ⅰ2）、（中碳—高碳）粉砂质黏土质页岩岩相（Ⅱ1）与（中碳—高碳）介壳灰质黏土质页岩岩相（Ⅱ6）是大安寨段有机质含量最高的3类页岩岩相，有一定含量的黏土矿物，有机质孔和与黏土矿物相关孔隙较发育，局部页理缝发育，孔隙连通性好，物性佳，具有较高的含气量，且TOC值普遍高于1.5%，满足优势页岩岩相的标准，总体地质条件较好，其中Ⅱ6的储集物性与含气量最优。进一步比较工程开发条件，Ⅱ6与Ⅱ1的脆性矿物含量相对较高，更有利于后期压裂改造，比较二者脆性矿物特征，Ⅱ6以方解石（介壳）为主，单一介壳边缘的介壳边缘缝发育潜力大，多个介壳叠置呈纹层状、薄层状，纹层/薄层与黏土矿物间的应力薄弱面是潜在的压裂面，利于工程开发，为大安寨段最优势的页岩岩相；Ⅱ1次之；Ⅰ2具有较高地质勘探潜力，但其工程开发有赖于新技术的发展。
（低碳—中碳）黏土质粉砂质页岩岩相（Ⅱ2）、（低碳）黏土质介壳灰质页岩岩相（Ⅱ5）以及（低碳）泥质粉砂岩岩相（Ⅲ2）的黏土矿物含量低，有机质含量低，TOC值普遍低于1.5%，生烃潜力低，页岩储集性差，含气量低，地质条件较差，为非优势页岩岩相。
其余岩相，如（低碳）黏土质页岩岩相（Ⅰ2）、（中碳）黏土质介壳灰质页岩岩相（Ⅱ5）等，在大安寨段较少发育，总厚度小，地质条件差，不具有开发价值。
4.2 勘探方向川中地区大安寨段页岩岩相与沉积相关系紧密[13]，页岩岩相与其特定沉积环境下形成的灰岩可组成岩相组合。以取心和测试数据更加充足的LA1井为例（图 7），该井大安寨段发育了前文分析的所有的页岩岩相类型，具有比较好的代表性，可以在一定程度表征川中地区大安寨段岩相的纵向发育特征。通过分析页岩岩相与沉积相纵向发育特征，发现浅湖具有2种典型岩相组合：页岩岩相与中层状介壳灰岩互层相（A组合）与页岩岩相夹中—薄层状介壳灰岩岩相（B组合）。A组合主要发育于大一亚段中部，页岩岩相主要包括黏土质粉砂质页岩岩相（Ⅱ2）与泥质粉砂岩岩相（Ⅲ2），反映了浅湖泥夹介壳滩沉积。页岩内石英、长石等陆源碎屑矿物含量较高，其沉积位置靠近湖盆边缘。B组合主要发育于大一亚段下部—大二亚段a小层顶部，页岩岩相主要包括粉砂质黏土质页岩岩相（Ⅱ1）与黏土质介壳灰质页岩岩相（Ⅱ5），反映了浅湖泥夹介壳滩沉积，但页岩内陆源碎屑矿物含量较少，其沉积位置靠近半深湖。
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下载原图 图 7 川中地区侏罗系大安寨段LA1井页岩岩相与沉积相纵向发育特征 Fig. 7 Vertical development characteristics of shale lithofacies and sedimentary facies of well LA1 of Jurassic Da' anzhai member in central Sichuan Basin |
半深湖中也有2种典型岩相组合：页岩岩相夹薄层状泥质介壳灰岩岩相（C组合）与页岩岩相夹纹层状、透镜状泥质介壳灰岩岩相（D组合）。C组合主要发育于大二亚段a，b小层，页岩岩相主要为粉砂质黏土质页岩岩相（Ⅱ1）与介壳灰质黏土质页岩岩相（Ⅱ6），陆源碎屑矿物含量少，薄层泥质介壳灰岩多来源于浅湖，浅湖的介壳滩在湖浪等外界触发条件下垮塌，使介壳滩沉积物源源不断流向深水，近源形成重力流沉积[20]，反映了半深湖泥夹重力流沉积，其沉积位置靠近浅湖。D组合主要发育于大二亚段b，c小层，岩相主要为粉砂质黏土质页岩岩相（Ⅱ1）与黏土质页岩岩相（Ⅰ2），纹层状、透镜状泥质介壳灰岩来源于远源重力流沉积或半深湖环境微地貌高地上的低能生物滩。
总体来说，岩相组合C中包含的页岩岩相为研究区优势与次优页岩岩相，其页岩生烃潜力和储集性能最优，页岩夹薄层灰岩这一厚度组合关系具有有利的源储关系[35]，页岩生成的油气能够就近储集于黏土矿物内相关孔隙及介壳边缘缝，且页岩与薄层灰岩的频繁接触会产生较多的应力薄弱面，利于介壳边缘缝的发育与后期工程压裂，为优势岩相组合。该组合主要分布于大二亚段a，b小层的半深湖亚相，大二亚段a，b小层为大安寨段页岩油气的有利勘探方向。
5 结论（1）川中地区侏罗系大安寨段页岩共划分出6种岩相类型，13种岩相亚类，主要包括：（低碳—高碳）黏土质页岩岩相、（中碳—高碳）粉砂质黏土质页岩岩相、（低碳—中碳）黏土质粉砂质页岩岩相（Ⅱ2）、（低碳—中碳）黏土质介壳灰质页岩岩相、（中碳—高碳）介壳灰质黏土质页岩岩相以及（低碳—中碳）泥质粉砂岩岩相。
（2）川中地区侏罗系大安寨段页岩储集空间以与黏土矿物相关孔隙和颗粒边缘孔为主，孔隙度平均为3.97%；渗透率平均为0.659 mD，孔渗相关性好；页岩中气的质量体积普遍高于1.0 m3/t，部分高于2.0 m3/t，其分布特征与孔隙度具有高度一致性。
（3）川中地区侏罗系大安寨段（中碳—高碳）介壳灰质黏土质页岩岩相的地质与工程开发条件最佳，为研究区段最优页岩岩相；（中碳—高碳）粉砂质黏土质页岩岩相也具有较强生烃潜力，为次优页岩岩相；（中碳—高碳）黏土质页岩岩相地质条件较好，但工程开发条件较差，具有较高地质勘探潜力；其余岩相地质条件均较差，勘探开发潜力低。
（4）川中地区侏罗系大安寨段共发现了4种与页岩相关的岩相组合。页岩岩相夹薄层状泥质介壳灰岩岩相为优势岩相组合，主要分布于大二亚段a，b小层的半深湖亚相，为大安寨段页岩油气的有利勘探方向。
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