川东南地区龙马溪组页岩储层质量控制因素研究

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1、中图分类号：P624单位代码：11414学号：2014311007题目川东南地区龙马溪组页岩储层层质量控制因素研究学科专业地质学研究方向岩石学和储层地质学博士生耿一凯指导教师金振奎教授二○一七年十月ControllingFactorsonQualityofShaleReservoirofLongmaxiFormationintheSoutheasternSichuanBasinDissertationsubmittedtoChinaUniversityofPetroleum,Beijinginpa

2、rtialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofDoctorofNaturalScienceByGengYikai（Geology）DissertationSupervisorProf.JinZhenkuiOctober,2017-I-摘要摘要泥质沉积物沉积作用和埋藏后经历的成岩作用二者共同控制着页岩储层的发育和演化。富有机质页岩的形成主要受控于沉积物的沉积时的沉积条件和搬运过程。根据矿物学、岩石组构、生物组成及岩石结构对五峰组-龙马溪组识别出8种岩相

3、类型，硅质页岩、粘土质泥岩、粉砂纹层泥岩、灰质纹层泥岩、含介壳灰质泥岩、粉砂岩与泥岩互层状韵律岩、块状粉砂岩、斑脱岩。龙马溪组页岩主要是以悬浮搬运的模式在相对低能的水动力条件下沉积形成的，但是大量硅质生物化石、具粒序特征的生物碎屑、粉砂纹层、透镜状层理及沙纹交错层理等沉积构造表明，还存在生物沉积、风暴沉积和底流沉积作用。微量元素分析表明龙马溪组下段富有机质硅质页岩形成于缺氧/贫氧环境。X-射线衍射分析、扫描电镜以及能谱分析等手段测试结果表明，川东地区龙马溪组粘土矿物为伊利石+伊/蒙混层+绿泥石（I

4、+I/S+C）组合，以陆源碎屑成因为主，含有一定的自生和成岩次生成因。陆源碎屑成因粘土矿物主要为蒙皂石、伊利石和绿泥石；自生粘土矿物为云母蚀变的伊利石；次生粘土矿物为伊/蒙混层和伊利石。利用X-射线衍射分析、扫描电镜、阴极发光、能谱分析及主量元素测试等手段，识别出龙马溪组陆源石英和成岩过程中形成的石英，硅质页岩中自生石英含量可达56%，远高于陆源石英，硅质生物的溶解再沉淀是自生石英的主要成岩机制。成岩过程中形成的石英充填了粒间孔隙，抑制了后期的压实作用，压实程度中等，内部依然为迁移有机质提供了储集

5、空间，有机质含量高，而上段粉砂质页岩和粘土质页岩由于缺少自生石英导致压实程度强烈。基于计点法和手动追踪定量分析了龙马溪组页岩储层的孔隙类型及含量。硅质页岩段有机质孔发育最为广泛，约占总孔隙的64%，其次为粒间孔（31%），粒内孔（3%），微裂缝（2%）。通过分析沉积过程和成岩过程中各因素对页岩储层影响的分析，考虑到四川盆地龙马溪组页岩热演化程度差异不大，因此针对四川盆地龙马溪组提出了2条优质页岩储层形成的主控因素：良好的物质基础和独特的成岩改造。龙马溪组页岩沉积时高的初级生产力以及贫氧/缺氧环境，

6、使有机质富集并得以保存；同时成岩过程中形成的石英抑制了压实作用为迁移有机质提供了储集空间，发育的孔隙类型以有机质孔为主，孔隙度高，孔隙连通性好。关键词：龙马溪组页岩；沉积环境；成岩作用；孔隙类型；储层质量-II-ABSTRACTControllingFactorsonQualityofShaleReservoirofLongmaxiFormationinSoutheasternSichuanBasinABSTRACTTheformationoforganic-richshalewascontrol

7、ledbysedimenttransportanddepositionprocessesaswellassedimentaryenvironmentconditions.Basedonmineralogyaswellasdifferentrockfabrics,bioticcomponentsandsedimentarytextures,eighttypesofshalelithofacieswereidentifiedintheLongmaxiFormation,i.e.,siliceoussh

8、ale,siltyshale,argillaceousshale,calcareousshale,shell-bearingcalcareousmudstone,siltstone-finesandstone,limelaminamudstoneandbentonite.TheshaleinLongmaxiFormationwasnotalwaysabletodepositinasuspendingformunderthelow-energyhydrodynamicconditio