川南五峰组龙马溪组低阻页岩特征分析及启示.pdf

1958西南石油大学学报（自然科学版）2024 年 4 月 第 46 卷 第 2 期Journal of Southwest Petroleum University（Science&Technology Edition）Vol.46 No.2 Apr.2024DOI：10.11885/j.issn.1674 5086.2022.03.07.03文章编号：1674 5086（2024）02 0026 15中图分类号：TE122文献标志码：A川南五峰组龙马溪组低阻页岩特征分析及启示黄莉莎1，2，3，闫建平1，2，3*，胡兴中4，郑马嘉5，钟光海61.西南石油大学地球科学与技术学院，四川 成都 610500；2.油气藏地质及开发工程全国重点实验室 西南石油大学，四川 成都 610500；3.天然气地质四川省重点实验室，四川 成都 610500；4.中国石化胜利油田分公司油气勘探管理中心，山东 东营 257000；5.中国石油西南油气田公司，四川 成都 610041；6.中国石油西南油气田公司页岩气研究院，四川 成都 610041摘要：川南长宁和泸州地区五峰组龙马溪组页岩气储层存在低电阻率异常现象，且不同区域低电阻率井产气差异较大，利用物性、地球化学、X 衍射、薄片、含气量、生产测试及测井曲线等资料，研究了低电阻率不同类型的特征、成因因素及其对含气性的影响。结果表明，低电阻率井和正常电阻率井的界限为 15 m，次低电阻率井的电阻率主要在 10100 m；低电阻率井的曲线形态特征主要有“持续下降型”（Rt5 m）和“先降低再回返增加型”（515 m）两种；低电阻率的成因因素主要包括有机质过成熟导致石墨化、高含水饱和度、高黄铁矿含量和高黏土矿物含量，对不同类型的电阻率降低起到不同程度的作用；“持续下降型”低电阻率井含气性普遍较差，而“先降低再回返增加型”含气性一般较好，向斜构造带底部且埋深较大的位置出现的低电阻率页岩通常为“持续下降型”，含气性和测试产能往往都不高，是低电阻率页岩气风险探勘开发特别需要注意的一种类型。关键词：海相页岩；低电阻率；川南地区；五峰组龙马溪组；有机质石墨化Characteristics Analysis and Its Enlightenment of Shale of LowResistivity in WufengLongmaxi Formation in Southern Sichuan BasinHUANG Lisha1，2，3,YAN Jianping1，2，3*,HU Xingzhong4,ZHENG Majia5,ZHONG Guanghai61.School of Geoscience and Technology,Southwest Petroleum University,Chengdu,Sichuan 610500,China;2.National Key Laboratory of Oil&GasReservoir Geology and Exploitation,Southwest Petroleum University,Chengdu,Sichuan 610500,China;3.Natural Gas Geology Key Laboratory ofSichuan Province,Chengdu,Sichuan 610500,China;4.Management Center of Oil and Gas Exploration of Shengli Oilfield Company,SINOPEC,Dongying,Shandong 257000,China;5.Southwest Oil and Gas Field Company,PetroChina,Chengdu,Sichuan 610041,China;6.Research Institute of Shale Gas,Southwest Oil&Gas Field Company,PetroChina,Chengdu,Sichuan 610041,ChinaAbstract:TherearelowresistivityanomaliesofshalegasreservoirsofWufengLongmaxiFormationinChangningandLuzhouareas in southern Sichuan Basin,and the gas production of low resistivity wells in different areas varies greatly.Based on thedata of physical properties,geochemistry,X-ray diffraction,thin section,gas content,production test and logging curve,thecharacteristics,genetic factors and their effects on gas content of different types of low resistivity are studied.The resultsindicate that the boundary between low resistivity well and normal resistivity well in shale gas reservoir is 15 m,and theresistivity range of sub low resistivity well is mainly 10100 m.The curve shape characteristics of low resistivity wellmainly include“continuous decline type”(Rt5 m)and“first decrease and then increase type”(515 m).The originfactors of low resistivity mainly include graphitization caused by over mature organic matter,high water saturation,high pyritecontentandhighclaymineralcontent,whichplayadifferentroleinthereductionofresistivityofdifferenttypes;Lowresistivitywells of“continuous decline”generally have poor gas content,but the“first decrease and then return to increase”generally havegood gas content.The low resistivity shale at the bottom of the syncline structural belt and at a large buried depth is usually“continuous decline”,and the gas-bearing properties and test productivity are usually very low.It is a type that needs specialattention in the risk exploration and development of low resistivity shale gas.Keywords:marine shale;low resistivity;southern Sichuan Basin;WufengLongmaxi Formation;organic matter graphitization网络出版地址：http：/ 40.HUANG Lisha,YAN Jianping,HU Xingzhong,et al.Characteristics Analysis and Its Enlightenment of Shale of Low Resistivity in WufengLongmaxiFormation in Southern Sichuan BasinJ.Journal of Southwest Petroleum University(Science&Technology Edition),2024,46(2):2640.*收稿日期：2022 03 07网络出版时间：2023 10 07通信作者：闫建平，E-mail：yanjp_基金项目：国家自然科学基金（42372177）；中国石油 西南石油大学创新联合体科技合作项目（2020CX020000）；四川省科自然科学基金（2022NSFSC0287）；国家科技重大专项（2017ZX05049 004）；高等学校学科创新引智计划（111 计划）（D18016）；南充市校科技战略合作项目（SXHZ017）第 2 期黄莉莎，等：川南五峰组龙马溪组低阻页岩特征分析及启示27引言随着非常规油气勘探开发的不断深入，世界各国已逐步将非常规油气视为现今能源勘探开发的主要目标之一1。中国非常规油气资源储量丰富，开发潜力巨大，页岩气作为典型的非常规天然气，受到了高度重视2。四川盆地南部（川南）地区首先实现了页岩气的商业化勘探开发，主力层系为五峰组龙马溪组富有机质页岩3 5。川南地区地处四川盆地南缘，烃源岩发育良好，页岩气资源量丰富，勘探潜力巨大，是中国页岩气勘探开发的重点区域6。近年来，川南地区长宁区块、泸州区块等页岩气勘探井开发进程中出现了页岩气储层低电阻率（低阻）现象，“低阻”给人直观的印象就是含气性较差，勘探开发不容乐观，但实际情况显示，部分低阻页岩气井目的层段含气量较高，如 NX27 井龙马溪组龙一段 1 亚段 1 小层至 3 小层（龙一131）含气量为 2.27 m3/t，产气量可达 19 104m3/d，当然，也有很大一部分低阻页岩气井含气性较差，这无疑造成了页岩气低阻含气性评价的不确定性，进而对低阻页岩气井实施勘探开发带来了较大的风险。故需研究厘清低阻页岩气的成因因素及不同机制下对含气性的影响，对是否实施水平井开发及避免高成本风险有着极其重要的作用。目前，众多学者已对川南地区多个区块五峰组龙马溪组页岩气储层地质特征及资源前景、沉积环境和裂缝特征等方面开展了研究7 10。对于低阻页岩气储层，早期的研究并不多，自 2015 年开始，低阻页岩逐渐引起了学者的关注，并认为页岩低阻主要是由于高过成熟有机质、高黄铁矿含量、高黏土矿物、高地层水矿化度及发育裂缝等多种因素相互叠加作用的影响11 18，以及与断层及靠近断层附近的页岩储层含水饱和度增高有关19。总的来说，关于页岩气储层低阻的研究还不够系统、全面，特别是页岩气低阻存在的类型与特征、含气性差异及其对勘探开发风险评估方面的研究较少。为了厘清不同类型低阻页岩气储层的特征、成因及其对含气性的影响，本文以川南地区长宁和泸州区块五峰组龙马溪组龙一1低电阻率页岩地层为研究对象，全面考虑埋深、所处构造带等因素，选取 13 口典型钻井，利用物性、地球化学、X 衍射、镜下薄片、含气量、生产测试及测井等资料，对低阻页岩气储层进行测井响应特征现象分析，特别是利用测井电阻率（Rt）响应形态特征，划分出“持续下降型”（Rt5.0 m）及“先降低再回返增加型”（5.06Rt615.0 m）两种类型，进而探讨其成因因素及含气性差异，明确了发育于向斜构造带底部且埋深较大的“持续下降型”低阻页岩气储层含气性较差，为川南地区低电阻率页岩气井的风险勘探及是否实施水平井开发具有一定的启示意义。1 研究区地质概况四川盆地位于扬子地台西北缘，川南地区主要指四川盆地南部及其周缘地区，构造上处于川南低陡褶皱带、川西南低陡褶带及川中平缓褶皱带等构造单元（图 1a）20 21。在四川盆地多旋回构造演化背景下，川南地区五峰期龙马溪期经历了早期深埋藏晚期强隆升过程，在达州重庆泸州一线地区，龙马溪组底界面现今埋深在 4 0004 500 m，向南西逐渐变浅22。本文研究区主要为川南长宁地区及泸州地区（图 1b），研究层位为五峰组龙马溪组龙一1亚段，龙一1亚段又分 4 个小层（图 1c）。泸州地区位于川中古隆起南斜坡和川东南拗褶带之间的川南低褶带，五峰组龙马溪组页岩埋深普遍大于3 500 m，地层压力系数在 1.82.323 24，更有利于页岩气的富集保存。长宁地区构造位置处于川东高陡褶皱带向西南延伸的末端，川南断褶带和娄山断褶带交界处，五峰组龙马溪组页岩在不同地质时期埋藏深度变化幅度大，一般在 1 5004 500 m，地层压力系数在 1.32.0，页岩气在区内呈大面积连续稳定分布，具有早期有限聚集、中期富集保存超压型成藏特征25 28。#$%&!$()&*2345678-235678-29:;78-01!?A$#2B-87C7 8-78-78-87D25:E2FG6HBI78-BJK245678-a./)LM+,-./)28西南石油大学学报（自然科学版）2024 年DEFGEHIJKEb)ycRfgiRzc cM.|zLMNX01NOPQR#$STU1.57 m!VWXYZ()_:.:a)?h)y?h)?y?h4$51.57 m4.17 m9.08 m0.19 m1.90 m1.81 m7.37 m20.02 m40.00 m53.46 m50.47 m176.56 m23.12 mLX05YX01HX06HX03LX11NX11NX22NX27NX25NX17NX01NX09NX336$7%&$85$9$:!$#;?$,-.$#/$#014$0A$BC$,2$#03e kl m nm oMEpcM!?#$?%?&?(?)?*5qmMr/m?+?,5s nm25s13-?.?&t?u?lv/?01?02?0w?x?l10025010015055033022011322510505s1nmbcdefgh!cOiRej5s125s145s11!#$%&$图 1研究区位置、川南地区构造分区图与地层综合柱状图29Fig.1Location of the study area,structural zoning and comprehensive stratigraphic histogram of southern Sichuan Basin2 页岩低电阻率类型及特征测井曲线是地层物理性质随井深变化的记录，包含了许多地质地层信息30。地层岩石骨架通常导电性弱，电阻率测井对岩石孔隙中的流体响应最为敏感，而页岩由于压实较致密且含有天然气（或液态烃）时，通常具有高电阻率响应值31。四川盆地五峰组龙马溪组优质页岩正常情况下一般电阻率大于 10.0 m，多数高产井优质页岩电阻率大于 20.0 m19。页岩低电阻率响应作为一种测井异常现象，随着川南页岩气勘探开发的深入，逐步引起现场专家及高校学者们的关注与重视。本文选取泸州地区及长宁地区的 13 口勘探井（7 口低电阻率井、3 口次低电阻率井和 3 口正常电阻率井）对五峰组龙一1亚段页岩地层的电阻率测井响应特征进行研究。由于各个区块构造及埋深不同，导致不同地区和研究层位电阻率存在差异，为了有效分析低电阻率的特征现象，统计了 13 口勘探井五峰组龙一131小层的电阻率分布情况（图 2）。根据不同的电阻率值分布特征将其划分为 3 种响应类型：1）Rt15.0m。结合川南地区的实际情况，标定了目的层段电阻率上限，以 15.0 m 为五峰组龙马溪组页岩气储层低电阻率井和正常电阻率井的界限，而次低电阻率井的电阻率主要在 10.0100.0 m。020406080100100Rt/()m#$%/%H 06X!N 11X!Y 01X!H 03X!N 22X!N 27X!L 05X!N 25X!N 33X!N 01X!L 11X!N 17X!N 09X!图 2川南地区五峰组龙马溪组龙一131小层电阻率分布Fig.2Resistivity distribution of Wufeng FormationLongyi131layer in southern Sichuan Basin第 2 期黄莉莎，等：川南五峰组龙马溪组低阻页岩特征分析及启示29川南地区五峰组龙一1亚段不同井的电阻率测井结果如图 3 和图 4 所示，分析发现，测井曲线主要有以下 4 种形态特征：1）持续下降型（I 型）低电阻率类型（图 3a，图 3b，图 3c）；2）先降低再回返增加型（II 型）低电阻率类型（图 3d，图 4a，图 4b）；3）高阻层段中夹尖刺状低阻型（III 型）次低电阻率类型（图 4c）；4）持续增加型（IV 型）正常电阻率类型（图 4d）。a NX22#,%d NX27#,%c HX06#,%b NX25#,%4280015429043004310432043304340()!14!13!11!120153230324032503260()!14!13!11!12*+/mCAL in./0350KTH API/0350GR API/,-,-*+/mGR API/03500350KTH API/CAL in./4310430043204330434043504360()!14!13!11!12358035903600()!14!13!11!12*+/mCAL in./0350KTH API/0350GR API/,-,-*+/mGR API/03500350KTH API/CAL in./0.22000.00.22000.0Rt/()mRxo/()m0.22000.00.22000.0Rt/()mRxo/()m0.22000.00.22000.0Rt/()mRxo/()m0.22000.00.22000.0Rt/()mRxo/()m015015图 3五峰组龙马溪组龙一1低电阻率井测井响应特征Fig.3Logging response characteristics of resistivity continuous decline of Wufeng FormationLongyi1layer of Longmaxi Formation30西南石油大学学报（自然科学版）2024 年#$%&/mGR API/04000400KTH API/CAL in./015a NX17,)d HX03,)b NX09,)#$%&/m2940015CAL in./0350KTH API/0350GR API/0.22000.00.22000.0Rt/()mRxo/()m29502960!11!13+,-!14!12#$%&/mGR API/0350KTH API/0350CAL in./015c YX01,)#$%&/mGR API/000KTH API/CAL in./3503501534803470349035003510352035303540+,-!14!13!11!12371037203740375037603730+,-!14!13!11!123140315031603170+,-!14!13!11!120.22000.00.22000.0Rt/()mRxo/()m0.22000.00.22000.0Rt/()mRxo/()m0.22000.00.22000.0Rt/()mRxo/()m图 4五峰组龙马溪组龙一1亚段次低电阻率井和正常电阻率井测井响应特征Fig.4Logging response characteristics of sub low resistivity well and normal resistivity well of Wufeng FormationLongyi1layer of Longmaxi Formation第 2 期黄莉莎，等：川南五峰组龙马溪组低阻页岩特征分析及启示311）持续下降型（I）该类型的电阻率值持续下降，其值普遍下降至2.0 m 及以下，对应的响应类型主要为 Rt15.0 m，而当 10.06Rt6100.0 m 时，电阻率井类型归类为次低电阻率井。对于该类型中的低电阻率井，平面上普遍发育在长宁地区的建武向斜区块内（图 1a）。3）高阻层段中夹尖刺状低阻型（III）电阻率曲线主要是高值段中夹尖刺状低电阻率的形态（图 4c），电阻率值响应类型主要为 Rt在10.0100.0 m，此类电阻率井归类为次低电阻率井，目前掌握的井资料中该类型出现于泸州地区的 YX01 井区，且构造上主要在九奎山构造北段西翼附近。4）持续增加型（IV）该类型的电阻率值从上到下整体呈持续增加趋势（图 4d），一般为正常电阻率井，且 Rt普遍大于15.0 m，如发育于泸州地区的 HX03 井。在综合分析勘探井的电阻率及其响应特征的基础上，结合测井电阻率曲线变化趋势，可以发现，低电阻率井的测井曲线主要有两种不同的形态特征，一种是电阻率曲线持续下降型（I），且电阻率一般小于 5.0 m；另一种为电阻率曲线先降低再回返增加型（II），其电阻率普遍在 5.015.0 m。次低电阻率井测井曲线形态包括电阻率值先降低再回返增加型（II）和高阻层段中夹尖刺状低阻型（III），它们的电阻率普遍在 10.0100.0 m。而正常电阻率井的测井电阻率曲线形态有先降低再回返增加型（II）和持续增加型（IV）两种，前者主要分布在长宁地区，后者主要分布在泸州地区。根据不同地区、不同勘探井的不同层位小层的电阻率响应值情况，统计了其埋深、电阻率平均值、电阻率曲线的形态特征以及电阻率井类型（表 1，表中的 Rt为平均值）。表 1川南泸州、长宁地区五峰组龙马溪组龙一131小层页岩电阻率参数表Tab.1Resistivity parameters of shale of Wufeng FormationLongyi131layer of Longmaxi Formation in Luzhou and ChangningArea,southern Sichuan Basin地区井号井段/mRt/（m）小层 Rt/（m）电阻率曲线形态特征电阻率井类型龙一31龙一21龙一11五峰组泸州HX064 3504 3661.571.231.320.772.96持续下降型低电阻率井LX114 9124 9344.173.874.983.444.37先降低再回返增加型低电阻率井LX054 0234 04223.126.2626.8839.2320.12高阻夹尖刺状低电阻率型次低电阻率井YX013 5243 54250.4711.2487.1867.9835.49高阻夹尖刺状低电阻率型次低电阻率井HX033 7003 762176.5050.64151.56174.83328.96持续增加型正常电阻率井长宁NX224 3104 3410.190.210.190.150.22持续下降型低电阻率井NX333 1843 2001.811.601.781.632.23持续下降型低电阻率井NX253 2333 2611.901.912.791.481.42持续下降型低电阻率井NX112 3282 3579.086.6110.949.549.21先降低再回返增加型低电阻率井NX273 5773 6027.375.1311.447.395.50先降低再回返增加型低电阻率井NX172 9402 96320.0213.0632.9521.2912.78先降低再回返增加型次低电阻率井NX012 5042 52647.0022.2071.1364.9729.70先降低再回返增加型正常电阻率井NX093 1603 17453.4629.4560.4174.1849.79先降低再回返增加型正常电阻率井32西南石油大学学报（自然科学版）2024 年3 低电阻率成因因素探讨及分析页岩气储层具有骨架颗粒粒度小、黏土含量高、有效孔隙不发育和特低渗透率的特点11，32。页岩气储层最为典型的测井响应特征为“四高三低”，即高自然伽马、高声波时差、高电阻率、高铀含量及相对低密度、低中子及低无铀伽马33，但在实际勘探开发过程中出现了一定量的页岩低阻现象，造成页岩储层低阻的影响因素较多，如高黏土矿物含量附加导电、高黄铁矿含量等骨架导电矿物，高地层水矿化度，有机质高过成熟产生石墨化（碳化）等。针对川南地区出现的低电阻率井，通过有机质成熟演化、矿物及测井等资料的综合分析，结合区域地质特征，探讨了不同类型低电阻率页岩气储层的主要成因因素（表 2，表中数值均为平均值）。表 2川南泸州、长宁地区五峰组龙马溪组龙一131小层页岩储层参数表Tab.2Reservoir parameters of shale of Wufeng FormationLongyi131layer of Longmaxi Formation in Luzhou and ChangningArea,southern Sichuan Basin地区井名黏土矿物含量/%黄铁矿含量/%总有机碳含量/%含水饱和度/%电阻率/（m）含气量/（m3t1）影响因素泸州HX0615.894.264.67801.570.31有机质石墨化+高含水饱和度LX11734.17LX0524.152.453.312423.123.71YX0128.926.213.503650.472.20局部高黄铁矿HX0322.853.463.5330176.501.03长宁NX2220.003.004.06880.190.25有机质石墨化+高含水饱和度NX3318.004.004.32461.814.15有机质石墨化+高含水饱和度NX2524.004.003.90491.900.18弱有机质石墨化+高含水饱和度NX1115.443.254.35319.082.15部分层段高黏土矿物+局部高黄铁矿NX2719.004.004.17267.372.27弱有机质石墨化+部分层段高黏土矿物NX1724.002.433.144020.022.10部分层段高黏土矿物NX0117.033.643.853447.002.00NX0926.463.233.933053.463.203.1 高过成熟有机质石墨化常规油气地质评价中，有机质成熟度是衡量烃源岩生烃能力的重要指标之一，也是评价一个地区或某一烃源岩系生烃量及资源前景的重要依据34。有机质成熟度不仅决定页岩所处的生烃演化阶段，也与页岩微观结构、储层物性和含气性密切相关。随着热演化程度的增强，有机质成熟度会不断增加，页岩将有可能出现碳化现象，激光拉曼光谱分析等可以分析有机质碳化的程度。有机质碳化是指进入高过成熟阶段的泥页岩经过有机质降解、裂解等过程，其固体有机质部分或全部转化为石墨或类石墨物质的地质现象35。激光拉曼光谱是一种非弹性散射光谱，能够反映含碳物质向石墨转变过程中结构的变化，固体有机质拉曼光谱一般出现 D 峰和 G 峰，另外，进入石墨化阶段的高过成熟烃源岩在拉曼光谱中普遍出现二阶拉曼峰G峰（石墨峰），该峰幅度与石墨的发育程度有关36。海相页岩有机质碳化的激光拉曼有机质成熟度（RmcRo）下限为 3.5%，达到此下限值时通常激光拉曼光谱出现石墨峰16。NX22 井构造上位于长宁地区罗场向斜内，距离断层较近（图 1b），孔隙度仅为 1.18%，含水饱和度在88%左右，埋深在 4 300 m 以下，整体埋深较大，温度较高，RmcRo普遍在 3.6%以上，激光拉曼光谱中可见明显的石墨峰（G峰），反映该井有机质石墨化程度较大，也说明有机质成熟度演化程度高时，总有机碳含量对电阻率影响并不明显（图 5a）。NX25 井也位于长宁地区罗场向斜内，孔隙度为 3.03%，含水饱和度在 49%左右，埋深在 3 200 m 以下，RmcRo一般大于 3.5%，且 G峰呈低幅，表明该井存在弱石墨化。结合前人对长宁地区低阻井的研究19，强烈的构造挤压造成了地层强应力，推测 NX22 井目的层页岩孔隙（无机孔、有机孔）可能被断层挤压，部分孔隙被压实，受断层活动影响，孔隙中的气体散失，含水饱和度增高，导致电阻率降低，且已有学者通过构建石墨 石英模型电导率的数值模拟研究，发现深部构第 2 期黄莉莎，等：川南五峰组龙马溪组低阻页岩特征分析及启示33造挤压形成的断裂带可能造成页岩石墨化现象，从而导致电阻率降低37。这两口低阻井的测井电阻率曲线模式都为“持续下降型”（I）（图 3，表 1），该类型低电阻率主要是大部分有机质石墨化增强骨架导电性和气体散失使得含水饱和度增加，提高了孔隙中流体的导电性共同作用造成的（表 2）。且 NX22 井和 NX25 井的岩芯测试含气量较低，分别为 0.25 及0.18 m3/t，因此，该类型的低阻井含气性一般较差。基于 NX22 井、NX25 井等 4 口勘探井的总有机碳含量及 NX25 井、YXY1 井等 3 口勘探井的激光拉曼测试数据（其中，部分RmcRo测试值来自于文献35）和电阻率测井数据进行交会图分析发现：1）总有机碳含量和电阻率的关系复杂，受有机质石墨化程度控制明显，呈现出 3 个分区的变化：（1）NX09 井为正常电阻率井，电阻率在15100 m，有机质无石墨化，随着总有机碳含量增加，电阻率增高（图 5a）；（2）NX27 井和 NX25 井，有机质部分石墨化，随着总有机碳含量增加，电阻率呈一定降低趋势，且 NX27 井石墨化程度低于NX25 井，NX27 井电阻率高于 NX25 井，NX27 井电阻率普遍在 515 m，NX25 井电阻率整体小于5 m（图 5a）；（3）NX22 井石墨化程度较强，且含水饱和度高，这两个因素对电阻率的影响掩盖了总有机碳含量的高低，表现为电阻率值极低，整体上小于 1 m，总有机碳含量和电阻率没有明显的关系（图 5a）。2）五峰组龙一131小层整体有机质热演化程度较高，随着有机质成熟度RmcRo值的增加，电阻率呈明显降低趋势（图 5b）。1023.43.53.63.73.83.94.0Rt/()mRmcoR/%10110010-1N 25X!YXY1!Y 01X!0246810()*+,/%102Rt/()m10110010-1103NX22!(%&11?3-)NX25!(%&11?3-)NX27!(%&11?3-)NX09!(%&11?3-)NX22!(#$)NX25!?#$()NX27!?#$()a-./0()*+,bRmcotRR1图 5五峰组龙马溪组龙一131小层有机质含量及演化程度与 Rt关系Fig.5Evolution degree of organic matter and Rtdiagram of Wufeng FormationLongyi131layer of Longmaxi Formation3.2 高黄铁矿含量黄铁矿作为泥页岩地层中普遍存在的矿物，在海相页岩地层中含量相对更高，由于黄铁矿是页岩中电导率较高的矿物，呈团块状、层状分布的黄铁矿集合体可以造成小范围内电阻率的快速降低，也常被认为是造成低阻油气层的重要原因之一14。川南地区五峰组龙一131小层黄铁矿含量一般在1%6%，长宁地区黄铁矿含量相对较低，通常都小于 6%，泸州地区部分黄铁矿含量在 6%以上。五峰组龙一131小层 124 个样品数的黄铁矿和电阻率关系如图 6 所示，分析发现，电阻率会随着黄铁矿含量的增加而降低。同时，由图中还可以看出，NX22 井和 NX25 井的电阻率较低，尤其是NX22 井电阻率在 1.0 m 以下，说明随着黄铁矿含量增加，电阻率变化不明显，表明黄铁矿含量对“持续下降型”的低阻井影响较小，主要还是受有机质石墨化和含水饱和度增加的影响。10-1100101102103051015202530$%&(/%NX17!?#$(?)LX05!?#$(?)NX25!?#$(?)YX01!?#$(?)NX09!(#11?3-)LX05!(#11?3-)NX25!(#11?3-)YX01!(#11?3-)NX01!(#11?3-)NX17!(#11?3-)NX22!(#11?3-)Rt/()m图 6五峰组龙马溪组龙一131小层黄铁矿和电阻率关系Fig.6Pyrite and resistivity diagram of Wufeng FormationLongyi131layer of Longmaxi Formation由图 7 中 YX01 井测井曲线结合薄片和电镜照片可以观察到，发育有电阻率呈现高值（大于34西南石油大学学报（自然科学版）2024 年15.0 m）层段中夹尖刺状低电阻率处，层状或团块状黄铁矿的出现往往存在方解石脉的充填，对应的密度测井曲线也会呈高值尖刺状，表现为密度较大，黄铁矿含量普遍较高（图 7），如在深度 3 523.59 m处，黄铁矿含量大约占到整个薄片面积的 50.0%左右，且岩芯测试显示黄铁矿含量占比达到 15%，测井曲线形态处于尖刺状低阻处。分析认为，电阻率曲线“高阻层段中夹尖刺状低电阻率型”的低阻特征模式主要是由于高黄铁矿含量造成的（表 2）。YX01 井位于泸州地区九奎山构造北段西翼，含气量为 2.2 m3/t，产能可观，说明该类型的低阻特征模式其含气性整体较好。*+,-./0/030#$%12/%0.22000.00.22000.023DENgcm/()-3255CNL/%9040ACsft/()-1015CAL in./0350KTH API/0350GR API/34/m56abcdRt/()mRxo/()m354035303520351035003490b 3518.18md 3525.80ma 3523.59mc 3524.04m789!14!13!11!12#$%10?m&#$%()#$%10m#$%图 7川南泸州地区 YX01 井黄铁矿分布情况Fig.7Distribution of pyrite of Well YX01 in Luzhou Area,southern Sichuan Basin3.3 高黏土矿物含量黏土矿物是页岩地层中重要的组分之一，对页岩微观孔隙的发育及电阻率响应具有重要影响15。川南地区黏土矿物含量较高，普遍在 10%50%，而黏土矿物的存在将会形成明显的离子双电层，引起阳离子交换作用，通过黏土和细小颗粒表面多余的负电荷形成双电层内层离子，而阳离子交换容量反映了双电层外层平衡离子浓度，由于离子浓度差的原因引起离子迁移，故形成扩散吸附电动势，即黏土的附加导电性14。区域内黏土矿物类型主要包括伊利石、伊/蒙混层和绿泥石，还有少量高岭石（图 8），而伊利石和伊/蒙混层是吸附水含量较高的无序黏土矿物，具有较强的阳离子交换能力，增加了页岩的导电能力，一定程度上会导致电阻率降低。从图 9 所示五峰组龙马溪组龙一131小层 54 个样品的黏土矿物含量与电阻率的关系发现，随着黏土矿物含量增加，电阻率整体呈降低趋势。!#!/$%&(#)*#19.3%3.0%27.2%50.5%图 8五峰组龙马溪组龙一131小层黏土矿物组分结构Fig.8Composition and structure of clay minerals of WufengFormationLongyi131layer of Longmaxi Formation对于电阻率曲线先降低再回返增加型（II），不论是低电阻率井、次低电阻率井还是正常电阻率井，其电阻率值在龙一31小层都开始降低，龙一21小层和龙一11小层电阻率又有所回返，最后在五峰组又呈现下降的趋势。统计这些井龙一31小层到五峰组的黏土矿物含量发现，在电阻率降低的龙一31小层、第 2 期黄莉莎，等：川南五峰组龙马溪组低阻页岩特征分析及启示35五峰组层段黏土矿物含量较高，而电阻率回返增加的龙一21小层、龙一11小层层段黏土矿物相较于电阻率降低的层段含量低（图 10）。01020304050#$%&