0 引 言

近年来，非常规天然气气藏研究迅猛，页岩经历了由烃源岩或盖层到储层的认识，矿物成分、有机特征、储集空间特征、储层物性特征、含气性特征等成为页岩研究的新热点[1-3]，储层发育特征与影响因素成为页岩气基础地质研究的核心内容之一[4-5]。页岩储层是典型的细粒沉积物，孔渗透性相对较差，其勘探开发需要适宜的地质条件，如厚度、面积、矿物成分、有机特征、沉积构造等，这些地质条件都显著受到沉积环境的影响与控制[6-8]。页岩沉积环境及其控制储层发育特征机理的研究，将为页岩气资源评价，勘探开发方案，成藏机理认识等提供基础支撑与理论指导。

四川盆地龙马溪组页岩气分布广泛，已经在重庆、涪陵等地实现了商业性开发[9]。很多学者曾对四川盆地龙马溪组的沉积环境或储层特征展开研究[10-14]，其中包括从沉积环境影响烃源岩品质、有机质特征的角度对龙马溪组开展的研究[13，15]，沉积环境对筇竹寺组储层及页岩气发育的控制及影响作用的研究[16，17]，对龙马溪组下部的优质页岩储层形成机理的专门研究[18]。但针对龙马溪组沉积环境与沉积条件对页岩气储层特征控制作用的研究仍然有待深入，沉积环境与储层宏(微)观发育特征有待结合分析。沉积环境控制下的储层发育特征研究，可以为页岩展布，有机质丰度，储集空间及后期有利区评价等提供依据与基础[16]，故本文选取渝东南地区的龙马溪组页岩储层样品，通过野外剖面研究，钻孔岩心观测以及氩离子抛光-场发射扫描电镜(AIP-FESEM)，有机碳丰度(TOC)测试，X射线衍射(XRD)，镜质组反射率测试，显微镜观测，主量微量元素测试等室内试验技术手段，对沉积环境控制下的龙马溪组页岩储层发育特征展开综合研究，总结沉积环境与沉积条件对龙马溪组优质页岩储层发育的影响作用与机理。

1 研究区地质概况

研究区位于渝东南，主要包括綦江、石柱、南川、涪陵等区域，构造位置属于扬子前陆盆地雪峰山类前陆盆地一带[19](图1)。中奥陶世至志留纪末，扬子板块与华夏板块、华北板块汇聚碰撞，导致秦岭-大别洋与华南洋盆消亡，形成了陆块北缘、东南缘与板块俯冲相关的前陆盆地[20]。志留纪是四川盆地加里东构造阶段地壳运动最为强烈的时期，强烈的挤压导致古隆起面积扩大，在川东南-鄂西渝东地区发生海侵[17]。加里东运动后，扬子地台东南缘形成前陆盆地，即江南浅海、中上扬子浅海-滨海前陆盆地及东南秦岭次深海，主要环境为受限的深水陆棚，深水盆地相的页岩、碳质页岩出现，早期板块相的碳酸盐岩被上奥陶统五峰组黑色页岩、硅质页岩和硅质岩覆盖，并在东南高北低的基底上沉积了范围广，厚度大的龙马溪组黑色页岩，形成区域范围内的烃源岩系[21]。五峰组-龙马溪组共同构成了一套广泛分布于上扬子地区的优质页岩气产层，本文主要选取研究区内的綦江观音桥剖面、石柱打风坳剖面、南川三泉剖面以及涪陵、南川等区域的部分钻井岩心进行野外工作与室内试验研究。

将数据输入到SPSS19.0中,用(±s)表示平均值,组间用t、χ2检验,P<0.05,统计学有意义。

 

2 样品与测试条件

本文测试样品采自涪陵A井、B井页岩气生产井水平井井段以及綦江观音桥剖面、南川三泉剖面、泉浅一井、石柱打风拗剖面，共收集龙马溪组样品200余块。其中，涪陵A井、B井页岩气生产井水平井井段样品为龙马溪组底部样品，作为龙马溪组优质储层段的代表样品；綦江观音桥剖面、南川三泉剖面、泉浅一井、石柱打风拗剖面含龙马溪组全段样品，主要取中下段样品，用于与龙马溪组底部样品对比。为探讨储层发育特征，包括储层物质成分特征及微观结构特征，选取典型样品进行了有机质含量测试，X射线衍射(XRD)，矿物成分测试及场发射扫描电镜观测。为获取沉积环境判标，选取典型样品进行地化测试。

XRD测试完成于中国矿业大学矿业分析测试中心，测试仪器为BRUKER D8 ADVANCE型衍射仪，测试条件为：Cu靶，Kα辐射，管电压设置为40 kV，管电流设置为30 mA，并使用物质标准粉末衍射资料进行物相分析。由于页岩储层物质成分细小，孔隙主要是纳米尺度孔隙，场发射扫描电镜观测结合氩离子抛光技术获取高品质表面，采用S-4700冷场发射扫描电子显微镜进行图像观察，可以观测最小孔隙直径为10 nm的孔隙。TOC测试前将样品烘干去水，而后研磨至80目，使用CS-344碳硫分析仪完成有机质含量的测定，试验完成于中国科学院兰州地质所。镜质体反射率测试使用样品的抛光光片，每个样品在显微光度计内测试多次后取平均值，进而获取样品的镜质体反射率值。主微量元素测试仪器为美国热电公司的电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)，测试前将样品粉碎至100 μm以下，烘干冷却后取0.5 g试验，在中国矿业大学矿业分析测试中心完成(试验误差<10%)。

3 沉积环境控制下的储层发育特征

3.1 沉积特征

研究区龙马溪组上覆于五峰组，下伏于小河坝组，五峰组由笔石页岩段和观音桥灰岩段组成，据岩石学特征可将龙马溪组分为上下两段，分别对应鲁丹阶与埃郎阶(图2)，两段页岩储层沉积环境不同，储层发育特征也有一定差异。

 

龙马溪组下段鲁丹阶以富笔石黑色页岩为主，沉积厚度10～100 m，水平层理发育，富含黄铁矿，笔石化石丰度高，主要对应深水陆棚相沉积环境。在鲁丹阶，龙马溪组保持了此前的五峰组沉积格局，沉积水体底部坳隆相间，沉积期海平面上升，海底大面积缺氧，同时气候变暖，海盆相对稳定，具有有利于有机质保存的构造沉积空间，至鲁丹阶晚期海平面开始下降[17]；至埃郎阶，龙马溪组沉积环境主体转变为半深水陆棚，陆源粉砂质含量增多，沉积速率加快，主要岩性变为粉砂质页岩或泥质粉砂岩，笔石化石丰度降低，深水陆棚沉积区逐渐缩小，由泥质深水陆棚转变为泥质深水陆棚、泥质浅水陆棚、砂泥质浅水陆棚、砂质浅水陆棚、灰质浅水陆棚、台地边缘浅滩等共存的沉积格局，至小河坝期变为浅水陆棚沉积环境[17，21]。反映在剖面上，以綦江观音桥剖面为例，龙马溪组自下向上颜色变浅、由底部碳质页岩向上变为钙质页岩、粉砂质页岩，富笔石水平层理发育程度向上减弱，至顶部出现灰岩透镜体(图3)。

研究表明，储层物质成分与孔隙均有显著的相关性，尤其是TOC与石英。不同矿物组分相关性不同，有机质、黄铁矿与孔隙发育程度呈显著正相关关系，石英也有利于孔隙中大孔的发育，方解石、长石矿物可以通过溶蚀作用可以有效形成储集空间，呈正相关关系，黏土矿物呈略微的负线性相关，伊利石、高岭石、绿泥石等与储集空间的关系又各不相同[27-30]。储层各类型储集空间均依附于某种或多种物质成分，而沉积环境影响着储层矿物组分与有机特征，是其含量、分布、组合的核心控制因素，故沉积环境对储集空间的控制作用是通过控制物质成分的类型与分布实现的，如本文所研究剖面均显示龙马溪组下部TOC、石英含量更高，储集物性也显著更好，有利于页岩气的富集赋存。储集空间还受到了成岩作用的强烈改造，如前文所述，在储层主要发育的孔隙类型中，有机质纳米孔、晶间孔隙、溶蚀孔等孔隙，均在成岩作用过程中由储层原始物质成分经历成岩改造而形成。

页岩矿物组分在纵向与横向上均具有非均质性[30-31]。汉南古陆、川中隆起与黔中-雪峰隆起是本区页岩的主要物源，物源供应矿物能力与类型均有差异，距沉积中心和物源中心远近不同，页岩储层矿物类型组合和含量发生规律变化[31-32]，进而造成储层中陆源碎屑矿物含量、比例与脆性的差异。龙马溪组页岩的矿物类型与矿物组合反映了水体较深的陆棚相沉积环境[26]，其矿物类型与矿物组合的形成也受控于沉积环境与沉积条件，尤其是底部的深水陆棚相沉积环境，以涪陵页A井龙马溪组底部页岩储层为例，其脆性矿物质量分数远高于50%，脆性矿物质量分数最高的样品其比例可达90%以上，以石英矿物为主，但石英矿物又包含陆源碎屑石英、黏土矿物转化作用形成的自生石英等多个来源，储层脆性矿物含量高、脆性优质，有利于压裂开采[26-27]。此外，矿物组分横向、纵向非均质性也受控于横向展布上的沉积环境差异及纵向上的沉积条件变化[32]。

可知,测试样品等效海相镜质组反射率可达3.21%～3.96%，均达到了高-过成熟热演化阶段，但从底部向上，热演化程度也呈略微下降的趋势；有机显微组分鉴定显示，有机显微组分包括藻类组、无定形组、动物有机碎屑组、次生组等，显微组分含量由底部向上递减，生烃能力向上减弱(图4)。总的来说，龙马溪组页岩储层底部有机特征最好，TOC高，热演化程度高，有机显微组分含量高，有机特征向上变差，据有机特征的变化，可将龙马溪组分为底部、中下部、上部3个层段。

 

3.2 储层有机特征

有机地化特征是页岩储层评价的核心指标之一，是页岩储层形成非常规天然气气藏的关键。观察测试结果显示，龙马溪组底部约20 m的碳质页岩层段TOC最高，达到5%左右，储层有机质丰度由底部向上递减，下部的黑色碳质页岩中，TOC为2%～5%，至中上部浅灰色泥岩中，TOC降低至小于2%，可以大体分为3个层段(图3)。测试样品的热演化程度较高，据海相碳酸盐岩中基质腐泥体反射率R°ran，pcv与等效海相镜质组反射率R°ran，MV的换算公式[23]

R°ran，MV=2.884R°ran，pcv-3.630，

(1.60%<R°ran，pcv≤2.00%),

(1)

为了进一步测试教练员对运动员文化教育的关注程度，通过询问教练员关于运动员上学期各科目成绩等级的方式来获得相关信息。调查结果表明：绝大多数教练员对于运动员的学习是较为或非常关注的；个别教练员表示由于时间久了，或是忘记了，或是搞混了等原因而不知道运动员的学习成绩，这都表现出了部分教练员对运动员文化学习的轻视。

表3为部分测试样品的矿物组分特征，对比可知，龙马溪组底部页岩储层具有较高的脆性矿物含量，是页岩储层具有优质的脆性，也已被页岩气的生产实践所证实。龙马溪组底部高石英含量与TOC呈正相关关系，最新的研究结果显示，龙马溪组页岩储层发现大量放射虫、海绵骨针等硅质化石，是龙马溪组底部脆性矿物的重要来源[27]；加之底部含有的陆源碎屑脆性矿物，以及在成岩过程中经由黏土矿物转化作用形成的小颗粒自生石英等[28-29]，共同构成储层底部优质的高脆性矿物层段。

四川盆地龙马溪组页岩储层的地质研究与勘探实践表明，龙马溪组下部(对应鲁丹阶)深水陆棚相沉积层段更有利于页岩气的开发。据笔石组合带的不同，龙马溪组底部-下部对应鲁丹阶，中部-上部对应埃郎阶，鲁丹阶、埃郎阶经历了基本相同的热演化与成岩作用，故鲁丹阶页岩在沉积环境与沉积条件上的特殊性是龙马溪组底部-下部优质储层形成的关键。将龙马溪组上部、下部页岩储层进行对比(表4)，可知龙马溪组鲁丹阶页岩下部在有机质含量、脆性矿物含量、水平层理发育程度、笔石化石类型与含量等方面显著优于上部，高有机质含量示生烃潜力更高，有利于页岩气的生成，发育的有机质孔隙、微裂隙有利于储层吸附渗流能力增强，高脆性矿物含量有利于开发时压裂造缝，笔石水平层理使底部沉积岩具有特殊的储层岩石结构，这些因素的共同作用使龙马溪组下部成为优质储层。而这些因素都受到了沉积环境的控制，鲁丹阶沉积时期研究区位于气候温暖的赤道偏南位置，属于深水欠补偿沉积环境，水体生产力高、沉积速率低，有利于有机质的保存，是有机质纳米孔发育的物质基础；鲁丹期为全球海平面上升期，粗粒陆源碎屑被限制于古陆河口，对下部储层矿物组分特征有深远影响，加之此时古构造格局中周缘古陆的阻隔，也使水体易于保持缺氧还原条件，满足了龙马溪组有机质缺氧保存条件的要求[22]；沉积-成岩作用共同影响了下部储层的脆性矿物含量，共同构成优质储层脆性的控制因素；水平层理的存在增加了页岩内部的力学薄弱面，有利于压裂缝的形成与扩展；大量的笔石化石有力增强了生烃能力，并形成一定的储集空间。而龙马溪组埃郎阶页岩沉积期水体变浅，陆源碎屑物质输入量增大，底部缺氧环境遭受一定破坏，有机质保存条件变差，无法形成富笔石水平层理，储层成烃能力、储集能力均受到显著不利影响。

龙马溪组早期沉积时间3～5个百万年，沉积厚度50～200 m，沉积速率10～60 m/Ma，其沉积速率位于黑色页岩总有机碳含量临界值40.8 m/Ma的两侧，有机质含量较高[25]。龙马溪组沉积时期水体具有高生产力，但有机质的富集保存与生产力呈弱相关或不相关，控制龙马溪组页岩有机碳含量的主要因素是氧化还原条件[22]。选取剖面底部、中下部、上部页岩样品进行地化测试(表1)，据沉积环境判别指标与对应环境特征(表2)[16]，结果显示：测试样品w(V)/w(V+Ni)均大于0.54，反映龙马溪组黑色页岩整体沉积于厌氧环境中，底部样品w(V)/w(V+Ni)最低，反映底部环境更加缺氧；w(V)/w(Cr)小于2时指示富氧环境，大于2时指示厌氧-贫氧环境，测试样品w(V)/w(Cr)整体向上减小，介于0.94～2.85间，底部最高大于2，示贫氧环境，下部-中部-上部均小于2，示富氧环境，说明底部沉积氧化还原条件发生变化，更加低能、缺氧；w(Ni)/w(Co)小于5时为富氧环境，5～7时示贫氧环境，大于5时示厌氧环境，测试样品中底部样品比值为8.29，示缺氧环境，下部-中部-上部样品均小于5，指示富氧环境；w(Mo)/TOC可以指示水体滞留程度，比值变小，指示其水体受限程度增强，底部样品w(Mo)/TOC较高，向上比值变低，示氧化条件不利于Mo沉积，指示水体开放程度变弱、滞留受限程度增强，一般来说，滞留环境有利于有机质沉积，而龙马溪组底部高有机质层段水体开放程度更强，说明水体滞留程度并不是龙马溪组有机质赋存富集的主要影响因素；w(V)/w(V+Ni)、w(V)/w(Cr)与w(Ni)/w(Co)变化规律均显示从龙马溪组下部鲁丹段至上部埃朗段，水体氧化还原条件发生了改变，底部缺氧还原程度最高，向上氧化程度增强，故底部储层较高的有机质丰度显著受益于底部页岩沉积期水体的缺氧还原环境。

 

表1 龙马溪组页岩沉积环境判别地化指标

 

Tab.1 Geochemical indexes for identifying shale depositional environment in Longmaxi formation

  

样品编号层段沉积时期w(V)/w(V+Ni)w(V)/w(Cr)w(Ni)/w(Co)w(Mo)/TOCQ-6龙马溪组上部0.641.693.230.02Q-5龙马溪组中部0.661.243.212.31Q-4龙马溪组中部埃郎期0.651.122.793.71Q-3龙马溪组中部0.620.943.512.02Q-2龙马溪组下部0.641.473.831.29Q-1龙马溪组底部鲁丹期0.572.858.296.86

 

表2 沉积环境判别指标与对应环境特征

 

Tab.2 Sedimentary environment index and its corresponding environment characteristics

  

判标厌氧环境贫氧环境富氧环境下部-底部中部-上部水体溶氧量特征/(mL·L-1)<0.10.1～1.0>1.0w(V)/w(V+Ni)>0.60.45～0.6<0.450.57～0.640.62～0.66w(V)/w(Cr)>4.252～4.25<21.47～2.850.94～1.69w(Ni)/w(Co)>75～7<53.83～8.292.79～3.51w(Mo)/TOC1.29～6.860.02～3.71古地理特征低能、滞留、局限高能、循环水体低能滞留富氧增强

3.3 储层矿物组分与脆性特征

沉积相控制着不同的岩石类型以及岩石组分，也控制着各类岩石的矿物组成与岩石学特征[6， 26]。通过X射线衍射，对龙马溪组页岩矿物组分进行了定量研究，结果表明：龙马溪组页岩主要矿物组分包括黏土矿物与脆性矿物，黏土矿物质量分数在6.2%～69.3%间，主要包括伊利石、绿泥石、蒙脱石、伊蒙混层等，脆性矿物质量分数在26.5%～91.69%间，其中石英质量分数最高，长石次之，还含有一定量的方解石和白云石，普遍含有黄铁矿。綦江观音桥剖面样品的XRD测试与主量元素测试结果显示：龙马溪组下部脆性矿物质量分数最高，自生石英等次生脆性矿物对龙马溪组下部页岩的优质脆性有很大贡献，向上脆性矿物总含量、黄铁矿含量及TOC均呈减少趋势，但受控于沉积环境的变化，粒度变粗的陆源碎屑输入量增加，方解石与黏土矿物中伊利石、绿泥石含量增加；龙马溪组页岩储层的脆性矿物组分包括陆源碎屑脆性矿物与成岩期形成的自生脆性矿物，如自生石英，故龙马溪组储层脆性特征受控于沉积-成岩的共同作用。

上述壳聚糖酶大多数来源于微生物，然而也有少数来源于植物。在洋葱和韭菜根部发现壳聚糖酶活性物质。Hsu等从冬笋中发现了2种具有热稳定性的壳聚糖酶[16]。

 

表3 渝东南龙马溪组页岩储层矿物组分

 

Tab.3 Shale reservoir mineral composition of Longmaxi formation in southeast Chongqing

  

取样位置沉积相沉积时期取样点w(矿物组分)/%黏土矿物石英长石方解石白云石黄铁矿其他龙马溪组中-上部泥质浅水陆棚相泉浅一井 68.019.07.00.51.51.42.6泉浅一井 64.818.36.30.880.881.72.14泉浅一井 69.316.07.02.01.51.92.3龙马溪组中-下部埃朗阶綦江观音桥 43.7826.9111.725.686.830.584.5綦江观音桥 40.3228.5414.055.068.420.733.88綦江观音桥 37.8333.8712.444.457.82.382.23綦江观音桥 36.2937.25123.526.621.652.67龙马溪组底部泥质深水陆棚相涪陵页A井 30.2362.185.240.311.01.03.88涪陵页A井 13.3372.66.034.072.920.654.77涪陵页A井 6.279.55.243.753.22.1涪陵页B井 4.3285.723.223.432.161.2

就建筑产品物料质量而言，BIM模型存储了大量的建筑构件、设备信息，通过BIM软件集成平台，从物料采购部、管理层到施工人员个体均可快速查找所需要的材料，构配件信息、规格、材质、尺寸等要求一目了然，并可根据BIM模型跟踪现场使用的产品，是否符合设计要求。通过先进测量技术及工具的帮助，可对现场施工作业产品进行跟踪记录，分析掌握现场施工的不确定性因素，避免不良后果的出现，监控工程质量（见图2）。

3.4 储集空间发育特征

通过氩离子抛光-场发射扫描电镜，在龙马溪组页岩中识别出多种成因-形貌类型孔隙，主要包括有机质纳米孔、晶间孔隙、溶蚀孔、晶间孔、颗粒矿物粒间孔、矿物粒内孔、微裂隙等，其中有机质纳米孔最为发育。龙马溪组页岩储集空间构成复杂，有机质纳米孔在有机质颗粒(图5(a))或莓状黄铁矿微晶间(图5(b))大量集中发育，可以为储层提供巨大的吸附比表面积，有利于页岩气的富集成藏；溶蚀孔(图5(c))、粒间孔(图5(d))等与脆性矿物有关，往往连通性较好；黏土矿物晶间孔隙常呈片层状(图5(e))，或与有机质聚合，也具有一定发育程度，可以为储层提供一定量储集空间；矿物粒内孔连通性差、发育数量少；微裂隙较为发育(图5(f))，具有导通纳米级孔隙与裂缝的桥梁作用；原生孔隙则很少发育。定量测试显示，储集空间主要发育于纳米级别孔隙，与电镜观测结果相符合。综合定性观察与定量测试，认为龙马溪组页岩中有机质纳米孔是储集空间的主要贡献者，主要对应于微孔、小孔，使储层具有较强的吸附能力；溶蚀孔、微裂隙等是大孔的主要贡献者，有效增强了储层渗流能力。

 

综上所述，羊水吸入综合征、ARDS、湿肺、肺炎、剖宫产为新生儿气胸发生的独立危险因素，行针对性治疗干预对改善患儿预后有重要作用。

3.5 特殊沉积构造及其对储层物性的影响

野外观测表明，龙马溪组下部鲁丹段沉积构造以反映静水环境的水平层理为主，局部夹反映深水的浊流沉积，笔石化石丰富、分异度高，沉积速率较低；上部埃朗段主要以浅水沉积构造为主，笔石化石丰度相对较低。富笔石水平层理是龙马溪组下部优质储层的典型沉积特征，这样的层理具有如下结构特征：层理频繁发育，层系厚度较小，层面富集被黏土矿物包裹的笔石体化石，黏土矿物片层方向与层理水平方向一致，层理岩石学特征与页岩基质具有显著差异，如图6所示。这样的沉积构造对下部储层物性具有显著影响：造成储层横向渗透能力显著强于纵向，使页岩气垂直地层方向扩散能力下降；水平层理面形成与沉积条件的变化是储层内部的微观力学薄弱面，有的已经发育为层间滑动缝，薄弱面的大量存在有利于压裂裂缝的扩展与发育；层面笔石体内部发育有机质孔隙，可以作为连通性较好、易于压裂释放的页岩气吸附储集空间。

 

4 龙马溪组沉积环境与优质储层发育机理

沉积环境与沉积条件的转化是龙马溪组页岩有机成分在纵向上呈非均质性的控制因素。龙马溪组下段鲁丹期主要形成于深水陆棚环境，沉积水体处于欠补偿沉积环境，沉积速率相对较低，厚度仅占龙马溪组的10%～30%，沉积时间却超过龙马溪的50%[24]；上段埃朗期形成于碳酸盐台地-浅水陆棚-深水陆棚共存的环境，水体深度变浅，沉积速率加快，水体还原性变弱、氧化性增强。

正好，在“第二次宁都会议”结束后，毛泽东重返瑞金，途经大柏地时巧遇了一场大雨。雨过天晴，在斜阳辉映下，一碧如洗的天空悬挂着一抹绚丽的彩虹；碧空下的群山延绵起伏、苍翠欲滴。开阔壮美的景象激荡着毛泽东的内心。古语云“不平则鸣，以舒其愤”，富有文学才情和诗人气质的毛泽东，瞬间把心中的块垒化作充满浪漫色彩的“天问”：“赤橙黄绿青蓝紫，谁持彩练当空舞？”词的开篇以反诘的语气发问，极具强烈的感情色彩，畅快地释放了作者心底的情绪。这首词就是在这样的内因驱动和外因诱导下写就的，不仅使作者达到新的心理平衡，而且令作者的心境更加开阔、高远。

 

表4 龙马溪组下部(鲁丹阶)与上部(埃郎阶)储层特征属性对比

 

Tab.4 Comparison of reservoir features between Rhuddanian stage and Aeronian stage

  

储层特征龙马溪组底-下部(鲁丹阶)龙马溪组中-上部(埃郎阶)岩性以黑色笔石页岩为主灰色、灰黑色、灰绿色页岩TOC/%3～6<2热演化程度过成熟高-过成熟有机显微组分含量向上递减脆性矿物脆性矿物含量高,富自生石英与陆源碎屑石英脆性矿物总含量降低,陆源碎屑输入量增加储层脆性脆性较好脆性相对变差厚度/m20左右>100沉积构造富笔石的水平层理发育,局部夹反映深水的浊流沉积浅水沉积构造为主,粉砂质纹层较为发育化石特征层理面富含笔石,常见尖笔石、栅笔石、锯笔石,化石丰度高,分异度高笔石化石丰度、螺旋笔石、弓笔石、耙笔石,分异度降低沉积环境深水陆棚(泥质/灰泥质深水陆棚、浊流)、陆棚边缘深水盆地,沉积速率极低浅水陆棚(灰泥质、泥质、砂质、砂泥质)、开阔台地

页岩储层有机特征，受沉积物沉积环境、输送过程和保存条件的影响[33]，储层可压裂性受控于脆性矿物含量以及沉积构造。在龙马溪组内，沉积环境与沉积条件造成的储层发育特征差异，造成储层在不同尺度上的非均质性[30-31]，增加了页岩气的预测评价、勘探开发难度。综上所述，龙马溪组页岩鲁丹阶储层岩性主要为黑色富有机质笔石页岩，有机质质量分数可达3%～6%，脆性矿物质量分数高，富自生石英与陆源碎屑石英质量分数可高达90%以上，富笔石水平层理极为发育，与之对比，埃朗阶页岩储层岩性主要为灰色、灰黑色、灰绿色页岩，有机质质量分数<2%，脆性矿物总含量降低，陆源碎屑输入量增加，质量分数普遍<50%，富笔石水平层理发育程度显著降低；龙马溪组页岩鲁丹阶优质储层的形成机理主要是：在低沉积速率、沉积水体缺氧还原的深水欠补偿沉积环境中，形成了高有机质含量、高脆性矿物含量的富笔石水平层理页岩层段(笔石带据文献[34])，加之有利的成岩演化与构造改造作用，为页岩气储集、释放提供了适宜的物质基础，使页岩最终发育为物性良好的储层(图7)。

5 结 论

(1)渝东南地区龙马溪组页岩储层具有厚度大、分布广泛、有机碳含量高、成熟度高、孔隙微裂缝发育较好、脆性矿物含量较高、含气性好等优点，可以划分为下部-底部、中上部2段，分别对应鲁丹阶与埃朗阶，2段储层的有机质特征、矿物组分、力学脆性特征、储层物性等差异显著。

(2)龙马溪组储层有机特征主要受控于水体氧化还原环境，但龙马溪组底部具有更好的有机质富集与保存条件，主要受益于鲁丹段深水陆棚相内低速率的欠补偿沉积环境与全球海平面上升所形成的大面积缺氧水体；储层脆性矿物组分受控于沉积-成岩的共同作用，储层底部高脆性矿物段富含生物成因石英、陆源碎屑石英与自生石英，石英质量分数最高可达90%以上，埃朗阶则普遍小于50%；鲁丹阶对应的底部储层TOC、石英质量分数更高，有利于底部储层储集空间的发育，也发育有富笔石水平层理等特殊沉积构造，对增强储层的渗透性、改善压裂力学特性等具有有利影响。

(3)沉积环境与沉积条件的特殊性是龙马溪组下部优质页岩储层发育的重要影响因素，在低沉积速率、沉积水体缺氧还原的深水欠补偿沉积环境中，形成了高有机质含量、高脆性矿物含量的富笔石水平层理页岩，加之有利的成岩演化与构造改造，使龙马溪组下-底部页岩发育为具有良好物性的储层。

致谢：感谢国家留学基金委(CSC)的资助；感谢沈玉林副教授、焦伟伟博士为本文提出的建议。

参考文献：

[1] 张金川,金之钧,袁明生.页岩气成藏机理和分布[J].天然气工业,2004,24(7):15-18.

ZHANG J C,JIN Z J,YUAN M S.Reservoiring mechanism of shale gas and its distribution[J].Natural Gas Industry,2004,24:15-18.

[2] 陈尚斌,朱炎铭,王红岩,等.中国页岩气研究现状与发展趋势[J].石油学报,2010,31(4):689-694.

CHEN S B,ZHU Y M,WANG H Y,et al.Research status and trends of shale gas in China[J].Acta Petrolei Sinica,2010,31(4):689-694.

[3] 邹才能,杨智,朱如凯,等.中国非常规油气勘探开发与理论技术进展[J].地质学报,2015,89(6):979-1007.

ZOU C N,YANG Z,ZHU R K,et al.Progress in China's unconventional oil & gas exploration and development and theoretical technologies[J].Acta Geol Sin (English Edition),2015,89(6):979-1007.

[4] 蒲泊伶,董大忠,耳闯,等.川南地区龙马溪组页岩有利储层发育特征及其影响因素[J].天然气工业,2013,33(12):41-47.

PU B L,DONG D Z,ER C,et al.Favorable reservoir characteristics of the Longmaxi shale in the southern Sichuan Basin and their influencing factors[J].Natural Gas Industry,2013,33(12):41-47.

[5] 黄磊,申维.页岩气储层孔隙发育特征及主控因素分析——以上扬子地区龙马溪组为例[J].地学前缘,2015,22(1):374-385.

HUANG L,SHEN W.Characteristics and controlling factors of the formation of pores of a shale gas reservoir:A case study from Longmaxi Formation of the Upper Yangtze region[J].Earth Science Frontiers,2015,22(1):374-385.

[6] 王阳,陈洁,胡琳,等.沉积环境对页岩气储层的控制作用——以中下扬子区下寒武统筇竹寺组为例[J].煤炭学报,2013,38(5):845-850.

WANG Y,CHEN J,HU L,et al.Sedimentary environment control on shale gas reservoir:A case study of Lower Cambrian Qiongzhusi formation in the Middle Lower Yangtze area[J].Journal of China Coal Society,2013,38(5):845-850.

[7] 杨振恒,李志明,王果寿,等.北美典型页岩气藏岩石学特征,沉积环境和沉积模式及启示[J].地质科技情报,2010,29(6):59-65.

YANG Z H,LI Z M,WANG G S,et al.Enlightenment from Petrology Character，Depositional Environment and Depositional Model of Typical Shale Gas Reservoirs in North America[J].Geological science and technology information,2010,29(6):59-65.

[8] 王玉满,董大忠,李建忠,等.川南下志留统龙马溪组页岩气储层特征[J].石油学报,2012,33(4):551-561.

WANG Y M,DONG D Z,LI J Z,et al.Reservoir characteristicsof shale gas in Longmaxi formation of the Lower Silurian,southern Sichuan[J].Acta Petrolei Sinica,2012,33(4) :551 -560

[9] 徐昉昊,钱劲,袁海锋,等.湘中-湘东南拗陷泥页岩层系沉积模式及储层特征[J].成都理工大学学报:自然科学版,2015,42(1):80-89.

XU F H,QIAN J,YUAN H F,et al.Sedimentary mode and reservoir properties of mud shale series of strata in Xiangzhong-Xiangdongnan depression,Hunan,China[J].Journal of Chengdu University of Technology (Science & Technology Edition),2015,42(1):80-89.

[10] 王志刚.涪陵页岩气勘探开发重大突破与启示[J].石油与天然气地质,2015,35(1):1-6.

WANG Z G.Breakthrough of Fuling shale gas exploration and development and its inspiration[J].Oil & Gas Geology,2015,35(1):1-6.

[11] 刘树根,马文辛,JANSA L,等.四川盆地东部地区下志留统龙马溪组页岩储层特征[J].岩石学报,2011,27(8):2239-2252.

LIU S G,MA W X,LUBA JANSA,et al.Characteristics of the shale gas reservoir rocks in the Lower Silurian Longmaxi formation,East Sichuan basin,China[J].Acta Petrologica Sinica,2011,27(8):2239-2252.

[12] 王玉满,董大忠,李新景,等.四川盆地及其周缘下志留统龙马溪组层序与沉积特征[J].天然气工业,2015,35(3):12-21.

WANG Y M,DONG D Z,LI X J,et al.Stratigraphic sequence and sedimentary characteristics of Lower Silurian Longmaxi formation in the Sichuan basin and its peripheral areas[J].Natural Gas Industry,2015,35(3):12-21.

[13] 王淑芳,董大忠,王玉满,等.四川盆地南部志留系龙马溪组富有机质页岩沉积环境的元素地球化学判别指标[J].海相油气地质,2014,19(3):27-34.

WANG S F,DONG D Z,WANG Y M,et al.Geochemistry evaluation index of redox-sensitive elements for depositional environments of Silurian Longmaxi Organic-rich Shale in the south of Sichuan basin[J].Marine Origin Petroleum Geology,2014,19(3):27-34.

[14] 张小龙,李艳芳,吕海刚,等.四川盆地志留系龙马溪组有机质特征与沉积环境的关系[J].煤炭学报,2013,38(5):851-856.

ZHANG X L,LI Y F,LV H G,et al.Relationship between organic matter characteristics and depositional environment in the Silurian Longmaxi Formation in Sichuan basin[J].Journal of China Coal Society,2013,38(5):851-856.

[15] 郭岭.渝东南地区志留系龙马溪组黑色页岩沉积特征及其页岩气意义[D].北京：中国地质大学(北京),2012.

GUO L.Sedimentary characteristics of Silurian Longmaxi Black Shale and its Significance for Shale Gas in southeast of Chongqing [D].Beijing:China University of Geosciences (Beijing),2012.

[16] 张春明,张维生,郭英海.川东南-黔北地区龙马溪组沉积环境及对烃源岩的影响[J].地学前缘,2012,19(1):136-145.

ZHANG C M,ZHANG W S,GUO Y H.Sedimentary environment and its effect on hydrocarbon source rocks of Longmaxi Formation in southeast Sichuan and northern Guizhou[J].Earth Science Frontiers,2012,19(1):136-145.

[17] 王玉满,李新景,董大忠,等.上扬子地区五峰组-龙马溪组优质页岩沉积主控因素[J].天然气工业,2017,37(4):9-20.

WANG Y M,LI X J,DONG D Z,et al.Main factors controlling the sedimentation of high-quality shale in Wufeng-Longmaxi Fm,Upper Yangtze region[J].Natural Gas Industry,2017,37(4):9-20.

[18] 赵迪斐,郭英海,毛潇潇,等.渝东南龙马溪组下部页岩岩石学特征与优质储层形成机理[J].河南理工大学学报(自然科学版),2017,36(4):32-41.

ZHAO D F,GUO Y H,MAO X X,et al.Petrographic characteristics of lower Longmaxi Formation shale in South-east Chongqing and the formation mechanism of high quality reservoir[J].Journal of Henan Polytechnic University (Natural Science),2017,36(4):32-41.

[19] 四川省地质矿产局.四川省区域地质志[M].北京:地质出版社,1991.

BUREAU OF GEOLOGY AND MINERAL RESEARCES OF SICHUAN PROVINCE.Regional geological Journal of Sichuan Province[M].Beijing:Geological Publishing House,1991.

[20] 许效松.中国南大陆演化与全球古地理对比[M].北京:地质出版社,1996.

XU X S.The comparison of the south Continental evolution and the global palaeogeography of China [M].Beijing:Geological Press,1996.

[21] 郭英海,李壮福,李大华,等.四川地区早志留世岩相古地理[J].古地理学报,2004,6(1):20-29.

GUO Y H,LI Z F,LI D H,et al.Lithofacies palaeogeography of the Early Silurian in Sichuan area[J].Journal of Palaeogeography,2004,6(1):20-29.

[22] 李艳芳,邵德勇,吕海刚,等.四川盆地五峰组-龙马溪组海相页岩元素地球化学特征与有机质富集的关系[J].石油学报,2015,36(12):1470-1483.

LI Y F,SHAO D Y,LV H G,et al.A relationship between elemental geochemical characteristics and organic matter enrichment in marine shale of Wufeng Formation-Longmaxi Formation,Sichuan basin [J].Acta Petrolei Sinica,2015,36(12):1470-1483.

[23] 钟宁宁.碳酸盐岩有机岩石学[M].北京:科学出版社,1995.

ZHONG N N.Organic petrology of carbonate rocks [M].Beijing:Science Press,1995.

[24] 周明魁,王汝植,李志明,等.中国南方奥陶-志留岩相古地理与成矿作用[M].北京:地质出版社,1993.

ZHOU M K,WANG L Z,LI Z M,et al.Ordovician-Silurian lithofacies palaeogeography and mineralization in southern China [M].Beijing:Geological Geological Press,1993.

[25] 王鸿祯.中国古地理图集[M].北京:地图出版社,1985.

WANG H Z.Atlas of ancient Chinese geography [M].Beijing:Map Geological Press,1985.

[26] 赵迪斐,解德录,臧俊超,等.页岩储层矿物成分及相关讨论[J].煤炭技术,2014(4):92-95.

ZHAO D F,XIE D L,ZANG J C,et al.Mineral compositions of shale reservoirs and related discussions[J].Coal Technology,2014,04:92-95.

[27] 王淑芳,邹才能,董大忠,等.四川盆地富有机质页岩硅质生物成因及对页岩气开发的意义[J].北京大学学报(自然科学版),2014,50(3):476-486.

WANG S F,ZOU C N,DONG D Z,et al.Biogenic Silica of Organic-Rich shale in Sichuan basin and its significance for shale gas [J].Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis,2014,50(3):476-486.

[28] LOUCKS R G,REED R M,RUPPEL S C,et al.Morphology,genesis,and distribution of nanometer-scale pores in siliceous mudstones of the Mississippian Barnett Shale[J].Journal of sedimentary research,2009,79(12):848-861.

[29] 赵迪斐,郭英海,杨玉娟,等.渝东南下志留统龙马溪组页岩储集层成岩作用及其对孔隙发育的影响[J].古地理学报,2016,18(5):843-856.

ZHAO D F,GUO Y H,YANG Y J,et al.Shale reservoir diagenesis and its impacts on pores of the lower silurian longmaxi formation in southeastern Chongqing[J].Journal of Palaeogeography,2016,18(5):843-856.

[30] 郭英海,赵迪斐.微观尺度海相页岩储层微观非均质性研究[J].中国矿业大学学报,2015,44(2):300-307.

GUO Y H,ZHAO D F.Analysis of Micro-Scale heterogeneity characteristics in marine shale gas reservoir[J].Journal of China University of Mining & Technology,2015,44(2):300-307.

[31] 赵迪斐,郭英海,朱炎铭,等.海相页岩储层微观孔隙非均质性及其量化表征[J].中国矿业大学学报,2018,47(2):296-307.

ZHAO DF，GUO Y H，ZHU Y M，et al.Andysis of microscale heterogeneity charaetristics in marine shale reservoir:pore heterogeneity and its quantitative characterization[J].Jouraal of China University of Mining & Technology,2018,47(2):296-307.

[32] 刘伟,余谦,闫剑飞,等.上扬子地区志留系龙马溪组富有机质泥岩储层特征[J].石油与天然气地质,2012,33(3):346-352.

LIU W,YU Q,YAN J F,et al.Characteristics of organic-rich mudstone reservoirs in the Silurian Longmaxi Formation in Upper Yangtze region [J].Oil & Gas Geology,2012,33(3):346-352.

[33] LI Y,ZHANG T,ELLIS G S,et al.Depositional environment and organic matter accumulation of Upper Ordovician-Lower Silurian marine shale in the Upper Yangtze Platform,South China[J].Palaeogeography,Palaeoclimatology,Palaeoecology,2017,466:252-264.

[34] 朱炎铭,张寒,亢韦,等.中上扬子地区龙马溪组、筇竹寺组页岩有机质微孔缝特征:生物发育与孔隙网络[J].天然气地球科学,2015,26(8):1507-1515.

ZHU Y M,ZHANG H,KANG W,et al.Organic Nanopores of Longmaxi and Qiongzhusi formations in the Upper Yangtze:Biological precursor and Pore network[J].Natural Gas Geoscience,2015,26(8):1507-1515.