Scientific Journal of Earth Science March 2015, Volume 5, Issue 1, PP.1-4
Analysis of Shale Gas Formation Conditions of Carboniferous in Wuwei Basin Feng Hu1, Zhiwu Yao2, Wei Liu2 1. School of Geoscience and Technology, Southwest Petroleum University, Chengdu Sichuan 610500, China 2. Geophysical Exploration Company, Chuanqing Drilling Engineering Co. Ltd., China National Petroleum Corporation, Chengdu Sichuan 610213, China
Abstract With the development of conventional type reservoirs into the late, shale gas as an important unconventional petroleum reservoirs causes widely concern. Wuwei basin which locals in the eastern part of Gansu aisle area is a part of Qilian-Alashan area Carboniferous with better growth and preservation, delta facies is the major sedimentary environment, followed by the lakeside facies and deep lake facies, is favor of hydrocarbon source rocks formation, the shale widely distributed, and thickness. The shale contents high organic carbon, and is in the high mature - over mature stage, the organic matter is type Ⅲ, it has better conditions for shale gas formation. Keywords: Shale Gas, Gansu, Wuwei Basin, Carboniferous, Shale, Hydrocarbon Source Rocks
武威盆地石炭系页岩气形成条件分析 胡峰 1，姚志武 2，刘伟 2 1. 西南石油大学 地球科学与技术学院，四川 成都 610500 2. 中国石油集团川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司，四川 成都 610213 摘
要：随着常规型油气藏的开发进入中后期，页岩气作为一种重要的非常规油气藏越来越受到广泛关注。甘肃走廊区
武威盆地是祁连—阿拉善地区石炭系发育和保存较好的地区之一，其沉积环境以三角洲为主，其次为滨湖相、深湖相， 有利于烃源岩的形成，且页岩分布广泛，厚度较大。该区石炭系页岩有机碳含量高，处于高成熟-过成熟阶段，有机质类 型为Ⅲ型，具有较好的页岩气形成条件。 关键词：页岩气；甘肃；武威盆地；石炭系；页岩；烃源岩
引言 页岩气作为一种典型的非常规天然气资源，其主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中，以吸附或游离状态 [1-3]
存在于泥岩、高碳泥岩、页岩及粉砂质岩类夹层中的天然气聚集
。甘肃走廊区武威盆地位于甘肃省河西走
廊东部，是祁连—阿拉善地区石炭系发育和保存较好的地区之一，该区石炭系页岩分布广泛，具有良好的油 气地质条件，本文将根据页岩气形成条件，对武威盆地石炭系页岩气勘探前景进行分析。
1 地质概况 武威盆地南以祁连山，北以龙首山－北大山－巴音乌拉山为界，西抵桃葫芦山，东至贺兰山，总体呈近东 西走向，其所处的大地构造位置为阿拉善地块、北祁连加里东褶皱带及贺兰山南北向褶皱带三个构造单元的 交汇地带（图 1） ，它具有褶皱带－地块过渡的性质，其主体位于阿拉善地块，基底由前震旦系龙首山群中深 变质的结晶基底和下古生界浅变质岩组成，盆地面积约 27500k ㎡。武威盆地石炭系其沉积环境以三角洲为
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主，其次为滨湖相、深湖相 ，有利于烃源岩的形成，页岩分布广泛，且厚度较大（图 2） 。该区石炭系总体 为一套滨海近岸含煤碎屑岩沉积，发育下石炭统前黑山组（C1q） 、臭牛沟组（C1c）和靖远组（C1j） ，上石炭 [5]
统羊虎沟组（C2y）和太原组（C2t） 。地层残余厚度 50～3303m。武威盆地页岩以灰-黑色页岩和灰黑-黑 色炭质页岩为主，沉积相类型分别为浅湖-半深湖相和浅海陆棚相，其中灰-黑色页岩主要发育在下石炭统臭 牛沟组，而灰黑-黑色炭质页岩以发育在下石炭统靖远组、上石炭统羊虎沟组和太原组为主。
图 1 武威盆地构造位置图
图 2 武威盆地石炭系黑色页岩厚度图
2 页岩气形成条件 2.1 有机碳含量 有机碳含量(TOC)是页岩气聚集最重要的控制因素之一，不仅控制着页岩的物理化学性质，包括颜色、 密度、抗风化能力、放射性、硫含量，并在一定程度上控制着页岩的弹性和裂缝的发育程度，更重要的是控 [6]
制着页岩的含气量 。 根据武威盆地 14 条剖面 149 块岩石样品的有机质丰度测定结果，统计分析后得出：研究区石炭系靖远 组的页岩中有机碳含量为 0.87%~7.98%， 样品平均值为 4.43%，羊虎沟组的页岩中有机碳含量为 0.33%~9.74%， -2http://www.j-es.org/
样品平均值为 3.13%，太原组的页岩中有机碳含量为 1.39%~20.36%，样品平均值为 7.97%，而下石炭统前黑 山组、臭牛沟组的有机碳含量则较低（图 3） 。平面上，高有机碳含量区主要集中于下河沿、黑山、小井子、 福禄村一带，有机碳含量为 3.71%~9.08%，均值为 5.48%。
2.2 成熟度 武威盆地石炭系总体演化成度较高，下统臭牛沟组页岩镜质体反射率（Ro）均值 2.39%，靖远组页岩镜 质体反射率（Ro）均值为 1.57%，上统羊虎沟组页岩镜质体反射率（Ro）均值 2.11%，太原组页岩镜质体反 射率（Ro）均值 1.56%，整体上，研究区以高成熟和过成熟为主（图 3），根据美国经验在成熟度较高区域依 [7]
然有页岩气产出，高成熟度下页岩气亦能发育聚集 。 9
3
8 2.5 7 6
2
5
TOC(%) Ro
1.5 4 3
1
2 0.5 1 0
0 臭牛沟组
靖远组
羊虎沟组
太原组
图 3 武威盆地石炭系含黑色页岩各组 TOC 值及 Ro 值分布图
2.3 有机质类型 根据走廊区石炭系干酪根显微组分的总体观察结果，显微组分中的腐泥和壳质组少见，镜质组、惰质组 在部分样品中常见。从主要显微组分的相对含量对比来看，镜质组和惰质组在泥页岩中普遍分布，其中惰质 组 平 均 含 量 高 达 88.5% ， 是 有 机 质 显 微 组 分 的 主 要 成 分 。 根 据 各 显 微 组 分 计 算 类 型 指 数 ： TI= [8]
（100A+50B-75C-100D）/100，A、B、C、D 分别代表腐泥组、壳质组、镜质组和惰质组百分含量 ，计算 了干酪根类型指数，绘制了类型指数分布图（图 4） 。清楚的显示了石炭系烃源岩为Ⅲ腐植型干酪根。 样品数：17 100 90 80 70
Ⅲ
60
Ⅱ2
Ⅱ1
50 40 30 20 10 0 -90
-70
-50
-30
-10
10
30
图 4 武威盆地石炭系有机质类型指数分布图 -3http://www.j-es.org/
50
3 结论 （1）武威盆地石炭系是祁连-阿拉善地区石炭系地层发育和保存较好的地区之一，该区石炭系黑色页岩 发育，以灰-黑色页岩和灰黑-黑色炭质页岩为主，沉积相类型分别为浅湖-半深湖相和浅海陆棚相，有利于烃 源岩的产生。 （2）武威盆地石炭系黑色页岩分布面积广，厚度大，有机碳含量高，成熟度高，有机质类型以Ⅲ型为 主，具有较好页岩气生气的潜能。
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【作者简介】 胡峰（1988-），男，西南石油大学地球科学与技术学院硕士
姚志武（1983-），男，中国石油集团川庆钻探工程有限公司
研究生，主要从事盆地地质构造分析与油气勘探方面的研究
地球物理勘探公司一分公司工程师，主要从事油气勘探研究
工作。Email: 34567521@qq.com
工作。Email: 569712691@qq.com 刘伟（1984-），男，中国石油集团川庆钻探工程有限公司地 球物理勘探公司一分公司工程师，主要从事油气勘探研究工 作。Email: 309872816@qq.com
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