四川盆地南部下古生界富有机质页岩岩石电学特征及其地质意义

Aiming at this important scientific problem of rock electrical characteristics and geological significance of rich organic shale, this project takes rich organic matter shale in southern Sichuan basin lower palaeozoic era as the research object. This research will adopt multidisciplinary comprehensive methods of petrology, petroleum geology, geochemistry and magnetotellurics, combination of macroscopic and microcosmic. Through core observation and description, field profile measured, and using means of microscopic thin section identification, electronic probe and X-ray diffraction, we carry out petrology characteristics research of rich organic shale, and analysis of brittle mineral contents; we carry out geochemical test with hydrocarbon generation conditions of organic carbon content andvitrinitereflectance, and analysis of rock microscopic pore structure characteristics, analyze the phenomenon of organic matter carbozination . According to the test of rock samples electrical parameters, we analyzethe relationship between shale gas, brittleness mineral content and organic matter carbonization degree, geological and geophysical model of rock electrical detection about shale gas is set up, and then using the electrical parameters delineatesdistribution rangeof brittle high-quality hydrocarbon source rocks in shale area. It is of great scientific significance for shale exploration and development to build and control shale gas basic attribute parameters.

本项目针对富有机质页岩岩石电学特征及地质意义研究这一重要的科学问题，以四川盆地南部下古生界富有机质页岩为研究对象。本研究将采取岩石学、石油地质学、地球化学和大地电磁学等多学科综合，宏观与微观相结合，通过岩心观察与描述、野外剖面实测，采用镜下薄片鉴定、电子探针与X衍射等手段，开展富有机质页岩岩石学特征研究，分析脆性矿物含量；开展有机碳含量、镜质体反射率等生烃条件地化测试，以及分析岩石微观孔隙结构特征，分析有机质碳化现象。通过岩石样品电性参数的测试，分析其与脆性矿物含量、有机质碳化程度之间的关系，建立页岩气岩石电学探测地质地球物理模型，进而利用电性参数圈定页岩区“脆性优质烃源岩”分布范围，研究成果对建立控制页岩气勘探与开采的基本属性参数，进而对页岩气勘探和开发都有十分重要的科学意义。

四川盆地下志留系龙马溪组富有机质页岩是近年来学者重点研究的对象，本次研究主要以岩石学、有机地球化学、岩石物理学等学科为基础，以富有机质页岩的岩石电学特征为科学问题，通过采集钻井岩心和典型野外露头样品，对页岩样品进行岩石薄片鉴定、扫描电镜、X衍射、有机地球化学测试、复电阻率测试、高压压汞、N2和CO2气体吸附分析等测试，通过研究取得了以下主要成果：（1）温度、压力以及饱和液矿化度是影响页岩复电阻率特征的外因，石英、TOC、黄铁矿等组分含量是主要内因，说明岩石的电学特征主要受岩石本身矿物组成的影响。（2）较高的脆性矿物含量有助于低电阻和高极化特性的形成，其中石英是造成低电阻的主要原因，且随着岩石样品的石英含量增高，电阻率逐渐降低；而黄铁矿是导致页岩高极化特征现象发生的主要原因，黄铁矿含量越高，极化现象越明显。（3）孔隙间的连通性越好，越有利于导电液体的流动，岩石电阻率越低。以有机孔为主的页岩样品电阻率最低，以粒内孔、粒间孔为主的页岩样品电阻率居中，以晶间孔为主的页岩样品电阻率最高。（4）在成岩过程中，成熟度虽然影响页岩的电阻率，但是主要受 TOC 含量的影响。（5）龙马溪组下段深水陆棚沉积环境是富有机质页岩最有利的沉积环境，通过页岩的电性特征可更好的识别这种环境。页岩气储层与非页岩气储层具有明显的物性差异，研究成果可为电磁测深对富有机质页岩储层勘探提供了有效的物性依据，并可以作为页岩储层电性异常成因标志，对页岩储层勘探具有重要的实用意义。