贵州省主要含气泥页岩层系地质特征

贵州省发育有陡山沱组、牛蹄塘组、变马冲组、龙马溪组、火烘组、打屋坝组/旧司组、梁山组、龙潭组等8套含气泥页岩。其中震旦系陡山沱组演化程度高、泥盆系火烘组演化程度高且分布面积有限，泥页岩气前景有待进一步研究；牛蹄塘组页岩气显示频繁，但尚未获得工业气流；变马冲组主要分布在东部，面积相等较小，有机质含量偏低；龙马溪组为上扬子地区取得泥页岩气开发突破的主要层系，在贵州主要分布在黔北和黔西北；打屋坝组/旧司组主要分布在黔南和黔西，泥页岩气显示良好；梁山组在贵州西部厚度较大；龙潭组主要分布在贵州西部，泥页岩气显示丰富。

(1)牛蹄塘组

牛蹄塘组在贵州分布广泛，其中贵州北部、东部、西部地区埋深较浅，部分已经出露地表。牛蹄塘组岩性主要为深灰色、灰绿色页岩、碳质页岩、粉砂质页岩，属被动大陆边缘浅海-半深海相沉积。

从区域对比来看，牛蹄塘组总厚度及其含气页岩段厚度明显受到相带展布的控制。在西边雷波-镇雄-金沙一带，牛蹄塘组总厚度为180～450m，含气页岩厚度为37～100m，到了绥阳-正安-德江一带，其厚度陡增至700～900m，含气页岩厚度90～120m，德江一带以东，进入斜坡带及深水盆地，牛蹄塘组及其含气页岩厚度均明显减薄，仅有20～40m(图4.20)。

图4.20 贵州省寒武系下统牛蹄塘组含气泥页岩平面分布等厚图

牛蹄塘组底界的埋藏深度受构造分布的控制，背斜浅，向斜深。研究区内，牛蹄塘组底界埋深呈北东浅，南西深。剥蚀区多分布在黔南雪峰山隆起区、黔北的东部，大致沿着梵净山西缘—石阡—瓮安一线以东，在西部，剥蚀区零星分布。黔北地区中北部各主要背斜埋深不同，其中黄鱼江-老铺场复背斜(绥页1井)、金鸡岭复背斜、新洲复背斜、峰岩复背斜埋深1500～3000m，谢坝复背斜、湄潭复背斜埋深＜1500m(正页1井、湄页1井)。东部各剥蚀区边缘，埋深数百米至2000m不等。向斜地区地表多为二叠—三叠系，牛蹄塘组埋深可达3000m以上。在黔西北地区，受基底构造控制，牛蹄塘组的深度展布特征由西北向东南方向逐渐变浅，在毕节—仁怀—桐梓—新站一线为最深，达到6700m，向西南方向逐渐减小到1600m。整体上，牛蹄塘组的展布受后期构造影响和制约明显，主要表现为在靠近黔中隆起区域，埋深变小，并且深度差异较大，在大方—金沙—遵义—桐梓一线以西地区，牛蹄塘组底界埋深较为连续，整体上呈北东-南西向长轴展布。在黔南地区，罗甸、紫云一带最深约6000m，向北逐渐减小到2000左右。

贵州省牛蹄塘组干酪根类型主要以Ⅰ型和Ⅱ1型为主，有机碳含量最高值14.6%，最低值0.7%，平均值5.2%，炭质页岩段TOC普遍大于5.0%。牛蹄塘组泥页岩RO普遍2%～4%之间，均处于过成熟演化阶段，不同构造单元演化程度差异显著。

贵州省牛蹄塘组石英、长石等碎屑矿物含量24%～88%，平均72.3%；泥页岩孔隙度分布范围是1.3%～25.6%，平均 8.24%，孔隙度中等；渗透率分布在 0.0022×10-3-0.0172×10-3μm2，平均为0.0083×10-3μm2，渗透率极低。

国土资源部投资钻探的岑页1井牛蹄塘组泥页岩见6次气测异常，厚度37m，全烃值最大为1.8%，见4次后效显示，全烃值最大为6.36%。中石化公司所属的方深1井在牛蹄塘组1975年钻进到1723.45～1726.70m，气测异常，取样燃之呈蓝色火焰，泥浆槽内出现大量微雨状气泡，液面同时稍有升高。2010年，为寻求泥页岩气勘探突破，对其实施清水压裂复试，获日产气十余方。表明下寒武统泥页岩具有一定的含气性。黔西北地区牛蹄塘组泥页岩气富集区主要位于毕节-大方-黔西一带，含气量范围为1.5～2.5m3/t；黔北地区牛蹄塘组泥页岩气现场解吸出气量整体较好，可达数百毫升不等；黔南地区下寒武统牛蹄塘组页岩气聚集发育的最有利区位于丹寨—麻江—黄平一带，含气量范围为0.01～1.13m3/t。含气量有两个特点：一是1000m以深，二是东部同仁—黄平，西部毕节—大方含气量高，中部低。

(2)变马冲组

受岩相古地理的控制，变马冲组主要分布在德江-凤冈-湄潭-贵阳一线以东，其底界的埋藏深度基本继承了牛蹄塘组的特征，即亦受构造分布的控制，背斜浅，向斜深，其分布与北东-南西向的主体构造带亦具有较好的耦合性。其中，在武陵山、梵净山等前寒武地层出露区，变马冲组地层已剥蚀，黔南地区变马冲组之上被泥盆系—三叠系地层多覆盖，其埋深普遍大于1500m，往北至铜仁地区，上覆地层为上寒武统地层，变马冲组埋深 1000～1500m。区域内镇页 1井揭示变马冲组底界深度为641.81m，岑页1井揭示变马冲组底界深度为1224m。

平面上，变马冲组含气泥页岩主要分布于黔北部分及黔南大部地区，具体是德江-凤冈-湄潭-贵阳一线以东的区域。在松桃-镇远-凯里一带为其沉降中心，沉积厚度最大，高达150m以上，该带两侧的厚度呈递减状，沿北东—南西向展布(图4.21)。

通过对岑页1井、松浅1井及乌罗固体矿产井钻孔变马冲组一段泥页岩有机碳分析，其有机碳含量约0.8%～3.0%之间。较牛蹄塘组，有机碳总体不高，但主要目的层段达到了泥页岩气有利区标准。干酪根镜质体反射率分析，不同地区地层的演化程度有差异，RO值基本处于2.0%～3.0%之间，处于过成熟早期。

黄页1井地理上位于贵州省黔东南苗族侗族自治州黄平县黄飘乡抬头村，构造位于黔南坳陷黄平向斜北东翼。黄页1井下寒武统九门冲组上部灰岩段和下部泥页岩段达到含气层级别；庄1井在下寒武统九门冲组上部灰岩段岩心中见54处连续冒气，下部泥页岩段见2层气测异常。另外1964年贵州省地质局在勘探磷矿时，在黄平区块西北部开阳羊水背斜东翼马路坪矿段904钻孔钻至246m时，在泥页岩破碎带中发生气喷，喷出井口高达7～9m，气体可燃，火焰为蓝色。钻后持续两个月都有气体溢出。结合录井、测井、现场解析和等温吸附等含气量评价方法并参考区内地质条件综合研究认为，平面上黔西北地区牛蹄塘组泥页岩气富集区主要位于毕节-大方-黔西一带，含气量范围为1.5～2.5m3/t；黔北地区牛蹄塘组泥页岩气现场解吸出气量整体较好，可达数百毫升不等；黔南地区下寒武统牛蹄塘组页岩气聚集发育的最有利区位于丹寨—麻江—黄平一带，含气量范围为0.01～1.13m3/t。纵向上牛蹄塘组各调查井中均有数个现纵向以含气泥页岩中段-底部较好，但各井具体分布位置不同。结合室内脱气计算残留气量，残留气量可达现场气量的2～17倍不等，间接反映了储层非均值性较强。大量的泥页岩气在现场无法完全解析释放，完整的解析过程可能持续数周至数月。

图4.21 贵州省寒武系下统变马冲组含气泥页岩平面分布等厚图

(3)龙马溪组

龙马溪组主要出露于黔北、黔西北地区，即毕节-遵义-石阡-铜仁一线以北，改线以南为黔中隆起和滇黔桂隆起，两个隆起之间是否存在有龙马溪组沉积尚存疑问。

习水-道真一线以北，龙马溪组含气泥页岩最厚，达60～80m，且碳质含量较高；而桐梓北-正安一带，厚度为40～60m，而凤冈-松桃一带仅有数米至十余米，整体呈现由东南向西北含气泥页岩厚度逐渐增大。

龙马溪组埋深在0～8000m之间。在习水地区龙马溪组埋深达到最大，大约8000m。由于黔中隆起为该时期形成的古隆，故沉积缺失，地层的分布受构造、沉积作用控制明显，主要分布于黔北坳陷-武陵坳陷(图4.22)。

通过对贵州省龙马溪组地表露头和井下岩心样品(大部分为地表露头样品)的有机碳实验测试，研究区有机碳含量普遍在2%以下，主频在1.0%～2.0%之间。

龙马溪组的岩矿组成具有较明显的平面分布差异。黔中古隆起北侧边缘碎屑矿物含量较高，含气泥页岩段之上还有粉砂岩出现，向北至陆棚环境含量逐渐降低。方解石、白云石含量在区域上的变化揭示越靠近古隆起边缘，越不适宜碳酸盐矿物的形成。这样的岩矿分布归根结底是沉积环境的响应，由南至北沉积水体加深，陆源碎屑补给减弱。富有机质泥页岩主要分布于龙马溪组下部，岩性以碳质泥岩、粉砂质碳质泥岩、碳质硅质泥岩、含放射虫硅质岩，局部夹细微条纹状含灰质白云岩、白云质灰岩。露头、钻孔的全部分析数据统计表明：贵州省志留系龙马溪组矿物组成以碎屑矿物及黏土矿物为主，次为自生脆性矿物。石英、长石含量 24.3%～75.5%，平均 49.6%；；黏土矿物平均含量40.8%，且以伊利石和伊蒙混层为主(含量22.2%～63.4%)，含少量的高岭石和绿泥石；碳酸盐矿物含量较少，为0～44.8%，平均9.4%。龙马溪组含气泥页岩具有较好的脆性。

龙马溪组孔隙度分布比较分散，峰值区间为0.77%～11.9%之间，平均6.99%，相对于美国五大含气泥页岩孔隙度(3%～14%)，孔隙度中等。渗透率分布区间为(0.0014～0.52)×10-3μm2，峰值区间为0～0.1×10-3μm2。

图4.22 贵州省志留系下统龙马溪组含气泥页岩平面分布等厚图

通过对道页1井、习页1井、桐页1井三口井的现场解吸分析，下志留统龙马溪组含气泥页岩在500m～750m深度范围内，岩心解析含气量在1.84～4.0m3/t。结合录井、测井、现场解析和等温吸附等含气量评价方法并参考区内地质条件综合研究认为，贵州地区下志留统龙马溪组泥页岩气富集区位于桐梓-二郎一线以北、道真地区和沿河地区。

(4)打屋坝/旧司组

下石炭统打屋坝组/旧司组页岩层系主要发育于黔西南地区北西部、东南部及黔南南部，大部分区域泥页岩沉积厚度为50～185.5m，且含气页岩厚度大于40m。贵州省打屋坝组页岩岩性主要为黑色、灰黑色页岩、泥页岩、泥岩，夹泥质灰岩、含泥灰岩(图4.23)。

在黔西南地区，旧司组剥蚀区面积较小，仅兴义以南和威宁以西的局部区域缺失。旧司组岩性主要为深灰、灰黑色石英砂岩、砂岩、页岩、碳质泥岩、泥岩，时夹硅质岩或含燧石结核，下部时夹煤层或煤线，其属滨海—浅海相沉积。受深大断裂的影响，旧司组的埋深展布方向与深大断裂的延展方向总体趋于一致，深大断裂附近地区埋深较大，一般埋深超过3000m，主要集中在水城、威宁一带和盘县、普安、晴隆、关岭、贞丰、安龙、兴义所围限的黔西南地区中部区域。水城以南、普安以北的大片地区埋深较浅，埋深普遍低于3000m，且表现为大面积连续分布，而区内其余埋深较浅的地区少有这样的大面积连续分布区域。整体上，旧司组埋深大(≥3000m)的区域面积约占整个黔西南地区面积的一半以上，且大部分表现为大面积连续分布，展布方向以北西向和北东向为主，显示其受后期构造影响和制约明显；旧司组埋深小(≤3000m)的区域断续分布(水城以南、普安以北的地区除外)，以条带状展布为主。

研究区下石炭统打屋坝组富有机质泥页岩的有机质类型主要为Ⅰ型，有机碳含量普遍大于1.0%，多数分布在1.0%～2.0%范围内，有23.8%的样品有机碳含量大于2.0%，最高达2.83%；总体演化程度较高，全区成熟度1.0%～4.0%之间，主体为2.0%～3.0%，平面上在由北东往南西成熟度增大。

图4.23 贵州省石炭系下统旧司组-打屋坝组含气泥页岩平面分布等厚图

打屋坝组(旧司组)在贵州省境内分布较局限，且随沉积环境的变化，岩相在黔西南和黔南工区差异较大。黔西南下石炭统旧司组：石英含量为6.75%～99.28%，平均含量为50.75%；黔西南地区旧司组黏土矿物中以伊利石占主导地位。

黔南区打屋坝组矿物组成上以黏土矿物和石英为主，黏土矿物的平均含量为52%，石英的平均含量为37.8%，兼有少量长石、碳酸盐岩和黄铁矿等。粘土矿物主要为伊蒙混层和伊利石，伊蒙混层平均为平均为80.4%，伊利石平均为12%，部分样品还含有一定量的高岭石和绿泥石。这与黔西南区旧司组矿物组成上区别较大。

通过对长页1井、晴页2井二口井的现场解吸数据分析，下石炭统打屋坝组/旧司组含气泥页岩含气量范围为0.5～2.4m3/t。现场解吸表明，长页1井含气量在1.2m3/t以上，结合录井、测井、现场解析和等温吸附等含气量评价方法并参考区内地质条件综合研究认为，贵州地区下石炭统打屋坝组页岩气聚集发育的最有利区位于惠水王佑-长顺代化-罗甸边阳一带和威宁-水城-晴隆-兴仁-望谟一带。

(5)梁山组

梁山组在全区广泛发育，露头主要分布于黔西北，其次为黔西南和黔北，黔南亦有少量出露，而在雪峰山东麓(黎平县以东)为沉积间断。剥蚀区主要位于黔北、黔南、雪峰山及周边的大部地区，除此，在威宁地区亦有较大范围的剥蚀。梁山组岩性主要为石英砂岩、泥岩、碳质泥岩和煤层。

全区大部分区域，梁山组埋深小于3000m，在习水北西一带埋深最大，达4000m以上，此外，毕节、金沙、桐梓等地埋深亦达3000～4000m，呈北东-南西向狭长状；在黔西南南部关岭、兴义、望谟、册亨等大片地区，埋深为2000～3000m，其他区域多小于2000m。

梁山组含气泥页岩厚度分布主要受早二叠世栖霞期岩相古地理类型的控制。含气泥页岩厚度达170m，毕节-织金-长顺-罗甸一线以南，处深水陆棚、斜坡带及盆地沉积环境，含气泥页岩厚度较大，总体大于10m，沉积中心在晴隆花贡一带，最大泥页岩沉积厚度达300.3m；而该线以北的大片区域及兴义地区，处浅水陆棚、潮坪、滨岸带沉积环境，含气泥页岩基本不发育，厚度总体小于10m(图4.24)。

图4.24 贵州省二叠系中统梁山组含气泥页岩平面分布等厚图

下二叠统梁山组含气泥页岩的有机质类型主要为Ⅲ和Ⅱ2型，有机碳含量在0.14%～17.61%之间，平均为1.74%，主体分布在0.60%～2.50%范围内。研究区下二叠统梁山组含气页岩的总体演化程度较高，有机质成熟度在0.95%～2.71%之间，平均1.60%，主体在1.00%～2.50%之间，有47.37%的样品成熟度在0.50%～1.30%之间，未见成熟度大于3.00%的。

下二叠统梁山组上段(P1l3)岩性主要为灰黑色页泥岩夹黄灰色石英砂岩。下二叠统梁山组中段(P1l2)岩性灰色灰岩、泥岩、页岩夹砂质泥岩。根据泥页岩样品测试结果：石英含量为32.08%～83.78%，平均含量为62.63%；下二叠统梁山组下段(P1l1)岩性主要为灰黑色泥岩、页岩夹黄灰色砂质泥岩、石英砂岩、灰岩。根据泥页岩样品测试结果：石英含量为18.73%～58.49%，平均含量为32.70%；碳酸盐岩含量为8.17%～43.98%，平均含量为31.74%。

通过对晴页1井的现场解吸数据分析，下二叠统梁山组含气页岩含气量范围为1.5～4.0m3/t。结合录井、测井、现场解析和等温吸附等含气量评价方法并参考区内地质条件综合研究认为，贵州地区下二叠统梁山组泥页岩气聚集发育的最有利区位于威宁-水城-晴隆-兴仁-望谟一带。

(6)龙潭组

龙潭组的发育和分布基本继承了梁山组的格局，即在全区广泛发育，露头主要分布于黔西北、黔西南，黔北和黔南地区出露较少，而在雪峰山隆起区及周边无沉积。剥蚀区主要位于黔北、黔南大部地区，除此，在威宁西北、册亨地区局部区域缺失。但受构造抬升的影响，剥蚀区面积相比梁山组进一步加大。龙潭组岩性主要为碎屑岩夹碳酸盐岩和煤层，属陆相、过渡相、海相沉积。

与梁山组相比，龙潭组的埋深相应减少数百米至1000m。全区大部分区域龙潭组埋深小于2000m，在习水北西一带埋深最大，达3000～4000m，此外，毕节、金沙、桐梓等地埋深亦达2000～3000m，呈北东-南西向狭长状，在黔西南南部关岭、兴义、望谟、册亨等大片地区，埋深为1000～2000m，其他区域多小于1000m(图4.25)。

图4.25 贵州省二叠系上统龙潭组含气泥页岩平面分布等厚图

研究区上二叠统龙潭组富有机质泥页岩的有机质类型主要为Ⅲ型，由于该地层为煤系地层，因此有机碳含量相比下寒武统牛蹄塘组和下志留统龙马溪组来说要高，兴仁回龙处样品达到最高值17%，其主体分布在1.0%～10.0%范围内，有60%的样品有机碳含量大于4.0%。研究区上二叠统龙潭组含气页岩的总体演化程度较高，有机质成熟度在1.57%～4.23%之间，平均2.67%，主体在2.00%～3.00%，有78.95%的样品成熟度在2.00%～3.00%之间。

上二叠统龙潭组(P2l)为潮控三角洲相沼泽煤层及泥炭，岩性主要为灰黑色泥页岩、砂质泥岩夹灰色砂岩、泥质灰岩和煤层。样品测试结果表明，龙潭组泥页岩以黏土矿物为主，次为石英和碳酸盐矿物。其中石英含量为14.43%～88.47%，平均含量为37.90%；长石含量为0～17.67%，平均含量为4.81%，以斜长石为主；碳酸盐岩含量为0～15.13%，平均含量为1.98%；铁矿物含量为0～30.72%，平均含量为13.95%，以黄铁矿为主，次为菱铁矿；黏土矿物含量为9.83%～65.80%，平均含量为41.35%。黏土矿物中以伊蒙混层为主，平均相对含量为60%，高岭石和蒙脱石含量次之，平均相对含量分别为30%、20%。

对西页1井、方页1井、兴页1井三口井的现场解吸数据分析，上二叠统龙潭组含气泥页岩含气量范围为1.2～20m3/t。结合录井、测井、现场解析和等温吸附等含气量评价方法并参考区内地质条件综合研究认为，贵州地区上二叠统龙潭组泥页岩气富集区位于贵州西北部(遵义-金沙-大方-黔西-纳雍地区)。

贵州省地质构造图,贵州省地质资料馆,贵州省区域地质志,贵州地质,贵州地矿局网站,贵州省地质资料馆官网,贵州省水文地质图,贵州省地矿局网站,贵州省地质图,贵州地矿局门户网站,贵州省地质矿产开发局,贵州省地矿局103地质大队