天然气地球科学
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天然气地球科学 ›› 2022, Vol. 33 ›› Issue (5): 789–798.doi: 10.11764/j.issn.1672-1926.2022.01.011

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四川盆地南部双龙—罗场地区龙马溪组构造裂缝特征及形成期次

陈丽清1(),伍秋姿1,范存辉2(),钟可塑1,杨雪1,何亮1   

  1. 1.中国石油西南油气田分公司页岩气研究院，四川 成都 610051
    2.西南石油大学地球科学与技术学院，四川 成都 610500
  • 收稿日期:2021-08-06 修回日期:2022-01-19 出版日期:2022-05-10 发布日期:2022-05-12
  • 通讯作者: 范存辉 E-mail:chenlq28@petrochina.com.cn;fanchswpi@163.com
  • 作者简介:陈丽清（1987-），女，四川简阳人，工程师，主要从事页岩气勘探开发与地质评价研究.E-mail：chenlq28@petrochina.com.cn.
  • 基金资助:
    中国石油重大工程技术现场试验项目“深层页岩气地质综合评价技术现场试验”(2019F-31-01)

Tectonic fracture characteristics and formation stages of Longmaxi Formation in Shuanglong-Luochang areas， southern Sichuan Basin

Liqing CHEN1(),Qiuzi WU1,Cunhui FAN2(),Kesu ZHONG1,Xue YANG1,Liang HE1   

  1. 1.Shale Gas Institute of PetroChina Southwest Oil & Gasfield Company，Chengdu 610051，China
    2.School of Geoscience and Technology，Southwest Petroleum University，Chengdu 610500，China
  • Received:2021-08-06 Revised:2022-01-19 Online:2022-05-10 Published:2022-05-12
  • Contact: Cunhui FAN E-mail:chenlq28@petrochina.com.cn;fanchswpi@163.com
  • Supported by:
    The PetroChina Major Engineering Technology Field Test Project(2019F-31-01)

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摘要：

四川盆地南部双龙—罗场地区龙马溪组是深层页岩气勘探开发的重点区域，构造裂缝的发育特征及形成期次对页岩含气性及产能具有重要影响。综合运用岩心、FMI成像测井、裂缝充填物流体包裹体测试、岩石声发射实验及埋藏—热演化史分析等，对页岩构造裂缝的发育特征及形成时期开展综合研究。结果表明：龙马溪组构造裂缝主要以构造成因的高角度缝、直立缝和复合缝为主，岩心裂缝具有间距大、密度小、倾角大、充填程度高等特征；成像测井裂缝倾角与岩心具有较好的一致性，延伸方位以近EW向、NNE向和NWW向为主，次为NNW向。岩心裂缝切割关系、成像测井裂缝产状匹配关系、裂缝充填物流体包裹体测试以及岩石声发射实验均证实，双龙—罗场地区龙马溪组构造裂缝经历了3期以上的构造运动改造。结合埋藏—热演化史分析，厘定了构造裂缝的形成时期为燕山运动中晚期—喜马拉雅运动早期（78~56 Ma）、喜马拉雅运动中期（56~29 Ma）、喜马拉雅运动晚期—现今（29 Ma至今），对应的裂缝充填物流体包裹体均一温度分别为165~198 ℃、115~146 ℃、74~105 ℃。基于构造地质学原理，建立了双龙—罗场地区龙马溪组构造裂缝的成因机制。

关键词: 构造裂缝, 发育特征, 形成期次, 双龙罗场地区

Abstract:

Longmaxi Formation in Shuanglong-Luochang areas， southern Sichuan Basin is a key area for deep shale gas exploration and development. The development characteristics and formation stages of tectonic fractures have an important influence on shale gas bearing and productivity. By using core， FMI imaging logging， fracture filling fluid inclusion testing， rock acoustic emission experiments and burial thermal evolution history analysis， the development characteristics and formation period of shale structural fractures are comprehensively studied. The study results have shown that the tectonic fractures of Longmaxi Formation are mainly high angle fractures， vertical fractures and composite fractures of tectonic origin. The core fractures have the characteristics of large spacing， small density， large dip angle and high filling degree. The fracture dip angle of imaging logging is consistent with the core， and the extension orientation is mainly near EW， NNE and NWW directions， followed by NNW direction. The core fracture cutting relationship， fracture occurrence matching relationships of imaging logging， fracture filling fluid inclusion testing and rock acoustic emission experiment all confirm that the Longmaxi Formation structural fractures in Shuanglong-Luochang areas underwent more than three periods of tectonic movement transformation. Combined with the analysis of burial-thermal evolution history， it is determined that the formation periods of tectonic fractures are mid-late Yanshan Movement and early Himalayan Movement （78-56 Ma）， middle Himalayan Movement （56-29 Ma） and late Himalayan Movement- present （29-0 Ma）. The homogenization temperatures of the corresponding fluid inclusions are 165-198 ℃， 115-146 ℃ and 74-105 ℃， respectively. Based on the principle of structural geology， genetic mechanism of tectonic fractures in the Longmaxi Formation in Shuanglong-Luochang areas is established.

Key words: Tectonic fracture, Developmental characteristics, Formation stage, Shuanglong-Luochang areas

中图分类号: 

  • TE122.1

图1

四川盆地南部双龙—罗场地区地质图"

图2

研究区龙马溪组断裂发育特征及井位"

图3

双龙—罗场地区龙马溪组页岩岩心裂缝类型及发育特征（a）N219井，3 947.22~3 947.35 m，直立剪切缝，方解石充填；（b）N219井，3 958.26~3 958.97 m，直立剪切缝，缝面平直，方解石充填；（c）N228井，3 469.82~3 469.95 m，剪切缝，方解石全充填；（d）N221井，3 736.56~3 737.11 m，复合网状缝；（e）N221井，3 739.45~3 739.55 m，层间缝，黄铁矿方解石混合充填；（f）N219井，3 947.30~3 947.42 m，层间缝；（g）N216H21-2井，3 630.24~3 232.20 m，层间缝将岩心切割为饼块；(h)N211井,3 739.19~3 739.47 m,直立剪切缝，高角度剪切缝，方解石充填；(i)N219井,3 946.62~3 946.71 m,直立剪切缝，高角度剪切缝，方解石全充填；(j)N228井,3 468.9~3 469.07 m,直立剪切缝，方解石充填"

图4

双龙—罗场地区龙马溪组页岩岩心裂缝发育特征"

图5

基于FMI成像测井识别裂缝产状结果"

图6

双龙—罗场地区龙马溪组页岩岩心构造裂缝交切关系（a）、（d）N211井，3 739.19~3 739.47 m，高角度和直立剪切裂缝交切；（b）、（e）N219井，3 946.62~3 946.71 m，高角度和直立剪切裂缝交切；（c）、（f）N228井，3 468.90~3 469.07 m，裂缝交切"

图7

双龙—罗场地区龙马溪组页岩岩心构造裂缝充填物流体包裹体均一温度测试"

图8

双龙—罗场地区龙马溪组页岩岩心构造裂缝充填物流体包裹体均一温度对应期次（a）、（b）第一期流体包裹体均一温度为170~190 ℃，宿主矿物为裂缝中的方解石；（c）第二期流体包裹体均一温度为115~130 ℃，宿主矿物为裂缝中的方解石；（d）第三期流体包裹体均一温度为90~105 ℃，宿主矿物为裂缝中的方解石"

图9

研究区N221井龙马溪组页岩岩心样品声发射实验结果"

图10

研究区X1井埋藏—热演化历史"

图11

双龙—罗场地区龙马溪组构造裂缝发育模式（a） 燕山运动中晚期—喜马拉雅运动早期；（b） 喜马拉雅运动中期；（c） 喜马拉雅运动晚期—现今"

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