0 引言
2020年底，川东红星地区建南区块针对上二叠统吴家坪组二段部署实施的第一口页岩气风险探井HY1井在压裂测试阶段获得天然气产量8.9×104 m3/d，实现了中国二叠系新层系页岩气勘探的重大突破［3］，红星地区二叠系吴家坪组页岩储层成为该地区页岩气领域重要的增储上产阵地。
但吴家坪组页岩储层纵向非均质性强，页岩原生品质、含气性及可压性纵向变化较快，勘探开发评价工作面临较大挑战。由于前期的评价研究工作主要聚焦于该套储层整体的勘探开发潜力评价，对储层内部的纵向非均质性特征及其发育主控因素尚未开展过系统的评价研究工作，因此，厘清储层纵向非均质性特征及其发育主控因素对于后续的地质—工程甜点预测、压裂工艺参数优化等工作具有重要的指导意义［6］。
1 吴家坪组层序地层格架
WSQ1为Ⅰ型层序，层序底界以茅口组顶部的不整合面为界，为Ⅰ型层序界面，涵盖了吴家坪组一段及二段的①小层和②小层，自下而上沉积环境先后经历了沼泽—局限台地—开阔台地—上斜坡—下斜坡的纵向演化过程。WSQ1可划分出低位域、海侵域和高位域，其中吴家坪组底部的吴1 1亚段隶属于WSQ1的低位域，总厚度5.0 m左右，发育了一套灰黑色粉砂质页岩夹薄煤层，全段发育黄铁矿团块和少量的生物介屑；吴1 2亚段到吴二段①小层隶属于海侵体系域，自下而上经历了开阔海台地—上斜坡—下斜坡的纵向演化过程，总厚度为14 m左右，至吴二段①小层达到WSQ1期最大海泛面，吴二段②小层隶属于WSQ1高位域期，发育一套含硅质团块的生屑灰岩，代表了上斜坡沉积环境（图1）。
WSQ2为Ⅱ型层序，层序底界为吴二段②、③小层界面，层序顶界为吴二段③小层顶，可划分出海侵域和高位域，③小层中下部隶属于WSQ2海侵域，自下而上海平面逐渐上升，经历了下斜坡—深水陆棚亚相的纵向演化历程，底部发育了一套富含泥质硅质透镜体的钙质硅质页岩，属下斜坡相沉积环境，中下部转变为深水陆棚沉积环境，发育了一套富钙富硅的混合页岩，此时海平面达到最大海泛面，也是整个吴家坪组沉积时期的最大海泛面。③小层中上部隶属于WSQ2高位域，发育富钙富硅混合页岩和硅质页岩，属深水陆棚沉积环境。
WSQ3为Ⅱ型层序，包括了④、⑤小层，可划分出海侵体系域和高位域，海侵期发生在④小层中下部沉积时期，总体为深水陆棚沉积环境，④小层上部—⑤小层为高位域，此时海平面维持在高位略有下降趋势，纵向上经历了深水陆棚—下斜坡亚相的变迁。
2 吴家坪组二段页岩储层纵向非均质性特征
二叠系吴家坪组二段页岩储层纵向上具备较强的非均质性，在岩矿、有机碳含量、沉积构造等地质参数上均具备显著的纵向分段性特征。
2.1 岩矿纵向非均质性
吴二段页岩储层主要包括硅质、碳酸盐、少量黏土矿物和黄铁矿，从ECS测量结果来看，黏土矿物含量介于10%~25%之间，平均为15%，纵向上③小层含量最高，黏土矿物含量为23%，其次是①小层，黏土矿物含量为16%，④小层和⑤小层黏土矿物含量分别为12%和10%（图2）。硅质含量介于43%~57%之间，平均为53%，①小层硅质含量为54%，②小层硅质含量为23%，③小层硅质含量为47%，④小层硅质含量为57%，⑤小层硅质含量为43%。碳酸盐矿物含量介于22%~43%之间，平均为29%，其中①、③、④小层碳酸盐矿物含量平均为25%，②小层碳酸盐矿物含量为61%，⑤小层碳酸盐矿物含量为43%。黄铁矿含量介于1%~10%之间，平均为4.6%，③小层黄铁矿含量为6.9%，黄铁矿含量最高，其次为①、④、⑤小层黄铁矿含量为3.5%左右，②小层最低，黄铁矿含量为2.4%。
黏土矿物含量纵向上表现为①、③小层略高，④、⑤小层略低，②小层最低；硅质含量表现为①、③、④小层高，⑤小层略低，②小层最低；碳酸盐矿物含量表现为①、③、④小层较低，其次是⑤小层，②小层碳酸盐矿物含量最高。
通过Si、Al、Ti 3种元素可以判别地层中过量硅的存在，过量硅（excess SiO2）是指高于正常碎屑沉积环境下的SiO2含量［8-10］，计算公式为Si过量=Si样品－［（Si/Al）背景×Al样品］，（Si/Al）背景采用平均页岩比值3.11［11］。从元素分析结果来看，吴二段储层中普遍发育大量的过量硅（图2），过量硅占储层总硅质量的36%~68%，其发育程度纵向上表现为自下而上逐渐增加的特征，其中③、④、⑤小层的占比超过了50%，表明储层中硅质以自生硅质为主。薄片观察结果表明地层中发育大量的硅质骨骼类放射虫和海绵骨针，这些硅质骨骼类生物大多成层展布，且表现为自下而上硅质放射虫含量呈现逐渐增加的趋势，④小层的硅质放射虫含量明显高于①、③小层，其纵向发育特征与过量硅纵向发育特征一致。此外，薄片下观察到呈半自形—自形晶粒状的热液成因石英、埋藏后次生交代成因的硅质和极少量的陆源石英，次生交代成因硅质主要为硅质部分交代钙质生屑，陆源石英含量为3%左右（图3）；在③、④、⑤小层中发育硅质条带（图1），代表了热液成因硅质在该时期是硅质的一个重要来源。总体来看，红星地区吴二段页岩储层中硅质主要以生物成因硅质为主，其次为热液成因，另外含极少量的陆源石英。
2.2 有机碳含量及有机质类型纵向非均质性特征
有机碳含量在纵向上表现为①小层最高，有机质丰度为11.94%，其次为③小层，有机质丰度为9.44%，④小层有机质丰度进一步降低，有机质丰度为8.78%，⑤小层有机质丰度为6.88%，②小层最低，有机质丰度为2.23%（图1）。有机碳含量的纵向展布特征与水体纵向变化特征及沉积环境不能完全匹配，处于最大海泛期且处于深水陆棚沉积环境的③小层有机碳含量却低于处于下斜坡沉积环境的①小层；此外，有机质丰度自下而上呈现逐渐降低的特征，该特征与放射虫含量的纵向变化特征呈现出相反的特点，上述矛盾表明吴二段沉积时期沉积物中的有机质除来源于表层水体的生物雨作用，在一定程度上还应该受到了陆源高等植物碎屑的影响。
从有机质类型指数测试结果来看，有机质类型指数自下而上呈现了逐渐增大的趋势，①小层有机质类型指数为71，③小层有机质类型指数为81，④小层有机质类型指数为89，⑤小层有机质类型指数为84，自下而上有机质类型呈现出从Ⅱ1型向Ⅰ型过渡的特点。
2.3 沉积构造纵向非均质性特征
吴二段页岩储层段发育小型滑塌构造、硅质放射虫纹层和少量的钙质生屑纹层。其中①小层发育灰黑色硅质页岩和灰黑色钙质硅质页岩，发育小型滑塌构造，见灰黑色泥质硅质透镜体呈顺层展布；薄片下见到钙质生屑呈杂乱模式堆积，反映了深水环境条件下的小型滑塌沉积作用［图5（a）］，另外薄片下可见硅质放射虫纹层发育，纹层宽80~150 μm，平均为0.7 μm，纹层密度为280~620条/m，平均为450条/m（图6）。②小层发育灰色生屑灰岩，地层发育中性滑塌构造（硅质团块、生屑灰岩角砾和灰黑色泥质硅质透镜体），其水体深度较下伏①小层沉积时期浅，总体为上斜坡沉积环境。③小层发育钙质硅质页岩，底部为下斜坡沉积环境，发育小型滑塌构造，见钙质生屑灰岩团块和泥质硅质透镜体顺层展布；中上部转变为深水陆棚沉积环境，发育钙质硅质混合页岩和钙质硅质页岩，岩心可见少量的钙质生屑纹层，薄片显示该段发育硅质放射虫纹层，纹层宽度为0.5~0.9 mm，平均为0.7 mm，纹层密度为510~920条/m，平均为715条/m，此外薄片下可见少量的钙质生屑纹层沿长轴方向顺层展布。④小层发育钙质硅质页岩和硅质页岩，岩心可见少量的钙质生屑纹层，薄片显示该段发育硅质放射虫纹层，纹层宽度为0.6~1.5 mm，平均为1.1 mm，纹层密度为520~1 210条/m，平均为865条/m，此外，薄片下可见少量钙质介壳沿长轴方向顺层展布，表现出了较为安静的深水陆棚沉积环境，偶尔受到远源滑塌沉积的影响。⑤小层发育钙质硅质页岩、钙质硅质混合页岩和硅质钙质岩，中下部发育泥质硅质透镜体顺层展布，上部见生屑灰岩团块，中下部薄片下观察到硅质放射虫纹层，纹层宽度为0.6~1.5 mm，平均为1.1 mm；纹层密度度为510~1 120条/m，平均为815条/m，薄片显示该段发育钙质生屑杂乱堆积（图6），表现为斜坡亚相的沉积特征。
2.4 特殊岩性夹层
2.5 物性非均质性特征
吴二段物性条件优越，各小层间孔隙度具备一定差异，①小层孔隙度为5.14%，②小层孔隙度最低为2.91%，③小层孔隙度为6.11%，为吴二段页岩储层中物性最佳层段，④小层孔隙度为5.25%，⑤小层孔隙度为4.59%（图1），总体来看，孔隙度与有机质丰度之间未表现出明显的正相关关系，①小层有机质丰度最高，但其孔隙度并不高，分析其原因与有机质类型有关。
综上所述，吴二段页岩储层段纵向表现出强非均质性，①小层沉积时期为下斜坡沉积环境，发育钙质硅质页岩和硅质页岩，黏土矿物含量较高（16%），发育泥质硅质透镜体和钙质生屑灰岩角砾，硅质放射虫纹层较为发育（450条/m），有机质丰度最高（11.84%），但有机质类型较差（Ⅱ1型），孔隙度为5.14%；②小层沉积时期为上斜坡沉积环境，发育灰色生屑灰岩，地层中见泥质硅质透镜体和生屑灰岩团块，有机碳含量低（2.23%），孔隙度偏低（2.91%）；③小层沉积时期主体为深水陆棚沉积环境，发育钙质硅质混合页岩和硅质页岩，黏土含量在吴二段中最高（23%），发育24条凝灰岩薄夹层，薄片下观察到大量的硅质放射虫纹层（715条/m），有机质丰度为9.44%，有机质类型为Ⅱ1—Ⅰ型，孔隙度为6.11%；④小层沉积时期主体为深水陆棚沉积环境，发育钙质硅质页岩和硅质页岩，黏土矿物含量低（12%），地层中发育硅质条带，薄片下观察到大量的硅质放射虫纹层（865条/m），有机质丰度为8.78%，有机质类型Ⅱ1—Ⅰ型，孔隙度为5.25%；⑤小层沉积时期主体为深水陆棚—斜坡沉积环境，发育硅质页岩、钙质硅质混合页岩和硅质钙质岩，黏土矿物含量低（10%），发育硅质条带、小型滑塌和中型滑塌构造，见少量钙质生屑纹层，薄片下观察到大量的硅质放射虫纹层（815条/m），有机质丰度为6.88%，有机质类型为Ⅱ1—Ⅰ型，孔隙度为4.59%。
3 储层非均质性发育主控因素
吴二段页岩储层段纵向表现出强非均质性，本文研究重点从沉积环境和沉积作用入手对纵向非均质性主控因素进行了系统的分析，揭示了海平面升降、火山活动、古气候是导致其纵向强非均质性的主控因素。
3.1 沉积作用判别
（1）陆源细粒供给悬浮式沉积作用。WSQ1早期、晚期（ 亚段和吴二段①小层沉积期）和WSQ2期（吴二段③小层沉积期）均存在该类沉积作用，主要供给物以细粒黏土为主，含极少量陆源粉砂。
（2）生物化学作用沉积。WSQ1中晚期（吴1 2亚段中下部、吴二段①—②小层沉积期）、WSQ2期和WSQ3期该类沉积作用占据主导地位，生物化学沉积作用可划分为2类，一类是钙质生屑类生物沉积作用，在吴1 2亚段中下部和吴二段②小层该沉积作用活跃；另一类是硅质生物沉积作用，在吴二段①小层、③—⑤小层沉积时期占据主导地位。
（3）滑塌沉积作用。主要发育于WSQ1中晚期（ 亚段沉积中晚期和吴二段①小层—②小层沉积期）和WSQ3晚期（吴二段⑤小层沉积期），发育中型滑塌构造、小型滑塌构造（硅质团块、钙质生屑灰岩角砾和生物扰动构造）。
（4）火山热液沉积作用。主要发育于WSQ1晚期、WSQ2期和WSQ3期，表现为陆地火山活动和海底火山活动的沉积作用。从吴二段的地幔敏感性元素指标CrEF（Cr异常富集因子）的纵向发育特征来看，WSQ1晚期（①小层沉积期）、WSQ2期（③小层沉积期）、WSQ3期（④—⑤小层沉积期）CrEF较高，表明该时期海底火山活动频繁；其中WSQ2期（③小层沉积期）发育24条凝灰岩薄夹层，表明该时期除海底火山活动外，陆地火山活动也异常活跃。
综上所述，吴二段沉积时期，主要存在4种沉积作用：陆源供给悬浮式沉积、滑塌沉积、生物化学沉积及火山热液沉积，其中生物化学沉积又可分为钙质生物沉积和硅质生物沉积，火山热液沉积又可划分为陆地火山碎屑沉积和海底火山热液沉积。WSQ1海侵期晚期（①小层）同时存在3种沉积作用：陆源悬供给浮式沉积作用、硅质骨骼类生物沉积作用和小型滑塌沉积作用（图7，图8）；WSQ1高位域时期（②小层沉积期）以钙质生物沉积作用和中型滑塌沉积作用为主；WSQ2期（③小层沉积期）主要存在4种沉积作用：硅质生物沉积作用、陆源供给悬浮式沉积作用、陆地火山碎屑沉积作用和海底火山热液沉积作用；WSQ3海侵域和高位域早期（④小层—⑤小层下部沉积期）存在2种沉积作用：硅质生物沉积作用、海底火山热液沉积作用；WSQ3高位域晚期（⑤小层中上部沉积期）以硅质生物沉积作用、海底火山热液沉积作用和滑塌沉积作用为主（图8）。
3.2 沉积环境及古生产力分析
红星地区吴二段沉积时期，古气候条件、表层水体古生产力及底层水体古氧相在不同时期具备一定的差异性。
3.2.1 古气候演化特征
红星地区吴家坪组吴二段常量元素分析结果表明： WSQ1中晚期（对应①—②小层）—WSQ2期（对应③小层）Ca/Mg、Sr/Cu和Sr/Ba值偏低，为偏温湿型气候，WSQ3期（对应④—⑤小层）Ca/Mg、Sr/Cu和Sr/Ba值高，表明此时已转变为干热型气候（图9）。
WSQ1—WSQ2期，偏温湿型气候导致地表风化剥蚀作用较强，陆表径流输入作用较为活跃，从陆源供给敏感元素指标Al和Ti来看，WSQ1—WSQ2期Al和Ti值偏高，表明该时期受陆源供给影响较大，ECS矿物组分分析结果也表明该时期黏土含量偏高，黏土含量介于15%~25%之间。WSQ3期偏干热型气候导致地表风化剥蚀作用和陆表径流输入能力减弱，陆源供给能力减弱，该时期陆源供给敏感元素指标Al和Ti偏低，也印证了这一结论，同时ECS矿物组分分析结果表明该段地层中来自陆源的黏土矿物含量也偏低，平均为10%。
3.2.2 水体古盐度演化特征
3.2.3 底层水体古氧相演化特征
w（V）/w（V+Ni）值能有效反映环境氧化还原条件［23-24］，w（V）/w（V+Ni）值较高时（0.84~0.89）反映底层水体中出现硫化的厌氧环境；比值中等时（0.54~0.82）为厌氧环境（水体溶氧量<0.1 mL/L）；低值时（0.45~0.60）为水体分层弱的贫氧环境（水体溶氧量0.1~1 mL/L），当该比值小于0.45时为富氧环境（水体溶氧量>1 mL/L）。此外，V/Cr、Ni/Co也是较为可靠的古氧相判别指标［19，23］，从前人总结的经验来看，V/Cr值越大代表水体的氧溶量越低，当V/Cr值大于4.25时为厌氧环境，V/Cr值介于2.00~4.25之间为贫氧环境，V/Cr值小于2.00为富氧环境；Ni/Co值越大也指示水体氧溶量越低，当Ni/Co值大于7.00时为厌氧环境，Ni/Co值介于5.00~7.00之间为贫氧环境，Ni/Co值小于5.00为富氧环境。
红星地区吴二段元素分析结果表明：Ni/Co值普遍大于5，V/Cr值普遍大于2，V/（V+Ni）值普遍大于0.6，吴二段沉积时期总体为贫—厌氧环境，利于有机质的保存（图9）。其中WSQ1—WSQ2期为贫—厌氧环境，WSQ3期为厌氧环境，这与由于气候因素所导致的地表径流输入能力的强弱有关，WSQ1—WSQ2期偏温湿型气候导致地表径流输入能力强，水体受陆源富氧水团的影响较大，水体呈现贫—厌氧环境，WSQ3期偏干旱型气候导致地表径流输入能力减弱，水体受陆源富氧水团的影响减小，水体表现为厌氧环境。
3.2.4 古生产力演化特征
Cu、Ni、Zn在剔除陆源的影响后（即进行Ti或者Al校正，校正公式为：X=X－Ti×X PASS／Ti）可以很好地表征古海洋生产力的变化［25-26］，从红星地区二叠系吴二段的元素分析结果来看，古生产力在纵向具备三段式特征，其中WSQ1晚期（①小层）表层水体古生产力表现为中低生产力，WSQ2期（③小层）古生产力最高，WSQ3期（④—⑤小层）表现为中高生产力。古生产力与有机碳含量的纵向展布特征并非正相关关系，而吴二段沉积时期主体为有利于有机质保存的还原—强还原环境，那么影响有机质富集的因素不仅仅是表层水体的古生产力，进一步结合有机质类型的分析结果和薄片观察结果（氩离子抛光扫描电镜下观察到部分的植物碎片），陆源高等植物碎屑供给是影响有机质富集的另外一个重要因素。
3.3 储层纵向非均质性主控因素分析
对页岩气勘探开发而言，页岩储层原生品质中最为重要的因素涉及到有机碳含量、有机质类型、脆性特征，有机碳含量和有机质类型影响页岩储层后期的生烃能力和储集能力，脆性特征影响页岩储层的可压性，而影响页岩储层脆性特征的核心为页岩储层自身的硅质含量，本文从这几个重要参数的影响因素来探索红星地区吴家坪组吴二段页岩储层段纵向非均质性主控因素。
3.3.1 有机碳含量及有机质类型纵向非均质性主控因素分析
影响有机碳含量及有机质类型的主要因素包括表层水体的古生产力、陆源植物碎屑供给速率和底层水体的氧化还原条件。
有机碳含量与氧化还原性敏感元素指标V/Cr、V/（V+Ni）、Ni/Co的相关性分析结果表明二者之间不具备相关性（图10），说明吴二段页岩储层沉积时期总体为还原—强还原环境，利于有机质的保存，因此其是吴二段页岩储层有机质富集的有力保障，但并非其主控因素。
有机碳含量与古生产力敏感元素指标Cuxs、Nixs、Znxs的相关性分析结果表明二者总体上呈正相关关系，而异常数据点位于①小层和③小层。前述分析表明在①、③小层沉积时期陆源供给能力较强，分析认为①、③小层沉积时期除表层水体浮游类生物供给外陆源高等植物碎屑的供给对有机质的富集也起到了较大的影响，而氩离子扫描电镜薄片分析结果表明①、③小层中植物碎屑较为发育，且①小层植物碎屑发育程度高于③小层（图11），也印证了这一结论。此外，从分析结果来看高等植物碎屑表明有机质孔隙发育程度极低，远远低于其他有机质表面的有机质孔隙，这也解释了与其他小层相比①小层表现为有机碳含量高而有机质类型偏差（Ⅱ1型）且孔隙度偏低的原因。
3.3.2 硅质发育主控因素分析
吴二段储层硅质含量与火山活动敏感性元素指标CrEF、陆源供给强度敏感性元素指标、古生产力敏感性元素指标的相关性分析结果表明硅质发育程度与上述因素均不具备相关性，而从吴二段硅质含量与碳酸盐矿物含量的相关性分析结果来看二者呈现较为明显的负相关关系（图12）。但从薄片下可观察到大量的硅质放射虫和热液成因硅质发育，仅发育极少量的陆源石英，关于二叠系吴家坪组页岩储层中的硅质热液成因前人已开展过诸多工作［27-29］，此外在薄片中观察到了碳酸盐矿物交代硅质放射虫的现象，结合二者呈现负相关的关系不难得出如下结论，从沉积角度来看吴二段储层原始硅质沉积主要受控于古生产力和火山热液的控制，后期成岩作用对现今硅质含量起到了一定程度的制约作用，同时也证明吴二段储层中碳酸盐矿物含量较大部分源于后期交代硅质成因。
3.3.3 古生产力主控因素分析
古生产力取决于古气候、水体的盐度和水体的营养化等诸多因素，吴二段沉积时期红星地区位于低纬度带，古气候演化分为2个阶段，WSQ1晚期和WSQ2期为偏温湿型气候，WSQ3期为干热型气候，总体上对生物的繁殖生长十分有利。那么表层水体古生产力高低就取决于海水的营养化程度，CrEF证实吴家坪组沉积时期海底火山活动频繁，海底火山形成的热液上升流会将富含营养的矿物质成分带到表层水体，从而增加表层水体的古生产力。从古生产力敏感性元素指标Cuxs、Nixs、Znxs与地幔岩浆敏感元素指标CrEF之间的相关性分析结果来看，相互之间呈现了明显的正相关关系（图13），也证实了海底火山活动是决定吴二段沉积时期海水古生产力的主要因素。
3.4 储层纵向非均质性主控因素综合分析
图14 红星地区吴家坪组吴二段页岩储层非均质性主控因素分析Fig.14 Analysis of main control factors of shale reservoir heterogeneity in the second member of Wujiaping Formation，Hongxing area |
WSQ1高位域时期（②小层）为古气候和海平面升降主控阶段，该时期古气候为偏温湿型气候，利于浅水台地生屑灰岩的发育；同时，海平面有所下降，沉积环境由之前的下斜坡沉积环境转变为上斜坡沉积环境，滑塌沉积带来了浅水台地相的生屑灰岩角砾，地层中可见灰黑色泥质硅质透镜体顺层展布。
WSQ2期（③小层）为海平面升降、古气候和火山活动主控阶段，该时期海平面上升，红星地区为深水陆棚沉积环境，表现为强还原环境，利于有机质的保存。陆地火山活动频繁导致地表沉积巨厚的火山灰，该时期地表植被繁盛程度可能因火山活动受到了一定的制约。同时该时期偏温湿型气候导致地表径流输入和陆源供给能力增强，将部分高等植物碎屑、富含火山矿物质的陆源碎屑带入了海洋，增加了表层水体的营养指数，导致硅质放射虫等浮游类生物步入了蓬勃发展阶段，为有机质和硅质的富集奠定了良好的基础。此外，单从有机质的富集来看，该时期表层水体硅质浮游类生物的生物雨作用是有机质富集的一个主要因素外，陆源高等植物碎屑的供给对有机质富集的影响较WSQ1海侵期晚期（①小层）明显减弱，因此，该段储层有机质类型在一定程度上较①小层有所改善，总体偏Ⅰ型干酪根，表现为有机质丰度高且物性优越。同时，由于陆源供给能力较其他时期略强，导致地层中黏土矿物含量也略高。
4 结论
（1）川东红星地区吴家坪组可划分为3个三级层序、7个体系域，进一步可划分出10个准层序，其中WSQ1期为Ⅰ型层序，涵盖了吴一段和吴二段的①、②小层，自下而上沉积环境先后经历了沼泽—局限台地—开阔台地—上斜坡—下斜坡—上斜坡的纵向演化过程。WSQ2为Ⅱ型层序，涵盖了吴二段③小层，自下而上经历了下斜坡—深水陆棚亚相的纵向演化历程。WSQ3为Ⅱ型层序，包括了④、⑤小层，此时海平面维持在高位，晚期呈下降趋势，纵向上经历了深水陆棚—上斜坡亚相的变迁。
（2）吴二段页岩储层段纵向表现出强非均质性特征，主要表现在岩矿（黏土、硅质、碳酸盐矿物）、有机碳含量、有机质类型等影响页岩储层品质的关键参数上，大体上具备两分式特征。早期（①—③小层）表现为黏土矿物含量较高，有机碳含量高，但有机质类型较差（偏Ⅱ1型）；中晚期（④—⑤小层）表现为黏土含量偏低、有机碳含量较早期略有降低，但有机质类型变佳（偏Ⅰ型）。
（3）海平面升降、古气候和火山活动是红星地区吴二段非均质性主要控制因素。其中海平面升降决定了底层水体的还原氧化性，对有机质的保存起到了至关重要的影响；同时海平面升降和古气候控制了陆源供给能力，决定了深水沉积背景下储层中细粒碎屑黏土矿物含量的高低及有机质类型的优劣；陆地火山活动增加了陆源供给物中矿物质的含量，海底火山活动形成的上升洋流为表层水体带来了丰富的营养物质，提高了表层水体的古生产力，从而决定了页岩储层中有机质和硅质的富集程度。
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