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四川盆地东部和南部地区页岩气经历了近些年的勘探开发,目前已探测主产气层主要为震旦系-下古生界页岩,主要有下寒武统牛蹄塘组(也称筇竹寺组)和下志留统龙马溪组(与上奥陶统五峰组为连续沉积,两者可作为一套烃源岩)。其中五峰-龙马溪组在四川盆地分布较为广泛,是目前四川盆地页岩气勘探主要目的层,同时也是本次的研究目的层。四川盆地复杂的地质构造背景使得下古生界页岩经历了加里东、海西两大构造旋回,又经历了中生代构造运动改造,原有的海相沉积经后期冲断褶皱、变动改造强烈。在这样的构造背景之下,下古生界页岩气生成和保存都受到严重的影响。在这样的沉积-构造背景下,必须建立适合于这种复杂地质条件下的海相叠合盆地的构造沉积系统。 通过对下古生界五峰-龙马溪组页岩沉积特征、地层埋藏演化、生烃特征、吸附特征、构造样式等因素的综合考虑,将四川盆地东南部及其周缘地区下古生界五峰-龙马溪组页岩成藏体系划分为鄂西地区、焦石坝地区、丁山地区、长宁地区4个成藏体系。采用含油气系统模拟软件PetroMod建立盆地层面的页岩沉积系统,除了准确反演页岩系统的沉积过程的温、压演化,热成熟度演化、生排烃演化、吸附特征演化之外,还在2维空间耦合岩石力学模型构造特征进行构造演化研究。本文中采用实验室模拟与地质观察分析相结合方法确定关键地质模型与参数,模拟构造变形作用对页岩生气以及保存的影响,利用野外钻井的数据对模型参数进行约束,建立更为准确和接近实际的构造—页岩气评价模型。主要结论如下: (1)鄂西地区、焦石坝地区、丁山地区、长宁地区五峰-龙马溪组页岩埋藏史都大体相同,总体上经过三期沉降/抬升演化过程,在加里东期、印支期和喜山期地层抬升,其中喜山期的地层抬升对烃源岩热演化和生烃影响最大。4个构造区五峰-龙马溪组页岩主生气期主要有两期,三叠纪和侏罗纪前后,其中鄂西地区早些,而为丁山地区晚些,五峰-龙马溪组页岩生气强度范围在4.98~24.81×108m3/km2,其中焦石坝地区的生气强度最好。4个地区的五峰-龙马溪组页岩吸附能力差异不大,介于1.4~8.4×108m3/km2之间,以上说明鄂西地区、焦石坝地区、丁山地区、长宁地区均可能成为页岩气藏发育有利区。 (2)在天然气成藏过程中,生烃是基础,保存是关键。在构造演化和成藏演化史基础上,重点研究了丁山和焦石坝构造带上油气生成保存在时间和空间上的动态匹配关系,对比了其页岩气成藏演化差异性,丁山和焦石坝构造五峰-龙马溪组页岩气藏在喜山期之前都大致经历了由早期古油藏、原油裂解、早期气藏,古隆起的演化迁移的成藏过程,喜山运动期间丁山构造区页岩气藏遭受破坏,焦石坝构造区页岩气藏经历一定程度调整而保存下来。结合大地构造背景,断裂特征和储层中流体充注等特征,对比了不同构造带保存条件的差异性,将其作为页岩气藏构造保存条件的评价参数,综合分析认为:焦石坝地区,长宁地区,丁山地区,鄂西地区保存条件依次变差。