页岩气作为一种清洁、高效的非常规天然气，是重要的油气资源^[1]，但目前中国天然气对外依存度超过40%^[2]，因此对于页岩气资源的开发可缓解进口依赖，提升自给能力。四川盆地油气资源量较大，是中国页岩气开采的优质地区之一^[3]。目前，已经建成以志留系龙马溪组为主的涪陵、昭通、长宁、威远等国家级页岩气示范区，近年来，四川盆地在二叠系吴家坪组、寒武系筇竹寺组等新层系中取得勘探突破^[4-5]。南雅地区是四川盆地及周缘二叠系海相页岩气取得重要勘探突破的新区块，区内部署的DY1H井、D201井分别试获日产页岩气为32.06×10⁴ m³和56.27×10⁴ m³，其中D201井的测试产量更是创造了四川盆地二叠系页岩气测试产量新纪录，证实了除志留系龙马溪组，二叠系吴家坪组的勘探开发也大有可为。

地质构造作用对于页岩气的生成、储集、保存以及开采效率等方面有着重要影响^[6]。不同构造样式、封盖条件、隆升剥蚀以及断层作用等构造要素对页岩气的生成、储集和保存起到不同的影响^[7]。构造作用能有效影响页岩气的生烃史，通天断层往往导致更强烈的变形和更高的页岩气逸散的风险，而裂缝断距较小则有利于页岩气流通，具有更多的聚集空间^[8-9]。隔槽式褶皱构造通常具有更强的断层作用和气体逸散通道，而隔挡式褶皱构造则相对封闭，更有利于页岩气的保存。同时，裂缝的形成与流体活动期次密切相关，尤其是构造应力集中部位（如箱状背斜枢纽、隐伏断层）通常具有更强的流体活动性，导致页岩气的封闭性变差^[10-11]。在区域上，四川盆地及周缘复杂构造区因受加里东、海西等多期构造活动的叠加影响，页岩气藏受到不同程度的影响^[12]。目前，南雅向斜地区二叠系吴家坪组的研究集中于沉积储层方面，构造作用对于页岩气的控藏机制研究稍显不足，且目前只有DY1H，D201为典型高产井，其他评价井产量较低。

以四川盆地东部南雅地区二叠系吴家坪组为研究对象，结合地震、露头和钻井等资料，分析研究区构造特征，从构造角度分析页岩气的控藏机制，深化对页岩气“生-储-保”动态过程的理解，建立成藏模式，从而划分勘探开发有利区，以期为川东地区吴家坪组页岩气的高效勘探开发提供技术支撑。

四川盆地属于扬子准地台的次级构造单元，盆地内发育川北低缓构造带、川中平缓构造带、川南低陡构造带、川东高陡构造带、川西低陡构造带、川西南低断褶构造带等6个构造区^[13-14]（图 1a）。南雅地区在构造上隶属于川东高陡褶皱带，属二级构造单元，构造位置稳定，整体发育NE—SW向构造，自北向南构造宽度逐渐减小，整体呈狭长状，褶皱强度较大，西侧以大天池构造带为界，东侧以南门场构造带为界，南部发育龙门潜伏构造，北部发育巫山坎潜伏构造^[15]（图 1b）。研究区发育典型的隔挡式褶皱带，区域上发育南雅向斜、檀木场向斜、宣汉向斜、梁平向斜、万县向斜等多个向斜构造，向斜内地层稳定，向斜两侧发育深大断层，多个典型井分布于各向斜中。其中南雅向斜核心位置部署的DY1H井、D201井为典型高产井，而其他向斜区域的G36，TL1，YA23，YA8等井产量均较低。

图 1

Fig. 1

下载原图 图 1 四川盆地区域构造分布（a）、东部南雅地区构造埋深（b）、二叠系—三叠系单元分布（c）及吴家坪组典型钻井（DY1H井）岩性地层综合柱状图（d） Fig. 1 Regional structural distribution of Sichuan Basin(a), structural buried depth map of Nanya area(b), stratigraphic unit distribution of Permian-Triassic(c), and comprehensive stratigraphic column of typical drilling(well DY1H)in Wujiaping Formation(d)

川东二叠系自下而上发育梁山组、栖霞组、茅口组、吴家坪组和大隆组（与长兴组同期异相）（图 1c）。吴家坪组受中、晚二叠世东吴运动的影响，发生拉张活动导致地层下降，底部与下伏茅口组呈不整合或假整合接触^[16]，与上覆大隆组为整合接触。上覆大隆组为区域性灰岩或泥灰岩，下伏茅口组为区域性灰岩，整体上顶底板条件较好，对吴家坪组页岩气有较强的封隔能力。下二叠统吴家坪组自下而上可分为吴家坪组一段（吴一段）、吴家坪组二段（吴二段）、吴家坪组三段（吴三段），吴一段沉积环境为滨岸沼泽，主要发育泥岩、黏土质页岩以及玄武岩；吴二段下部为台内洼地沉积，发育灰黑色页岩以及少量炭质页岩，上部为斜坡相，主要发育灰岩、泥灰岩等；吴三段为深水陆棚相沉积，发育深黑色炭质页岩，硅质页岩（图 1d）。研究区位于“开江—梁平”海槽内，部分位于海槽边缘，整体上为一套深水陆棚相地层，在沉积时期经历了多次海侵、海退，相带变化快，深水环境下沉积了大套黑色页岩。

中二叠世晚期—早三叠世早期，位于上扬子克拉通西北缘的四川盆地北部，整体处于勉略洋被动大陆边缘伸展拉张背景^[17]，这是“开江—梁平”海槽发育的内在动力。受中、晚二叠世东吴运动的影响，吴家坪组底部与下伏茅口组呈不整合或假整合接触^[16]。同时，扬子板块西北缘勉略洋南侧大陆边缘向北部秦岭微板块俯冲，峨眉地裂运动达到高潮，伴随玄武岩的大规模喷发，形成“开江—梁平”海槽的雏形^[18]。吴家坪组沉积时期，受广元—开江等地区基底断裂活动的影响，导致川东地区快速沉降形成深水沉积区，“开江—梁平”海槽的形成，是海相深水页岩沉积的基础，南雅地区大部分位于深水陆棚环境，为黑色有机质页岩的富集提供了良好的基础。因此区域构造演化形成的古地貌格局，是页岩气高产的基本条件。

断层的发育是影响现今页岩气保存的主要原因，不同的断层在油气生成过程中产生的作用不同^[19-22]。根据断层的规模、形态、产状、水平延伸等特征，结合几何学和运动学特征，对南雅地区断层进行分级，共分为5个等级。Ⅰ级断层为向上断开至地面的大断层，对构造有控制作用，断距大于300 m，该类断层对页岩气保存有较大的破坏作用，在井位置部署时需注意规避此类断层，计算有利区面积时扣除该类断层的影响区域；Ⅱ级断层向上断开至二叠系或三叠系（或断开三叠系但无断开至地面迹象），断层上下盘落差大（断距一般为100~300 m），该类断层对钻井等工程施工影响大，不仅沟通多个层系会造成井漏，也会造成入靶困难或轨迹明显偏离目的层，回追困难；Ⅲ级断层向上断开二叠系，断层上下盘断距一般为40~100 m，该类断层对页岩气保存基本无影响，但会在一定程度上导致轨迹出箱体，造成无效进尺，在水平井部署时应尽量规避；Ⅳ级断层一般只断开吴家坪组，断层上下盘落差为20~40 m，该类断层对页岩气保存无影响，但会导致轨迹出箱体造成无效进尺，在水平井部署时应规避，也可以通过做好钻井设计和地质导向减小断层影响，从而获得高产；Ⅴ级断层断距小于20 m，该类断层对吴家坪组页岩气破坏作用小。

地震剖面上，南雅地区主要由几个狭窄高陡的背斜和宽缓的向斜共同组成隔挡式褶皱带，寒武系底部龙王庙组和筇竹寺组富含黑色泥页岩，其地层强度低、塑性较强，在构造应力下易发生顺层滑动，成为区域性的重要滑脱层。南雅向斜区域位于大天池构造带和南门场构造带之间，向斜两翼的构造带主要发育Ⅰ级断层，呈“Y”字形断层组合样式，最深断至寒武系底部，该种构造模式下的地层封闭系统被通天断层严重破坏，油气大量逸散，保存条件差；中间向斜部分，构造平缓，无通天断层，构造保存条件好（图 2）。平面上，研究区以NE—SW向Ⅰ级断层为主，分布于向斜两侧的构造带上，断层断距大，延伸较长，向斜内不发育Ⅰ级断层，此种断层是影响页岩气保存条件的主要因素。在向斜区域内，特别是DY1H井区及D201井区附近，Ⅴ级断层发育，无通天大断层，或其他影响开发的断层，断层整体对页岩气的保存条件影响较小。此外，区域构造应力场方向影响页岩气井水平段改造方向和单井压裂改造效果，在钻井过程中，水平井应沿水平最小主应力方向（σ_h方向），垂直于最大主应力方向（σ_H方向），以此来避免井眼发生崩落，降低坍塌风险^[23-25]。当裂缝走向与最大主应力方向一致时，岩体对两侧产生挤压作用，导致裂缝面处于拉张应力环境，这种应力配置有利于增大裂缝开度，形成有效渗流通道，从而明显改善储集性能。南雅地区整体地应力方向变化不大，根据电成像测井及阵列声波显示，确定了DY1H井、D201井水平最大主应力方向为90°~100°，近东西向，因此优选的水平井轨迹应尽量垂直于水平最大主应力方向，为180°~200°（图 3）。

图 2

Fig. 2

下载原图 图 2 过南雅向斜区构造地震剖面（剖面位置及方向见图 1b） Fig. 2 Structural seismic profile across Nanya syncline area

图 3

Fig. 3

下载原图 图 3 四川盆地东部南雅地区断层分级及典型井地应力方向 Fig. 3 Fault classification and the stress direction of typical wells in Nanya area of eastern Sichuan Basin

“开江—梁平”海槽是四川盆地东部南雅地区海相页岩形成的基础，受拉张应力形成的海槽为吴家坪组页岩提供了良好的生烃条件；深水陆棚相沉积环境是有机质富集的基础，加之丰富的有机质来源，促使高TOC页岩形成，有利于页岩气的形成和富集。构造作用贯穿吴家坪组页岩气生成的全过程，直接影响页岩的埋藏史，从而影响有机质的热成熟度和生烃过程。整个川东地区经历了加里东期基底形成、印支期陆内变形、燕山—喜山期强烈改造，形成了“隔挡式”褶皱带，研究区吴家坪组原始沉积经历了3期构造运动的改造，印支运动（T₃）基底活化，形成NE向构造雏形；燕山运动（J₃—K₁）强烈挤压推覆，发育高陡背斜；喜山运动（E—Q）走滑叠加改造，断层体系复杂。构造运动导致地层发生抬升和沉降，直接影响吴家坪组页岩气的热演化程度，根据模拟吴家坪组页岩的埋藏史和热演化史可知^[26]，主要排烃期为侏罗纪（J₁—J₃），主要生气期为中侏罗世—早白垩世早期（J₂—K₁），Ro分别为0.8%~1.5% 和1.0%~1.8%，此阶段Ro为低—高成熟阶段。研究区向斜内构造较为稳定，处于陆内变形阶段，并未对页岩气的生成产生较大的影响，有利于页岩气形成和富集（图 4）。孔隙度在埋藏初期处于一个较高的状态，随着埋深增大以及构造作用的影响，孔隙度逐渐降低，而地层良好的封闭性使地层压力系数逐渐增高，因此，构造作用对吴家坪组烃源岩的形成有直接控制作用。

图 4

Fig. 4

下载原图 图 4 四川盆地东部南雅地区二叠系吴家坪组生烃演化埋藏史图（据文献[12, 26]修改） Fig. 4 Hydrocarbon generation evolution and burial history of Permian Wujiaping Formation in Nanya area of eastern Sichuan Basin

构造作用通过多期次、多类型的动力学过程，对页岩储层产生典型的物理-化学作用，既可能破坏原始储集性能，也可以通过特定机制形成有利储集空间，该影响具有明显的时空分异性。为深入了解构造作用对储层的改造机制，通过野外地质考察、岩心观察与描述、岩心薄片以及扫描电镜鉴定，对吴家坪组页岩裂缝及孔隙特征开展详细分析。在宏观野外剖面露头可见吴家坪组发育多条裂缝，裂缝倾角以高角度为主（倾角大于75°），垂直或近垂直于岩层，可见部分裂缝被方解石充填（图 5a—5c）。岩心上可观察到高角度的剪切缝和直立缝，同时可见大量被方解石充填的层间缝（图 5d—5f）。这些裂缝均经历了多期次构造挤压作用，是页岩在应力作用下发生脆性变形形成的，他们直接增加了孔隙空间，极大地提高了页岩的渗透性。

图 5

Fig. 5

下载原图 图 5 川东北地区二叠系吴家坪组不同尺度裂缝发育特征 （a）DP剖面，可见剖面剪切缝，吴家坪组；（b）GZT剖面，发育裂缝被方解石充填；（c）CJG剖面，岩层面发育大量裂缝；（d）发育剪切缝、直立缝，缝面平直，DY1H井，4 377.94 m，吴家坪组；（e）溶蚀缝，方解石全充填，D201井，4 575.30 m，吴家坪组；（f）发育剪切缝，DY1H井，4 392.61 m，吴家坪组；（g）裂缝被方解石充填，DY1H井，4 335.10 m，单偏光，吴家坪组；（h）发育裂缝，DY1H井，4 337.45 m，单偏光，吴家坪组；（i）发育微裂缝，DY1H井，4 333.31 m，单偏光，吴家坪组；（j）硅质页岩，片状伊利石集合体与有机质相间发育少量孔隙，D201井，4 568.53 m，吴家坪组三段；（k）硅质页岩，有机质微孔发育，呈现椭圆—圆状，DY1H井，4 331.12 m，吴家坪组三段；（l）钙质硅质混合页岩，微粒状方解石发育少量粒内孔、粒缘缝，D201井，4 569.71 m，吴家坪组三段。 Fig. 5 Development characteristics of fracture at different scales of Permian Wujiaping Formation in northwestern Sichuan Basin

普通薄片镜下可见裂缝发育，大部分裂缝形态平直且被方解石充填（图 5g—5i），在扫描电镜下，可见明显有机质孔，孔径达226 nm（图 5k），同时可见部分粒间孔和粒缘缝以及部分溶蚀孔（图 5l）。在印支期的埋藏阶段，构造作用伴随深部热液活动或埋深增大，使吴家坪组页岩有机质热演化程度升高，高成熟阶段的有机质生烃和沥青化形成大量纳米级有机质孔隙，同时烃类生成导致孔隙流体压力升高，可能诱发超压裂缝，形成新的孔隙空间^[27]；到燕山—喜山期的陆内变形阶段，构造活动驱动热液流体（如富CO₂或有机酸流体）沿断裂带运移，溶解页岩中方解石、长石等易溶矿物，形成次生溶蚀孔，尤其在断层附近发育明显^[28]。在一定程度上，构造作用也抑制了页岩的储集性，在喜山期的强烈改造阶段，构造作用容易形成大型断层，如南雅向斜两侧通天Ⅰ级断层则破坏了页岩气藏的封闭性，导致气体逸散。构造作用驱动的热液活动也可能导致热液携带硅质或碳酸盐矿物，他们在裂缝中沉淀，部分堵塞孔隙，导致局部孔隙度降低^{[9, 29]}。与此同时，构造应力分布不均导致页岩孔隙发育呈强非均质性，研究区两侧背斜因张性裂缝发育致使孔隙度高，而向斜区相对孔隙度较低。整体来看，DY1H井吴家坪组页岩平均孔隙度达到3.72%，其中吴三段页岩平均孔隙度达到4.47%，为优质储层段。从三维裂缝预测结果可知该地区以网状缝为主，斜坡部位发育单一方向缝，且单一方向裂缝走向与断层展布方向及构造走向基本一致（图 6）。这些缝网能有效改善页岩的孔隙度和渗透率，促进气体的运移和富集，强烈的构造应力会促进天然裂缝的发育，扩大孔隙喉道连通性，提升储集空间和游离气含量。因此，研究区页岩的储集受构造作用控制，构造作用并未造成核心区域储集性遭到破坏，反而微孔隙、网状缝的发育促进了页岩储集性的增加。

图 6

Fig. 6

下载原图 图 6 四川盆地东部南雅向斜三维裂缝预测结果 Fig. 6 Three-dimensional fracture prediction results for Nanya syncline, eastern Sichuan Basin

为清楚了解吴家坪组页岩气逸散的情况，对研究区页岩气的逸散情况进行了分析。通常情况下，页岩气的逸散分为3种模式：顺层逸散模式、断层逸散模式和向下逸散模式^[19]。顺层逸散模式是页岩气顺层渗透率大于1.0×10^-3 mD，由于页岩层系埋深较浅，压实作用较弱，页岩矿物间孔隙度和渗透率均较大，难以使页岩气保存下来，发生顺层逸散（图 7a）。断层逸散模式是由于通天断层的出现，断距较大，页岩气的保存环境遭到破坏，使页岩气逸散，此种情况是南雅地区吴家坪组页岩气主要的逸散模式。南雅向斜区域两侧分布着大①号通天断层和门①号通天断层，距离这2条大断层越近，含气性越差，如位于万县向斜内的YA8井距离门①号断层2.3 km、位于南雅向斜内的DY1H井距离大①号断层4.92 km，含气性均未受到影响，而万县向斜内的YA23井距离门①号断层1.9 km，其含气性受到一定的影响（图 7b）。向下逸散模式是由于底板条件不佳，同时地层变形强烈，向斜底部裂缝发育，导致气体逸散，此种情况在吴家坪组未见到，吴家坪组下伏为茅口组的致密灰岩，对于页岩气向下漏失有较强的封隔能力（图 7c）。

图 7

Fig. 7

下载原图 图 7 四川盆地东部南雅地区二叠系吴家坪组页岩气逸散方式和破坏机制模式图（据文献[19]修改） Fig. 7 Models of shale gas escape mode and destructive mechanism of Permian Wujiaping Formation in Nanya area of eastern Sichuan Basin

断层输导对于页岩气的保存有着重要影响，断层的发育能增加页岩孔隙之间的连通性，使其具有更多的空间，但同时断层也是导致页岩气逸散的主要原因，不同规模的断层对页岩气产能的影响较大，而断层规模主要体现在断距、断穿层位、倾角、延伸长度等方面^[30]。因此，通过统计单井的日平均产气量、含气量、含气饱和度等关键指标，建立单井与断层距离的关系来体现断层的输导作用。考虑到目前研究区涉及吴家坪组测试井较少，因此，通过统计Y101区块龙马溪组多口井出产3个月平均日产气量与各单井距不同级别断层距离的数据关系，将南雅向斜地区吴家坪组DY1H井、D201井2口测试井进行投点（图 8）。从散点图来看，单井日平均产气普遍大于5×10⁴ m³，单井距Ⅰ级断层距离与日平均产量呈明显正相关关系，相关度达到0.70左右（图 8a），且吴家坪组单井趋势投点较为吻合，说明单井产量受Ⅰ级断层影响较大。单井距Ⅱ级断层距离与日平均产量呈正相关关系，但相关度不强，仅为0.30（图 8b）。单井距Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ级断层距离与日平均产量呈负相关关系（图 8c，8d），说明单井不受以上断层的影响，反而Ⅳ，Ⅴ级断层越发育，产量越高，越有利于页岩气保存。

图 8

Fig. 8

下载原图 图 8 单井初产3个月平均日产气与距断层距离关系 Fig. 8 Relationship between the average daily gas production of a single well in the first three months and the distance from the well to fault

为更加清楚地了解Ⅰ级断层对页岩气的影响，对南雅地区各构造带距离断层5 km内老井进行含气量统计。整体上，受喜山期构造运动影响，南雅地区以北东向Ⅰ级断层为主，排除黄铁矿层的影响，统计距离区域Ⅰ级断层5 km内的评价井，分为断层上盘和断层下盘对各钻井含气性进行评价，并建立距Ⅰ级断层距离与含气量、含气饱和度以及平均电阻率的关系图（图 9）。从散点图来看，研究区钻井距Ⅰ级断层上盘距离与含气量呈一定的负相关关系，拟合系数R2仅为0.59；距Ⅰ级断层下盘距离与含气量呈正相关关系，拟合系数R2达到0.68；距Ⅰ级断层上、下盘距离与含气饱和度均呈正相关关系，拟合系数分别达到0.71和0.65，具有较强的相关性；而与平均电阻率均呈负相关关系，拟合系数分别为0.55和0.41。

图 9

Fig. 9

下载原图 图 9 川东吴家坪组单井距Ⅰ级断层距离与含气量、含气饱和度、平均电阻率关系 Fig. 9 Relationship of the distance from a single well to a level Ⅰ fault with gas content, gas saturation, and average resistivity of Wujiaping Formation, eastern Sichuan Basin

钻井液密度能在一定程度上反应地层压力情况，当钻井液密度小于地层压力时，地层流体（油、气、水）侵入井筒，可能导致井涌、井喷或气侵；当钻井液密度大于地层压力时，超过地层破裂压力时可能导致钻井液漏失，破坏产层，因此，钻井液静液柱压力需略高于地层压力，避免压裂地层的同时防止地层流体侵入井筒。通过统计研究区实钻井钻至吴家坪组时，钻井液有显示时的数值来推测区域压力分布情况。主体背斜构造内吴家坪组钻井液密度小于1.55 g/cm³，表明气藏保存受到一定的破坏，而向斜区内钻井液密度平均值为1.8 g/cm³，且2口实钻井（DY1H井、D201井）地层压力系数大于2.0，说明向斜区内气藏保存未受到破坏。因此，可认为距Ⅰ级断层越近，含气量越低；远离Ⅰ级断层，含气量越高。断层上下盘距Ⅰ级断层距离与含气量关系图出现正负相关的差异可能在于，研究区大多数Ⅰ级断层为挤压环境形成的逆断层，在断层形成过程中，逆断层上盘向上移动，为页岩气的保存提供了一定的空间，导致距离断层越近，含气量越高；移动过程中，下盘中的气体向上移动，导致下盘距离越近的井含气量越低。随着距离的增大，上盘能提供的空间有限或断层导致气体逸散，因此含气量越低，下盘逸散的气体随之减少，导致含气量越高^[31]。根据川南龙马溪组勘探开发实践，将含气饱和度为55%作为临界值，考虑到吴家坪组部分井测试产量略高于龙马溪组，因此将此标准提高至60%作为下线阈值是合理的。综上所述，按含气性下限划分，部署井位置至少距断层上盘0.45 km以上，距断层下盘1.5 km以上。

页岩气属于连续天然气聚集，具有自生自储的特征，不存在大范围的运移，构造作用影响生成、储集、保存的全过程^{[23, 32]}。吴家坪组沉积初期，构造作用较弱，“开江—梁平”海槽为其提供良好的沉积环境，有利于有机质的形成。早侏罗世—早白垩世，受燕山运动影响，处于陆内变形阶段，但向斜内构造稳定，其生烃高峰期未受到影响。构造应力场通过控制天然裂缝的发育方向、密度和连通性，决定储层渗透性，南雅地区受构造地应力影响，向斜内形成众多区域性的网状缝，连通性好，具有更多的储集空间。受燕山运动和喜山运动影响，在强烈改造阶段，构造运动并未导致向斜内地层的错断，吴家坪组顶底在区域上稳定分布，无通天断层，页岩气逸散风险小，持续埋深使向斜内具备超压体系，有利于页岩气保存。整体而言，四川盆地东部南雅向斜地区主要受晚燕山期—早喜山期，以及晚喜山期构造活动的影响，使其挤压形成两侧构造带，但南雅向斜内未受到较大构造作用的影响，通天断层大①号断层和门①号断层均未影响向斜核心区域。因此，南雅地区吴家坪组页岩气获高产突破是多因素影响的结果，多因素协同作用形成“适中的构造改造、有效的裂缝网络、完整的封闭系统”三位一体的页岩气成藏模式（图 10）。

图 10

Fig. 10

下载原图 图 10 四川盆地东部南雅地区二叠系吴家坪组页岩气成藏模式 Fig. 10 Shale gas accumulation model of Permian Wujiaping Formation in Nanya area of eastern Sichuan Basin

四川盆地东部南雅地区构造较为复杂，经历了多期次构造运动的叠加改造，页岩气产量受构造作用影响明显，且不同构造区内页岩气保存条件存在明显差异。对于不同构造区，特别是复杂构造区的保存条件评价，可识别缝裂封闭性、盖层完整性等关键参数，以此来规避构造破碎带，优选保存条件“甜点”区，有效降低勘探风险。为了解川东南雅地区不同构造类型之间页岩气保存条件的差异，通过对构造类型、典型构造、典型井、出露地层、盖层条件、底界埋深、距通天断层距离、裂缝发育程度、压力系数、测试产量等方面，综合评价不同构造区域内页岩气保存条件（表 1）。

表 1(Table 1)

表 1 四川盆地东部南雅地区不同构造区页岩气保存条件综合评价[33] Table 1 Comprehensive evaluation for preservation conditions of shale gas from different tectonic areas in Nanya area of eastern Sichuan Basin 典型构造 构造类型 典型并 出露地层 盖层厚度/m 底界埋深/m 距通天断层距离/km 断层发育程度 压力系数 测试产量/ (104 m3 • d-1) 储层厚度 评价 评级 南雅向斜 稳定型 D201，DY1H 侏罗系 ≥20 4 500~5 000 > 1.5 Ⅴ级断层发育 > 1.8 > 20 > 20 好 ⅠA 檀木场向斜 较稳定 G36 侏罗系、三叠系 ≥20 4 500~5 500 > 1.5 Ⅳ级断层发育 > 1.5 < 10 > 20 较好 ⅠB 宣汉向斜 复杂型 — 侏罗系 ≥20 > 5 000 < 1.5 Ⅳ级断层发育 < 1.5 — — — — 梁平向斜 稳定 YA23, TL1 侏罗系 ≥20 4 500~5 000 1.5~3.0 Ⅴ级断层发育 < 1.5 < 10 10~20 中等 Ⅱ 万县向斜 较稳定 YA8 侏罗系 ≥20 > 5 000 > 1.5 Ⅳ级断层发育 > 1.5 < 10 < 10 差 Ⅲ

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南雅向斜位于研究区核心区域，构造类型稳定，向斜内主要出露侏罗系。吴家坪组埋深为4 500~ 5 000 m，埋深合适，且发育盖层，有利于页岩气的保存。南雅向斜内不发育通天断层，距通天断层距离大于1.5 km，Ⅴ级微裂缝发育，为页岩气提供了良好的储集空间。钻井压力系数和测试产量普遍均较好，反映该向斜整体保存条件良好，DY1H井压力系数为2.02 MPa/km，D201井达到2.2 MPa/km，测试日产气均大于30×10⁴ m³，综合评价为好，南雅向斜为构造保存条件有利区。

檀木场向斜位于研究区西北部，构造较为稳定，向斜内主要出露侏罗系、三叠系。吴家坪组埋深为4 500~5 500 m，向斜东北部埋深较大，部分区域埋深较大，不利于页岩气的勘探开发。檀木场向斜核心区域虽不发育通天断层，但其东北部以及向斜边缘发育通天断层和Ⅲ级断层、Ⅳ级断层，对页岩气的保存有一定的影响。地层压力平均值为1.87 Pa，较南雅向斜核心区域低，G36直井压裂测试日产气1.2×10⁴ m³，说明向斜部分区域具有一定的勘探开发潜力，综合评价为较好。

宣汉向斜位于研究区西北部，向斜核心区域面积较小，主要出露侏罗系。吴家坪组埋深大于5 000 m，埋深较大，对于目前深层页岩气勘探开发具有一定难度。向斜区内通天断层发育，核心区域距通天断层距离小于1.5 km，Ⅳ级断层较为发育，不利于页岩气的保存。受埋深和区域地质资料限制，该地区不做有利区评价。

梁平向斜位于研究区东南部，构造较为稳定，主要出露侏罗系。吴家坪组埋深为4 500~5 000 m，发育盖层，一定程度上有利于页岩气保存。向斜内不发育通天断层，且距通天断层距离为1.5~3.0 km，Ⅴ级断层发育。钻井平均压力系数大于1.5 MPa/km，整体上保存条件较好，综合评价为中等，但受限于沉积环境的影响，该向斜区域位于台地边缘，生烃能力较差，因此典型井TL1井测试日产气小于10×10⁴ m³。

万县向斜位于研究区东南部，构造较为稳定，主要出露侏罗系。吴家坪组埋深普遍大于5 000 m，在开发上具有一定难度。向斜内不发育通天断层，且距通天断层距离大于1.5 km，但整体上，该区域位于台缘，吴家坪组页岩储层厚度较小，产气能力差，综合评价为差，为Ⅲ类有利区。

综上所述，以南雅向斜核心区域为构造保存条件有利区（图 11），且区域内高产井案例（DY1H井、D201井）更是证实了其探勘开发的正确性。未来，对于川东地区吴家坪组页岩的高效开发可以南雅向斜为核心区域，借鉴DY1H，D201高产井模式，优先开发保存条件好的区域，降低边际资源开发比例，提升页岩气的整体开发效益。同时，对于其他复杂构造区，可借鉴南雅向斜开发经验，通过分析复杂构造与多因素的影响，实现保存条件定量预测，推动页岩气资源高效开发。

图 11

Fig. 11

下载原图 图 11 四川盆地东部南雅地区二叠系吴家坪组保存条件有利区 Fig. 11 Favorable area of preservation conditions of Permian Wujiaping Formation in Nanya area of eastern Sichuan Basin

（1）四川盆地东部南雅地区二叠系吴家坪组经历了3期构造运动的改造，印支运动（T₃）基底活化，形成NE向构造雏形；燕山运动（J₃—K₁）强烈挤压推覆，发育高陡背斜；喜山运动（E—Q）走滑叠加改造，断层体系复杂。多期构造运动塑造了现今南雅向斜区隔挡式褶皱带格局，向斜区构造稳定。研究区断层可分为5级，以NE—SW向Ⅰ级断层为主，分布于向斜两翼的构造带上，断层断距大，延伸较长，向斜区域内，Ⅴ级断层发育，无通天断层。

（2）构造作用对生烃条件影响较小，向斜区域内主生烃期未受到影响，有利于页岩气的生成；构造作用形成的剪切缝、层间缝以及纳米级孔隙，明显提升了吴家坪页岩的储集空间。网状缝系统与水平最大主应力方向匹配，有效改善了页岩的孔隙度和渗透率，促进气体的运移和富集，同时扩大了孔隙喉道连通性，提升储集空间和游离气含量；南雅地区页岩气逸散主要为断层逸散模式，且研究区单井页岩气保存主要受Ⅰ级断层的影响。通过对研究区评价井距Ⅰ级断层距离与含气量、含气饱和度以及平均电阻率的关系研究认为，吴家坪组页岩气含气性下限为距断层上盘0.45 km以上，距断层下盘1.5 km以上。

（3）构造作用贯穿吴家坪组页岩气“生-储-保”以及后期开发的的全过程，并受多因素的影响，各因素协同作用形成“适中的构造改造、有效的裂缝网络、完整的封闭系统”三位一体的页岩气成藏模式。南雅向斜核心区域为构造保存条件有利区，在后期勘探开发上，可加强对该地区的勘探工作，同时借鉴该地区的成功经验，指导其他地区勘探工作。