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页岩气是黑色泥页岩或炭质泥页岩中储藏的天然气,资源潜力巨大,作为油气勘探的一个新领域越来越得到重视。下石炭统旧司组是贵州省内重要的页岩气目标地层,其沉积中心在威宁县一带。威宁地区褶皱和断裂构造较为发育,形成了典型的逆冲推覆构造体系。研究区下石炭统旧司组地层在沉积形成过程,受到区域主断裂-紫云垭都断裂的影响。本次研究以沉积岩石学、岩相古地理学、测井地质学和油气地球化学为理论指导,在前人所做工作的基础上,进一步开展页岩气基础地质调查。在威宁地区石炭系出露地区实测了四条地质剖面:威宁黑土河剖面;威宁玉龙镇马家丫口剖面;威宁迤那镇木拉箐剖面和彝良县龙街镇恒底剖面,并取样化验分析。另外,对威宁地区的探井GWD1井的岩芯和ZK2井的岩屑进行了详细的观察,同时分析了其测井曲线上的变化,并取样分析化验。本次工作主要取得如下认识:研究区内旧司组与底部岩关组呈整合接触,与上覆上司组地层亦为整合接触。下石炭统旧司组下段（C1j1）岩性主要为灰黑色炭质页岩、细砂岩、粉砂岩和泥质粉砂岩,泥页岩中发育煤线,粉砂岩层中常可见平行层理。下石炭统旧司组上段（C1j2）:岩性主要为深灰色中厚层灰岩,泥灰岩与黑色页岩互层。旧司组地层在威宁地区均有分布,地层厚度变化较大,在200～1000m之间,最厚位于威宁草海—黑土河一线,向东西两侧迅速减薄直至尖灭。通过对研究区下石炭统旧司组沉积相标志的分析,认为该时期旧司组的沉积环境为滨海—浅海,根据分析结果将该区划分为滨岸相和陆棚2种沉积相类型。受海侵的影响,由陆向海,旧司组下段沉积时期的沉积相为:滨岸相-碎屑岩陆棚相。而随着海平面的缓慢上升,陆棚的范围有所扩大,至旧司组上段沉积时期,由陆向海,其沉积相依次为:滨岸相-碎屑岩陆棚相-混积陆棚相。根据研究区采样化验数据和收集数据分析,旧司组黑色页岩有TOC值介于0.80%～2.40%,主体以1.00%～2.00%分布最广,其中以沉积中心威宁草海镇-雪山镇-黑土河一带最高。纵向上TOC较高的泥页岩段集中在旧司组的下段。干酪根类型均为Ⅱ1和Ⅱ2型。研究区下石炭统旧司组深色页岩有机质成熟度较高,Ro介于1.44%～2.68%,主体介于1.50%～2.50%,平均2.10%,处于成熟-过成熟、湿气-干气阶段,有利于页岩气成藏。Ro最高的区域位于黑土河一带,大于2.5%,处于干气阶段,纵向上大致与埋深呈正相关。研究区旧司组黑色页岩粘土矿物和脆性矿物含量较高,表明研究区富有机质页岩容易形成天然的裂缝和裂隙。岩层中碳酸盐岩矿物含量很少,仅在GWD1井剖面样本中可见。伊利石和伊/蒙混层型粘土矿物含量较高,反映出旧司组黑色页岩已进入了晚成岩作用阶段。研究区石炭系旧司组页岩的顶板为石炭系上司组（C1s）,底板为石炭系岩关组（C1y）,顶底板的厚度大、分布宽,且岩性以灰岩为主,较致密,能够起到良好的封隔作用,形成的了良好的圈闭条件。富有机质页岩（TOC>1%）厚度与沉积相带展布关系密切,沉积中心位于威宁草海-威宁雪山一带,向东西两侧快速减小直至尖灭。笔者通过对研究区富有机质页岩厚度较大的页岩的TOC值、有机质类型、Ro值、埋深、储集物性和页岩气的保存条件的分析,得出研究区中具有页岩气成藏潜力的区域位于海库向斜南东翼地区。