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煤与煤系气地质与勘探
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XIANG Jie，CHEN Shangbin，WANG Yang,et al. Effect of fault system on shale gas preservation:A case study of the Wufeng-Longmaxi Formation in Northeast Yunnan area[J]. Journal of China Coal Society,2021,46(11):3599-3612.
近年来，随着能源结构的调整及非常规油气的兴起[1-3]，我国南方海相页岩气勘探开发发展迅速，四川盆地及其周缘的五峰—龙马溪组是重点勘探地区和主要建产区域，已建成焦石坝、威远、长宁—昭通等国家级页岩气示范区[4-7]。我国南方海相页岩气具有形成时代老、热演化程度高、构造运动期次多、构造变形复杂、保存条件差异大等特点[8]，不同地区的页岩气保存条件和含气性具有较大差异。基于“二元富集”[9]、“三元富集”[10]、“构造型甜点”和“连续型甜点”[7]等页岩气富集模式及理论，前人对页岩气保存条件及影响因素开展了较为系统的研究，并已证明断裂是影响页岩气保存条件的关键因素之一[11-12]。王濡岳等[13]对黔北地区牛蹄塘组研究发现断裂发育和地表剥蚀是引起页岩气散失的根本原因；赵文韬等[14]对渝东南地区皱褶、断裂和裂缝的匹配研究认为，褶皱变形程度和断裂形态决定地层变形和裂缝发育，从而控制页岩气的保存和富集；余光春等[15]结合典型页岩气钻井解剖及流体包裹体等探讨了上扬子地区断裂活动对页岩气保存的破坏作用。
四川盆地西南缘构造复杂，勘探开发进程相对滞后，目前，滇东北地区已实施了一系列调查井和参数井，并对五峰—龙马溪组沉积环境、优质页岩储层特征等进行了较为详细的研究[16-18]，建立了相应的页岩气选区参数评价体系[19]。然而不同钻井页岩含气性差异显著，部分井微气或无气，显示出页岩气保存条件的复杂性和重要性。滇东北地区受多期次构造运动影响，属复杂构造区，断裂密集发育，性质复杂，笔者采用地震解释、钻井裂缝统计、流体包裹体测试等手段，以滇东北地区五峰—龙马溪组为例，探讨断裂体系对页岩气保存的影响作用和页岩气有利富集模式，为复杂构造区页岩气高效勘探提供依据。
研究区主体位于滇东北地区、四川盆地西南缘，地处特提斯—喜马拉雅构造域和滨太平洋构造域的交接部位，包括一级构造单元四川盆地、康滇隆起、滇黔北凹陷，呈现出复杂的构造格架[20-21](图1)。研究区具有多期构造运动特征，形成多组明显的构造线理。整体来看，中—新代构造变形决定现今区内构造格架[22]。区内整体构造形迹以NE向、NW向、近SN向为主；总体上背斜宽缓、核部出露下古生界寒武系—志留系，向斜狭长紧闭、核部出露新生界，构造样式为隔槽式褶皱及其组合；断裂以逆冲走滑性质为主，近平行发育，多期活动；具有构造复杂、背斜区带剥蚀强烈、断裂密集发育的特征。
图1 滇东北地区地质简图与构造单元划分(据文献[20-21]修改)
Fig.1 Geological schematic map and tectonic unit division of Northeast Yunnan area[20-21]
晚奥陶世，本区沉积环境开始受古隆起控制，在西部康滇古陆、西北部川中古陆和东部黔中古陆之间形成“三隆夹一坳”的沉积格局[23]，受海侵影响，龙马溪组早期，研究区自南西向北东水体逐渐加深，从潮坪相逐渐过渡为浅水陆棚—深水陆棚相沉积，结合前人研究及页岩气钻井分析，大关县—金阳县以北，主要为浅水陆棚—深水陆棚相沉积，从含炭灰泥粉砂棚过渡为炭质含粉砂泥棚，大部分位于富有机质页岩沉积有利相带中(图2)。TOC含量>1%的页岩厚度主体介于70～120 m，由北东向南西方向逐渐减薄，总有机碳含量平均2.99%～3.78%。晚二叠世期间的峨眉山地幔柱活动，造成峨眉山玄武岩大规模喷发，从小江断裂向东逐渐减薄，至珙县一带逐渐尖灭，虽然对五峰—龙马溪组储层无直接影响及改造作用，但其带来的高地温场，促使有机质热演化加快，有机质成熟度Ro主体介于2.2%～2.7%，与邻区相差不大，处于干气生成阶段。整体而言，本区具有良好的生烃物质基础和潜力。
图2 滇东北地区龙马溪组早期岩相古地理图(据文献[19,23]修改)
Fig.2 Lithofacies paleogeography map of early Longmaxi Formation in Northeast Yunnan Area[19,23]
研究区存在多组不同方向的应力，或不同区域在同组应力场下受不同边界效应控制而展现不同的断褶体系。区域早期深大断裂作用控制全区的沉积—构造演化，后期断裂多期活动，复合、活化早期断裂，形成复杂的断裂组合[20]。研究区主要发育SN向、EW向、NE/NNE向和NW/NNW向4组规模不等的断裂组合(图3)。SN向断裂主要分布于雷波—永善以西地区，在加里东期开始活动，早期为拉张性质，后期受喜马拉雅期EW向挤压应力作用发生走滑逆冲，表现出强烈的挤压特征，延伸距离远且稳定，如峨边—马颈子断裂、金阳断裂等。EW向断裂主要分布在盐津—筠连一带，为高角度逆冲断层、伴有走滑性质，延伸距离近，大致平行于盆缘，形成一系列倾向盆外的逆冲叠瓦构造，为燕山早期近SN向应力作用形成。NE/NNE向断裂在研究区广泛分布，断面倾角大，延伸距离远，且挤压走滑特征显著，多期次活动；南部NE/NNE向断裂主要受燕山晚期SE—NW向挤压应力控制，如小草坝断裂、洒水河断裂等；北部NE/NNE向断裂，如莲峰断裂、头坪断裂等，则受燕山期和喜马拉雅期构造应力共同影响。NW/NNW向断裂主要分布在大关—昭通一带，受紫云—罗甸断裂带控制[24]，NW向断裂产生于加里东期、受海西期拉张作用影响，发生正断活动，并在燕山期和喜马拉雅期发生强烈构造反转，形成一系列逆冲走滑断裂。此外，部分断裂呈弧形走向，显示其受多期构造应力复合影响。二维地震资料(测线位置如图3所示)也揭示小规模断裂十分发育(图4)，在构造变形较弱的宽缓向斜如木杆向斜，向斜核部可见NNW向和NNE向断裂密集发育，两翼断裂则发育较少。
图3 滇东北地区断裂分布
Fig.3 Faults distribution of Northeast Yunnan area
图4 木杆向斜LYEW2015-02地震测线构造解译
Fig.4 Structural interpretation of seismic profile line LYEW2015-02 in Mugan syncline
断裂控制着裂缝发育，可能成为页岩气散失的通道，尤其是“通天”断裂直接破坏页岩气藏[15,25]。断裂的性质、规模、组合方式、期次以及所派生构造裂缝是影响页岩气层保存条件的重要因素[26-28]。
依据断裂的延伸长度、断距等可将四川盆地及周缘断裂按照规模划分为4类[29]，研究区断裂可分为4级(图3)。一级断裂为控盆断裂，是划分一级构造单元的重要依据，延伸一般大于100 km，断距通常大于1 000 m，如本区内莲峰断裂为一条区域性的断裂，为华蓥山断裂盆外延伸，在高桥镇西南隐伏。二级断裂一般控制二级构造单元，延伸40～100 km，断距一般500～1 000 m，如头坪断裂、大关口断裂等，通常沿二级构造界线分布。三级断裂为控制局部构造的断裂，延伸20～40 km，断距一般100～500 m，如控制高桥背斜的高桥断裂等。四级断裂为局部构造内部小断裂，延伸一般小于20 km，断距一般小于100 m，规模较小。断裂组合方式包括断裂的性质组合，以及不同期次及级别的断裂在空间上的叠置关系，可以一定程度上反映不同时期形成的断层的构造强度及复杂程度[15]。断裂的组合方式对区域页岩气保存也产生一定影响。断裂性质包括逆断层、正断层和走滑断层，空间组合上可以简单分为平行、小角度相交和大角度相交，两者组合常形成复杂的断裂格局。钻井揭示，五峰—龙马溪组页岩储层厚度、TOC含量、Ro等物性良好，但含气性差异明显，结合区域地质及二维地震资料认为，断裂是影响页岩气保存的主要因素之一。
从表1可知，一级断裂和二级断裂直接切穿目的层五峰—龙马溪组，直达地表，对页岩气保存条件产生了极大的破坏，距离一级和二级断裂5 km以内的页岩气保存条件受到较大影响，如ZD1浅层页岩气井，基本上为常压或者微含气。三级断裂尽管破坏作用相对有限，但通常为通天断裂，距离三级断裂3 km以内页岩气的保存条件受到一定影响，如ZD2井，其含气性减弱。四级断裂对页岩气保存条件的影响相对复杂，当四级断裂以挤压性质为主，且未切穿地层到达地表时，对页岩气保存条件影响微弱；当四级断裂与通天断裂沟通活化时，形成页岩气逸散通道，保存条件变差，因此井位距四级断裂距离应保持在1.5 km以上。昭通太阳背斜浅层页岩气井Y102井，尽管埋深只有700～800 m，也有较好的页岩气产量，其关键在于超压封闭系统的维持，但同属盆缘的本区，因构造更加复杂，其浅层页岩气保存对断裂性质及距离的要求会更加苛刻。
表1 研究区五峰—龙马溪组钻井断裂统计
Table 1 Faults features of the Wufeng—Longmaxi Formation shale gas wells in the study area
构造位置井号井深/m距断裂的距离/km一级二级三级四级组合方式含气量/(cm3·g-1)坪厂向斜ZD1726.157.333.18——二级断裂和三级断裂近平行,断层走滑性质明显0.003～0.370勺寨向斜北西翼复背斜ZD21 485.604.05—2.800.17一级断裂与四级断裂近平行,四级断裂相互沟通0.61～1.87木杆向斜东翼XD22 081.84约5.00——1.50四级断裂平行排列或小角度相交,性质单一平均2.01桧溪背斜中部YYY13 067.00—5.65—1.80三级、四级断裂大角度相交、互相沟通0.04～0.75木杆向斜东翼YDY12 089.27约5.10——2.10四级断裂平行排列或小角度相交,性质单一0.19～9.68ZY12 267.15约5.20——1.60四级断裂平行排列或小角度相交,性质单一1.68～9.52木杆向斜西翼YDD31 816.00—6.95—2.80四级断裂近平行相交1.09～7.57勺寨复向斜西翼YYD31 030.4512.46——6.38四级断裂发育较少,无明显组合方式0.15～1.58,平均0.70
除了不同规模的断裂造成的影响范围不同以外，断裂组合方式也对页岩气保存条件具有重要影响。断裂性质单一、空间上组合越简单，对页岩气保存的破坏性作用越弱。木杆向斜构造中四级断裂基本上呈平行状态，组合简单，位于断裂间的XD2井、YDY1井等均显示出良好的保存条件[19,23]。大关县—昭通市一带，断裂性质复杂，正断层和逆断层发育程度相当，且NE向断裂和EW向断裂大角度近垂直相交，或者前期断裂被后期断裂切割，发生位移，反映该区受多期构造运动叠合，页岩气保存条件受到较大影响。
页岩地层天然裂缝发育程度主要与晚期构造反转的强度和规模有关，尤其与断裂活动紧密联系[28,30]。一方面，天然裂缝是页岩气的渗流通道和游离气的赋存空间，由五峰—龙马溪组富有机质页岩滑脱作用形成的裂缝型气藏在涪陵页岩气勘探实践中已被证实是重要“甜点”[29-31]。另一方面，大规模发育的高角度穿层裂缝和顺层剪切裂缝一定程度上破坏了储层自封闭性，不利于页岩气保存[21,32]。
为研究断裂与裂缝的关系，选取区内ZD1井五峰—龙马溪组下段岩心开展裂缝观察分析，对ZY1井、ZD2井目的层岩心裂缝进行观察与统计。剔除页岩构造破碎位置及人工诱导缝，共观测到ZY1井五峰组—龙马溪组下段2 212.20～2 271.94 m岩心中695条裂缝，ZD2井五峰组—龙马溪组下段1 369～1 473 m岩心中1 989条裂缝。这些裂缝可以分为层间缝和构造缝两大类[33]，构造缝以高角度缝为主，多为剪切性质，偶尔可见网状缝和层间滑脱缝。
ZY1井位于木杆向斜西翼靠近核部的位置，五峰—龙马溪组下段实测总含气量介于1.68～9.52 cm3/g，气体组分以CH4为主；岩心裂缝发育较多，共统计了59.76 m的钻井岩心裂缝数据，其中裂缝以层间缝为主，共发育657条，构造缝发育较少，共观测到38条。结合有机地化和含气量资料，绘制岩心裂缝统计图(图5)。层间缝线密度的变化趋势与TOC含量变化趋势大体一致，层间缝发育受岩相控制，炭质页岩、炭质粉砂质泥岩、硅质页岩层间缝更发育。构造缝发育较少，以高角度剪切裂缝为主，部分被方解石、石英充填，最远延伸约65 cm。龙马溪组底部常见滑脱缝发育。页岩含气性变化与TOC含量变化趋势吻合，反映页岩储层含气量主要受TOC含量控制，表明ZY1井五峰—龙马溪组储层受构造影响较小，其裂缝发育受断裂作用影响微弱(图5)。
图5 ZY1井和ZD2井钻井岩心裂缝统计
Fig.5 Core fractures statistics of ZY1 and ZD2 well
ZD2井位于勺寨向斜北西翼复背斜中，北西翼接新场—丁木树向斜(图6)。对井深1 369～1 473 m，总计23段页岩岩心样品进行含气量测定，实测总含气量平均为1.14 cm3/g，气体组分主要为CH4和N2，含少量CO和C2H8。ZD2井主要受喜马拉雅期断裂F3和燕山期断裂F4的影响。ZD2井页岩岩心裂缝十分发育，共统计五峰—龙马溪组下段154.89 m的岩心裂缝，裂缝以层间缝为主，发育1 496条，构造缝发育较多，观测到493条，绘制岩心裂缝统计图(图5)。与ZY1井明显不同的是，ZD2井岩心层间缝线密度的变化趋势与TOC含量变化趋势不一致，呈现多峰变化特征，龙马溪组底部至五峰组1 440～1 485 m层间缝线密度最低。构造缝以高角度剪切裂缝为主(图7)，总体上呈开启状态，造成岩心破碎，最远延伸约110 cm，低角度缝和滑脱缝也较常见，与层间缝类似，在1 440～1 485 m位置构造缝发育较少。结合二维地震资料可知断裂控制了储层裂缝的发育，同时促进了层间缝和构造缝的发育，构造缝的密集发育区对应含气量的低值区。
ZD1井位于坪厂向斜南东翼，东接头坪背斜，完钻井深1 905 m，完钻层位为下寒武统沧浪铺组，其中五峰—龙马溪组井深310.90～726.15 m。对井深585～679 m的9个样品测定含气量，总含气量为0.003～0.370 cm3/g，气体组分主要为N2和CH4，CH4含量普遍很低，反映页岩气基本散失殆尽。五峰—龙马溪组全段岩心较破碎，层间缝密集发育，页岩成薄片状，高角度裂缝发育，页岩被切割为碎块状，层间揉褶及滑脱作用明显，页岩呈泥状(图7)，表明受构造影响强烈，结合井位所处构造展布特征，可能为隐伏断裂或喜马拉雅期剧烈抬升至浅层，应力快速释放所致。
图6 ZT2019-SN01二维地震构造解释
Fig.6 Structural interpretation of seismic profile line ZT2019-SN01
图7 ZD2井和ZD1井岩心照片
Fig.7 Photos of fractures development of ZD2 and ZD1 well core
裂缝中充填的方解石或石英脉体中的流体包裹体记录了脉体形成时地层的原始信息[34-35]。研究页岩储层裂缝中流体包裹体，可以获知断裂的主要活动期次及持续性，追踪、恢复页岩气成藏温-压演化过程[36-37]，反映页岩气保存条件[38]。
对ZD2井五峰—龙马溪组下段3个方解石和石英脉体样品包裹体观察和均一温度测量，气-液两相盐水包裹体大部分分布于石英矿物中，约占包裹体总量的10%，包裹体大小为5～15 μm；形态呈椭圆形、圆形及不规则状等，在石英或方解石矿物中或边缘成群分布，常与单液相盐水包裹体共同产出(图8(a)，(b))，并可见少量单相液态烃类包裹体分布于矿物边缘或裂缝中(图8(c))，在荧光(UV)下显示浅蓝色，表面模糊，难以辨别形态(图8(d))，反映前期生烃过程中液获，后期包裹体遭受破坏。对尺寸较大且清晰的49个气-液两相盐水包裹体进行均一温度测试和盐度计算，其均一温度为90～252 ℃，由图9可知，该井至少经历2期次热流体活动，包裹体均一温度在90～150 ℃和200～260 ℃集中分布，反映这2个期次流体活动持续性较强。
图8 包裹体产出及形态特征
Fig.8 Formation and morphological characteristics of gas-liquid saline inclusions
图9 ZD2井流体包裹体均一温度分布直方图
Fig.9 Histogram of homogeneous temperature distribution of fluid inclusions in ZD2 well
基于区域地质资料、ZD2井钻遇地层岩性及厚度资料，通过地层回剥法，推算出各地层在各个地质时期的沉积厚度及剥蚀厚度，采用Easy%Ro模型，利用PetroMod软件对ZD2井埋藏-热演化史模拟重建。四川盆地及周缘下古生界海相页岩经历了深埋藏(高演化)、强隆升改造过程[39]，但是抬升时间和强度存在时空差异。前人磷灰石裂变径迹模拟研究表明，从盆地边缘向盆地内，抬升时间逐渐变晚[40-41]，长宁地区N209井抬升时间约45 Ma[12]，黄金坝地区抬升时间约85 Ma[42]，太阳背斜YS105井抬升时间约140 Ma[43]。ZD2井埋藏-热演化史(图10)表明：五峰—龙马溪组分2次大的沉降—抬升过程，燕山期达到最大古埋深约6 300 m，末次抬升时间约为135 Ma，抬升速率较稳定，与其西侧大凉山地区相比，抬升更早。
结合包裹体分析结果，第1期次流体充注发生在燕山中—晚期(130～100 Ma)，此时受雪峰山基底隆起逆冲复活向四川盆地挤压应力场的控制，五峰—龙马溪组开始抬升，地层发生褶皱变形及错断，裂缝发育，流体活动强烈，裂缝充填脉体中捕获大量包裹体；第2期次流体充注发生在喜马拉雅早—中期(80～60 Ma)，受印-亚板块碰撞远程响应及大陆构造逃逸作用影响，在本区形成近EW向挤压褶皱变形，形成近SN向褶皱及走滑逆冲断裂，伴随流体活动。因此，该区燕山中—晚期和喜马拉雅早—中期断裂持续活动。
图10 ZD2井五峰—龙马溪组埋藏-热演化史
Fig.10 Burial and thermal evolution history of the Wufeng-Longmaxi Formation in ZD2 Well
现代海水的平均盐度为3.3%，小于3.3%的为半咸水—淡水，通常为大气水，根据包裹体盐度大小，可判断古流体来源[38]，反映页岩气保存条件及其演化过程。页岩气保存条件良好的井位(如涪陵地区JY-A井、NY-A井、PY-A井)其流体包裹体盐度介于4%～12%，大多数介于8%～12%[35—36]。根据冰点温度计算出的ZD2井气-液两相包裹体盐度介于1.39%～8.13%，集中在1%～3%和5%～8%。由图11可知，气-液两相包裹体盐度随着均一温度的降低呈先降低后增高再降低的趋势，表明区域应力场变化下，大气水介入的程度变化，反映出断层封闭性经历了好—差—好—差的演化过程。
图11 ZD2井包裹体均一温度与盐度关系
Fig.11 Relationship of homogeneous temperature vs salinity of inclusions in ZD2 well
四川盆地内以超高压页岩气藏为主，具有构造简单、地层压力系数大、储层物性好、易改造等特征，而盆外以常压页岩气藏为主[44]。常压页岩气藏的地层压力系数介于0.8～1.2，其富集高产受到沉积相带、保存条件和地应力场控制，构造运动导致保存条件受到一定程度破坏，天然气逸散，地层压力系数降低，从超压变为常压[45-47]。常压气藏可分为优质页岩缺失/减薄型、早期逸散型、断裂破坏型和残留向斜型4类[48]，有利于常压页岩气保存的构造样式包括复向斜构造内“洼中隆”断背斜、宽缓残留向斜中心、逆断层侧向遮挡向斜等3种[49]。滇东北地区位于四川盆地西南缘，受多期次构造作用影响，构造发育复杂，页岩气保存受到极大考验。强构造改造下，页岩下伏地层与上覆地层破坏、封盖性能减弱，是影响页岩气保存的重要因素之一，研究区五峰—龙马溪组下伏地层为上奥陶统涧草沟组或中奥陶统宝塔组，岩性以灰色瘤状灰岩为主，局部为灰色至灰绿色页岩与灰岩互层，岩性较为致密，裂缝发育较少；上覆地层为志留系泥页岩岩层，ZD1井钻遇志留系110 m，ZD2井钻遇志留系厚度349 m，XD2井钻遇志留系厚度达936 m，总体而言，区内盖层发育稳定，封盖性好，断裂是影响页岩储层自封闭性的主要因素。
断裂对页岩储层自封闭性的破坏一方面体现在“通天”断裂切穿盖层断裂形成页岩气直接逸散通道；另一方面断裂控制储层裂缝的发育，断裂造成的目的层应力释放，促进了层间缝和构造缝发育，层间缝的发育大大增加了页岩的水平渗透率，高角度构造缝的发育破坏了页岩垂向上的封闭性，两者形成复杂的裂缝网络。一般而言，裂缝网络可以增大页岩气储集空间，增强储层渗透性[50]，美国Marcellus、Haynesville、Woodford页岩气田和我国涪陵页岩气田开发实践均证实，高丰度裂缝性页岩气藏具有更高的单井产量和单井EUR[30]。但研究区断裂复杂密集发育，其控制下的构造缝以高角度穿层裂缝为主，降低了页岩气封盖能力，形成的断裂-裂缝通道容易造成页岩气逸散，N2等大气成分进入页岩储层。
此外，断裂的活动时间和封闭性也对页岩储层自封闭性产生重要影响，ZD2井流体包裹体信息揭示本区断裂活动为燕山中—晚期和喜马拉雅早—中期断裂持续活动型，燕山期断裂对研究区页岩气保存条件具有重要影响，在燕山期SE—NW构造应力控制下，形成一系列左旋逆冲走滑变形[51]，燕山期NE向断裂具有明显的走滑特征，断层封闭性差，破坏页岩气保存完整性，造成页岩气逸散，大气水介入，流体包裹体盐度逐渐降低。喜马拉雅早期，受近EW向挤压应力影响，产生一系列逆冲推覆构造，喜马拉雅期断裂以挤压性质为主，断层封闭性好，流体包裹体盐度基本大于6.5%，与焦石坝地区相当；喜马拉雅中期，中—西部断层走滑性质增强，封闭性变弱，盐度降低；喜马拉雅晚期，西部SN向大型走滑断裂活动性增强，如峨边—马颈子断裂、大渡河—小江断裂等，中—东部的断裂活动减弱。
研究区背斜抬升剥蚀严重，五峰—龙马溪组在背斜区埋深较浅或遭受剥蚀，浅层页岩气虽然在四川盆地外太阳背斜取得产量突破[43]，但本区受喜马拉雅期构造强烈抬升和断裂影响，浅层页岩气保存条件不佳。对于研究区而言，正向构造不是最佳的勘探目标，埋深适中的稳定向斜区才是勘探首选方向[19]。研究区褶皱以隔槽式-微隔槽式组合为主，往四川盆地内逐渐过渡为隔挡式组合，隔槽式组合中向斜紧闭，五峰—龙马溪组埋深大于3 000 m，两翼地层变形程度大，如新场—丁木树向斜，其核部转折端是断裂和高角度构造缝的密集发育区，不利于页岩气保存。本区中—北部较宽缓向斜，五峰—龙马溪组页岩储层物性良好，埋深适中，地层变形程度较弱，储层裂缝以层间缝为主，两翼断裂近平行发育，且数量较少；喜马拉雅期走滑应力沿西部近SN向大型断裂释放，故喜马拉雅期断裂封闭性较好，结合五峰—龙马溪组埋深和地层倾角等地质特征，提出逆断层侧向遮挡宽缓向斜翼部和逆冲断层间传播褶皱高位2种有利于页岩气富集保存的构造样式(图12)，是本区页岩气勘探的重点方向。
图12 页岩气富集保存有利构造样式
Fig.12 Favorable tectonic style of shale gas enrichment and preservation
4.2.1 逆断层侧向遮挡宽缓向斜翼部
逆断层侧向遮挡宽缓向斜主要发育于研究区中北部，五峰—龙马溪组下段以深水陆棚沉积为主，优质页岩(TOC含量>2%)厚度主体介于40～80 m，具有良好的生烃物质基础和潜力。同时，构造变形较弱、地层平缓、埋深主体介于2 000～2 500 m,距离露头距离远；距离一级、二级断裂距离大于5 km，距离三级断裂大于3 km，虽然核部和构造形迹转折端仍然可见复杂断裂发育，但是向斜两翼断裂发育较少，多数为四级断裂，且以逆冲性质为主，断裂组合相对简单，井位选择应距1.5 km以上。XD2井和YDY1井位于木杆向斜东翼对冲构造中，两侧为喜马拉雅期近SN向断裂，断裂封闭性好，岩心浸水试验气泡显示强烈，页岩含气量高，页岩气保存条件优异，为页岩气富集保存有利构造样式(图12(a))。
4.2.2 逆冲断层间传播褶皱高位
逆冲断层间传播褶皱常见于中部勺寨复向斜两翼，五峰—龙马溪组下段同样以深水陆棚沉积为主，优质页岩(TOC含量>2%)厚度主体介于40～60 m。地层平缓，变形程度较弱，埋深主体介于1 500～2 000 m，在燕山期和喜马拉雅期构造作用影响下，形成一系列逆冲叠瓦构造，以三级和四级断裂为主，断裂间可见传播褶皱发育。传播褶皱高位距断裂距离较远，同时多期层滑形成的裂缝网络促进页岩气侧向运移并在高位富集，可能存在储层超压，与涪陵礁石坝构造、綦江丁山构造和五角堡背斜构造具有一定的相似性。因此逆冲断层间传播褶皱高位也为页岩气富集保存有利构造样式(图12(b))。
(1)四川盆地西南缘滇东北地区受到多期构造运动影响，断裂以逆冲走滑性质为主，近平行发育，多期活动；具有构造复杂、背斜区带剥蚀强烈、断裂密集发育等特征。
(2)在距一级和二级断裂距离大于5 km、距三级断裂距离大于3 km，距四级断裂距离大于1.5 km和相对简单的断裂组合下，页岩气保存条件受断裂影响较小；多期断裂复合、活化，形成断裂网络，沟通地表，形成页岩气逸散通道，是复杂构造区页岩气井含气量低的主要原因。
(3)断裂控制储层裂缝发育，并促进层间缝和构造缝的发育；构造缝以高角度剪切裂缝为主，造成岩石破碎，页岩储层自封闭性破坏，形成复杂裂缝网络，不利于页岩气保存。本区断裂活动为燕山中—晚期和喜马拉雅早—中期持续活动型，随着燕山期—喜马拉雅期构造应力场变化，断裂的封闭性呈现从好—差—好—差的演化过程。
(4)基于研究区断裂发育特征、构造样式、五峰—龙马溪组埋深、倾角等地质控制因素，指出逆断层侧向遮挡宽缓向斜翼部和逆冲断层间传播褶皱高位两种页岩气富集保存有利构造样式，是复杂构造区页岩气勘探的首选方向。
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