收稿：2021-07-09，
修回：2021-10-18，
纸质出版：2021-12-01
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四川盆地南部广泛发育海相泥页岩层系，龙马溪组页岩具备优越的页岩气成藏条件。基于钻井岩心观察和分析测试，对富顺-永川地区下志留统龙马溪组页岩有机孔特征及其影响因素进行了研究。结果显示：龙马溪组页岩总有机碳（
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）含量主要介于 2.45 % ~ 5.59 %，有机质丰度高，镜质体反射率（
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）介于1.97 % ~ 2.23 %，有机质达到了高-过成熟，为有机孔发育提供了良好基础；有机孔是页岩气重要的储集空间，根据扫描电镜观察，单个有机孔形态以圆形、椭圆形和凹坑形为主，其次为长条形和不规则形等，边缘较光滑；结合氮吸附与高压压汞实验观察，富顺-永川地区龙马溪组页岩有机孔孔径较小，大多属于介孔范围，介孔占比约为57 %。通过建立有机孔孔隙度与自然伽马能谱测井值（
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）的关系模型并对全区的有机孔进行定量分析，发现富顺-永川地区龙马溪组页岩有机孔孔隙度介于1.10 % ~ 3.64 %，平均为2.15 %。有机孔发育及保存受多种因素影响，对有机孔孔隙度与粘土矿物、脆性矿物和
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含量相关关系的研究结果表明：四川盆地富顺-永川地区龙马溪组页岩有机孔孔隙度的大小与粘土矿物含量成负相关、与脆性矿物和
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含量成正相关，压实作用对有机孔保存起破坏性作用，而较高的地层压力系数有利于有机孔的保存。
The Lower Paleozoic marine shale sequences are widely developed in the southern part of Sichuan Basin. Among others， the Longmaxi Formation shale possesses high-quality source rocks favorable for shale gas enrichment. We discuss the characteristics of and factors influencing the organic pores in the Lower Silurian Longmaxi Formation， Fushun-Yongchuan area， based on coring data obtained from the drilling of organic-rich shale， as well as related analysis and tests. The research results indicate that the organic matter abundance of the Longmaxi Formation shale is high with a
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content ranging from 2.45 % to 5.59 %， and its thermal evolution reaches a high-to-over-mature stage with a vitrinite reflectance （
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） of 1.97 % to 2.23 %， providing a favorable basis for the growth of organic pores. As important reservoir space for shale gas， most organic pores are round-， oval- or concave-shaped under scanning electron microscopy （SEM） observation， and a few occur in strips and/or irregular polygons； all pores are smooth-edged. Besides， nitrogen adsorption and high pressure mercury intrusion porosimetry （MIP）， show that these organic pores are relatively small in size， most of which are supposed to be ascribed to mesopores， accounting for about 57 %. Then， we quantitatively analyze the organic pores across the study area by establishing a relationship model between porosity of organic pores and spectral gamma-ray （GR） logs （
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）， and the results show that the porosity of organic pores varies between 1.10 % and 3.64 %， with an average of 2.15 %. There are multiple factors related to the development and preservation of organic pores. The correlation between organic pore porosity with contents of clay minerals， brittle minerals and
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， is set up and shows that the porosity of organic pores is positively correlated with contents of brittle minerals and
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but negatively with clay mineral content. Compaction has a destructive effect on the preservation of organic pores， and a higher formation pressure coefficient is conducive to the preservation of organic pores.
张金川 ， 徐波 ， 聂海宽 ， 等 . 中国页岩气资源勘探潜力 ［J］. 天然气工业 ， 2008 ， 28 （ 6 ）： 136 - 140 .
Zhang Jinchuan ， Xu Bo ， Nie Haikuan ， et al . Exploration potential of shale gas resources in China ［J］． Natural Gas Industry ， 2008 ， 28 （ 6 ）： 136 - 140 ．
张大伟 . 加速我国页岩气资源调查和勘探开发战略构想 ［J］. 石油与天然气地质 ， 2010 ， 31 （ 2 ）： 135 - 139 .
Zhang Dawei ． Strategic concepts of accelerating the survey，exploration and exploitation of shale gas resources in China ［J］. Oil & Gas Geology ， 2010 ， 31 （ 2 ）： 135 - 139 ．
Tenger B ， Lu L F ， Yu L J ， et al . Formation， preservation and connectivity control of organic pores in shale ［J］. Petroleum Exploration and Development ， 2021 ， 48 （ 4 ）： 798 - 812 .
Cao T T ， Song Z G ， Wang S B ， et al . Characterizing the pore structure in the Silurian and Permian shales of the Sichuan Basin， China ［J］. Marine and Petroleum Geology ， 2015 ， 61 ： 140 – 150 .
霍建峰 ， 高健 ， 郭小文 ， 等 . 川东地区龙马溪组页岩不同岩相孔隙结构特征及其主控因素 ［J］. 石油与天然气地质 ， 2020 ， 41 （ 6 ）： 1162 - 1175 .
Huo Jianfeng ， Gao Jian ， Guo Xiaowen ， et al . Characteristics and controlling factors of pore structures of various lithofacies in shales of Longmaxi Formation， eastern Sichuan Basin ［J］. Oil & Gas Geo⁃logy ， 2020 ， 41 （ 6 ）： 1162 - 1175 .
王亮 ， 曹海虹 . 一种可能的页岩有机孔隙演化机理——以下扬子大隆组页岩为例 ［J］. 天然气地球科学 ， 2016 ， 27 （ 3 ）： 520 - 523 .
Wang Liang ， Cao Haihong . A possible mechanism of organic pores evolution in shale： A case from Dalong Formation， lower Yangzi area ［J］. Natural Gas Geoscience ， 2016 ， 27 （ 3 ）： 520 - 523 .
张福 ， 黄艺 ， 蓝宝锋 ， 等 . 正安地区五峰组-龙马溪组页岩储层特征及控制因素 ［J］. 地质科技通报 ， 2021 ， 40 （ 1 ）： 49 - 56 .
Zhang Fu ， Huang Yi ， Lan Baofeng ， et al . Characteristics and controlling factors of shale reservoir in Wufeng Formation-Longmaxi Formation of the Zheng’an area ［J］. Bulletin of Geological Science and Technology ， 2021 ， 40 （ 1 ）： 49 - 56 .
方栋梁 ， 孟志勇 . 页岩气富集高产主控因素分析——以四川盆地涪陵地区五峰组-龙马溪组一段页岩为例 ［J］. 石油实验地质 ， 2020 ， 42 （ 1 ）： 37 - 41 .
Fang Dongliang ， Meng Zhiyong . Main controlling factors of shale gas enrichment and high yield： A case study of Wufeng-Longmaxi formations in Fuling area， Sichuan Basin ［J］. Petroleum Geology & Experiment ， 2020 ， 42 （ 1 ）： 37 - 41 .
Loucks R G ， Reed R M ， Ruppel S C ， et al . Morphology， genesis， and distribution of nanometer-scale pores insiliceous mudstones of the Mississippian Barnett Shale ［J］. Journal of Sedimentary Research ， 2009 ， 79 （ 12 ）： 848 – 861 .
丁江辉 ， 张金川 ， 杨超 ， 等 . 页岩有机孔成因演化及影响因素探讨 ［J］. 西南石油大学学报（自然科学版） ， 2019 ， 41 （ 2 ）： 33 - 44 .
Ding Jianghui ， Zhang Jinchuan ， Yang Chao ， et al . Formation evolution and influencing factors of organic pores in shale ［J］. Journal of Southwest Petroleum University （ Science ＆ Technology Edition） ， 2019 ， 41 （ 2 ） ： 33 - 44 ．
仰云峰 ， 鲍芳 ， 腾格尔 ， 等 . 四川盆地不同成熟度下志留统龙马溪组页岩有机孔特征 ［J］. 石油实验地质 ， 2020 ， 42 （ 3 ）： 387 - 397 .
Yang Yunfeng ， Bao Fang ， Borjigin Tenger ， et al . Characteristics of organic matter-hosted pores in Lower Silurian Longmaxi shale with different maturities， Sichuan Basin ［J］. Petroleum Geology & Experiment ， 2020 ， 42 （ 3 ）： 387 - 397 .
王红岩 ， 施振生 ， 孙莎莎 ， 等 . 四川盆地及周缘志留系龙马溪组一段深层页岩储层特征及其成因 ［J］. 石油与天然气地质 ， 2021 ， 42 （ 1 ）： 66 - 75 .
Wang Hongyan ， Shi Zhensheng ， Sun Shasha ， et al ． Characterization and genesis of deep shale reservoirs in the first member of the Silurian Longmaxi Formation in southern Sichuan Basin and its periphery ［J］. Oil & Gas Geology ， 2021 ， 42 （ 1 ）： 66 - 75 .
Zhang W W ， Huang Z L ， Guo X B ， et al . A study on pore systems of Silurian highly mature marine shale in Southern Sichuan Basin， China ［J］. Journal of Natural Gas Science and Engineeri⁃ng ， 2020 ， 76 ： 103094 .
聂海宽 ， 张金川 ， 包书景 ， 等 . 四川盆地及其周缘上奥陶统—下志留统页岩气聚集条件 ［J］. 石油与天然气地质 ， 2012 ， 33 （ 3 ）： 335 - 345 .
Nie Haikuan ， Zhang Jinchuan ， Bao Shujing ， et al . Shale gas accumulation conditions of the Upper Ordovician-Lower Silurian in Sichuan Basin and its periphery ［J］. Oil & Gas Geology ， 2012 ， 33 （ 3 ）： 335 - 345 ．
耿一凯 . 川东南地区龙马溪组页岩储层质量控制因素研究 ［D］. 北京 ： 中国石油大学（北京） ， 2017 .
Geng Yikai . Controlling factors on quality of shale reservoir of Longmaxi Formation in the Southeastern Sichuan Basin ［D］. Beijing ： China University of Petroleum， Beijing ， 2017 ．
刘文平 ， 张成林 ， 高贵冬 ， 等 . 四川盆地龙马溪组页岩孔隙度控制因素及演化规律 ［J］. 石油学报 ， 2017 ， 38 （ 2 ）： 175 - 184 .
Liu Wenping ， Zhang Chenglin ， Gao Guidong ， et al . Controlling factors and evolution laws of shale porosity in Longmaxi Formation， Sichuan Basin ［J］. Acta Petrolei Sinica ， 2017 ， 38 （ 2 ）： 175 - 184 .
刘忠宝 ， 冯动军 ， 高波 ， 等 . 上扬子地区下寒武统高演化页岩微观孔隙特征 ［J］. 天然气地球科学 ， 2017 ， 28 （ 7 ）： 1096 - 1107 .
Liu Zhongbao ， Feng Dongjun ， Gao Bo ， et al . Micropore characteristics of high thermal evolution shale in the Lower Cambrian Series in Upper Yangtze area ［J］. Natural Gas Geoscience ， 2017 ， 28 （ 7 ）： 1096 - 1107 .
葛明娜 ， 庞飞 ， 包书景 . 贵州遵义五峰组-龙马溪组页岩微观孔隙特征及其对含气性控制：以安页1井为例 ［J］. 石油实验地质 ， 2019 ， 41 （ 1 ）： 23 - 30 .
Ge Mingna ， Pang Fei ， Bao Shujing . Micro pore characteristics of Wufeng-Longmaxi shale and their control on gas content： A case study of well Anye 1 in Zunyi area，Guizhou Province ［J］. Petroleum Geology & Experiment ， 2019 ， 41 （ 1 ）： 23 - 30 .
张盼盼 ， 刘小平 ， 关铭 ， 等 . 沧东凹陷孔二段低熟页岩纳米孔隙特征及主控因素 ［J］. 特种油气藏 ， 2021 ， 28 （ 2 ）： 20 - 26 .
Zhang Panpan ， Liu Xiaoping ， Guan Ming ， et al . Study on characteristics and main controlling factors of nanopores in low-maturity shale reservoirs in member 2 of Kongdian Formation in Cangdong Sag ［J］. Special Oil ＆ Gas Reservoirs ， 2021 ， 28 （ 2 ）： 20 - 26 .
梁峰 ， 邱峋晰 ， 戴赟 ， 等 . 四川盆地下志留统龙马溪组页岩纳米孔隙发育特征及主控因素 ［J］. 石油实验地质 ， 2020 ， 42 （ 3 ）： 451 - 458 .
Liang Feng ， Qiu Xunxi ， Dai Yun ， et al . Characteristics and main controls of nano-pores in the Lower Silurian Longmaxi shale， Sichuan Basin ［J］. Petroleum Geology & Experiment ， 2020 ， 42 （ 3 ）： 451 - 458 .
蔡苏阳 ， 肖七林 ， 朱卫平 ， 等 . 川南地区五峰组-龙马溪组页岩储层纳米孔隙发育特征及其控制因素——以四川盆地南部长宁双河剖面为例 ［J］. 石油实验地质 ， 2020 ， 42 （ 6 ）： 920 - 927 .
Cai Suyang ， Xiao Qilin ， Zhu Weiping ， et al . Characteristics and controlling factors of nano pores in shale reservoirs of Wufeng-Longmaxi formations in southern Sichuan Basin： Insights from Shua⁃nghe outcrop in Changning area ［J］. Petroleum Geology & Experiment ， 2020 ， 42 （ 6 ）： 920 - 927 .
洪剑 ， 唐玄 ， 张聪 ， 等 . 中扬子地区龙马溪组页岩有机质孔隙发育特征及控制因素——以湖南省永顺地区永页3井为例 ［J］. 石油与天然气地质 ， 2020 ， 41 （ 5 ）： 1060 - 1072 .
Hong Jian ， Tang Xuan ， Zhang Cong ， et al . Characteristics and controlling factors of organic-matter pores in Longmaxi Formation shale，Middle Yangtze Region： A case study of Well YY3 ［J］. Oil & Gas Geology ， 2020 ， 41 （ 5 ）： 1060 - 1072 ．
丰国秀 ， 陈盛吉 . 岩石中沥青反射率与镜质体反射率之间的关系 ［J］. 天然气工业 ， 1988 （ 3 ）： 7，30 - 35 .
Feng Guoxiu ， Chen Shengji . The relationship between the reflectivity of asphalt and vitrinite in rocks ［J］. Natural Gas Industry ， 1988 （ 3 ）： 7，30 - 35 .
Chalmers G R L ， Bustin R M . The organic matter distribution and methane capacity of the Lower Cretaceous Strata of Northeastern British Columbia， Canada ［J］. International Journal of Coal Geolo⁃gy ， 2007 ， 70 （ 1–3 ）： 223 - 239 .
陈红宇 ， 卢龙飞 ， 刘伟新 ， 等 . 蛋白石硅质页岩成岩过程中的孔隙结构变化特征 ［J］. 石油实验地质 ， 2017 ， 39 （ 3 ）： 341 - 347 .
Chen Hongyu ， Lu Longfei ， Liu Weixin ， et al . Pore network changes in opaline siliceous shale during diagenesis ［J］. Petroleum Geology ＆ Experiment ， 2017 ， 39 （ 3 ）： 341 - 347 .
蔡苏阳 ， 肖七林 ， 朱卫平 ， 等 . 渝东南地区五峰-龙马溪组页岩储层纳米孔隙发育特征及影响因素——以重庆石柱剖面为例 ［J］. 科学技术与工程 ， 2021 ， 21 （ 25 ）： 10603 - 10612 .
Cai Suyang ， Xiao Qilin ， Zhu Weiping ， et al ． Nanopore structure characteristics and impacting factors of Wufeng-Longmaxi formation shale in southeast Chongqing： A case study of Shizhu Outcrop ［J］. Science Technology and Engineering ， 2021 ， 21 （ 25 ） ： 10603 - 10612 ．
胡微雪 ， 刘洪 ， 靳雅夕 ， 等 . 川东南龙马溪组页岩孔隙演化特征研究 ［J］. 重庆科技学院学报（自然科学版） ， 2021 ， 23 （ 3 ）： 40 - 44 .
Hu Weixue ， Liu Hong ， Jin Yaxi ， et al . Study on pore evolution of Longmaxi Formation shale in southeastern Sichuan Basin ［J］. Journal of Chongqing University of Science and Technology （ Natural Science Edition） ， 2021 ， 9723 （ 3 ） ： 40 - 44 ．
王濡岳 ， 聂海宽 ， 胡宗全 ， 等 . 压力演化对页岩气储层的控制作用——以四川盆地五峰组-龙马溪组为例 ［J］. 天然气工业 ， 2020 ， 40 （ 10 ）： 1 - 11 .
Wang Ruyue ， Nie Haikuan ， Hu Zongquan ， et al . Controlling effect of pressure evolution on shale gas reservoirs： A case study of the Wufeng-Longmaxi Formation in the Sichuan Basin ［J］. Natural Gas Industry ， 2020 ， 40 （ 10 ）： 1 - 11 .
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