川南长宁地区是我国主要的页岩气勘探开发区块,发育的五峰组-龙马溪组地层正是典型的海相页岩,地层时代老,有机质成熟度高,有利于页岩气成藏,且研究区经历了非常复杂的构造作用。在全球页岩气飞速发展的背景下,我国迫切需要根据与构造背景复杂、地质条件多样相适应的页岩气耦合成藏理论,以指导页岩气勘探开发的技术方法,而页岩储层的非均质性是储层基础地质理论的重要部分。页岩储层的非均质性是表征储层在空间上的异质性,是储层的普遍特性。随着页岩气持续开发,对页岩储层非均质性的研究更加重视,进一步提高页岩气储层的优选方法及钻井采气工艺。本文以长宁地区五峰组-龙马溪组一段页岩储层为研究对象,通过N203、N211、N212、N217、L203、L210等页岩气井的岩芯精细观察和野外摩尼剖面的测制,运用薄片鉴定、QEMSCAN矿物分析、Maps扫描测试、X射线衍射分析、FIB-SEM和能谱分析等技术手段,采用室内与室外、定性与定量相结合的研究方法,从宏观和微观两个方面分析页岩储层的非均质性及其影响因素。宏观上,长宁地区五峰组-龙马溪组一段页岩储层的横向沉积厚度均质性明显,而岩性组合、斑脱岩和笔石化石在各小层之间的发育特征以及储层的纹层构造、充填序列等方面具有明显的非均质性。岩性组合主要为含硅质、粘土质、碳质、钙质的泥岩、页岩和泥页岩的旋回结构,夹粉砂岩及斑脱岩条带,笔石含量丰富,储层页理、纹层构造普遍发育。斑脱岩层在岩芯中呈薄层-极薄层产出,单层厚度为0.2cm~2cm不等;垂向上从下而上,斑脱岩层从密集发育到较发育,发育程度逐渐减弱,但单层厚度、层间间距逐渐增大。笔石的形态大小及含量在小层之间存在明显差异;垂向上从下而上各小层发育的笔石个体逐渐变小,含量逐渐减少。在等时地层格架中,各小层横向沉积厚度变化较小,垂向上储层整体上发育的充填序列结构为UA;野外剖面观察中,由于粉砂质泥质夹层以及泥页岩纹层所构成的旋回性充填序列组合,发育有UF、UC充填序列结构。微观上,长宁地区五峰组-龙马溪组一段页岩储层在矿物组分、有机质以及显微结构、构造及其孔缝等方面具有明显的非均质性。页岩储层中粘土矿物、长英质矿物、碳酸盐矿物、黄铁矿等矿物组分具有明显非均质性。在页岩物相系统内,垂向上各小层的矿物组分含量从下而上表现出,粘土矿物逐渐增加,长英质矿物略微减少,碳酸盐矿物逐渐减少,黄铁矿少量但普遍发育的整体特征。垂向上各小层TOC含量的平均值从下而上表现出逐渐减少的变化趋势,在a小层TOC平均含量最高。页岩储层中发育以粒间孔、粒缘孔、粒内孔、晶间孔、晶缘孔为主的无机孔隙和少量有机质孔隙及微裂缝,总体孔隙度为2.10%,垂向上五峰组到龙一₁^b小层孔隙度逐渐变小、龙一₁^c小层到龙一2亚段孔隙度逐渐变小,且c小层孔隙度最高的整体变化趋势。通过页岩储层宏观和微观的非均质性特征,论文讨论了包括沉积环境、沉积微相在内的盆控静态要素和成岩作用、构造作用、有机质演化以及成岩环境在内的藏控动态要素对页岩储层非均质性的影响。深水陆棚-滞留盆地的沉积环境和底层水强还原缺氧的成岩环境双重条件作用下,既为有机质提供来源,又有利于有机质富集和页岩的形成,有利于页岩发育纹层构造及充填序列,是页岩储层非均质性的主要控制因素。成岩作用、构造作用对页岩储层的矿物演化、孔隙演化具有重要影响,其中压实作用、胶结作用、充填作用、重结晶作用会降低页岩储层的孔隙度,而溶蚀作用、有机质生烃作用和构造破裂作用则增加页岩储层的孔隙度。有机质演化及成岩作用、构造作用等共同影响储层的脆性指数、孔隙度及含气性,是储层成烃产气的重要条件,是页岩储层非均质性的决定性因素。本次论文的目的一方面是对长宁地区优质页岩储层的非均质性进行宏观和微观上详细描述,拓展页岩气基础地质理论研究;另一方面是分析页岩储层非均质性的影响因素与页岩气成藏之间的耦合关系,希望为地质评价和页岩气优选区块和优质储层提供理论依据和技术支持。