马中良，申宝剑，潘安阳，腾格尔，宁传祥，郑伦举

(1.页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室，江苏 无锡 214126；2.中国石油化工集团公司 油气成藏重点实验室，江苏 无锡 214126；3.中国石化 石油勘探开发研究院 无锡石油地质研究所，江苏 无锡 214126；4.中国地质调查局 油气资源调查中心，北京 100083)

四川盆地上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组是目前国内唯一实现页岩气商业性开发的层系，已发现涪陵、威荣、长宁、昭通等页岩气田，累计探明页岩气地质储量10 455×108m3,建成产能150×108m3 [1-2]。在页岩持续埋藏的热演化过程中，一般认为Ro<1.0%时甲烷主要来自于干酪根初次裂解，随着热演化的进行，当Ro≥1.0%时，除了干酪根裂解生气外，滞留在页岩中的油也会发生裂解形成天然气，因此页岩中的滞留油是页岩气的重要来源，高演化页岩气富集区的形成一般都与滞留油裂解成气相关[3-4]。页岩气地球化学特征分析研究表明，四川盆地五峰组—龙马溪组页岩气属于有机高温热成因气，主要是浮游藻类、疑源类等富氢、富脂质有机质以及由其生成的油裂解气[5]，笔石具有一定的生气潜力[6-8]，笔石热解生烃产物主要以气态烃产物为主，具有近似于Ⅲ型有机质生烃特征[8]。在页岩气高产井中，普遍发现碳同位素倒转现象[9-11]，引起了广泛关注。学者们提出了许多碳同位素倒转模型，有干酪根裂解气和原油二次裂解气的混合引起的碳同位素倒转、扩散和吸附/解吸过程中的碳同位素分馏引起的倒转、页岩气与水和过渡金属发生反应引起的碳同位素倒转、构造活动引起的碳同位素倒转等[9,11-13]。由于地质因素的复杂性，不同学者的研究结论相差较大，甚至存在结论完全相反的情况。

可见，目前对五峰组—龙马溪组页岩气成因仍存在一定的分岐，尤其缺乏直接的实验证据。热模拟实验利用时温补偿原理，可以有效地对一套页岩进行生气能力评价，为揭示页岩气的形成机理及论证其地球化学特征提供重要的理论依据[14-15]。由于我国四川盆地五峰组—龙马溪组页岩已处于高—过成熟演化阶段，一些学者选取其他时代的海相低熟页岩(如中元古界洪水庄组、下马岭组页岩)开展页岩气生成模拟实验研究[14-15]，但由于其成烃生物组成的差异，并不能很好地解释五峰组—龙马溪组页岩气成因。本文通过国内外O3-S1低、中成熟度页岩、笔石，开展了黄金管生烃热模拟实验，对其热解产物进行了分析，直接证实了页岩中不同成烃母质对烃类生成的贡献，讨论了页岩气碳同位素倒转机制，以期为揭示四川盆地五峰组—龙马溪组页岩气的成因提供科学依据。……