渝东南地区五峰组-龙马溪组页岩笔石沉积特征及其对优质页岩气储层的指示意义

笔石是我国五峰组-龙马溪组页岩中的主要古生物大化石类型,以渝东南地区YC-4井、QQ-1井、YC-6井、YC-8井等为例,结合手标本观察、岩心研究、储层室内实验测试等手段,综合展开五峰组-龙马溪组页岩储层笔石沉积特征、笔石带序列、笔石沉积环境意义及储层意义研究。结果表明:渝东南地区五峰组-龙马溪组页岩笔石主要以薄膜状有机质保存于层理面间,五峰组页岩笔石动物群以叉笔石-双笔石动物群过渡至晚期对笔石动物群,龙马溪组沉积期则为单笔石动物群;通过钻孔研究,建立了渝东南地区笔石带序列,在五峰组、龙马溪组分别识别出3个以及6～8个笔石带,为储层精细对比与评价预测提供了时间框架;受控于沉积环境与沉积条件,五峰组-龙马溪组沉积期笔石经历灭绝→重新演化→结构复杂化的演化过程,其化石结构、演化、丰度、赋存状态、沉积方式发生转变,向上笔石定向性增强、丰度下降、结构保存完整程度下降,具有环境指示意义;笔石体有机质发育丰富的有机孔隙,其作为富笔石水平层理等沉积构造的一部分,也具有页岩气渗流通道的作用。综上,海相页岩中的笔石沉积特征与结构特征可以作为指示、预测优质页岩储层分布的重要依据,具有页岩气地质意义。     

鄂尔多斯盆地中部延长组下组合流体包裹体特征和油气充注期次

通过对储层成岩作用、流体包裹体岩相学和孔隙沥青特征的分析,在烃包裹体期次划分的基础上,结合流体包裹体均一温度特征、烃源岩热演化史、地层埋藏史和储层成岩史,确定了鄂尔多斯盆地中部延长组下组合油气充注期次。结果表明:鄂尔多斯盆地中部延长组长8段和长9段致密储层主要发育压实、胶结、交代和溶解4种成岩作用,自生矿物主要为绿泥石、石英胶结物、长石胶结物和方解石胶结物。根据包裹体宿主矿物形成序列,识别出3期烃包裹体。第一期烃包裹体分布在石英愈合缝、石英次生加大边和充填孔隙的石英胶结物中,少数低成熟的黄色荧光烃包裹体及黑色荧光沥青包裹体代表了烃源岩进入生烃门限后排出的少量烃类充注,多数成熟度较高的蓝色、蓝白色荧光烃包裹体代表了生烃高峰期大量烃类充注; 第二期烃包裹体分布在长石胶结物中,数量较少,显示蓝色和蓝白色荧光,在溶蚀孔隙周围或沿解理分布,呈短柱状,边界平直; 第三期烃包裹体分布在方解石胶结物中,呈孤立或零星分布,形状近六边形; 后两期烃包裹体均是在烃类充注结束后捕获孔隙中烃类形成的。研究区延长组长8段和长9段经历了晚侏罗世末期至早白垩世末期的一期烃类持续充注。     

四川盆地及周缘五峰—龙马溪组页岩气地质条件研究

在对川西南雷波等区块地表出露的上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组观察和取样分析测试的基础上,研究四川盆地及周缘五峰—龙马溪组页岩沉积相、空间展布、有机地化、泥页岩物性及岩石物性、成熟度等页岩气地质条件特征.样品分析数据和研究表明,该套泥页岩具有厚度大、有机碳高、成熟度高和含气量高等特点,具备页岩气藏发育的良好地质条件.     

页岩元素地球化学特征及古环境意义——以渝东南地区五峰—龙马溪组为例

为了深入研究渝东南地区奥陶纪—志留纪黑色页岩垂向上沉积环境的精细变化,选取渝东南地区黔江1井对五峰—龙马溪组进行了系统采样并进行了详细的元素地球化学研究,认为LM1-LM3时期古海平面最高、古生产力最高和水体还原性最强,页岩的有机质含量最高,是页岩气勘探重点区域;页岩的古生产力、氧化还原条件等地球化学元素决定的指标仅影响富有机质页岩的厚度及品质,对页岩气产量有一定影响,但并非主要影响因素.研究结果表明:1)黔江地区五峰—龙马溪组页岩沉积于大陆边缘环境,陆源碎屑为主要物源,沉积成岩过程中局部受到热液活动和生物作用的影响;2)五峰—龙马溪组页岩沉积时期经历了五峰晚期(WF1—WF4顶部)海退和龙马溪组早期(LM1—WF3)海侵;3)黑色页岩总体形成于水体缺氧的环境,在五峰组(WF1—WF4)由于海退处于弱氧化环境,龙马溪组早期(LM1—LM3)由于海侵处于强还原条件,而在龙马溪组晚期由于水体变浅,水体还原性逐渐减弱;4)古生产力在龙马溪组早期(LM1—LM3)达到最大值,生物钡Ba(bio)质量分数达到1 025.43×10-6,向下和向上均有减小趋势;5)相同时段位于水下古隆起附近的黔江地区的古生产力、氧化还原条件、富有机质页岩厚度及品质均不如坳陷区的巫溪2井,水下古隆起对富有机质页岩沉积产生了不利影响,在该区进行勘探应格外谨慎.     

中扬子地区五峰-龙马溪组页岩气成藏地质条件

基于中扬子地区重点井-EY1井钻井取心资料,采用X-衍射、氩离子抛光扫描电镜和比表面积等实验测试方法,明确了中扬子地区五峰-龙马溪组页岩气成藏地质条件。即,五峰组-龙马溪组主要为深水陆棚环境,页岩厚度较大(富有机质泥页岩厚度为30~90m),有机质丰度较高,普遍处于过成熟阶段,孔隙度为2.1%~4.1%,而EY1井五峰-龙马溪组朗格谬尔体积为1.69~1.93m3/t,全烃显示达5.86%,显示较大勘探潜力。     

临兴地区上石炭统本溪组煤系气成藏关键时期

为了准确揭示煤系地层埋藏史、有机质成熟演化史,明确煤层顶板砂岩气成藏期次.采用煤层顶板砂岩矿物流体包裹体测试分析及盆地演化史数值模拟技术方法,研究了鄂尔多斯盆地东缘临兴地区本溪组煤层顶板砂岩气成藏的地质历史和关键期次,认为矿物流体包裹体的均一温度和盐度均呈双峰型分布特征;本溪组煤系气存在2个关键成藏期.研究结果表明:本溪组煤层顶板砂岩层存在2期矿物流体包裹体,第1期主要赋存于石英颗粒早期较宽的裂隙中,均一温度峰值为90~100℃,盐度峰值为5%~8%;第2期主要赋存于溶蚀孔隙或石英颗粒内晚期细小裂缝中,包裹体均一温度峰值为110~130℃,盐度峰值为10%~17%.2个关键成藏期为:一期在晚三叠世—中侏罗世,为早期生烃阶段,另一期在晚侏罗世-早白垩世,为二次生烃阶段,是烃源岩生烃、排烃的高峰期.     

低渗透致密砂岩流体包裹体特征及油气充注期次——以姬塬油田延长组为例

延长组是鄂尔多斯盆地姬塬地区主要含油层系,通过系统分析该地区长6,长4+5,长3,长2油层组砂岩储层中流体包裹体成分、形态、空间分布、均一温度等特征,结合盆地埋藏史、生烃史和古地温演化,厘定了延长组油气充注成藏时间。研究表明延长组长6,长4+5,长3,长2油层组储层存在2种流体包裹体:第一种流体包裹体单个尺寸小,丰度低,普遍发育于石英和方解石等矿物晶体次生加大边内缘,均一温度在63~87℃间,平均80℃;第二种流体包裹体单个尺寸较大,丰度高,发育于石英和裂缝充填方解石晶体次生加大外缘,均一温度在115~150℃间,平均127℃。综合分析认为姬塬地区延长组在早白垩世早期(145 Ma±)发生第一次油气运移充注,但该次充注范围小,成藏效果有限,到早白垩世晚期(110 Ma±)长7烃源岩达到生烃高峰期,开始大范围排烃成藏,该时期是延长组主要成藏期。     

海拉尔盆地莫达木吉凹陷南屯组油气充注期次研究

利用岩石铸体薄片、扫描电镜、X衍射、常规物性、流体包裹体测试等分析方法,结合热史恢复结果,开展海拉尔盆地莫达木吉凹陷下白垩统南屯组成岩作用及油气充注期次研究。结果表明,南屯组砂岩主要岩石类型为长石岩屑砂岩、凝灰质岩屑砂岩;填隙物主要以泥质、硅质、火山灰和少量碳酸盐为主;孔隙类型主要为原生孔隙、晶间孔和溶蚀粒内孔。砂岩储层经历的成岩作用类型有压实作用、破裂作用、胶结作用、交代作用、溶蚀作用,综合多种成岩作用阶段判断指标,认为南屯组砂岩目前处于早成岩阶段B期晚期-中成岩阶段A 期。此外,结合流体包裹体分析、均一温度测定及南屯组热演化史,确定南屯组油气充注时代约为90~70Ma,大致对应晚白垩世。     

四川盆地南缘五峰组—龙马溪组沉积地球化学及有机质富集模式——以叙永地区田林剖面为例

晚奥陶—早志留世转折期是一个重要的地质历史时期,在这一相对短暂时间内(440～453 Ma),全球板块构造形态、古气候条件、古海洋环境、生物群类型等都发生了巨大的改变。扬子地区在这一全球大背景之下沉积了五峰组和龙马溪组两套富有机质泥页岩,是页岩气勘探的重点层位。有机质丰度决定着页岩生烃能力的强弱,同时还影响着储层吸附能力及储集空间的大小,是储层含气性的决定因素。有机质富集所涉及的因素较多,过程复杂,古海洋初级生产力、古氧相及沉积速率、成岩降解等对其都有影响,其中古生产力决定有机质数量,古氧相是有机质保存的决定性条件,这两者是富有机质泥页岩主要影响因素。然而五峰组—龙马溪组纵向上有机质丰度差异较大,具有很强的非均质性。因此,为厘清五峰组—龙马溪组垂向沉积环境演化及有机质丰度差异原因,对四川盆地南缘叙永地区田林剖面上奥陶统临湘组—下志留统龙马溪组地层剖面进行实测及连续采样,并开展了岩石矿物学及详细沉积地球化学(主量、微量及稀土元素)研究。结果表明:田林剖面五峰组—龙马溪组Al/(Al+Fe+Mn)值、Ce异常、Eu异常指示非陆源硅主要为生物成因,SiO₂、Si_xs与CaO、TiO₂含量的强负相关性表明硅质含量受陆源输入量及古水深控制; Mo/TOC值与Mo/U值指示五峰组沉积初期具有强滞留环境,而有机质富集层段主要在半滞留环境下沉积形成; 斑脱岩密集层段较高古生产力表明火山活动对古生产力有提升作用; 总有机碳与古氧相代替系数的高相关性表明有机质富集整体主要受古氧相控制; 而古生产力代替系数整体与总有机碳相关性不高是由于生境类型的差异及陆源输入量与古生产力、古氧相的利弊关系导致对古生产力有利的沉积环境往往对应较差的还原条件。综合分析认为,五峰组—龙马溪组不同沉积阶段有机质富集模式不同。非灭绝期为低陆源输入量的深水环境产生的良好缺氧条件; 第一幕灭绝期(五峰组沉积末期),成烃母质生物勃发、强“海洋雪”作用以及高成烃母质生物沉降速率致使有机质十分富集; 第二幕灭绝期(龙马溪组沉积初期),高成烃母质生物沉降速率加之大量有机质在水底分解消耗氧化剂的同时,分层水体阻碍O₂补给造就的水底长期极度缺氧环境,致使该时期有机质极为富集。     

鄂尔多斯盆地东南部下寺湾—云岩区二叠系山西组页岩气形成条件

鄂尔多斯盆地东南部下寺湾—云岩区页岩气资源量较大,二叠系山西组作为主要的目的层系之一.基于钻井资料和暗色泥页岩样品化验资料,从暗色泥页岩生烃条件、储层特征、含气性等方面研究研究区山西组暗色泥页岩中页岩气的形成条件.结果表明:山西组暗色泥页岩分布广泛,且厚度大,平均厚度为80m,有机碳质量分数较高(平均为2.37%),有机质类型以Ⅰ、Ⅱ型为主,成熟度处于成熟—过成熟阶段,具有很强生烃潜力.矿物组成以石英和黏土矿物为主,黏土矿物中主要为伊蒙混层,吸附能力强.硅质、碳酸盐岩等矿物较多,岩石脆性大,造缝能力强.研究区山西组泥页岩中裂缝极为发育,储集条件优越,泥页岩段气测显示活跃,结合页岩含气层显著的测井响应,显示暗色泥页岩段含气性好,页岩气资源潜力较大.鄂尔多斯盆地东南部下寺湾—云岩区二叠系山西组具有良好的页岩气形成地质条件,厚层泥页岩分布区如下寺湾区、云岩区北部黑家堡、关庄及研究区中部延安等,是页岩气成藏的有利发育区.     

海相沉积环境与沉积层序对页岩储层含气性的影响——以黔浅1井五峰组-龙马溪组为例

为探明海相沉积环境与沉积层序对页岩储层含气性的影响,通过岩石手标本研究、化石研究、岩芯薄片观察、测井小波分析、地化测试、储层特征测试等手段,以黔浅1井五峰组-龙马溪组页岩储层为例,探究沉积环境与页岩储层含气性的关系与影响。研究表明:黔浅1井五峰组-龙马溪组发育3个三级层序,通过测井小波分析,结合岩石学特征、地化特征、化石特征,建立了高分辨率层序地层格架,识别出3个三级层序、5个中期旋回A—E及11个笔石带;旋回A对应五峰组页岩储层,有机质及矿物富集受沉积环境滞留闭塞程度影响,有机质丰度高、脆性矿物含量高,对应笔石带WF1-5;旋回B对应龙马溪组底部页岩储层,沉积构造发育、有机质及矿物富集受益于水体快速加深的沉积条件,与旋回A共同构成黔浅1井五峰组-龙马溪组页岩层系的优质页岩储层段,对应笔石带LM1-3;旋回C对应龙马溪组下部储层,水体深度相对变浅,扰动增强,使有机质及纳米孔隙系统发育变差,储层质量显著下降;旋回D—E对应龙马溪组中—上部,水体进一步变浅,沉积构造与矿物组分发生显著变化。在沉积环境的控制下,储层物质组分、微观结构与物性特征存在显著的非均质性,使不同层段具有不同的生气能力、储气能力、"憋"气(自封)能力,进而影响了页岩储层的含气性。     

川东地区下志留统龙马溪组热演化

泥页岩的热演化是其在不同地质时期的成熟度状态,对油气藏的勘探开发与油气资源评价都具有重要意义。泥页岩的热演化主要受时间与温度的控制,其中又以温度为主。利用等效镜质体反射率与磷灰石裂变径迹古温标数据重建川东地区热史,分析川东地区下志留统龙马溪组热演化史,讨论热演化与页岩气的关系。结果表明:川东地区晚元古代—晚古生代热状态稳定,热流较低(45~50 mW·m^-2),于海西期开始热流逐渐升高,晚二叠世(250 Ma左右)达到最高值(60~80 mW·m^-2),随后热流持续降低直至现今(45~65 mW·m^-2);龙马溪组成熟度演化与生烃过程呈阶段性,存在两次快速成熟,分别对应海西期东吴运动地壳拉张与晚三叠世以来的地层快速埋深;龙马溪组于晚白垩世(约80 Ma)达到最高热演化程度,随后开始遭受抬升降温,生烃作用停止;泥页岩热演化与页岩气密切相关,龙马溪组页岩气成藏可划分为生物气阶段(250~430 Ma)、热解气阶段(80~250 Ma)与抬升改造阶段(0~80 Ma),经历快速成熟演化保证了充足的气量并促进了储集空间的形成,后期快速抬升降温改善了泥页岩储集性能,有利于页岩气的保存。     

焦石坝地区五峰组-龙马溪组页岩气成藏地质特征

基于焦石坝地区页岩气勘探、研究与实践,从页岩层厚度、地化、储集、岩矿等多个方面剖析了焦石坝地区五峰组-龙马溪组页岩气成藏地质特征。结果表明:焦石坝地区优质页岩储层厚度均大于30m,一般在35~45m;储层页岩有机质含量高、热演化程度适中,有机质类型以腐泥无定形体+藻类体为主;储集层矿物成分以石英和黏土矿物为主,微裂缝发育活跃;深水陆棚相沉积中富含大量含硅质及碳酸盐矿物的生物,较其它层位的页岩具有更高的脆性矿物含量。     

库车前陆冲断带白垩系储层流体包裹体特征与油气成藏

以储层流体包裹体样品分析为基础,结合成岩史、埋藏史、生烃史、构造演化史,对库车前陆冲断带不同构造油气充注期次及成藏过程进行了研究,提出研究区油气充注具有多期性且不同构造油气充注具有明显差异,康村早中期(16.3~11 Ma)与康村晚期—库车早中期(11~3Ma)部分构造有少量原油和高成熟度油气充注,库车晚期—第四纪(3~0 Ma)全区天然气大规模强充注,为天然气成藏的主要时期.研究结果表明:气烃包裹体最为常见,在所有构造都有分布,液烃、气液烃包裹体仅部分构造发育.荧光观察显示液烃、气液烃包裹体呈黄色-黄绿色与蓝色-蓝白色荧光.共生盐水包裹体均一温度测试表明均一温度主峰数量与峰值在不同构造发生了变化,克拉有两个主峰温度(80~90℃,110~120℃),大北有3个主峰温度(90~110℃,120~130℃,140~150℃),克深有1个主峰温度(140~150℃),第1个峰值温度由北向南逐渐提高.构造演化进一步揭示了油气充注上的差异受控于断层活动与圈闭形成的异步性,可以推测向南继续勘探仍能发现库车晚期—第四纪一期成藏的干气藏.     

金溪地区的页岩气地质特征及勘探方向研究

重庆市黔江区金溪区域地层广泛发育海相黑色碳质页岩,其五峰组-龙马溪组的黑色碳质页岩厚度在65～90 m,埋深小于3 500 m,具有较好的区域盖层,保存条件良好,是区内主要的页岩气勘探目的层。五峰组-龙马溪组页岩的有机质丰度高、成熟度高,TOC在1. 5%～2. 5%,Ro在2. 5%～3. 0%。推测总含气量在0. 05～1. 63 m~3/t,资源潜力较大。页岩气可在区内向斜核部及平缓翼部低部位等处富集。综合区域地质特征和保存条件,认为区域中部的桑柘坪向斜扬起端及东南部的濯河坝向斜核部地区是页岩气勘探有利区域,其中重点勘探方向为区内西南部187 km~2的范围。     

颗粒粒径对低温氮吸附实验的影响——以五峰组—龙马溪组海相含气页岩为例

为了探索页岩颗粒的粒径对低温氮吸附实验的影响和其机理,以渝东南彭水地区五峰组—龙马溪组为例,优选3块TOC和矿物组成差异明显的高—过成熟海相页岩样品,分别开展8组不同粒度(范围为80～4 750μm)的低温氮气吸附实验(LTNA),进而探索颗粒粒径对实验结果的影响,并从孔隙类型和连通性角度揭示了影响机理,提出五峰组—龙马溪组海相页岩LNTA实验建议粒径为180～250μm.研究结果表明:LTNA实验测量的页岩总孔体积明显受粒径的影响,随粒径减小,测量值呈现先逐渐增加、再减小、然后再增加的规律,而对比表面积影响较小.微孔和较小介孔(10nm)以有机孔和黏土矿物晶内-晶间孔为主,具有较长的连续渗流路径长度,在较大粒度区间内(180μm),适当减小粒度能提高该类孔隙的测量值,但随着继续粉碎(180μm),这类孔隙会遭到破坏;而宏孔和较大介孔(10nm)的渗流路径长度较短,需要样品粉碎至一定程度(180～250μm),才能与颗粒外表面有效沟通,其测量值随粒度减小而明显增大,但粉碎程度过高会产生新的微裂缝,导致实验测量值明显高于压汞法和扫描电镜结果.     

颗粒粒径对低温氮吸附实验的影响——以五峰组—龙马溪组海相含气页岩为例

为了探索页岩颗粒的粒径对低温氮吸附实验的影响和其机理,以渝东南彭水地区五峰组—龙马溪组为例,优选3块TOC和矿物组成差异明显的高-过成熟海相页岩样品,分别开展8组不同粒度(范围为80~4750μm)的低温氮气吸附实验(LTNA),进而探索颗粒粒径对实验结果的影响,并从孔隙类型和连通性角度揭示了影响机理,提出五峰组—龙马溪组海相页岩LNGTA实验建议粒径为180~250μm.研究结果表明:LTNA实验测量的页岩总孔体积明显受粒径的影响,随粒径减小,测量值呈现先逐渐增加、再减小、然后再增加的规律,而对比表面积影响较小.微孔和较小介孔(lt;10nm)以有机孔和黏土矿物晶内G晶间孔为主,具有较长的连续渗流路径长度,在较大粒度区间内(gt;180μm),适当减小粒度能提高该类孔隙的测量值,但随着继续粉碎(lt;180μm),这类孔隙会遭到破坏;而宏孔和较大介孔(gt;10nm)的渗流路径长度较短,需要样品粉碎至一定程度(180~250μm),才能与颗粒外表面有效沟通,其测量值随粒度减小而明显增大,但粉碎程度过高会产生新的微裂缝,导致实验测量值明显高于压汞法和扫描电镜结果.     

颗粒粒径对低温氮吸附实验的影响——以五峰组—龙马溪组海相含气页岩为例

为了探索页岩颗粒的粒径对低温氮吸附实验的影响和其机理,以渝东南彭水地区五峰组—龙马溪组为例,优选3块TOC和矿物组成差异明显的高-过成熟海相页岩样品,分别开展8组不同粒度(范围为80~4750μm)的低温氮气吸附实验(LTNA),进而探索颗粒粒径对实验结果的影响,并从孔隙类型和连通性角度揭示了影响机理,提出五峰组—龙马溪组海相页岩LNGTA实验建议粒径为180~250μm.研究结果表明:LTNA实验测量的页岩总孔体积明显受粒径的影响,随粒径减小,测量值呈现先逐渐增加、再减小、然后再增加的规律,而对比表面积影响较小.微孔和较小介孔(lt;10nm)以有机孔和黏土矿物晶内G晶间孔为主,具有较长的连续渗流路径长度,在较大粒度区间内(gt;180μm),适当减小粒度能提高该类孔隙的测量值,但随着继续粉碎(lt;180μm),这类孔隙会遭到破坏;而宏孔和较大介孔(gt;10nm)的渗流路径长度较短,需要样品粉碎至一定程度(180~250μm),才能与颗粒外表面有效沟通,其测量值随粒度减小而明显增大,但粉碎程度过高会产生新的微裂缝,导致实验测量值明显高于压汞法和扫描电镜结果.     

昆明地区笻竹寺组页岩粉砂质夹层/纹层特征

页岩中粉砂质纹层/夹层对页岩气储层的储集性能和含气性、运移疏导和压裂开发等有重要的意义。对昆明地区筇竹寺组页岩露头剖面中发育的粉砂质夹层和纹层进行了研究,结果表明:1)粉砂质夹层/纹层与黑色纯页岩层在颜色、结构、形态、粒度和矿物成分上具有明显的差异; 2)在纵向上,纹层/夹层分布及单层厚度非均质较强; 3)分形维数为0. 702,其值较小,可能指示了页岩中粉砂质夹层/纹层厚度之间的差异更大的特点。该研究结果可用于估算相邻地区或相同环境的筇竹寺组页岩的相关参数。     

潜江凹陷潜江组页岩次生孔隙研究

潜江凹陷潜江组页岩储层以次生孔隙为主,总体属于中孔-低渗或低孔-低渗性储层;潜江凹陷潜江组页岩在成岩作用、生烃过程中发育形成了较为有利的裂缝、(裂缝)-溶蚀孔隙及次生晶间和粒间孔隙,构成潜江凹陷潜江组页岩储层的主要油气储集空间。