四川盆地南部奥陶系五峰组页岩元素特征及其对古环境的指示意义

为了探究四川盆地南部奥陶系五峰组页岩的元素特征从而进一步还原其古沉积环境,选择了四川省文兴县三新砖厂奥陶系五峰组8件露头剖面的页岩样品进行主、微量元素分析测试。通过运用元素地球化学研究方法,对研究区五峰组的古氧相沉积环境进行分析、还原。     

四川盆地南部五峰组页岩元素特征对古构造及古环境的指示意义

选择了四川省文兴县三新砖厂奥陶系五峰组8件露头剖面的页岩样品进行Sr、Ba、Ga、V、Ni、Co、U、Th及Fe、Mn等主、微量元素分析测试。通过运用元素地球化学研究方法 ,对研究区五峰组的古构造等沉积环境进行分析、还原。分析结果表明研究区页岩沉积期古水深较浅,古盐度较低,指示水体环境为淡化的海水沉积。     

四川盆地东南部五峰—龙马溪组海相页岩孔隙连通性实验研究

五峰—龙马溪组富有机质页岩是我国海相页岩气商业开发的目的层,目前对该页岩孔隙连通性的认识仍不够深入。针对此问题,选取渝东南地区渝参6井五峰—龙马溪组的8个页岩样品开展了低压N₂吸附、高压压汞和自发渗析实验研究。结果表明,研究区五峰—龙马溪组页岩中微孔、中孔和宏孔均发育,微孔和中孔占总孔体积的比例高,孔径的峰值分布于2~6 nm;五峰组页岩的MICP孔隙度、总孔体积和总孔比表面积均高于龙马溪组页岩,与样品有机质丰度差异相关;五峰—龙马溪组页岩样品的正癸烷（油润湿）自吸曲线斜率为0.254~0.428,去离子水（水润湿）自吸曲线的斜率为0.258~0.317。表明亲油性孔隙具有更高的孔隙连通性,而亲水性孔隙的连通性适中,五峰—龙马溪组页岩具有混合润湿特征,有机质孔隙的连通率高于无机矿物孔隙。     

海陆过渡相煤系页岩气成藏条件及储层特征——以四川盆地南部龙潭组为例

结合扬子地区海陆过渡相煤系页岩分布与地质特征,以四川盆地南部二叠系龙潭组为例,采用有机碳、Rock-eval热解、显微组分定量、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、高压压汞、低温气体吸附等多种实验分析方法,对海陆过渡相煤系页岩气成藏条件及储层特征进行了研究。结果表明：海陆过渡相煤系页岩,累计厚度较大,多在100 m以上,而单层厚度较小,一般小于40 m,通常与煤层和致密砂岩甚至与灰岩互层。四川盆地南部海陆过渡相龙潭组煤系页岩有机碳含量较高（TOC含量为0.85%～35.70%,平均6.73%）,有机质类型以腐殖型为主（干酪根碳同位素δ13C为-28.0‰～-23.5‰）,有机质成熟度达高-过成熟阶段（Ro为1.95%～2.40%,平均2.22%）;页岩中黏土矿物较为发育（20.3%～92.3%,平均61.9%）,脆性矿物含量较低（6.3%～65.7%,平均27.7%）,页岩储层可压裂性较海相页岩差。龙潭组煤系页岩孔隙度多大于3%,孔隙类型多样,常见粒间孔（含量占29.08%）和溶蚀孔（占30.18%）,其次是有机质孔（占16.74%）和粒内孔（占10.56%）,还有晶间孔（占4.94%）和微裂缝（占8.5%）,为页岩气赋存提供了储集空间;页岩含气性较好,含气量主要介于1.0～3.0 m3/t。     

四川盆地志留系龙马溪组页岩矿物组成与有机质赋存状态

选择四川盆地长宁县双河镇下志留统龙马溪组新鲜露头剖面,在野外考察的基础上,对30个页岩样品进行光、薄片鉴定、SEM、电子探针、XRD和阴极发光分析,研究龙马溪组页岩岩石学特征、矿物组成、性质和有机质赋存状态的变化特征。分析结果显示,龙马溪组页岩矿物组成为脆性（碎屑）矿物石英、长石、云母和黄铁矿;硅化和碳酸盐化作用成因的隐晶质石英（玉髓）、方解石和白云石;黏土矿物伊利石和绿泥石。划分出岩石中残留固态有机质原位的5种赋存状态,其与矿物性质具有密切关系,碎屑矿物中的解理或裂隙对页岩气的生成和运移有重要的影响,该区在成岩作用过程中可能发生过多期次的油气运移。     

四川盆地古生界泥页岩的地球化学特征

通过四川盆地古生界不同层系的探井及典型剖面样品的地球化学分析,从有机碳含量、有机碳同位素,热成熟度以及生物标志化合物特征讨论了四川盆地古生界4套泥/页岩地球化学特征及其生烃潜力。研究结果表明：古生界下寒武统、上奥陶统、下志留统3套黑色页岩有机碳含量高,平均值分别为6.31%,3.53%,1.87%,有机质类型主要为生烃能力极强的I型干酪根,δ 13C分布在-29.0‰～-32.0‰,低碳数正构烷烃相对丰度高、C27规则甾烷优势分布、三环二萜烷的相对含量较高等生物标志化合物分布特征表现了腐泥型有机质特征,有机质来源为低等水生生物和藻类;上二叠统龙潭组泥/页岩有机碳含量平均为4.0%,有机质类型为II,III型,生物标志化合物研究表明龙潭组页岩既有丰富的水生生物输入,又有一定数量的陆生生物来源, 煤和炭质泥岩母质来源以陆源有机质输入为主。     

上扬子地台上奥陶统五峰组页岩有机质聚集主控因素

选择上扬子地台东北部SY井上奥陶统五峰组为研究对象,对25个页岩岩芯样品开展了有机碳含量、矿物组分、主量和微量元素测试,重点分析了五峰组主、微量元素的变化特征及其所反映的沉积环境,讨论了五峰组页岩有机质聚集的主控因素。结果表明:根据有机碳含量的分布特征,晚凯迪阶—赫南特阶五峰组页岩可以划分为3个层段(WF1,WF2,WF3),WF2具有最高的有机质丰度,WF1和WF3相当。氧化还原敏感微量元素Mo和U的富集特征指示WF1和WF3沉积于氧化-贫氧环境,WF2沉积于贫氧-缺氧的底水环境,沉积水体的还原性先增强而后有所减弱。五峰组3个层段均具有较高的Ba和生物成因硅含量,指示五峰组沉积时水体表面始终维持较高的古生产力,较高的Cd/Mo比值指示五峰组沉积时具有的高古生产力可能受控于上升洋流的存在。Al和Ti含量总体变化不大,反映五峰组沉积时海平面总体波动不大。WF1有机质含量与Mo和U的富集系数存在相似的变化趋势且与Al和Ti具有正相关性,认为有利的氧化还原条件是WF1有机质聚集的主要控制因素,而WF2有机质含量与生物成因硅存在明显的正相关性,认为较高的古生产力导致WF2有机质富集,WF3有机质含量与Mo和U的富集和生物成因硅均存在一定的相关关系,反映古生产力与氧化还原环境共同控制着WF3有机质的聚集。     

川南地区筠连区块乐平组煤层气成藏条件与成藏模式研究

通过系统收集、分析已有煤矿、煤层气勘探及最新煤层气生产资料,对影响筠连区块煤层气富集的煤层厚度、煤层埋深、构造、沉积等诸多因素进行研究。构造及沉积共同控制了向斜-水动力封堵型成藏模式及逆断层-岩性封堵型成藏模式,认为埋深较大、地下水滞留区及封闭条件较好的向斜轴部与逆断层下盘为下一步煤层勘探开发的有利区域。     

鄂尔多斯盆地南部延长组层序地层学研究

应用层序地层学理论,通过对测井和地震资料的综合研究,将鄂尔多斯盆地三叠系延长组地层划分为1个二级层序,4个三级层序。在T3y SQ4层序内为河流相-半深湖相沉积;在T3y SQ3层序内为半深湖-河流三角洲相-深湖相沉积;在T3y SQ2层序内为深湖-河流三角洲-泥沼相沉积;在T3y SQ1层序内为沼泽相-河流三角洲相沉积。根据地震大剖面上的前积反射特征,可以看出整个盆地分为西南物源体系域和东北物源体系域,2个体系域在湖盆中心八珠-坪庄相汇。在T3y SQ3和T3y SQ22个层序内部横向上有效储层发育的位置为三角洲前缘的水下分流河道砂和前三角洲的滑塌浊积砂体。     

四川盆地龙潭组与须家河组聚煤规律对比研究

以四川盆地上二叠统龙潭组和上三叠统须家河组含煤地层为研究对象,从沉积时期的构造演化过程、古地理展布和聚煤环境方面,对比分析其聚煤规律差异性。龙潭组时期盆地处于海陆过渡沉积环境,具有大地构造稳定、海平面升降平稳、潮坪-泻湖中泥炭沼泽广泛发育的特点。须家河组时期盆地为内陆湖泊盆地,周缘造山带活动剧烈,湖盆水体变化频繁,三角洲平原洼地中的泥炭沼泽发育受影响。龙潭组是四川盆地最主要的含煤地层。川东、川南地区在2个聚煤时代都处于有利聚煤环境,是四川盆地含煤地层的主要发育区域。     

沁水盆地南部地应力场特征及其研究意义

采用水压致裂测量地应力方法,测得了沁水盆地南部45口煤层气井主采煤层地应力分布,通过统计分析,建立了主采煤层地应力与煤层埋藏深度之间的相关关系和模型,分析了地应力在煤储层渗透性及压裂研究中的意义。研究结果表明：沁水盆地南部最大水平主应力为642~4186 MPa,平均为1721 MPa;最大水平主应力梯度为117~479 MPa/100 m,平均为264 MPa/100 m;最小水平主应力330~2640 MPa,平均为11391 MPa;最小水平主应力梯度为099~285 MPa/100 m,平均为177 MPa/100 m。主应力均随着煤层埋藏深度的增大而增高,呈线性关系。在650 m以浅煤储层地应力状态主要表现为σv＞σhmax ＞σhmin,最小水平主应力小于12 MPa,现今地应力状态处于伸张带;在650~1 000 m煤储层地应力状态转化为σhmax ≈σv≈σhmin,最小水平主应力为12~20 MPa,现今地应力状态由伸张带转化为压缩带的过渡;在1 000~1 500 m煤储层地应力状态为σhmax ≈σv≈σhmin,最小水平主应力大于20 MPa,现今地应力状态转化为压缩带。在地应力的作用下,裂缝逐渐趋于闭合,煤储层渗透率急剧下降。同时,地应力对煤储层水力压裂裂缝扩展产生重要影响,水力压裂裂缝均沿着最大主应力方向扩展。     

川中须家河组致密气运移地球化学示踪

致密气成藏研究近年来备受关注,天然气在致密储集层中能否大规模运移是所关注的焦点之一。从天然气地球化学角度,以川中须家河组典型致密气藏为研究对象,用天然气组分参数对川中须家河组致密气进行地球化学示踪研究,来回答天然气能否在致密储集层中发生大规模运移的问题。川中须家河组气藏平面上大面积断续分布,纵向多个独立气藏互相叠加。研究表明,在横向上,川中须家河组相邻气田之间,相同层系的天然气组分参数有明显差异,天然气没有发生横向运移现象。在纵向上,须家河组内上、下气藏之间天然气地球化学特征具有明显差异,这种差异不符合天然气运移分馏规律,说明天然气也未发生明显的垂向运移。换言之,须家河组致密气是原地或近距离聚集成藏,天然气没有经过大规模运移。     

川东南龙马溪组页岩孔裂隙及渗透性特征

采集了川东南龙马溪组页岩样品,开展了页岩孔-裂隙结构的测试,分析了孔-裂隙结构特征,根据孔-裂隙相对发育优势程度,将页岩孔-裂隙结构分为孔隙优势发育型、裂隙优势发育型和孔-裂隙均等发育型等3种类型。在不同轴压、围压和气体压力梯度下,对页岩试样进行了三轴应力条件下的CH4渗流实验,计算并分析了有效应力、气体滑脱效应等因素对页岩绝对渗透率K0的影响。揭示出在较低压力梯度下的K0与应力差近似呈负指数相关关系,K0与压力梯度之间亦呈负指数相关关系,K0在压力梯度0~0.2 MPa阶段衰减最显著。认为有效应力增大导致页岩微裂隙趋于闭合,渗透率降低;在压力梯度增大的过程中,基质收缩逆效应与滑脱效应并存,但滑脱效应对渗透率的贡献小于基质收缩逆效应;在不同应力条件下,页岩渗透率存在差异;页岩渗透率自身也具有非均一性,与微裂隙的发育差异有关。     

川南马边黄家坪地区下寒武统麦地坪组磷块岩稀土元素地球化学特征及成因机制

早寒武世梅树村期,上扬子地台发生了大规模的成磷事件,磷块岩作为这一事件的产物,其沉积环境与成因机制尚不明确。为更好理解磷酸盐富集的沉积环境和形成机理,本文对马边黄家坪地区下寒武统麦地坪组磷块岩地球化学特征进行了研究。研究表明,磷块岩样品ΣREE与P₂O₅具明显正相关,（La/Yb）_N和（La/Sm）_N分别为0.98～1.61和0.93～1.39,均指示了REE的富集受早期成岩吸附作用影响,磷块岩较好地保留了稀土元素原始分馏特征;具有明显的Ce负异常（Ce/Ce*均值为0.44）,且磷块岩内未见草莓状黄铁矿,指示其沉积于氧化/次氧化水体;Y/Ho值（均值为65）与现代含氧海水Y/Ho值一致,表明磷酸盐来源于原始氧化海水;且Eu具弱负异常（Eu/Eu*平均值0.9）,指示磷块岩形成未受热水活动影响;稀土元素配分模式呈“帽子型”,指示磷块岩形成受水岩沉积界面Fe-氧化还原泵作用控制。综合上述发现,并结合早寒武世海洋存在高度分层的氧化还原结构及广泛发育上升流,磷块岩是通过铁氢氧化物氧化还原过程中释放的磷酸盐进入浅水区,并在浅埋藏过程,受生物降解作用和铁氢氧化物还原释放形成磷酸盐富集,磷酸盐和Ca²⁺结合形成磷灰石富集的过程。     

准噶尔东南缘中低煤阶煤层气富集规律及成藏模式

准噶尔盆地东南缘煤层气资源丰富但勘探程度相对较低,富集成藏机制和主控因素认识不足,制约了勘探实践。基于对准东南地区煤层气地质条件的精细解剖,揭示了研究区煤层气富集特征及成藏机制。研究发现,准南煤系主要发育在天山山前断褶带,受构造控制明显,东西向断层和背斜密集;煤层层数多且与砂岩叠置发育;煤岩孔径较大,孔隙连通性好,煤层含气量总体上呈现西高东低的特点。在此基础上,建立了准东南地区主要发育急倾斜煤层构造-水力封堵型混合气富集成藏模式,认为“相对的高压的封闭区是煤层气富集和成藏的有利部位”。故在煤层气勘探中应优选埋深适中的“相对构造高点”和平缓的地表水与地下水稳定过渡带,并建议对阜康-大黄山有利目标区开展立体勘探实践。     

川南-黔北地区下志留统龙马溪组泥页岩发育特征研究

通过大量野外剖面测量及钻井曲线分析,对川南-黔北地区志留系下统龙马溪组地层发育特征及沉积环境进行研究,认为龙马溪组地层及其中的炭质页岩发育受沉积古地貌控制明显,呈东-西向条带状展布,自南向北逐渐变厚,最厚达104 m。在龙马溪组陆棚沉积中按水体深浅划分了深水陆棚和浅水陆棚2个亚相,按物质组成差异,识别出了泥质粉砂棚、灰质粉砂质泥棚,粉砂质炭质泥棚和炭质泥棚。泸州-赤水和南川-彭水2个区域为炭质泥棚沉积,炭质泥岩发育较好,有机质含量丰富,是下一步勘探的重点区域。