四川盆地陆相富有机质层段剖面结构特征及类型划分

为了揭示四川盆地富有机质层段特征及不同类型剖面结构的产能规律,以四川盆地侏罗系自流井组大安寨段和三叠系须家河组须五段为研究对象,在野外实测剖面和钻井资料分析的基础上,结合区域沉积背景,利用泥地比、单层砂（灰）岩厚度等为标准,对陆相富有机质层段剖面结构进行了划分,并与北美 Bakken 组致密油气地层剖面结构和生产特征进行了对比。 陆相富有机质层段可划分为致密砂（灰）岩型、富砂（灰）夹泥型、砂（灰）泥互层型、富泥夹砂（灰）型及泥页岩型等 5 种类型的剖面结构。 富有机质层段中致密砂（灰）岩油气与页岩油气共存,其中页岩油气产出剖面主要集中于砂（灰）泥互层型、富泥夹砂（灰）型及泥页岩型剖面结构。 陆相地层具有多产层特征,将富有机质页岩夹砂（灰）岩地层作为整体进行页岩油气勘探开发,应是今后陆相页岩油气地层重要的勘探开发思路。     

四川盆地富有机质页岩孔隙分形特征

文中以下寒武统(牛蹄塘组)、上奥陶统(五峰组)、下志留统(龙马溪组),以及上三叠统(须家河组)页岩为研究对象,在低压氮气吸附测试实验结果的基础上,探讨了四川盆地富有机质页岩的分形特征。研究表明:四川盆地富有机质页岩具有双重分形特征,存在明显的孔径分界点,其中小孔隙分形维数的平均值要小于大孔隙,说明大孔隙结构的复杂程度大于小孔隙;分形维数D_1可描述页岩孔隙表面的分形特征,分形维数D_2可描述页岩孔隙结构的分形特征;D_1越大,页岩孔隙表面越不规则,页岩孔隙表面将有更多的吸附位,使页岩吸附气体能力增大;D_2越大,页岩孔隙结构越复杂,使页岩的解吸、扩散和渗流变得困难。因此,页岩孔隙中高表面分形维数D_1值和低孔隙结构分形维数D_2值对页岩气藏的开发有重要的意义。     

四川盆地及周缘下寒武统富有机质页岩孔隙发育特征

四川盆地及周缘下寒武统富有机质页岩分布范围广、厚度大,是页岩气勘探的重要接替层位。以多口重点钻井岩心资料为基础,利用扫描电镜、氮气吸附等实验分析方法,对下寒武统富有机质页岩的孔隙类型、孔隙结构等进行系统研究,并探讨了下寒武统富有机质页岩孔隙发育的主要控制因素。结果表明：不同地区的下寒武统富有机质页岩孔隙发育存在显著的差异,孔隙度与TOC含量之间关系复杂,受到有机质组成和热成熟度的影响,主要表现为有机质组成和热成熟度控制了有机孔的发育。下寒武统富有机质页岩孔隙结构多样,且不同成熟度的页岩具有不同的孔隙结构,随着热成熟度的增加,页岩微孔消失、孔容和比表面积均减小。热成熟度是四川盆地及周缘下寒武统页岩气勘探与评价的最重要参数之一。     

泌阳凹陷核三段主力富有机质页岩层地球化学特征

泌阳凹陷中部深凹区古近系核桃园组发育多套含油气页岩层.采用ICP-MS分析法对第5套页岩层稀土元素和微量元素特征进行了分析,讨论了泥页岩地球化学特征、沉积环境及其有机质富集机制.结果表明,B、Sr和Th含量及B/Ga值与古盐度呈正相关,显示该套页岩层为成水湖泊沉积,纵向上古盐度逐渐降低,这与藻类含量及组合特征反映的古盐度一致.各样品稀土元素分异明显,轻稀土富集而重稀土亏损,(La)N/(Yb)N值明显大于1,δCe值为0.93～1.17,平均0.99,Ce异常性不明显或为正异常,反映沉积物沉积速率相对较低.V/(V+Ni)值为0.71～0.84,Ce异常指数均大于-0.1,显示为还原环境.综合研究认为,核三段第5套富有机质页岩层形成于干旱-半干旱气候条件下缓慢沉积的咸水湖泊环境.     

四川盆地陆相天然气成因类型划分与对比

对四川盆地天然气轻烃指纹、碳氢同位素、稀有气体同位素等进行了系统研究。天然气碳同位素δ¹³C₁—δ¹³C₂关系的分区和分层对比研究显示天然气受母质类型、成熟度及运移等多种因素影响。轻烃指纹表明川西坳陷天然气以腐殖型来源为主,川中、川南及川东地区天然气既有腐殖型也有腐泥型来源,天然气明显具有油型气特征。川西坳陷中段须二段天然气碳同位素δ¹³C₁较高,而部分碳同位素δ¹³C₂位于-28‰以下显示了其油型气和高成熟度特征,研究区其它样品分布区间相对集中,均表现为典型的煤型气特征。四川盆地海、陆相天然气可以利用δ¹³C₂—δD₁很好区分,氢同位素δD₁=-140‰和碳同位素δ¹³C₂=-28‰可将四川盆地海相和陆相天然气进行区分。稀有气体同位素表明天然气基本上为壳源成因,无幔源稀有气体的加入。     

四川盆地侏罗系大安寨段陆相页岩油气地质特征及勘探方向

四川盆地海相页岩气已取得勘探开发的重大突破,建成了涪陵、威远、长宁、昭通、威荣、永川6个页岩气田。陆相页岩气资源潜力大,是重要的勘探接替领域。采用全岩X衍射、有机碳含量分析、干酪根碳同位素、有机岩石学、高压压汞—氮吸附联合测定、氩离子抛光—扫描电镜及物性等多种测试分析手段,综合评价了四川盆地侏罗系大安寨段页岩气形成条件,并探讨了页岩气富集主控因素。四川盆地侏罗系大安寨段陆相页岩具有岩相变化快,非均质性强,页岩与砂岩、灰岩频繁互层特征;有机质丰度低,TOC为0.04%~3.89%,有机质类型以Ⅱ₂型和Ⅲ型为主;热演化程度低,R_o介于1.10%~1.83%,处于成熟—高成熟阶段,以凝析油和湿气为主。陆相页岩物性较好,孔隙度介于0.95%~8.42%,平均值3.21%,以无机矿物质孔为主,主要为微孔和介孔,现场含气量测试平均为0.96 m³/t。发育于半深湖相、有利的岩相组合、裂缝和保存条件是陆相页岩气富集主控因素。基于主控因素分析,突出陆相页岩品质及热演化程度,结合保存条件和工程技术条件,建立了四川盆地大安寨段页岩气有利区评价标准。采用GIS融合的空间叠合技术,评价出元坝西南部、阆中东南部、仪陇地区、涪陵西北部和建南西北部是四川盆地大安寨段陆相页岩气下一步勘探的有利区带。     

四川盆地陆相天然气地球化学特征及对比

为了系统认识四川盆地陆相天然气地球化学特征及差异,利用天然气组分、碳同位素与轻烃等地球化学资料,对四川盆地不同地区不同层位陆相天然气地球化学特征进行分析及对比,探讨其差异成因。结果表明,四川盆地陆相天然气地球化学特征在横向与纵向均存在较大差异。横向上,川西地区天然气甲烷含量与干燥系数均高于川中地区,川西地区天然气以干气为主,川中地区天然气以湿气为主,地层厚度、埋深及气源岩的不同是造成上述差异的主要原因。不同地区的天然气组分特征参数纵向变化规律也明显不同,川西地区该变化规律主要受烃源岩成熟度与天然气运移分馏影响,而川中地区则主要受烃源岩成熟度及类型的影响。四川盆地陆相天然气以成熟气与高成熟气为主,仅川中地区侏罗系天然气以成熟气为主,川西地区天然气成熟度最高,川中地区与川南地区上三叠统次之,川中地区侏罗系最低,烃源岩埋深与厚度的差异造就了上述成熟度差异。四川盆地陆相天然气以煤型气为主,同时存在一定的油型气,不同地区油型气的含量、分布、成因与来源均存在较大的差异：川西地区仅须二段存在少量油型气,来自马鞍塘组—小塘子组生成的石油裂解;川中地区侏罗系以油型气为主,来自侏罗系干酪根裂解;川南地区须家河组有一定的石油裂解成因油型气,主要来自下伏气藏。四川盆地上三叠统天然气以水溶相与游离相运移,而侏罗系天然气则主要以游离相运移。[JP]     

华北新元古界下马岭组富有机质层段的地球化学特征及成因初探

华北新元古界青白口系下马岭组是我国华北地区从元古界到下古生界海相沉积有机质相对富集的沉积层段,其有机质含量最高达16%以上。对下马岭组富有机质层段的常量元素、微量元素和有机质含量的系统分析表明:该组富有机质泥质岩的SiO2含量明显高于贫有机质的泥质岩,且SiO2含量与TOC成正相关关系、与TiO2(指示陆源物质加入)的含量成反比关系,Si/(Si+Al+Fe)值与TOC具正相关关系;同时,在富有机质层段中与海底热水流体活动有关的P、Cu、Zn、Co、Ni、V等元素明显富集,Ba/Sr值远远大于1。认为下马岭组富有机质层段沉积时可能存在海底热水活动;海底热水活动一方面可能为生物的繁衍提供了大量的N、P、K、SiO2等营养物质,另一方面可能为生物的繁荣茂盛提供了能量,从而造成海底热水流体活动区沉积层段中有机质明显富集。     

陆相富有机质页岩脆性评价方法优选与应用

页岩脆性是影响压裂裂缝规模、决定页岩滞留烃能否可动的关键指标之一,是页岩油平面甜点区、水平井钻探甜点靶层、压裂甜点段评价的主要参数之一。通过沧东凹陷孔二段17块页岩样品的X衍射矿物分析、有机碳分析以及岩石三轴力学实验,建立了以长英质矿物、碳酸盐、黏土、有机质为骨架的页岩脆性地质模型和5个基于矿物成分的页岩脆性评价公式。通过与力学参数脆性公式对比分析,优选出综合考虑页岩总有机碳含量、不同矿物脆度的脆性评价新方法以及简化的TOC、黏土两项关键参数的脆性评价方法,前者适用于XRD分析矿物成分资料丰富的层段,后者适用于测井评价。应用矿物含量法评价G108-8井孔二段C6层脆性,并结合含油性优选出高脆、高含油或中等含油的页岩作为工程-含油双甜点,Z1608和GX5井的试油结果验证了上述脆性评价方法在页岩油勘探中的有效性,为页岩油甜点段和压裂方案的设计提供了重要参考。     

四川盆地侏罗系自流井组大安寨段陆相页岩油气地质特征及成藏控制因素

四川盆地侏罗系陆相油气勘探过去主要聚焦在构造-裂缝型常规油气和介壳灰岩及砂岩致密油气上,为实现侏罗系油气重大新突破,思路需要向页岩油气转变。在分析自流井组大安寨段陆相页岩油气的分布、生烃、物性和保存等地质特征基础上,认为大安寨段具备形成大规模页岩油气成藏地质特征,提出3项成藏控制因素。大安寨段二亚段暗色页岩作为页岩油气的供烃源岩,油气显示丰富,页岩厚度在20～80 m,整体分布面积广、厚度大、连续稳定,孔缝发育、物性好,处于中-高成熟热演化阶段,有区域性致密顶底板灰岩封闭的超压页岩油气藏。半深湖-深湖亚相、致密灰岩顶底板与高孔隙储层、中-高成熟热演化阶段这3项因素共同控制自流井组大安寨段页岩油气的生成、储集和富集。     

泌阳凹陷陆相页岩有机质特征及富集因素分析

采用地球化学与沉积学理论方法并结合元素分析、高分辨扫描电镜等实验技术手段,以中国典型陆相断陷湖盆泌阳凹陷为例,探讨了页岩中有机质发育特征、形成环境及富集影响因素,研究表明富有机质页岩中有机质是页岩油形成的物质基础,决定着页岩的生烃潜力和生烃量;有机质主要来源于低等的浮游藻类,有机质发育环境主要为缓慢沉积的、干旱-半干旱的还原条件下、具有中等-高生产力的咸水湖泊环境;无定形有机质是有机质的主要赋存形式;生烃作用产生大量有机质孔隙能为页岩油提供有效的储集空间;古环境决定了有机质保存条件,沉积相带控制有机质富集的平面展布。     

四川盆地筇竹寺组富有机质页岩沉积主控因素

目前对于四川盆地下寒武统筇竹寺组富有机质页岩形成主控因素的认识并不十分清楚,致使对该套页岩储层评价和“甜点”选择存在着较大的盲目性。为此,以钻井资料为基础,结合地球化学元素测试和生物地层资料,从构造活动、海流作用、古生产力、古地理环境等方面对该盆地筇竹寺组页岩的沉积要素进行剖析,揭示了富有机质页岩的分布规律和沉积主控因素。结果表明：①受川西—川南大型内裂陷发育特征的控制,川南及周边富有机质页岩主要形成于筇竹寺组早期,其次为中期,沉积厚度和分布面积大;②海平面升降和上升洋流作用是黑色页岩形成的重要控制因素,黑色页岩沉积在威远地区受裂陷拉张作用影响大,受海平面变化影响相对较小,在长宁地区受拉张作用影响较小,但受海平面变化影响较大;③上升洋流在川南南区较活跃,在川南中北部基本较平静,反映威远地区总体处于半封闭海湾环境,长宁地区总体处于弱封闭环境,古生产力为后者高;④富有机质页岩的规模沉积和分布主要受到缓慢沉降的稳定海盆、相对较高的海平面、半封闭水体和低沉积速率等4类因素的控制,在局部地区上升洋流则是形成高有机质丰度页岩的重要控制因素之一;⑤川南地区富有机质页岩发育规模呈现早期大、中晚期小的变化特征,有机质丰度则显示出早期高、中晚期低和南区高、北区低的变化趋势。     

四川盆地龙马溪组富有机质页岩形成主控因素

四川盆地龙马溪组富有机质页岩是重要的烃源岩和页岩气储层。为了明确富有机质页岩形成控制因素,采用多种地球化学指标分析其沉积时的氧化还原条件、古生产力条件和陆源碎屑供给情况。结果表明:龙马溪组页岩具有高的有机碳含量,龙马溪组下部硅质页岩形成于贫氧环境,龙马溪组上部粉砂质页岩和黏土质页岩形成于氧化环境,由下至上还原环境逐渐遭受破坏;龙马溪组沉积时期古生产力为中—高等,下部硅质页岩段陆源供给较少,中部粉砂质页岩段陆源碎屑供给相对多,粗碎屑颗粒含量相对高,上部黏土质页岩以陆源黏土矿物为主;龙马溪组沉积物中埋藏有机碳含量与氧化还原环境指标、古生产力指标呈良好的相关性,与陆源碎屑供给参数相关性较差。龙马溪组富有机质页岩的形成主要受控于氧化还原条件和古生产力。     

淡水湖相页岩小层精细划分及地球化学特征——以四川盆地侏罗系大安寨段为例

通过岩性、电性、旋回特征以及页岩地球化学数据分析,对四川盆地侏罗系自流井组大安寨段湖相页岩进行了小层精细划分和资源潜力评价。大安寨段页岩自下而上划分为3个小层,其中大一三_c小层主要发育滨—浅湖相块状泥页岩,横向变化大,有机质类型主要为偏腐殖型的Ⅱ₂型干酪根,平均有机碳含量在1%左右,平均S₁含量为0.8 mg/g;大一三_b小层主要发育半深湖相页岩夹薄层介壳灰岩条带,厚度分布稳定,有机质类型主要为偏腐泥型的Ⅱ₁型干酪根,平均有机碳含量大于1.5%,平均S₁含量为1.18 mg/g;大一三_a小层主要发育浅湖相页岩夹中—薄层介壳灰岩,有机质类型主要为偏腐泥型的Ⅱ₂型干酪根,平均有机碳含量为1%～1.5%,平均S₁含量为1.21 mg/g。结合地质特征、资金、技术条件以及勘探成效,认为川中北部公山庙地区的大一三_a和大一三_b小层,可以作为湖相页岩油气先导试验区的工作对象。     

四川盆地蜀南地区奥陶系地层划分对比及特征

通过对大量单井及野外地面露头地层资料的分析研究,在总结对比不同构造、不同时期蜀南地区及邻区奥陶系地层划分方案的基础上,以岩石地层特征为主要依据,综合分析古生物特征及电性特征,将奥陶系地层自下而上分为下奥陶统桐梓组、红花园组,下中奥陶统湄潭组,中上奥陶统十字铺组,上奥陶统宝塔组、五峰组。并对其地层特征及展布进行了详细研究,下奥陶统为陆源碎屑岩夹海相碳酸盐岩为主,中奥陶统为海相碳酸盐岩沉积,上奥陶统下部为海相碳酸盐岩,上部为海相碎屑岩。奥陶系各组地层西薄东厚、北薄南厚,整体呈西北薄、东南厚的趋势。     

鄂尔多斯盆地东南部延长组长7段富有机质页岩孔隙特征

为研究鄂尔多斯盆地长7段陆相富有机质页岩孔隙发育特征,采用覆压孔隙度测量、脉冲衰减渗透率测量、低温氮气吸附实验等结合氩离子抛光—扫描电镜成像分析,对页岩孔隙发育特征进行深入研究。结果表明,页岩储层孔隙主要为纳米量级,少量黏土矿物粒间孔可达微米级别;孔隙类型主要有粒间孔、黄铁矿微球粒晶间孔、粒内孔、有机孔及少量微裂缝,其中黏土矿物粒间孔最发育,有机孔相对较少;页岩孔径分布复杂,含有大量的中孔(2~50nm)、大孔(50nm)及少量的微孔(0~2nm),中孔和大孔是孔隙体积的主要贡献者,微孔和细中孔(2~10nm)是比表面积的主要贡献者;样品渗透率变化幅度大,与页岩中裂缝的发育程度及孔隙结构有关。     

焦石坝区块富有机质页岩段沉积微相特征研究

涪陵焦石坝区块上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组(O3w-S1l)发育一套富有机质泥页岩,在沉积构造背景认识的基础上,通过对研究区的6口典型取心井进行单井沉积相划分,确立相标志,明确了研究区沉积微相的展布和变化规律。富有机质页岩段主要为深水陆棚和浅水陆棚沉积环境,自下而上可划分出5种沉积微相类型,分别为深水硅泥质陆棚微相、深水泥质陆棚微相、深水砂泥质陆棚微相、深水混积陆棚微相以及浅水砂泥质陆棚微相。还原性较强的深水硅泥质陆棚和深水泥质陆棚微相有利于富有机质泥页岩发育,其次为深水混积陆棚微相,深水砂泥质陆棚微相和浅水砂泥质陆棚微相较差。     

四川盆地侏罗系陆相层序地层格架及有利相带展布特征

根据露头,钻井和地震资料,通过对层序界面及最大水泛面联合标定,采用等时面对比方法在四川盆地侏罗系地层中划分出三套构造层序和八套沉积层序。识别出两种层序界面和层序类型。并首次建立了四川盆地侏罗系层序地层格架。阐明了白田坝组底与自流井组马鞍山段郭家坳砂岩底的对比关系问题。     

陆相有机质中单体烃的氢同位素组成特征

采用GC-TC-IRMS技术，测定辽河坳陷西部凹陷和吐哈盆地台北凹陷的陆相烃源岩抽提物中正构烷烃单体的氢同位素组成。结果表明，陆相来源的正构烷烃单体氢同位素组成大致为-250‰～-140‰，明显比海相来源的贫D(^2H)；不同陆相沉积环境来源的正构烷烃中，成水湖相的相对富D(-200‰～-140‰)，沼泽相的相对贫D(-250‰～-200‰)，淡水滨浅湖湖相的介于其间。从沼泽相→滨浅湖相→成水湖相，正构烷烃的氢同位素组成明显存在逐渐富D的趋势，表明控制正构烷烃氢同位素组成的主要因素可能是沉积环境，沉积后期水体与有机质之间氢的交换作用可能也是重要影响因素。利用正构烷烃的氢同位素组成对其母源进行古环境的恢复时，需要结合其它方面的证据。图2表1参26     

富铝硅酸盐岩风化壳结构划分

包括花岗岩、变质岩、火山岩和碎屑岩在内的基岩风化壳在垂向上具有明显的结构分带特征。但对于这些风化壳结构的划分方案,学者们还未达成共识,导致对此类潜山风化壳储层发育规律认识混乱。基于野外实际考察和对已有研究成果进行梳理认为,花岗岩、变质岩、火山岩和碎屑岩均属于富铝硅酸盐岩,其风化过程和风化壳结构特征具有共性。基于风化壳的发育过程与机理分析,提出了统一的风化壳结构划分方案,其自下向上依次包含:含裂缝基岩带、崩解带和淋滤带。含裂缝基岩带的主要特征为发育多期构造运动形成的构造裂缝;崩解带的特征为物理风化缝与构造缝叠加形成网状裂缝,密集的裂缝导致岩石崩解破碎和淋滤作用增强;淋滤带以铝硅酸盐矿物的化学蚀变为主。从淋滤带底部到风化壳表面,铝硅酸盐矿物沿各种裂缝进行的化学蚀变不断增强,形成黏土矿物和溶蚀孔隙,岩石变得疏松和砂化。由于剥蚀作用、物理风化作用和化学风化作用强度变化,富铝硅酸盐岩风化壳具有含裂缝基岩型、崩解型、崩解-淋滤型和淋滤型等不同模式。按照风化作用机理,将各种富铝硅酸盐岩风化壳的结构进行统一划分,以期推动富铝硅酸盐岩潜山储层发育规律的研究和认识。