基于X射线衍射数据的细粒沉积岩岩石定名方法与应用

系统、科学的岩石分类方案是细粒沉积岩研究的基础。通过对沧东凹陷官×井孔二段细粒沉积岩岩石矿物组分的详细分析,提出了基于X射线衍射数据的细粒沉积岩岩石分类方案。该方案为三端元、四组分划分体系,以碳酸盐矿物、黏土矿物和长英质矿物为3个端元,将细粒沉积岩划分为细粒长英沉积岩类、碳酸盐岩类、黏土岩类、细粒混和沉积岩类等4大类、12种岩石类型,同时将特征矿物方沸石作为第四组分,依据其具体含量对岩石进行具体定名。以此方案为分类基础,可统一细粒沉积岩岩石分类体系,促进细粒相区非常规油气地质研究与勘探开发工作。     

细粒沉积岩岩石分类及命名方案探讨

基于国内外细粒沉积岩岩石类型及定名方案的回顾和总结,分析细粒沉积岩的岩矿特征,并对当前岩石分类及定名中存在的问题进行探讨.在此基础上,沿用三级命名法的原则,从粒级和矿物成分两个角度确定细粒沉积岩岩石分类及定名的新方案:①以粒级(即砂级、粉砂级、泥级)为3端元,将细粒沉积岩划分为泥岩和粉砂岩两大类及12种岩石类型;②以矿...     

东营凹陷西部沙三下亚段——沙四上亚段泥页岩岩相及储层特征

通常看似简单的泥页岩其实是包含多种岩石类型的复杂的岩石组合,泥页岩的岩相是导致其物性变化、油气差异分布的根本因素。通过岩心精细观察描述、薄片鉴定、X-射线衍射分析、扫描电镜分析等技术,综合矿物成分、沉积构造、有机质丰度、颜色以及其他混入物等因素,建立了一套适合东营凹陷西部泥页岩的岩相划分方案。富有机质纹层状灰岩、中有机质纹层状细粒混合沉积岩、富有机质层状黏土岩、富有机质(钙质)夹层状灰岩以及贫有机质块状细粒混合沉积岩等是其中最为发育的5种岩相类型。构造缝、超压缝、层间缝、矿物收缩缝、溶蚀孔、黏土矿物晶间孔及方解石重结晶晶间孔等是主要的储集空间类型。综合岩相特征、储层特征及钻井试油数据,确定了富有机质夹层状灰岩、富有机质纹层状灰岩及富有机质层状黏土岩为优势有利岩相。可能的优势有利岩相厘定是泥页岩勘探的重要基础。     

渤海湾盆地东营凹陷古近系细粒沉积岩岩相类型及判别

东营凹陷古近系沙河街组沙三下—沙四上亚段是细粒沉积岩发育的主力层段,岩相类型多样。通过岩心观察、薄片、X-射线衍射分析,对东营凹陷古近系细粒沉积岩进行岩相类型划分;选取GR、CNL、AC等测井曲线建立岩相测井识别模式;应用判别分析对不同类型细粒沉积岩进行区分。结果表明:古近系沙河街组沙三下—沙四上亚段细粒沉积岩碳酸盐矿物含量高,共发育灰岩类、泥岩类、粉砂岩类、混合细粒沉积岩类四大岩相类型,根据矿物成分、构造以及有机质含量差异可进一步划分为含有机质块状灰岩、富有机质纹层状粉砂质泥岩、富有机质层状泥质粉砂岩、富有机质层状泥质灰岩等亚类;各岩相具有不同的岩相识别模式;利用判别分析,可有效区分不同类型细粒沉积岩。该方法为缺少取心资料井段的细粒沉积岩的岩相识别、预测以及细粒沉积岩储层的评价和可改造性研究提供一定的基础。     

雅布赖盆地小湖次凹细粒沉积岩岩相特征与沉积环境探讨

通过岩心观察、薄片鉴定、X-射线衍射、有机碳分析等技术,综合矿物成分、有机质含量、沉积构造等因素,对雅布赖盆地小湖次凹新河组下段半深湖—深湖细粒沉积岩岩相进行研究,形成了细粒沉积岩四组分三端元的岩相划分方案。结果表明:新河组下段半深湖—深湖细粒沉积岩发育9种岩相类型,其中以贫有机质块状黏土质细粒长英沉积岩、贫有机质纹层状硅质碎屑型混合细粒沉积岩、贫有机质块状长英质黏土岩、中有机质纹层状硅质碎屑型混合细粒沉积岩、中有机质纹层状长英质黏土岩、富有机质纹层状碳酸盐型混合细粒沉积岩等6种岩相为主。岩相类型与特征反映沉积环境和沉积机理的差异,在前三角洲—半深湖的环境中,波浪增强型沉积物重力流普遍发育,形成纵向上贫有机质块状黏土质细粒长英沉积岩—纹层状硅质碎屑型混合细粒沉积岩—块状长英质黏土岩的叠置,反映水动力渐弱的过程;在半深湖—深湖环境中,水体相对安静,悬浮沉积为主,陆源碎屑输入少,碳酸盐和黏土较发育,形成中—富有机质纹层状混合细粒沉积岩和黏土岩。     

渤海湾盆地沧东凹陷孔店组二段细粒沉积岩形成机理与环境演化

非常规油气的兴起引发了细粒沉积岩研究的热潮,然而对湖相细粒沉积岩形成机理与环境演化的研究尚处于探索阶段。基于岩心、薄片、全岩X射线衍射、AMICS矿物分析和地球化学等资料,以岩石类型和沉积构造为依据,将渤海湾盆地沧东凹陷孔(孔店组)二段细粒沉积岩划分为层状细粒长英沉积岩相、块状细粒混积岩相、纹层状细粒混积岩相、纹层状白云岩相和块状白云岩相等5种岩相类型,详细分析每种岩相的沉积环境和形成机理。不同岩相按照一定次序叠置构成4类典型岩相组合,在气候干湿度、水体性质和物源供给强度等方面差异显著,分别对应强陆源输入沉积模式、季节性气候沉积模式、半干旱季节性气候沉积模式和持续干旱沉积模式。通过岩相组合划分和地球化学特征分析,孔二段沉积时期沧东凹陷沉积环境自下而上可划分为Ek²⁽⁴⁾~Ek²⁽³⁾季节性气候阶段、Ek²⁽²⁾潮湿气候阶段与Ek²⁽¹⁾干旱-潮湿转换阶段。研究成果可以为沧东凹陷页岩油的勘探和开发提供理论依据。     

东营凹陷沙河街组四段湖相细粒沉积特征及其控制因素

为研究东营凹陷沙河街组四段上亚段的湖相细粒沉积特征及其控制因素,开展了精细岩心描述、薄片鉴定、X射线衍射全岩分析等。结果表明：①研究区细粒沉积岩可划分为15种岩相类型,其中富有机质平直纹层灰质黏土岩、富有机质块状黏土岩、富有机质块状含灰黏土岩、含有机质波状纹层黏土质灰岩和含有机质波状纹层含黏土灰岩等5种岩相类型较为发育。②依据岩石中黄铁矿含量、Ca（/Ca+Fe）、Zr/Al和Sr/Ca在垂向上的变化,将东营凹陷沙四上亚段沉积演化分为4个阶段,即干旱气候阶段、干旱—暖湿气候过渡阶段、暖湿气候阶段和暖湿—干旱气候过渡阶段。③古气候条件控制了岩石类型及特征,干旱气候阶段发育含有机质波状纹层黏土质灰岩;干旱—暖湿气候条件发育富有机质平直纹层灰质黏土岩;暖湿气候条件发育富有机质块状黏土岩;暖湿—干旱气候条件发育富有机质块状黏土岩和灰质黏土岩。该研究成果对细粒沉积岩的油气勘探具有借鉴意义。     

上扬子地区下寒武统牛蹄塘组富有机质页岩岩相及沉积环境分析

贵州温水村剖面发育有一套完整的下寒武统牛蹄塘组富有机质黑色页岩,为厘清下寒武统牛蹄塘组页岩岩相类型,明确不同岩相形成环境特征,通过采集25块该剖面页岩样品,进行岩石薄片观察、X射线衍射（全岩）分析、总有机碳含量（TOC）测定及主微量和稀土元素分析,划分出温水村剖面下寒武统页岩的岩相类型,并明确了该层位页岩的沉积环境和有机质富集特征,建立了沉积模式。根据TOC值、沉积构造和矿物组成,同时考虑岩石脆性特征,共划分出9类页岩岩相：①富有机质块状强脆性硅质细粒岩;②富有机质纹层状强脆性硅质页岩;③高有机质块状强脆性硅质细粒岩;④高有机质纹层状强脆性硅质页岩;⑤高有机质块状中等脆性硅/黏土混合质细粒岩;⑥中有机质块状强脆性硅质细粒岩;⑦中有机质纹层状强脆性硅质页岩;⑧低有机质块状强脆性硅质细粒岩;⑨低有机质纹层状中脆性硅/黏土混合质页岩。其中,前5类页岩相形成于深水缺氧、暖湿型气候和以低温热水沉积作用为主的环境,初级生产力和古盐度较高,有机质富集受控于古氧化还原条件、古生产力、古盐度、古水深、暖湿型气候和热液活动,而其他岩相有机质富集则不受热液活动影响,沉积环境初级生产力和古盐度有所下降;建立了一个受氧化还原条件、古生产力、古盐度、热液活动及暖湿型气候影响的深水陆棚相沉积模式。     

东营凹陷沙河街组四段上亚段细粒沉积岩岩相特征及与沉积环境的关系

细粒沉积岩的岩相特征影响泥页岩的生烃能力与储集性能,与沉积环境的相互关系分析亦可丰富细粒沉积的研究。然而目前针对陆相细粒沉积岩岩相的研究较为薄弱,基于岩相成因,与沉积环境相结合的岩相特征分析较少。基于大量岩心、薄片、X射线衍射及地球化学数据,以成分为第一要素,以东营凹陷沙河街组四段上亚段细粒沉积岩为例,划分出4大类、12种岩相类型,分析每一种岩相的宏观、微观、成分及成因特征。通过矿物成分、地球化学等多参数的分析发现,沙河街组四段上亚段沉积环境分为4个阶段。沉积环境通过控制岩相主要成分而控制了岩相的类别与发育;沉积环境的旋回性与阶段性变化导致岩相的旋回性与阶段性变化;沉积环境控制岩相发育,岩相亦能反应沉积环境的变化。在细粒沉积分析中,不能排除突发事件(海侵、浊流等)对岩相及沉积环境的影响。     

松辽盆地青山口乡青山口组细粒沉积岩分类及其成因

松辽盆地青山口组为厚层细粒沉积岩,是页岩油气成藏的重要层位,细粒沉积岩的分类是开展非常规油气勘探的前提.通过松辽盆地青山口乡剖面实测和系统样品分析,开展了青山口组细粒沉积岩类型、沉积环境和地球化学特征研究.根据总有机碳、碳酸盐矿物和陆源碎屑矿物含量,研究区细粒沉积岩可分为贫有机质陆源碎屑细粒岩、中有机质陆源碎屑细粒岩、...     

中国海、陆相页岩层系岩相组合多样性与非常规油气勘探意义

富有机质细粒沉积岩相组合和有机相之间存在着很强的相关性,富碳酸盐细粒沉积岩相组合以Ⅰ-S或Ⅱ-S型有机相为主,长英质页岩相组合多数为Ⅱ型有机相,而富粘土质页岩相组合的有机相多为Ⅲ/Ⅳ型有机质。因此,全岩矿物X衍射分析既可用于研究细粒沉积岩相与沉积环境,也可提供有机质类型、烃类产物特征、岩石力学性质和可压性等重要参考信息。在北美和四川盆地海相页岩对比分析的基础上,以中国主要陆相页岩层系为研究对象,利用全岩矿物X衍射分析,结合岩心观察、薄片鉴定、总有机碳含量（TOC）分析等多种手段,开展岩相和有机相类型识别及岩相组合特征和不同页岩层系差异性分析,并探讨它们对非常规页岩油气勘探的指导意义。研究结果表明,中国陆相湖盆沉积类型多样,陆相盆地拗陷期淡水-微咸水湖泊页岩层系以贫碳酸盐矿物的粘土质-长英质页岩相组合为主;而陆相盆地裂陷期咸化、碱化湖泊沉积以碳酸盐质页岩相组合和含碳酸盐的粘土质-长英质页岩相组合为主,各种陆相细粒沉积体系均以相带变化快、岩性-岩相复杂、储-盖组合样式多变为特征。中国陆相细粒沉积岩相的非均质性和岩相组合的多样性,带来了陆相页岩油气“甜点”类型的多样性;不同岩相组合对应的有机相存在显著差异,有机质的差异演化又带来了不同岩相中烃类赋存状态的差异性。这些分析结果证实,每套陆相页岩都具有各自的地质特点。细粒沉积岩相和有机相组合的多样性和差异性,揭示了陆相页岩油气“甜点”和资源分类评价的必要性。     

中国陆相页岩油气沉积储层研究进展及发展方向

针对中国陆相页岩油气沉积类型多样、储集空间复杂及储层成因机理不清等关键科学问题,系统综述近10多年来国内外尤其是中国在陆相深水沉积层序、沉积体系、页岩油气储层等方面的研究进展,重点结合近年来所开展的陆相页岩油气沉积储层方面的地质研究工作,根据成因将陆相深水细粒沉积岩划分为陆源型、内源型、火山-热液型、混源型4类,提出基于无机矿物含量(即碳酸盐矿物、长英质矿物、黏土矿物三端元)、有机质含量(TOC含量以2.0%和4.0%为界)和沉积构造(纹层状、薄层状、块状)的细粒沉积岩综合分类方案;归纳总结了适于陆相深水细粒沉积地层细分对比的基于米兰科维奇天文轨道周期的高频旋回地层学研究方法,并在高频旋回地层对比基础上,提出了陆相深水细粒沉积岩微相平面工业化制图的方法,对于评价预测有利的页岩油气沉积储集岩相具有重要应用价值。根据孔隙赋存的基质类型将陆相页岩油气细粒沉积岩储层孔隙分为矿物基质孔隙(即无机孔)、有机质孔隙、裂缝孔隙3大类,其中,与有机溶蚀作用有关的矿物基质孔隙是页岩油气重要的储集空间,有机质孔隙的发育程度主要与有机质热演化程度有关,通常热演化程度较高有利于有机质孔隙的发育,裂缝孔隙是页岩油...     

玛页1井风城组页岩油藏地质特征及甜点评价

玛湖凹陷风城组是一套以湖相暗色泥页岩与白云质岩为主的碱湖优质烃源岩,页岩油资源量大,是准噶尔盆地十分有潜力的非常规勘探领域。为明确其地质特征,针对玛页1井风城组连续取心资料,通过岩心观察、薄片鉴定、全岩分析、岩石热解、干酪根镜检、脆性评价等手段,对比分析了风城组各亚段的沉积环境、优势岩性、烃源岩品质、储集性能、天然裂缝特征、脆性和可动性。结果表明,风城组细粒沉积岩按岩石组分和层理构造可划分为12种岩石类型,结合沉积环境可将风城组划分为淡水、咸化、蒸发盐岩、弱咸化和低盐度5类沉积组合,对应风城组5个沉积亚段;风三₃亚段为一套有机质丰度中等、以Ⅱ₁型和Ⅰ型干酪根为主的成熟烃源岩,发育纹层状混积岩优势储集层,裂缝和溶孔发育,物性和含油性好,脆性指数大,油气可动性强,具有利于页岩油富集的生烃、储集等诸多优势条件,是玛湖凹陷风城组页岩油下步勘探开发的重点。     

下刚果盆地Madingo组海相烃源岩岩相特征和沉积模式

通过薄片镜下观察、扫描电镜、X射线衍射和常微量元素测量等分析结果,根据细粒沉积物矿物组成、岩石组构、微古生物与典型矿物特征,在下刚果盆地Madingo组海相烃源岩中识别出了6种烃源岩岩相:粉砂质细粒岩相、富放射虫细粒岩相、磷质细粒岩相、富有孔虫细粒岩相、灰质细粒岩相(灰泥)和黏土质细粒岩相。细粒沉积物岩相、微古生物化石、微常量元素和地震资料综合分析表明Madingo组海相烃源岩中发育含生物硅的生物沉积、含磷酸岩质的上升流沉积、富含硅质碎屑颗粒的悬浮沉积和粒序层理的底流沉积。下刚果盆地Madingo组海相烃源岩的沉积背景总体上属于裂后期陆架内部低能水介质条件下的还原环境,其沉积早期在大陆架内部发育半封闭—封闭的局限海环境,堆积了富含放射虫的优质烃源岩;Campanian期以后,区域地质背景转变为开阔陆架,发育与陆架上升流相关的富含磷酸盐与有孔虫的优质烃源岩。     

含油气细粒沉积岩研究的几个问题

细粒沉积岩在沉积岩中占有重要地位,但由于其看似“简单”而往往被忽略;同时受超微观实验条件的限制,细粒物质的沉积、成岩作用成为沉积学界乃至于地质学界研究相对薄弱的领域。随着页岩油气勘探开发的不断深入,细粒岩沉积学研究愈来愈受到重视。然而,目前细粒沉积岩研究中还存在诸多不规范和需要进一步深入之处。未来的研究应当综合利用沉积学、储层地质学及地层学相关理论知识,结合高精度的观察手段、地球物理识别技术、实验模拟等方法,探索理论突破与方法创新,规范细粒沉积岩相关概念及术语,建立系统、科学的细粒沉积岩分类方案,明确细粒物质沉积、成岩动力学过程,建立针对深水细粒物质的研究规范。在研究中应当重视学科交叉及科学研究与工业价值间的关联,使得细粒岩沉积学这一薄弱领域得到广泛关注,并取得突破性进展,更好地服务于页岩油气勘探开发。     

中国陆相湖盆细粒沉积岩岩石学特征及成岩演化表征 ——以四川盆地元坝地区下侏罗统大安寨段为例

采用岩心观察、薄片鉴定、扫描电镜和X射线衍射分析对四川盆地元坝地区下侏罗统大安寨段湖相细粒岩岩性及成岩作用特征进行了描述,探讨了有利岩石类型及成因.本段发育泥岩类(泥岩与页岩)、粉砂岩和灰岩3大类岩石,具体为泥岩与页岩、灰质泥岩,以及介壳页岩和介壳灰岩;矿物组分主要为石英、粘土矿物、方解石、长石和黄铁矿;粘土矿物包括伊...     

陆相细粒沉积岩物质来源、搬运-沉积机制及多源油气甜点

伴随着非常规油气工业的蓬勃发展,细粒沉积岩研究受到广泛关注。基于近年来国内外学者对细粒沉积岩的研究认识,对陆相湖盆细粒沉积岩的岩石类型、物质来源、搬运-沉积机制和油气甜点特征进行了系统的阐述。细粒沉积岩的物质来源包括陆源、内源、火山源及混合来源。细粒物质可以通过悬浮沉降、重力流、火山-热液活动和盆内生物化学作用等方式沉积下来,且在成岩前可能发生原地沉积或湖盆内短距离的搬运和再沉积作用。细粒沉积岩在沉积特征、孔渗条件、油气富集机制等方面与细粒物质来源密切相关。对细粒沉积岩物质来源和搬运-沉积动力学模式的研究对页岩油气勘探开发具有重要的指导作用。     

致密地层岩石脆性指数的测井优化建模

脆性评价是页岩油气、致密油气等非常规油气藏的大型压裂、开发等储层改造工程中的关键工作。根据岩石力学、动态弹性参数和岩石物理、X-射线衍射、地球化学等资料,分析了国内外几种常用脆性指数之间的相互关系,研究了弹性参数法脆性指数与岩石矿物组分及含量的关系,明确了矿物及组分对脆性的影响并应用多元回归法建立了基于权重矿物组分的脆性指数模型。构建新的岩石物理体积模型,应用最优化测井方法得到岩石的矿物和孔隙含量,实现了基于常规测井资料的脆性指数精确计算。研究表明:岩石脆性指数与矿物组分及含量有关,不同区块、不同地层的矿物具有不同的脆性特征;该工区方解石是使岩石脆性增强和裂缝产生的主要矿物,有机碳、黏土、石英和斜长石是降低脆性的重要矿物;基于常规测井资料的优化计算所得岩石组分及含量与实验数据一致性高;将处理结果与矿物组分模型相结合得到的脆性指数与弹性参数法脆性指数基本一致,为无横波资料井的岩石脆性评价奠定了基础。     

东营凹陷西部沙河街组三段下亚段泥页岩沉积微相

关于沉积微相,前人多针对粗碎屑骨架砂体沉积相开展研究工作,对泥页岩这种细粒沉积物的沉积微相很少关注。在一个沉积盆地中,细粒沉积物的总量巨大,在纵向上及平面上均广泛分布。以东营凹陷西部沙河街组三段下亚段（简称沙三下亚段）泥页岩为研究对象,系统划分泥页岩岩相类型。在骨架沉积相控制下,以泥页岩岩石类型及岩相特征为基础,综合控制泥页岩发育的水动力条件、古湖盆底形及事件沉积等因素,将东营凹陷西部沙三下亚段半深湖、深湖相进一步划分为平阔半深湖微相、水下隆起半深湖微相、深洼微相、浊积周缘微相、近岸水下扇前缘微相等。分析了不同微相在矿物组成、岩石类型及组构、成岩作用及测井曲线响应等方面的差异性,细粒沉积物微相的划分和研究对于泥页岩油气的勘探开发工作有重要指导作用。