烃源岩矿物组成特征及油气地质意义——以中上扬子古生界海相优质烃源岩为例

系统分析中上扬子古生界3套海相优质烃源岩矿物组成及其影响因素,探讨烃源岩矿物组成所蕴含的油气地质意义。中上扬子古生界下寒武统牛蹄塘组、上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组、上二叠统大隆组优质烃源岩具有相似的矿物组成,主要为硅质型泥页岩,黏土矿物含量低,而上二叠统龙潭组烃源岩矿物组成变化较大。约65%的烃源岩样品中石英含量大于70%,黏土型泥页岩主要发育在龙潭组。海相烃源岩矿物组成的差异主要由沉积环境所致,同时受生物沉积作用、热演化成熟度的影响。矿物组成是导致烃源岩生烃模式和排烃能力差异的因素之一。牛蹄塘组、五峰组-龙马溪组、大隆组优质烃源岩富脆性的硅质矿物而低黏土矿物,有利于页岩气的开采,但较低的黏土矿物含量对泥页岩吸附气能力是一种制约因素;龙潭组页岩气勘探应根据其矿物组成的变化在不同区域分别对待。图11表1参65     

贵州页岩气源岩特征及页岩气勘探远景分析

贵州在地质历史时期长期处于海洋沉积环境,特别是缺氧沉积环境发育,形成多层位黑色泥页岩。根据黑色泥页岩分布范围及厚度,主要划分出震旦系陡山沱组、下寒武统牛蹄塘组、奥陶系五峰组、下志留统龙马溪组、中泥盆统罐子窑组-火烘组、下石炭统大塘组、二叠系栖霞组-龙潭组。页岩气烃源岩具有层位多\,厚度大\,有机质含量高,成熟度高等特点。同时,根据页岩气烃源岩分布、厚度、有机质含量、成熟度等综合分析,划分出有利的页岩气成藏区,即武陵褶皱、黔中-黔北、南盘江紫云-册亨页岩气有利发育区,并认为南盘江坳陷的册亨-望谟一带是最有利的页岩气勘探远景区。     

苏北地区古生界页岩气形成地质条件

根据岩心、钻井及露头等资料,以有机地球化学、储层岩石学等为重点,对苏北地区古生界下寒武统幕府山组、上奥陶统五峰组—下志留统高家边组、二叠系（孤峰组、龙潭组、大隆组）等3套富有机质泥页岩层系的页岩气形成地质条件进行初步分析,指出苏北地区古生界3套富有机质泥页岩层系分布面积广、厚度较大、有机碳含量高和热演化程度较高。与美国典型含气页岩相比,苏北地区古生界3套富有机质泥页岩层系有机质丰度与之相当,部分地区的成熟度偏高。苏北地区具有形成页岩气的良好物质基础,古生界页岩气勘探潜力大。另一方面,苏北地区古生界富有机质泥页岩普遍埋藏深,下古生界富有机质泥页岩成熟度普遍偏高,后期多期构造运动及岩浆活动强烈,这些因素对页岩气形成、富集及保存等有着重要影响。     

渝东南地区志留系黑色页岩层序地层研究

中国南方地区主要发育下寒武统、上奥陶统—下志留统、下二叠统、上二叠统4套区域性黑色页岩,分布广泛,其中下志留统龙马溪组在渝东南地区最为发育。由于渝东南地区是我国页岩气勘探的先导试验区,因此分析渝东南地区龙马溪组黑色页岩的分布规律对研究该区页岩气分布特征尤为重要。通过对渝东南地区志留系进行岩石地层对比,对野外露头进行精细分析,建立研究区志留系层序地层格架,将志留系划分为8个三级层序,即ssq1、ssq2、ssq3、ssq4、ssq5、ssq6、ssq7、ssq8,再通过分析其横向展布特征,最终确立研究区北部和西部2个黑色页岩沉积中心。笔者主要从2个方面分析黑色页岩沉积富集的控制因素:①通过分析古地貌特征,分析有利于黑色页岩沉积的沉积环境;②通过分析龙马溪组黑色页岩短期相对海平面变化,得出短期相对海平面变化对有机碳含量和有机质类型的控制规律。该控制因素对于寻找页岩气赋存的有利层段具有重要的指示意义。     

四川盆地及其周缘上奥陶统—下志留统页岩气聚集条件

通过对25处野外露头的观测、采样以及吸附气含量、地化参数和物性参数等测试分析,研究了四川盆地及其周缘上奥陶统—下志留统黑色页岩的沉积相、厚度及分布、有机质类型及含量、成熟度、孔隙度和含气量等页岩气成藏条件。与美国主要产气页岩相比,研究区发育的页岩具有沉积相有利、厚度大、有机碳含量高、成熟度高、孔隙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。此外,建立了预测页岩气藏发育有利区的参数模型,采用综合信息叠合法预测四川盆地及其周缘上奥陶统—下志留统页岩气藏的有利发育区位于川南-黔北、鄂西-渝东和川(渝)东北-鄂西北等地。在各个有利区的具体指标中,川南-黔北有利区具有较高页岩含气量,是目前勘探较为现实的地区。根据实测含气量,采用体积法计算研究区上奥陶统—下志留统页岩气资源量为(2.2～8.5)×1012m3,中值为5.3×1012m3。     

上扬子地台北缘古生界海相烃源岩有机地球化学特征

上扬子地台北缘古生代广泛沉积了一套海相碳酸盐岩和泥质岩。通过对16条沉积剖面系统采样,结合样品有机地球化学分析结果,认为该区有效烃源岩主要发育在下二叠统、下志留统下部、上奥陶统和下寒武统地层中;烃源岩以I型、Ⅱ 型为主,生烃能力较强,未丧失生气能力。综合评价认为下寒武统及下二叠统是区内的主力烃源岩;下志留统下部及上奥陶统在局部地区可能存在有利的烃源岩发育层段。     

页岩气成藏地质条件及中国上扬子区页岩气潜力

通过对北美页岩气藏地质特征进行调研,总结出页岩气藏的分布特征和形成地质条件,并对中国上扬子区海相页岩气资源潜力进行分析。热成因页岩气藏主要位于造山带边缘前陆盆地的前渊和前缘斜坡部位,生物成因页岩气藏主要位于克拉通盆地,二者在资源分布和成藏地质条件等方面均存在差异。页岩气藏形成的地质条件及评价要素包括页岩厚度、埋藏深度、有机碳及吸附气含量、有机质类型及成熟度、脆性矿物含量、地层压力与温度、储层物性、天然裂缝发育程度及含气量等。中国上扬子区古生界下寒武统筇竹寺组和下志留统龙马溪组的海相黑色页岩具有较好的页岩气潜力,是中国海相页岩气勘探最为有利的目标之一。     

中下扬子区海相中—古生界烃源岩评价与潜力分析

依据新建立的有效烃源岩评价标准,对中下扬子区中-古生界的烃源岩进行了评价,分析了烃源岩的分布层位和岩性,详细论述了各层位烃源岩的特点,提出了烃源岩分布的有利层位和有利区块.中下扬子区震旦系-三叠系可划分为上震旦统陡山沱组、下寒武统、上奥陶统顶部五峰组-下志留统底部、下二叠统、上二叠统和下三叠统共6套主力烃源岩.其中下寒武统、上奥陶统顶部五峰组-下志留统底部和下二叠统烃源岩在中、下扬子区都有分布,面积广泛,为区域性主力烃源岩;上震旦统陡山沱组烃源岩在局部发育,上二叠统和下三叠统烃源岩在下扬子区分布,这3套烃源岩属地区性主力烃源岩.中扬子区下志留统、下三叠统烃源层生烃量以石柱-万县复向斜最大,利川复向斜的生烃强度最高.上震旦统-奥陶系烃源层以宜都-鹤峰复背斜的生烃量最大,花果坪复向斜的生烃强度最高.下扬子区烃源岩的二次生烃作用明显,白垩纪-新近纪部分层系仍然是有效烃源岩.     

渝东北地区下古生界页岩气聚集条件及资源潜力

为了系统研究渝东北地区下寒武统水井沱组和上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气聚集条件,利用野外露头观测、实验测试分析、概率统计等多种方法,分别对2套页岩的分布、有机地球化学特征、储集条件及含气性进行了全面分析。结果表明:2套页岩均具有有机碳(TOC)含量高、成熟度高、厚度适中、有机质类型以腐泥型干酪根为主、含气量较高的特征;2套页岩均夹有薄层粉砂岩、细砂岩,富含石英、长石等碎屑组分,易于破裂形成裂缝、微裂缝,为页岩气的聚集提供了有利的物质基础及储集空间;2套页岩均对甲烷具有较强的吸附能力,现场解析平均含气质量体积分别为1.07 m~3/t和2.30 m~3/t。在此基础上,进一步确定了2套页岩有利区分布面积,采用条件概率体积法对其资源潜力分别进行了评价,得出下寒武统水井沱组和上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气资源量分别为0.42万亿m~3和0.38万亿m~3,均具有良好的页岩气勘探前景,城口地区的明中—厚坪一带和巫溪地区的咸水—文峰—大同一带均可作为渝东北地区页岩气勘探的有利区域。     

扬子地块古生界泥页岩孔隙度和渗透率特征

系统测量了浙江安吉下寒武统荷塘组、安徽泾县中奥陶统胡乐组、重庆下志留统龙马溪组、安徽昌桥上二叠统龙潭组的典型泥页岩样品的密度、孔隙度和渗透率。结果表明,扬子地块古生界泥页岩的孔隙度较低,介于0.73%~2.95%之间,有效孔隙度随压力增加而减小。在10MPa的有效压力下,渗透率介于(1.25~7.15)×10-22 m2之间,微裂缝能显著提高样品的渗透率。由于加载过程中微裂隙的逐渐关闭,泥页岩的渗透率随有效压力增加而呈指数关系减小,但在卸载过程中渗透率的恢复具有滞后效应。低于20MPa的有效压力,孔隙压振荡法获得的页岩渗透率值显著低于压力脉冲衰减法。     

论四川盆地页岩气资源勘探开发前景

四川盆地是目前中国页岩气勘探开发的重点地区,也是最成功的地区。四川盆地页岩气资源勘探开发前景,将在较大程度上反映和影响中国页岩气未来的发展前景。通过全面总结近年来该盆地页岩气勘探开发的新进展,得出了以下认识:1四川盆地经历了海相、陆相两大沉积演化,发育了海相、海陆过渡相、陆相三类富有机质页岩,形成了震旦系陡山沱组、寒武系筇竹寺组、奥陶系五峰组—志留系龙马溪组、二叠系龙潭组、三叠系须家河组、侏罗系自流井组6套有利的页岩气富集层系;2深水陆棚相、集中段厚度大、热演化程度适中、正向构造背景下裂缝发育、储层超压是五峰组—龙马溪组页岩气富集的"五大"关键要素;3该盆地页岩气勘探开发仍面临资源富集"甜点区"及资源潜力不清、深度超过3 500 m的深层页岩气勘探开发技术不成熟等两大挑战。结论认为:四川盆地已在侏罗系、三叠系和寒武系初步实现了页岩气发现,在奥陶系—志留系实现了工业化突破和初步规模生产,未来发展前景较好;该盆地页岩气资源可以实现经济有效勘探开发,预期可实现年产量300×108~600×108m3;对该盆地页岩气资源勘探开发将为中国页岩气资源规模发展提供重要的理论与技术支撑。     

扬子陆块下古生界页岩气保存条件分析

早古生代扬子陆块主要发育有下寒武统牛蹄塘组与上奥陶—下志留统五峰—龙马溪组2套富有机质页岩。受多期造山与多期成盆事件影响,2套页岩在经历广西、印支、燕山与喜马拉雅4期造山事件改造后,上扬子区及中扬子西部改造相对较弱、变形叠加期次最少(2~3期),页岩气保存条件最好、页岩气含量最高、最有资源前景;中扬子东部及下扬子区西部改造强度与变形叠加期次其次(3~4期),页岩气保存条件相对较差、页岩气含量相对较高、资源前景较好;下扬子区东部及扬子陆块周缘山前改造最强、变形叠加期次最多(4期),页岩气保存条件最差、页岩气含量较低、资源前景有限;陆块内部总体以残留复向斜区页岩气保存条件最好。     

上扬子区页岩气甜点分布控制因素探讨——以上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组为例

上扬子区作为中国南方海相地层最稳定的地区,发育多套海相页岩。为研究控制该区页岩气甜点分布的主要因素,以上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩为研究对象,依据上扬子区域地质事件及盆地结构特征,从构造控源控藏的角度对该区构造格局、高产井分布与气藏控制因素进行了分析,指出四川盆地东南及边缘发育的达州—利川、涪陵—彭水、南川—遵义、永川—习水、富顺—盐津、威远—犍为6大构造转换与调节带,其页岩具有弱变形与弱改造特征,是盆内最有利的页岩气赋存与保存区。结论认为:(1)受高热演化、强改造因素影响,上扬子区海相页岩以构造转换带与调节带变形最弱,具有页岩气多源汇聚与复合成藏的有利条件,且天然缝网与圈闭最为匹配,是盆内最有利的页岩气赋存与保存区,页岩气资源量最为丰富;(2)四川盆地东北部达州—利川及东南永川—习水构造转换带与调节带应引起下一步页岩气选区评价与勘探工作的高度重视。     

四川盆地页岩气与煤层气勘探前景分析

页岩气与煤层气是非常规气勘探的重要领域,国外早已进入实质性商业勘探开发。我国从本世纪初对页岩气关注渐增。页岩气以吸附、溶解、游离状态存在,形成于暗色高炭泥质烃源岩中。该文根据四川盆地烃源岩研究成果,论证了上二叠统龙潭组煤系利于煤层气成藏,有利区块位于华蓥山及其东南侧与南端地带。该地带以烟煤为主,瓦斯含量高、埋藏浅。上三叠统须家河组煤系,煤岩瓦斯含量低,有利页岩气成藏。有利区块有二：一是川西南威远背斜周缘及川南之北段区块;二是米仓山前缘,目的层埋藏较浅。 油系泥质烃源岩有利页岩气成藏的层系是下侏罗统,有利区块位于川东北、川北有机质成熟度高的高陡构造翼部及盆地边缘浅埋带。下志留统龙马溪组、下寒武统筇竹寺组暗色泥质烃源岩,在盆地内早期有利页岩气成藏。现今因成熟度剧增,不利页岩气保存,而且目的层埋深大,可在老气田“立体勘探”时关注。但在大巴山靠盆地一侧,江南古陆西北缘,其有机质成熟度有降低的趋势,不失为页岩气成藏的有利地带。     

雪峰山西侧上奥陶统五峰组烃源岩特征及油气地质意义

雪峰山西侧处于四川盆地东南边缘与雪峰山构造带之间的过渡带, 目前对该区下古生界有效烃源岩的研究主要基于有限的地质及钻井资料,认识程度不高。为此,通过野外地质调查、样品采集及室内有机地球化学分析等方法,研究了该区上奥陶统五峰组烃源岩的分布规律及有机地球化学特征。结果表明：①五峰组沉积时黑色页岩具有向陆一侧迁移的特征,3个厚度较大的区域分别为石柱-南川-桐梓、鹤峰-咸丰-秀山、桃源-安化-靖州;②有机质含量较高的区域主要为石柱-南川-习水一线,与沉积厚度较大的地区基本一致;③有机显微组成、族组成、干酪根碳同位素、甾萜烷、芳烃标志物及Pr/Ph分析表明,五峰组黑色岩系沉积母质以菌藻类等低等浮游生物为主,沉积水体具有一定盐度,总体为较强的还原环境且各地水体深度有所差异;④等效镜质体反射率为1.37%～2.73%,H/C为0.52～0.65,大部分样品达到高成熟阶段。结论认为：该区奥陶系五峰组-志留系龙马溪组黑页岩有机质含量较高,大多未达过成熟阶段,页岩气资源潜力巨大,是目前中国南方页岩气勘探的有利区块之一。     

四川盆地二叠系海陆过渡相页岩气地质条件及勘探潜力

上二叠统龙潭组海陆过渡相泥页岩是四川盆地重要的烃源岩层系,前期的研究工作主要集中于烃源岩评价,而针对页岩气成藏方面的研究则较少。为此,通过对龙潭组取心井——东页深1井分析测试结果的解剖,结合邻区的钻探成果,对龙潭组富有机质泥页岩的分布特征、地化特征、储层特征、含气特征及顶底板条件等进行了研究,并与具有相似沉积背景且已获得良好页岩气显示的页岩层系展开了对比分析,明确了龙潭组页岩气形成的地质条件及勘探潜力。研究结果表明:(1)川东南地区龙潭组海陆过度相富有机质泥页岩发育,厚度大于40 m、脆性矿物含量较高、孔隙度较高、有机碳含量高、热演化程度适中、含气性较好,具备页岩气形成的有利地质条件;(2)较之于国内外其他已获得良好页岩气显示的海陆过渡相泥页岩,川东南地区龙潭组孔隙度、有机碳含量、有机质成熟度、含气量等关键参数更优;(3)有机质类型是影响龙潭组泥页岩中有机质孔隙发育程度的主要因素,页岩气勘探选层应避开煤层富集段。结论认为:在综合考虑富有机质泥页岩发育程度及夹层厚度、埋深、保存等条件下,綦江—赤水一带是四川盆地龙潭组海陆过渡相页岩气勘探的最有利地区。     

四川盆地下古生界页岩气资源前景预测

以石油地质学、油气地球化学等理论为依据,对四川盆地下古生界下寒武统筇竹寺组和下志留统龙马溪组富含有机质的暗色泥页岩的发育及分布作了分析。利用暗色泥页岩沉积厚度、总有机碳含量、有机质类型以及有机质成熟度4个指标对页岩气资源进行了初步评价,发现筇竹寺组和龙马溪组拥有巨厚的泥页岩沉积、较高的有机碳含量、良好的有机质类型以及十分重要的过成熟条件,从而推断出研究区具有丰富的页岩气资源,并进一步划分出研究区页岩气聚集的有利勘探区带。     

川西北地区海相烃源岩地球化学特征、分布规律及天然气勘探潜力

川西北地区为近年来四川盆地天然气勘探的热点地区,但时至今日对该区海相烃源岩的地球化学特征和分布仍缺乏全面的研究.选取8条露头剖面对川西北地区下震旦统陡山沱组、上震旦统灯三段、下寒武统筇竹寺组、下志留统龙马溪组、中泥盆统、中二叠统茅口组、上二叠统龙潭组/吴家坪组和大隆组8套海相烃源岩进行了系统的有机地球化学分析,探讨了该...     

四川盆地页岩气成藏地质条件

与传统上的“泥页岩裂缝气”并不完全相同,页岩气是主体上以吸附相和游离相同时赋存于泥岩及页岩地层中的天然气。四川盆地经历了克拉通和前陆盆地演化过程中复杂的构造变动,形成了与美国典型页岩气盆地相似的构造演化特点和地质条件,其中的古生界页岩不仅是盆地内常规气藏的烃源岩,而且还是页岩气成藏及勘探的主要对象,目前已发现了页岩气存在的大量证据。根据演化及勘探地质特点,四川盆地非常规天然气具有两分格局,东南部以页岩气为主而西北部以根缘气为主,古生界主体发育页岩气而中生界主体发育根缘气。川东和川南地区（包括川西南）古生界生气页岩发育厚度大、有机质含量高、埋藏深度小,下寒武统和下志留统具有良好的页岩气成藏及勘探地质条件;川中地区同时发育中、古生界烃源岩,上三叠统、下志留统和下寒武统可作为页岩气勘探的有利层位;川西中生界泥/页岩常与致密砂岩形成频繁互层并产生具有砂岩底部含气特点的根缘气,整体上存在着页岩气发育和勘探的远景条件,局部埋藏相对较浅的高碳泥/页岩是页岩气勘探的基本对象。