运用方解石脉包裹体和碳氧同位素评价页岩气保存条件——以中扬子地区寒武系为例

裂缝脉体的碳/氧同位素和包裹体对于研究油气保存条件有着重要的指示意义。为了揭示中扬子地区寒武系页岩气保存条件的差异性,选取该区3口代表不同构造条件和含气性的井(YY1井、YD4井、ZD1井)作为主要的研究对象,基于裂缝脉体包裹体和方解石脉碳/氧同位素测试分析资料开展了对比研究。研究结果表明:①该区寒武系裂缝脉体包裹体主要有液烃包裹体、甲烷包裹体、气液两相包裹体、盐水包裹体4种类型,(液烃+甲烷)包裹体/(气液两相+盐水)包裹体比值与油包裹体丰度一样对油气成藏与保存具有重要的指示意义,YY1井以高演化液烃和甲烷包裹体为主,ZD1井以气液两相和盐水包裹体为主,YD4井介于二者之间,构造条件越复杂古流体中烃类的占比越低,水的比例越高;②Δ~(13)C (δ~(13)C_(围岩)-δ~(13)C_(方解石))值、Δ~(18)O(δ~(18)O_(围岩)-δ~(18)O_(方解石))值的变化范围与保存条件具有相关性,ZD1井的变化范围明显大于YY1井,高度封闭的页岩段Δ~(13)C值、Δ~(18)O值趋近于0,页岩内部跨层流体、外部流体侵入都会导致Δ~(13)C值、Δ~(18)O值变化;③包裹体及方解石脉碳/氧同位素指示YY1井裂缝导致页岩气向上散失,YD4井、ZD1井裂缝导致页岩气向下散失两种不同逸散类型;④初步建立了中扬子地区基于包裹体和方解石脉碳/氧同位素的寒武系页岩气保存条件评价指标。结论认为,中扬子地区寒武系页岩气保存条件由黄陵隆起向江南—雪峰隆起整体逐渐变差,黄陵隆起周缘的寒武系页岩是下一步页岩气勘探的重点。     

桑植—石门复向斜及邻区古流体特征与油气保存意义

通过对桑植—石门复向斜及相邻地区震旦系—三叠系方解石脉和围岩的碳氧同位素、锶同位素对比,结合方解石脉中流体包裹体测试分析,研究了桑植—石门地区古流体特征及其油气保存意义。下古生界围岩87Sr/86Sr部分高于同期海水,也高于方解石脉,表明围岩在裂隙形成之前受到高~(87)Sr/~(86)Sr流体改造。桑植—石门复向斜北翼温泉附近的方解石脉体具高87Sr/86Sr、低δ13C、低δ18O特征,显示大气水参与了方解石脉沉淀,逆断层可能在形成之初就不具封闭性。流体包裹体盐度和均一温度指示,桑植—石门地区上寒武统娄山关组上覆盖层残余厚度小于3 km,不具封闭能力;中寒武统孔王溪组方解石脉流体包裹体高盐度表明膏盐盖层在研究区广泛分布,在埋深超过2 km条件下对下伏地层具有较好的封盖能力。桑植—石门复向斜田二垭、向家垭、车坊背斜圈闭、桥头、中坪隐伏圈闭保存条件较好,除田二垭背斜外,可以同时将震旦系灯影组、寒武系清虚洞组白云岩作为勘探目的层。     

中扬子北缘冲断构造带的古流体记录及其对页岩气保存意义——以保地1井为例

为研究中扬子北缘大洪山冲断带古流体特征及其对页岩气保存的指示意义,以该区保地1井为例,系统采集志留系裂缝脉体样品并开展流体地球化学与包裹体分析。测试结果显示,方解石脉δ13C值变化范围为-8.19‰~0.16‰,碳同位素最小值远小于志留系灰岩夹层,也小于海相碳酸盐岩,结合脉体包裹体群脱硫系数高达23.53~87.90且自下而上具有降低的趋势,表明古流体中有下伏寒武系膏岩层卤水混入,导致古流体SO₄2-增高,以及寒武系TSR产生的H₂S、CO₂沿着裂缝系统进入志留系,致使方解石脉δ13C负偏和钻遇地层气显发现H₂S。志留系龙马溪组底部包裹体类型以纯水溶液包裹体为主,最大均一温度峰值约为110~120℃,最小均一温度峰值为60~80℃;结合区域构造演化,大洪山冲断带较川东地区志留系页岩抬升剥蚀时间早,古流体形成阶段埋深浅、温度低、含气饱和度低。滑脱带附近包裹体均一温度变化范围大,最低均一温度发育于该段,表明滑脱带构造活动期次更多、持续时间更长,特别是晚期构造活动更强,成为页岩气逸散的长期通道。综合分析表明,大洪山冲断带发育多个滑脱层的冲断、变形,对多层系页岩气藏和常规气藏破坏较大。      

湘中涟源凹陷泥盆系佘田桥组页岩气差异性富集控制因素

湘中坳陷是中国南方页岩气勘探由长江上游向中游扩展的一个重要区域,泥盆系佘田桥组是该区页岩气勘探的重点层位。以区内涟源凹陷野外露头与钻井资料为基础,利用实验室分析测试、地球物理测井及现场含气性监测数据,对佘田桥组页岩气成藏地质条件进行分析,并在此基础上探讨了页岩气差异性富集的控制因素。结果表明：(1)台盆沉积相区佘田桥组主要发育灰黑色—黑色页岩、钙质页岩夹泥灰岩,厚度大于80 m,有机质含量高（TOC>1%）、类型好（腐泥型—偏腐泥混合型）,热演化程度适中（2.0%相似文献   

四川盆地焦石坝南部地区五峰组—龙马溪组裂缝脉体流体来源及形成时间

页岩裂缝中的脉体记录了古流体活动和裂缝活动的重要信息,对页岩气的富集和保存条件具有重要的指示作用。针对四川盆地焦石坝南部地区五峰组—龙马溪组页岩中裂缝内充填的方解石脉和石英脉,通过岩石薄片观察和阴极发光分析,结合微区原位元素、流体包裹体和碳、氧、锶同位素测试等技术手段分析了成脉流体的来源和形成时间。研究结果表明,焦石坝南部地区五峰组—龙马溪组页岩的裂缝内依次充填了3期脉体,其中,第1期和第3期为方解石脉,第2期为石英-方解石脉。第1期方解石脉的阴极发光颜色为棕黄色,稀土元素总量低,重稀土轻度富集,第2期脉体中方解石的阴极发光颜色为褐黄色,稀土元素总量较高,这2期脉体中方解石的Eu为正异常;结合碳、氧、锶同位素分析,揭示成脉流体来源于五峰组—龙马溪组页岩的层内成岩流体,脉体均形成于相对还原的成岩环境。第3期方解石脉的阴极发光颜色为棕黄色,稀土元素总量高,重稀土高度富集,表现出明显的Eu负异常,成脉流体可能来自混有陆源物质的外源流体。基于2期方解石脉体和1期石英+方解石脉体的形成顺序和岩相学特征,利用方解石脉和石英脉中原生盐水包裹体的均一温度以及埋藏史和热演化史的分析结果,确定3期脉体方解...     

大港滩海地区沙一段下部砂岩储层中方解石胶结物碳、氧同位素研究

对大港滩海地区沙一段下部砂岩储层中方解石胶结物的12个样品进行了碳、氧同位素分析,结果表明碳同位素δ13C值分布范围在-9.58‰～+13.61‰,平均为5.29‰;氧同位素δ18O值分布范围在-12.46‰～+0.09‰,平均为-6.28‰.探讨了碳酸盐岩的成岩流体盐度及碳的来源和成因等问题,认为本区的方解石胶结物成岩流体为高盐度流体,方解石胶结物主要来自层内碎屑碳酸盐颗粒或者邻近碳酸盐岩层的溶解,其碳来源主要为还原有机碳.      

米仓-大巴山海相地层古流体地球化学特征与油气保存

米仓-大巴山前带及周缘海相地层形成时间早、变形期次多、油气保存条件差,是油气勘探的主要制约因素。通过研究构造裂隙充填方解石脉碳、氧同位素及流体包裹体特征,分析古流体成因来源、活动期次及大气水混入情况,评价该区海相地层的油气保存条件。研究结果表明：从盆地内经山前带至盆地边缘,大气水下渗作用逐渐增强,山前带古大气水下渗深度普遍在1 200～3 000 m;根据方解石脉包裹体均一温度和盐度特征,推测该区存在两期古流体活动,分别对应燕山期和喜马拉雅期构造运动。其中,燕山期大气水下渗影响较弱,海相地层封闭性相对较好,有利于烃类的保存;喜马拉雅山期海相地层遭受强烈的抬升剥蚀,大气水下渗作用强烈,保存条件变差。     

中扬子海相碳酸盐岩中方解石脉成岩环境研究

通过对中扬子京山县城周边露头碳酸盐岩中方解石脉的普通薄片、阴极发光以及碳氧同位素等资料分析,认为该区露头三叠系裂隙中充填放射状和等轴粒状的方解石且阴极发光强度有差异,二叠系和奥陶系裂隙中主要为等轴粒状方解石,阴极发光与围岩相似。方解石脉的δ13C_PDB位于－6.76‰～4.01‰之间,δ18O_PDB在－17.95‰～－5.67‰之间,基本为海水潜流带—混合水潜流带沉积环境。三叠系方解石脉基本上为沉积碳酸盐岩,二叠系和奥陶系部分方解石脉受后期成岩流体的影响,其中二叠系有机质成熟产生的流体对该层系方解石脉的形成有一定影响。      

渤海湾盆地东营凹陷烃源岩碳氧同位素组成及地质意义

对渤海湾盆地东营凹陷沙河街组烃源岩层段开展了系统取样和碳酸盐碳氧同位素分析,并结合文献中的数据资料,在层位精细划分基础上,系统总结了碳氧同位素组成特征及纵向的差异,并探索分析了古湖泊环境的演变过程。沙四段下亚段δ13C和δ18O呈现较好的正相关,指示了断陷初始期盆地封闭性水文地质条件,但其碳氧同位素又整体相对较轻,并且具有从下部向上部逐渐变重的特征,表明盐湖水体不稳定并受到不同程度的淡水影响作用。沙四段上亚段δ13C和δ18O整体呈现较好的正相关且明显加重,指示了断陷加速期咸化湖泊水体环境较为稳定和封闭的特征。沙三段下亚段不同岩性碳酸盐碳氧同位素存在一定差异,其中较好反映烃源岩原始碳氧同位素组成特征的非钙片页岩,其δ13C和δ18O值分布非常集中,指示断陷鼎盛期非常稳定、封闭的半咸化湖泊环境。沙三段中亚段与沙三段下亚段非钙片泥岩数据较为接近,从一定程度上继承了沙三下亚段沉积期湖泊水体的碳氧同位素特征。      

大庆长垣扶余油层砂岩中方解石胶结物的碳、氧同位素特征及其成因

方解石是大庆长垣深层砂岩中广泛分布的一种胶结物,同时方解石胶结作用是大庆长垣扶余油层致密储层的控制因素之一。以方解石胶结物为研究对象,运用薄片鉴定,扫描电镜观察、X-射线衍射分析、包裹体测试和碳、氧同位素分析,查明方解石碳、氧同位素组成及其成因。研究结果表明,储层砂岩类型为长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩,粘土以I/S(伊/蒙混层)+I(伊利石)+K(高岭石)组合为代表。方解石的碳同位素(δ13C,PDB)分布范围是-20.3‰~-3.2‰,氧同位素(δ18O,PDB)的分布范围是-25.3‰~-20.3‰,平均值为-22.67‰。碳、氧同位素分析数据的计算表明,碳酸盐的相对古盐度值(Z)介于73.92~109.89,表明其形成时的古流体均为矿化度较高的淡水;方解石的形成温度为80~100℃。方解石胶结物的同位素显示,其形成与有机酸脱羧作用有关,暗示其"碳"来源为有机碳。     

川北米仓山前缘筇竹寺组成脉流体特征及流体活动对页岩气保存的意义

四川盆地下寒武统筇竹寺组页岩气勘探研究目前主要集中在川南、川西南地区，对于川北米仓山前缘的研究特别是页岩层系中裂缝脉体的研究较少，制约了该地区筇竹寺组的勘探进程。通过岩心-薄片观察、流体包裹体测温、流体地球化学分析等方法研究了川北米仓山前缘筇竹寺组成脉流体特征及流体活动对页岩气保存的意义。结果表明：研究区筇竹寺组有2期方解石和1期石英充填，第1期方解石脉形成于早奥陶世，成脉流体为层内地层水、海水、大气淡水的混合流体；第2期方解石脉形成于早白垩世，成脉流体为层内地层水和深部热液的混合流体，与液烃、气相甲烷一起充注；第3期石英脉形成于晚白垩世，成脉流体为层内的硅质流体，与气相甲烷一起充注。筇竹寺组2期方解石成脉时受到了深部热液和大气淡水的影响，页岩气保存条件遭受一定程度的破坏，而第3期硅质流体来源于页岩层内，表明筇竹寺组的后期改造作用不强，页岩保留了一定的自封闭性。研究成果为米仓山前缘筇竹寺组页岩气勘探提供了理论依据。     

页岩中裂缝脉体地球化学指标对页岩气保存条件的指示——以下扬子二叠系乐平组富有机质页岩为例

近年来二叠系海陆过渡相页岩逐渐成为未来非常规页岩气资源的重要勘探目的层,但不同构造应力产生的页岩裂缝对于页岩气的富集或调整改造的作用机制尚未被深入研究。通过对低角度顺层滑脱裂缝脉体以及高角度剪切裂缝脉体中成岩流体和烃类流体的地球化学指标进行分析研究,阐明不同成因类型裂缝对于页岩气的影响机制。基于裂缝脉体中流体包裹体岩相学观察,显微拉曼光谱定量分析和碳酸盐岩U-Pb同位素年代学及成脉流体环境分析,认为低角度顺层滑脱裂缝脉体主要在地层埋藏—生烃阶段形成,其中主要捕获高温高压的CH₄—C₂H₆流体包裹体,脉体来源于热液或者成岩流体成因,以封闭还原环境为主。高角度剪切裂缝方解石脉体未发育大量烃类气包裹体,方解石脉体成因是大气淡水来源,以开放氧化环境为主,碳酸盐岩U-Pb定年结果显示喜马拉雅期构造运动的地层抬升导致高角度剪切裂缝形成。低角度顺层滑脱裂缝脉体对于页岩气的富集具有建设意义,而多数高角度剪切裂缝脉体对页岩气起到破坏和调整作用。     

中扬子京山地区方解石脉成因及其对油气保存的指示意义

野外观察中扬子京山地区逆冲推覆带和冲断褶皱带内奥陶系、二叠系和三叠系发育多期沿裂缝分布的方解石脉。通过稀土元素（REE）,电子探针,氧同位素,流体包裹体分析及盆地模拟对方解石脉成因进行了研究。奥陶系和三叠系方解石脉REE呈现轻稀土元素（LREE）富集,重稀土元素（HREE）亏损,明显的正铕（Eu）异常,说明成脉流体受到了热液流体的影响;二叠系方解石脉REE总量低,LREE低度富集,HREE配分曲线平坦,中等程度负铈（Ce）异常,显示成脉流体为大气淡水成因。根据电子探针Fe,Mn元素分析,部分奥陶系方解石脉成因与其围岩碳酸盐溶解有关;二叠系方解石脉成因主要与大气淡水淋滤碳酸盐成分有关,三叠系方解石脉成因与其他层位海相碳酸盐成分有关。利用氧同位素温度和流体包裹体均一温度,结合研究区虚拟井的埋藏史和热史模拟结果,推测3套地层裂缝方解石脉体形成深度约在2 000~2 500 m,形成时间约为距今150~60 Ma。综合方解石脉地球化学特征分析认为,燕山期构造挤压抬升作用伴随的热液流体、成岩流体及地表水下渗作用使京山地区油气保存条件遭受了一定程度的破坏。     

沉积条件下白云石与伴生方解石碳氧同位素组成的差别及影响因素

以岩石学为基础,运用元素、X射线衍射和碳氧同位素分析等方法,在手标本中观尺度上探讨同一样品中白云石与伴生方解石的碳氧同位素组成及影响因素。研究表明,白云石比伴生方解石具有更高的δ13C和δ18O值。白云石的δ18O值高于伴生方解石可能与如下2种因素有关:（1）在白云石-水和方解石-水系统中,前者的氧同位素分馏系数大于后者,因此在白云石-方解石系统中,氧同位素分馏系数大于1;（2）白云石沉淀于比方解石盐度更高、更富18O的水体中。白云石的δ13C值高于伴生方解石可能与如下因素有关:在白云石-CO₂和方解石-CO₂系统中,前者的碳同位素分馏系数大于后者,因而对交代过程的白云石-方解石系统而言,碳同位素分馏系数大于1。准同生白云石与伴生方解石的氧同位素组成差值较大,而热液/深埋藏白云石与伴生方解石的氧同位素组成差值较小。      

四川盆地东南部页岩气同位素分馏特征及对产能的指示意义

页岩气甲烷碳同位素是研究页岩气同位素分馏特征及产出过程的重要指标。选取四川盆地东南部及盆缘转换带内6大区块10口页岩气井上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组页岩,通过现场含气量测试过程中页岩气甲烷碳同位素变化,研究不同压力系统、不同小层下甲烷碳同位素分馏特征,探讨页岩气同位素与物性、含气性关系,并结合实际排采数据,对典型页岩气井产出阶段进行划分。页岩气解吸过程中,逐渐升高,甲烷碳同位素逐渐变重;超压页岩气甲烷碳同位素整体较小,从盆缘外部向内部,甲烷碳同位素逐渐变轻。纵向上,随着深度的增加,甲烷同位素整体变轻;页岩孔隙度越大、游离气含量越高、页岩保存条件越好,甲烷碳同位素分馏作用就越不明显。最后,选取武隆向斜L井岩心现场解吸气样,通过甲烷同位素分馏,对页岩气解吸阶段进行划分,并将排采气同位素与现场解吸气同位素进行比对。该井排采气的δ13C₁值对应现场岩心连续解吸0.9 h释放气体的δ13C₁值,其采收率约为24.8%,尚处于初期排采阶段。      

东营凹陷页岩油储层中方解石的成因及证据

为明确东营凹陷页岩中方解石矿物成因和储层成岩特征,利用薄片、X衍射、碳氧同位素等分析技术,首次发现了牛页1井页岩中方解石脉具有示顶底构造和机械双晶特征,是地质构造运动产生地应力作用于页岩方解石脉上留痕的直接岩石学证据,为页岩地层地应力的研究提供了载体矿物。通过对研究区页岩中泥晶方解石和亮晶方解石的碳氧同位素对比分析发现:页岩中泥晶方解石的形成主要隶属于与甲烷细菌活动生成生物气有关的碳酸盐,亮晶方解石脉极可能为泥晶方解石溶蚀后再沉淀重结晶的产物。生烃增压等作用形成微裂缝是方解石脉形成的先决条件,有机酸对泥晶方解石的溶蚀和再沉淀是必要条件。根据发现的4个岩石学特征和碳氧同位素证据,阐述了从生烃增压、微裂缝形成、有机质热演化排出有机酸、泥晶方解石被溶蚀、方解石重结晶,直至方解石脉形成的整个同生演化过程,并探讨了页岩与相邻砂岩的碳库来源和砂泥岩协同成岩演化过程。     

准噶尔盆地南缘西部中上侏罗统沉积岩脉特征

准噶尔盆地南缘西部吉尔加特河中上侏罗统产出的沉积岩脉, 主要有砾岩脉和砂岩脉, 据岩脉产出层位可分为三期：岩脉中的碎屑成分与上覆沉积物一致, 而岩脉中的碳酸盐胶结物的碳、氧同位素值与围岩中的碳酸盐的碳、氧同位素值十分接近, 但与上覆下白奎统砾岩的碳酸盐胶结物的碳、氧同位素值相差甚远。沉积岩脉的形成与沉积和构造活动有关, 在局部地区岩脉的分布非常壮观。     

塔里木盆地塔河油田中下奥陶统鹰山组内幕储层成因机理

塔里木盆地塔河油田中下奥陶统顶部风化壳缝洞型储集体是主力产层,在其下部依然发育规模性储集体,为探讨这套储集体的成因机理,在A井区开展了碳氧同位素、锶同位素、稀土元素和阴极发光等分析测试工作。洞穴和构造裂缝方解石的δ18O和δ13C值明显比灰岩背景值偏负,具有δ18O不变而δ13C可变的趋势,δ18O_PDB均值为-14.74‰,为脱气作用形成的大气水方解石线。洞穴和构造裂缝方解石的87Sr/86Sr比值介于0.709 622～0.709 968之间,明显高于背景值,主要受壳源锶的影响;稀土元素中Ce和Eu元素无正异常,表明缺乏热液流体的参与。洞穴和构造裂缝方解石胶结物主要发橘黄色和暗棕色光,代表的是弱氧化—弱还原环境。研究认为,A井区中下奥陶统鹰山组缝洞储集体形成于海西早期大气淡水深部缓流带环境,该岩溶环境具有承压、水流缓慢、不受排水基准面控制的特点。      

川东南地区五峰组—龙马溪组页岩现场解吸气特征及其意义

川东南地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩为我国页岩气勘探开发的重要层位,在焦石坝、彭水、丁山、南川等地区都有重要发现。利用中国石化无锡石油地质研究所自主研发的快速现场解吸仪,对该地区典型页岩气井解吸气量、损失气量、总含气量、解吸气天然气组分和解吸气甲烷碳同位素(约30min取1样)进行测试。数据分析表明,上述数据对页岩气成藏机理、勘探开发有着重要的意义,主要表现在:1首样甲烷碳同位素值及特征可以预测页岩气富集层,为页岩气甜点层识别的有效方法;2总含气量和解吸天然气组分识别页岩气甜点层,为页岩气甜点层识别的最直接方法;3页岩气组分和碳同位素值联合判别页岩气成因类型,干酪根碳同位素特征和页岩气碳同位素特征可作为气源对比的有效手段;4页岩气组分特征可以判别该地区的保存条件,其对页岩气的散失程度研究具有指示意义;5损失气量和解吸气量及其关系能够反映出主要赋存方式的差异,对页岩气井不同阶段产气特征具有预测作用;6甲烷碳同位素值随解吸时间出现明显分馏效应,可以预测页岩气产气阶段及剩余气的含量。     

玄武岩方解石脉成因及其对储集层质量的影响——以准噶尔盆地玛湖凹陷东斜坡石炭系为例

基于岩心、岩石薄片观察,结合X射线荧光分析、微区原位主微量和稀土元素、碳氧锶同位素组成、流体包裹体等测试分析及盆地模拟,对准噶尔盆地玛湖凹陷东斜坡石炭系玄武岩方解石脉特征及成因进行研究.结果表明研究区脉体发育3期方解石充填:第Ⅰ期贫锰,稀土元素配分曲线平坦,强负铈异常,弱—中等负铕异常,碳同位素组成偏轻,表明其形成受到...