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。     

松辽盆地齐家—古龙凹陷青山口组黑色页岩岩相类型与沉积环境

为研究松辽盆地齐家—古龙凹陷白垩系青山口组黑色页岩的沉积环境,利用岩心描述、薄片资料及地球化学数据开展岩相分析与沉积模式建立。结合有机碳含量和矿物组成划分出6种岩相,即富有机质黏土质页岩、富有机质长英质页岩、富有机质含生屑长英质页岩、贫有机质长英质泥岩、贫有机质含生屑长英质泥岩及贫有机质介壳灰岩。青山口组富有机质页岩并不全是静滞水体中悬浮沉积的产物,大量微米级的微波状纹层、透镜状层理、交错层理、粒序层理、冲刷充填构造以及定向排列的介屑佐证了浊流和底流作用的存在。微量元素分析表明,青一段湖盆面积大,水体深,虽有底流和浊流作用,但保持较强的还原环境,形成富有机质的黏土质页岩、粉砂质页岩和含生屑粉砂质页岩的互层,发育各种纹层。青二段、青三段随着湖平面下降,三角洲注入能力增强,贫氧环境受到破坏,有机质保存条件变差,岩相向贫有机质块状泥岩转变。     

四川盆地涪陵地区五峰组-龙马溪组海相页岩岩相类型及储层特征

页岩岩相划分及其储层品质研究是页岩气勘探开发地质评价的基础性研究工作。以钻井资料为基础，综合利用全岩X-衍射、镜下薄片等资料建立了海相页岩岩相划分方案，并结合总有机碳含量、孔隙结构、孔渗特征、纹层特征和含气性等地化测试资料，对五峰组-龙马溪组一段不同页岩岩相的储层品质进行系统分析。涪陵地区五峰组-龙马溪组一段发育3大类页岩岩相，其中主要岩相有5亚类，即粘土质硅质页岩、含钙粘土质硅质页岩、硅质粘土页岩、粘土质硅质混合页岩和含钙粘土质硅质混合页岩。不同岩相储层品质具有较大差异，硅质类页岩具有高TOC、高孔隙度和高含气性等特征，为优质页岩岩相。沉积地质背景在控制页岩岩相发育的同时，进一步影响了页岩储层品质发育特征。五峰组和龙马溪组一段下部硅质页岩沉积期，频繁的火山活动为浮游生物爆发提供了大量富营养物质，并形成贫氧和厌氧环境，有利于有机质保存，发育富碳硅质页岩；龙马溪组一段中部和上部发育的混合类页岩和粘土类页岩分别受底流和陆源碎屑物质供给影响，沉积环境渐变为富氧环境，有机质保存条件变差，总有机碳含量较低，含气性降低。     

四川盆地长宁西部地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组龙一1亚段页岩岩相划分及意义

四川盆地长宁地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩作为目前页岩气勘探开发的重点目标已取得重大突破。为明确长宁西部地区岩相差异、纵横向分布规律、储层发育特征及其影响因素,基于岩心、X衍射测试、扫描电镜以及各类分析测试资料对长宁西部地区五峰组—龙马溪组龙一₁亚段的页岩岩相进行了细致研究。研究区主要发育硅质页岩相、混合硅质页岩相、含灰硅质页岩相、含黏土硅质页岩相、混合质页岩相、含黏土/硅混合质页岩相以及含灰/硅混合质页岩相7种岩相。其中主要分布在龙一₁亚段底部的硅质页岩相因其具有高TOC含量、高孔隙度和高含气性,是研究区最为优质的页岩岩相;其次五峰组沉积时期和龙一₁亚段沉积晚期发育的混合硅质页岩相、含灰硅质页岩相、含灰/硅混合质页岩相和含黏土/硅混合质页岩相,在储层条件上稍差于硅质页岩相,为研究区中等的页岩岩相。综合分析认为,五峰组—龙马溪组龙一₁亚段页岩优势岩相储层形成可能受2个因素共同控制,一是上层富氧而下层缺氧—还原的沉积环境,该类型的沉积环境能够提供大量富有机质的硅质矿物;其次,在后期成岩作用中,充足的富有机质硅质矿物能为储层提供优异的孔隙类型。研究结果将为长宁西部地区页岩气富集区提供岩相学支撑,有利于四川盆地五峰组—龙马溪组海相页岩气的下一步勘探。      

四川盆地五峰组—龙马溪组页岩岩相及储集空间特征

以四川盆地东南缘奥陶纪末至志留纪初的深水沉积五峰组—龙马溪组页岩为研究对象,在野外剖面考察和岩石薄片鉴定的基础上,通过电子显微镜观察、矿物含量分析等,剖析五峰组—龙马溪组页岩的矿物学特征、岩相特征和储集空间类型,并讨论页岩储集性能的控制因素。研究区页岩矿物成分以碎屑石英和黏土矿物为主,含有长石、方解石、白云石、黄铁矿等;存在炭质页岩、硅质页岩、粉砂质页岩、钙质页岩和普通页岩等5种岩相;发育构造张裂缝、构造剪裂缝、层间页理缝、黄铁矿孔隙、黏土矿物晶间微孔及微裂缝、石英颗粒边缘微裂缝和有机质孔隙等7种页岩气储集空间。储集空间发育主要受矿物成分、岩相类型、有机碳含量、有机质成熟度以及成岩作用的影响。     

渝西地区五峰组—龙马溪组龙一_1亚段页岩岩相及储层特征

渝西地区五峰组—龙马溪组龙一_1亚段页岩具有巨大的勘探开发潜力,为了明确其不同岩相的储层品质差异、纵向分布规律及其储层发育影响因素等,结合岩石薄片鉴定、岩石组分、地球化学分析等进行了岩相划分,并综合有机碳含量、纹层结构、储集空间与物性、含气量等资料确定了不同岩相的储层特征、有利岩相分布及控制因素等。结果表明:研究层段发育高碳硅质页岩、中碳硅质页岩、低碳硅质页岩、低碳钙质-硅质页岩、低碳黏土质页岩、特低碳黏土质页岩6种岩相。高碳硅质页岩沉积环境还原性强,沉积水体深,生物繁盛,生物硅含量高,泥纹层发育,为优质页岩储层,有利于连片有机质和有机质孔的发育与保存,主要发育于龙马溪组底部1小层,为页岩气富集提供了有利生储条件;中碳硅质页岩与低碳硅质页岩沉积环境还原性较强,沉积水体变浅,生物繁盛程度降低,生物硅含量偏低,粉砂纹层和泥纹层频繁交互,有机质孔主要发育于分散状有机质中,是潜在的可开发页岩气储层,主要发育于五峰组顶部、龙马溪组2小层和3小层。该研究结果深化了研究区有利页岩储层纵向分布的认识,为页岩气立体开发提供了基础数据支撑。     

鄂西来凤-咸丰地区五峰组-龙马溪组岩石学特征及其成因

来凤-咸丰地区位于四川盆地东部外侧相邻的鄂西地区，其奥陶系五峰组-志留系龙马溪组暗色岩系的有机质丰度较低。根据6条露头剖面和3口钻井岩心的详细观测，通过借助偏光显微镜、X-射线衍射、场发射扫描电镜和有机碳含量分析等对来凤-咸丰地区五峰组-龙马溪组的岩石学和矿物学特征进行了研究。研究区五峰组-龙马溪组矿物组分以石英和粘土矿物为主，发育大量的粉砂级碎屑颗粒，岩石类型以富有机质的粉砂岩、泥页岩为主，由底向上依次可划分为4个岩性段：炭质（含）粉砂质页岩段、含炭含泥（质）粉砂岩段、含泥粉砂岩段及含炭粉砂质页岩段。在对比四川盆地相应层系页岩气富集条件的基础上，根据矿物、岩石特征与元素地球化学的指示，认为来凤-咸丰地区五峰组-龙马溪组发育较短时期的缺氧还原环境、快速变化的海平面和较小的沉积速率，使其在较高的生物产率条件下，富有机质页岩的沉积厚度和有机质的丰度相对四川盆地明显较差。     

四川盆地涪陵气田五峰组—龙马溪组页岩优势岩相

以四川盆地涪陵气田主力产层上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩为研究对象,利用改进的硅质矿物-碳酸盐矿物-黏土矿物三端元图解,对其页岩岩相类型进行精细划分。涪陵气田五峰组—龙马溪组页岩主要发育8种岩相:硅质页岩相(S)、混合硅质页岩相(S-2)、含黏土硅质页岩相(S-3)、含灰/硅混合质页岩相(M-1)、含黏土/硅混合质页岩相(M-2)、混合质页岩相(M)、含硅黏土质页岩相(CM-1)和含黏土/灰混合质页岩相(M-3)。将优势岩相定义为页岩的含气量达到特定工业标准的岩相,结合研究区开发现状,划分出2类优势岩相,即含气量大于4.0 m3/t评为Ⅰ类(特优),含气量在2.0~4.0 m3/t评为Ⅱ类(优)。筛选出有机质丰度、硅质矿物含量、黏土矿物含量3项参数与含气量作相关性分析,建立了五峰组—龙马溪组一段页岩优势岩相的分级标准,确定了研究区混合硅质页岩相(S-2)、含黏土硅质页岩相(S-3)为Ⅰ类优势岩相,含黏土/硅混合质页岩相(M-2)为Ⅱ类优势岩相。页岩优势岩相分级标准可为其他区块页岩气评价提供参考。     

贵州牛蹄塘组黑色页岩岩相划分及岩相—沉积环境—有机质耦合关系

贵州下寒武统牛蹄塘组黑色页岩是良好的烃源层,基于前人研究成果总结及研究区黑色页岩沉积古环境特征分析,对牛蹄塘组黑色页岩进行岩相划分,并讨论了岩相分布以及其与沉积环境和有机质分布之间的耦合关系。结果表明：牛蹄塘组黑色页岩主要以硅质页岩和富黏土质页岩为主;纵向上,页岩沉积时的氧化还原环境表现为从下部到上部由厌氧向氧化转变,深水相厌氧环境主要发育硅质页岩,贫氧环境主要发育富黏土硅质页岩;横向上,JY1井的浅水台地相厌氧环境主要发育黏土/硅混合页岩,TX1井的斜坡相—盆地相贫氧环境主要发育富硅黏土质页岩和硅质页岩;深水盆地和浅水台地均出现有机质的富集,有机质主要富集于硅质页岩中。     

四川盆地及周缘奥陶系五峰组——志留系龙马溪组页岩生物地层及其储集层特征

通过单剖面笔石鉴定、笔石带划分、等值线图编制及页岩矿物成分、TOC和纹层特征分析,系统研究四川盆地及周缘奥陶系五峰组—志留系龙马溪组生物地层及其储集层特征。结果表明,四川盆地及周缘五峰组—龙马溪组发育笔石带WF1—WF4和LM1—LM9,不同笔石带可用岩性和电性特征标定。不同笔石带页岩分布呈现西南和东北2大沉积中心,且矿物成分、TOC和纹层类型存在差异。笔石带WF2下部和WF4发育含(贫)有机质块状层理混合页岩,笔石带WF1—WF2上部及WF3发育含有机质水平层理混合页岩,笔石带LM1—LM4发育富(含)有机质水平层理硅质页岩,LM5—LM9发育贫有机质水平层理混合页岩。页岩矿物成分、TOC及层理类型受控于古气候、古水体氧化-还原条件和古沉积速率。笔石带WF1—WF2下部,水体由于温暖富氧,故块状层理发育、硅质含量和TOC值低。笔石带WF4水体由于较凉、富氧,故块状层理发育、钙质含量高、TOC值低。笔石带WF2上部、WF3、LM1—LM4水体由于贫氧、沉积速率低,故富有机质硅质页岩水平层理发育,粉砂纹层含量高。笔石带LM5—LM9水体由于富氧、沉积速率过高,故TOC值和硅质含量低、粉砂纹层含量高。图6表2参38     

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。     

渝东北地区巫溪2井五峰组—龙马溪组页岩气储层及含气性特征

为深入研究渝东北巫溪地区五峰组—龙马溪组页岩气储层及含气性特征,以巫溪2井钻井资料为基础,以笔石生物地层作为黑色页岩地层划分对比的"标尺",对富有机质页岩有机地球化学特征、岩石学特征、储集空间类型及特征等进行系统分层研究,并分析其含气性及影响因素。研究结果表明:巫溪2井五峰组—龙马溪组富有机质页岩厚度达89.8 m,笔石序列发育完整连续;有机质类型好、丰度高、热演化程度适中,生烃条件较好;有机质丰度受沉积速率的影响,缓慢的沉积速率有利于黑色笔石页岩有机质的富集;由顶至底硅质含量逐渐增加,黏土矿物含量逐渐减少,脆性逐渐增强;富有机质硅质页岩、黏土质硅质页岩具有"既甜又脆"的特性,为页岩储层发育的优势岩相;纳米孔隙形态多为四边开放平行板状孔,连通性较好;联合孔径分布曲线具有"多峰"特征,主孔位于0.42~0.62nm、3~5nm段;有机质孔、黏土矿物层间孔对总孔容贡献最大,脆性矿物间孔的贡献最小;由顶至底有机质孔隙逐渐增多,黏土矿物层间孔逐渐减少;现场实测岩心含气量最高超过8 m~3/t,含气性受生烃、储集和保存条件的综合控制;凯迪阶沉积期—埃隆阶沉积早期(WF2—LM6带)对应Ⅰ类优质页岩气储层,赫南特阶LM1带为最佳层段,具有"最甜、最脆"的特性,可作为水平井最佳靶体位置"甜点段"。     

滇黔桂盆地桂中坳陷下石炭统台槽相页岩沉积特征与沉积模式

通过对典型井观察描述、野外剖面实测以及室内测试分析,对桂中坳陷下石炭统鹿寨组页岩的沉积特征进行解剖,建立台槽相页岩沉积模式,并提出具有页岩气勘探潜力的优势相带。对比四川盆地五峰组-龙马溪组陆棚相页岩与研究区台槽相页岩的沉积特征,明确台槽与陆棚的差异性。研究区台槽沉积的典型相标志除了页理、变形、粒序等层理构造之外,槽内普遍富集大量黄铁矿,台-槽斜坡带可识别出灰质和硅质两种浊流、腕足等古生物碎片以及若干植物碎片。根据岩性组合、相标志、水动力等条件,台槽相共划分出4种亚相及13种岩相。其中,台盆亚相的硅质岩相和硅质页岩相以及下斜坡亚相的泥质硅质岩相和炭质泥岩相可作为优势相带,含有少量灰质和泥质的硅质岩更具页岩气勘探潜力。     

页岩岩相的测井曲线识别方法——以焦石坝地区五峰组—龙马溪组为例

页岩岩相的识别是页岩气勘探开发的基础工作,不同类型页岩具有不同物质组分与组构,进而具有不同的脆性度和物性,目前利用测井曲线来识别页岩岩相的研究较为薄弱。以焦石坝地区五峰组—龙马溪组3口井的测井资料、岩心测试数据为基础,通过多参数优选、多元线性拟合,分别建立了黏土矿物、硅质矿物相对含量的预测方程,探讨利用测井曲线识别页岩的方法。结果表明:黏土质页岩具有高DEN,CNL,K,KTh,低U,U/Th的特征;混合质页岩具有中DEN,U,CNL,K,KTh,U/Th的特征;硅质页岩具有高U,U/TH,低DEN,CNL,K,KTh的特征,并以此为依据,建立了页岩岩相识别雷达图版,不同岩相所对应的测井曲线数值在图版中有不同的分布范围,该图版可以有效识别页岩岩相,并能够对预测方程识别错误的岩相进行纠正,预测结果与实测值吻合度高。将预测方程定量识别岩相和雷达图版定性识别岩相结合起来,通过双重约束,可以很好地识别焦石坝地区五峰组—龙马溪组页岩岩相。     

川东地区龙马溪组页岩不同岩相孔隙结构特征及其主控因素

四川盆地川东地区是中国页岩气主要产区,目前发现的页岩气主要产自五峰-龙马溪组的富泥硅质页岩,而对富硅泥质和混合质页岩研究较少。为了确定川东地区龙马溪组富硅泥质和混合质页岩的孔隙发育特征,在对龙马溪组页岩岩相划分的基础之上,通过二氧化碳吸附,氮气吸附,高压压汞以及孔隙度测定,X-衍射,场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）等实验手段,对比不同岩相页岩孔隙结构特征,研究不同岩相页岩孔隙结构的主控因素。研究结果表明：①川东地区富有机质页岩可划分为富硅泥质页岩相、硅/泥混合页岩相和富泥硅质页岩相,不同岩相页岩孔隙度范围在2.62%~5.65%;②页岩储层中孔隙体积以介孔为主,大约占总孔隙的50%~60%,其次是微孔和宏孔,大约占总孔隙的15%~20%,比表面积主要贡献来自微孔和介孔,分别占总比表面积的70%和30%;③龙马溪组页岩孔隙发育主要受有机质丰度的控制,粘土矿物含量不是控制页岩孔隙发育主要因素,高有机质丰度页岩可能由于骨架颗粒支撑较弱遭受更剧烈的压实作用使大部分孔隙消失;④高有机质丰度富泥质页岩和硅/泥混合页岩也具有较高的孔隙度,与大部分富泥硅质页岩具有相似的孔隙结构,表明富硅泥质页岩相和硅/泥混合页岩相页岩也能发育一定量的纳米级孔隙,可为页岩气赋存提供空间。     

四川盆地焦石坝地区龙马溪组海相页岩储层非均质性特征

以四川盆地焦石坝地区下志留统龙马溪组海相页岩为研究对象，综合利用全岩X衍射、薄片鉴定、阴极发光、氩离子抛光扫描电镜、高压压汞-气体吸附联测、核磁孔隙度等实验数据，开展不同岩相储层特征差异性研究。研究结果揭示:（1）焦石坝地区龙马溪组海相页岩岩相主要分为硅质类页岩、混合类页岩和黏土类页岩；（2）硅质类页岩有机孔隙非常发育，混合类页岩和黏土类页岩中无机孔隙较为发育，其中黏土类页岩有机孔隙发育程度较弱；（3）不同页岩岩相非均质性特征显著。总有机碳含量、孔隙度、孔隙体积、比表面积和含气量方面，硅质类页岩最为发育，黏土类页岩发育程度最低，混合类页岩介于两者之间；（4）硅质类页岩沉积期古生物繁盛有利于有机质富集和有机质孔隙发育，混合类页岩和黏土类页岩分别受底流和陆源碎屑沉积作用影响，总有机碳含量较低且有机质孔隙相对欠发育。      

焦石坝地区五峰组-龙马溪组一段页岩岩相展布特征及发育主控因素

页岩岩相展布及发育主控因素研究是页岩气勘探开发地质评价的基础性工作。基于岩心、岩石薄片、阴极发光、全岩X射线衍射、ECS元素测井、主量/微量元素等资料,运用岩矿三端元法和页岩岩性分级命名方法,识别出了焦石坝地区五峰组-龙马溪组一段海相页岩发育的3大类、8亚类页岩岩相,并揭示了页岩岩相的时空展布规律及发育主控因素。研究区海相页岩垂向演化具有三分性特征,自下至上依次发育有硅质类页岩、混合类页岩和黏土类页岩;页岩横向展布具有南北差异性特征,北部页岩岩相变化较快,其中混合类页岩发育厚度显著大于南部,而南部硅质类页岩岩相厚度相对较大。页岩岩相差异性特征受控于特殊沉积地质事件,其中硅质类页岩发育在一定程度上受控于奥陶纪-志留纪全球性火山事件,混合类页岩受底流作用影响显著,而黏土类页岩主要受陆源碎屑物质供给作用影响。