滇东北木杆向斜奥陶系五峰组—志留系龙马溪组页岩气资源潜力评价

基于Xd2井和Ydd3井奥陶系五峰组—志留系龙马溪组岩心测试结果，结合邻区资料，总结滇东北地区木杆向斜黑色页岩岩性、分布规律、有机地球化学、储层及含气性特征，评价木杆向斜页岩气资源潜力。木杆向斜五峰组—龙马溪组一段主要为深水陆棚相黑色碳质泥页岩和粉砂质泥岩，其中龙马溪组一段可以分为1亚段、2亚段和3亚段，页岩优质段（总有机碳含量大于2.0%）厚40～70 m，平均有机碳含量为3.00%～3.61%，干酪根碳同位素值-30.21‰～-27.01‰，有机质含量高、类型好，等效镜质体反射率（VR_o）为2.73%～2.79%。矿物组成具有较低含量的石英和长石，较高含量的碳酸盐岩和黄铁矿，由下至上，石英、碳酸盐岩和黄铁矿含量降低，长石和黏土含量增加。页岩孔隙度为2.39%～8.53%，横向渗透率（0.000 01～15.0）×10-3 μm2，以中等孔隙为主，低—特低渗透率，孔隙类型主要为有机质演化形成的介孔和微孔。木杆向斜五峰组—龙马溪组页岩埋深约1 500～2 300 m，含气面积125.55 km2，资源量999.93×108 m3，主力含气层段位于五峰组上段—龙一段1亚段，厚度38～43 m，平均总含气量2.95～4.31 m3/t。木杆向斜五峰组—龙马溪组页岩厚度大，横向上和纵向上连续分布，埋藏适中，具有良好的页岩气资源潜力。      

塔里木盆地东南缘阿尔金地区首次发现古老烃源岩

前寒武系是全球重要的含油气层系,塔里木盆地前寒武系埋深大,是否发育规模性的优质烃源岩层段一直没有定论。近期,在塔里木盆地东南缘阿尔金地区进行野外考察时,于新疆若羌县红柳沟新发现一套厚层黑色泥页岩。野外露头剖面实测显示,剖面发育连续,厚约为326.2 m,底部为千枚岩段;下部为硅质岩段,厚约为180.1 m,以硅质岩、砂质泥岩和粉砂岩为主;上部为砂泥岩段,厚约为132.3 m,以黑色泥页岩、砂质泥岩和粉砂岩为主;实测剖面上覆叠层石白云岩。新发现的黑色泥页岩位于剖面上部砂泥岩段的中亚段,厚约为60 m,有机碳含量（TOC）为1.04%～4.81%,发育在还原沉积环境。剖面下部粉砂岩碎屑锆石U-Pb年龄显示,这套黑色泥页岩的最大沉积年龄晚于新元古代拉伸纪晚期,其形成可能与全球性的冰期事件相关。虽然新发现的黑色泥页岩未获得精确的年代学数据,但区域地质概况、野外地层接触关系、新获得的碎屑锆石U-Pb年龄等证据都支持这套黑色泥页岩沉积时代在寒武纪之前,它可能为塔里木盆地周缘目前发现的一套品质较好的古老烃源岩,具有重大的油气勘探价值及古环境研究意义,并坚定了在塔里木盆地深层古老地层开展油气勘探的信心...     

华南地区南华系大塘坡组黑色岩系地质地球化学特征与有机质富集机制

随着油气勘探不断向深层—超深层领域拓展,古老层系的烃源岩越来越受到关注。华南地区南华系大塘坡组发育一套富有机质黑色岩系,其形成于两套冰期沉积之间,近年来引起勘探界关注。基于岩心、岩石薄片和X射线衍射、总有机碳含量和元素地球化学特征等分析测试资料,对大塘坡组黑色岩系沉积特征、形成环境与有机质富集机制进行了系统分析。大塘坡组黑色岩系主要分布于黔湘渝地区,厚度为2~90 m,自下而上划分为Ⅰ段含锰页岩、锰碳酸盐岩和Ⅱ段黑色页岩。Ⅰ段矿物组成以菱锰矿、铁锰白云石及黏土矿物为主,Ⅱ段主要矿物类型为黏土矿物、石英及长石。大塘坡组黑色岩系干酪根类型为腐泥型,发育红藻、绿藻、褐藻等藻类;Ⅰ段总有机碳（TOC）含量平均为2.3%,Ⅱ段底部TOC含量明显升高,平均为2.9%。综合分析认为,大塘坡组黑色岩系总体形成于冰期后气候转暖、盆地与开阔海连通的水体;热液活动及硅酸盐化学风化作用分别控制了Ⅰ段和Ⅱ段的营养物质来源,对表层水体的原始生产力具有重要影响,是大塘坡组黑色岩系有机质富集的关键;沉积期底水缺氧环境有利于有机质保存。     

缺氧环境下热液活动对页岩有机质丰度的影响

在页岩气勘探中,首先寻找高有机质丰度的页岩已被广泛认可。研究页岩中有机质的富集机理,认清沉积环境与页岩中有机质丰度的关系对页岩气勘探非常重要。黔西北地区下寒武统牛蹄塘组底部广泛发育黑色页岩。在有机化学与元素化学相结合的基础上,对其进行了精细研究。发现其有机质含量丰富,有机碳的质量分数大多超过3.0%,有机质类型以I型为主且有机质演化成熟度R_o介于2.0%~3.0%,从烃源岩的角度作为页岩气源岩具有很好的勘探前景。同时,黑色页岩中Ba、As、U、P、Mo等元素大量富集,Sr、Al、Ti、Mg等元素含量较低,显示其形成于缺氧的还原环境当中,同时又伴随热液活动作用的影响,有机碳的质量分数与表征缺氧环境和热液活动的元素化学参数w(Cu)/w(Zn)、δU和w(Si)/w(Al)、w(U)/w(Th)等的质量分数具有很好的相关性,缺氧的沉积环境和热液活动是这套富有机质页岩形成的主控因素。     

上扬子地区下寒武统页岩气资源潜力

上扬子地区下寒武统普遍发育黑色泥页岩,这套黑色泥页岩是早寒武世早期全球性海平面上升时,在上扬子地区形成区域性深水滞留缺氧的陆棚到斜坡环境沉积的,其岩性为黑色碳质页岩、黑色硅质页岩、石煤及深灰色粉砂质页岩。泥页岩有机碳含量高,最高达到12%,在剖面上有机碳含量由下向上逐渐减小,高有机质含量泥页岩主要分布在剖面下部。在空间上富含有机质的厚层泥页岩分布在川西南—黔北、渝东—湘鄂西和川东北,为泥页岩勘探最有潜力的地区。     

苏北地区早寒武世黑色页岩地球化学特征与有机质富集模式

早寒武世期间沉积的一套富有机质页岩，沉积厚度大，有机质含量高，是目前华南地区海相页岩气勘探重要目标层系之一。以苏北地区XYZ-1为例，利用钻井岩心资料和地球化学测试分析数据，探讨早寒武世幕府山组黑色页岩的沉积环境及有机质富集模式研究。结果表明，XYZ-1井幕府山组为一套黑色、深灰色炭质页岩夹薄层状碳酸盐岩的沉积层序，顶部和底部发育有石煤层。幕府山组V/（Ni+V）平均值为0.74，Ni/Co的平均值为6.78，U/Th的平均值为1.46，V/Sc的平均值为65.43，氧化还原指标表明幕府山组整体为缺氧的沉积环境，在底部和顶部存在两次较为强烈的硫化事件。幕府山组炭质页岩的TOC平均值为5.62%，其中72.2%的样品大于2%，TOC与TS相关系数高达0.89。因此，缺氧的沉积条件为有机质的富集和保存提供了保障，硫化的沉积环境是有机质富集的关键因素，苏北地区幕府山组具备了发育良好烃源岩和储层的条件。     

湘西北地区龙马溪组页岩气聚集条件与含气性分析

为评价湘西北地区下志留统龙马溪组页岩气聚集条件及含气性,优选并实施钻探了永页1井,揭示的龙马溪组暗色泥页岩厚度131.2 m,其中黑色页岩19.3 m. 永页1井龙马溪组黑色页岩具有有机碳含量高（平均为2.0%）、成熟度适中（等效Ro平均为2.4%）、脆性矿物含量高（石英含量平均为50.3%）、黏土矿物含量低（平均为31.3%）、孔隙度低（平均为1.7%）等特征,具有良好的页岩气聚集条件;尽管等温吸附含气量平均可达2.52 m3/t,但现场解析总含气量很低,推测这是黑色页岩埋深较浅且湘西北地区晚期构造活动强烈、保存条件不好所致;黑色页岩的沉积厚度反映了该井位于龙马溪组深水陆棚沉积的边缘相带,而更靠近沉积中心的花垣—保靖—龙山一带,黑色页岩厚度可达30~40 m,是该区龙马溪组页岩气下一步勘探的主要区域。     

中国上扬子区下古生界页岩气形成条件及特征

从露头、钻井、岩心等资料出发,以沉积、地球化学、储层及含气性等为重点,对上扬子区下寒武统筇竹组和下志留统龙马溪组页岩气形成的地质条件与特征进行了初步探索,指出上扬子区早古生代的浅海-深水陆棚沉积环境控制了筇竹组、龙马溪组富有机质黑色页岩的发育与分布,深水陆棚沉积中心黑色页岩厚度最大;黑色页岩有机碳含量(TOC)普遍较高,平面上富有机碳黑色页岩(TOC2%)与深水陆棚相分布一致,纵向上富有机碳黑色页岩集中发育在各组的中下部-底部,连续厚度约30～50 m,有机碳含量在4%以上;黑色页岩脆性矿物丰富、含量大,粘土矿物单一、无蒙脱石,与美国产气页岩相似;基质孔隙、微裂缝发育,成丝状、网状及蜂窝状分布,岩心实测孔隙度为2%～16%,具有较好的孔、渗能力;黑色页岩钻井气显示活跃,岩心含气量在最低工业开发含气门限之上,等温吸附模拟甲烷吸附能力强,综合含气性特征与北美产气页岩类似。总体认为,中国上扬子区下古生界筇竹寺组、龙马溪组具有优越的页岩气形成地质条件,是较现实的页岩气勘探开发领域。     

川东北地区页岩气地质条件及其勘探潜力——以峰探1井上二叠统吴家坪组为例

四川盆地上二叠统吴家坪组沉积相横向变化大,川北地区发育一套海相黑色页岩。以川东北峰探1井为研究对象,通过岩石学、地球化学分析、扫描电镜、低温氮气吸附和甲烷吸附等方法,对页岩气地质条件进行研究。研究结果表明：(1)在川东北地区吴家坪组发育两套黑色页岩,吴二段发育一套滨岸潮坪相黏土质灰黑—黑色页岩,脆性指数低,可压裂性弱;吴三段发育一套深水陆棚相黑色硅质、钙质页岩,脆性指数高,可压裂性强。(2)吴二段页岩有机质丰度平均值为1.41%,黑色页岩厚度较薄,有机碳含量大于2%,有机质类型为Ⅲ型;吴三段页岩有机质丰度平均值为3.52%,黑色页岩厚度26 m,有机碳含量大于2%,有机质类型为Ⅱ1—Ⅱ2型,均达到过成熟阶段。(3)吴家坪组二段页岩储集空间主要以黏土矿物之间粒间孔和微裂缝为主,有机质孔相对不发育,孔隙体积0.006 6 cm³/g,以介孔为主、微孔次之,含气性为1.5190cm³/g;吴家坪组三段页岩储集空间主要以有机质孔为主,孔隙体积平均为0.014 1cm³/g,孔隙以微孔为主、介孔次之,含气性平均为2.3070cm<...     

贵州地区下寒武统牛蹄塘组页岩气潜力分析

贵州地区下寒武统牛蹄塘组黑色页岩分布区域较广,厚度大,有机碳含量高,成生于缺氧的闭塞滞留海洋环境。牛蹄塘组页岩气资源量约为1 960×108 m3. 虽然经历多次构造运动和热事件,导致贵州地区牛蹄塘组黑色页岩产状复杂、局部微变质,但仍应具有一定的页岩气资源潜力。在未来的页岩气勘探、开发中,应将其与常规以及致密碎屑岩、碳酸盐岩油气藏等一并考虑。     

塔里木盆地寒武系两类优质烃源岩及其形成的含油气系统

寒武系烃源岩是塔里木盆地主要烃源岩之一,包括泥页岩和碳酸盐岩。泥页岩类烃源岩有机碳平均含量为1.87%,发育于欠补偿盆地环境,主要分布于盆地的东部,有效厚度120～415m;碳酸盐岩类烃源岩有机碳平均含量为0.42%,发育于台地内的蒸发泻湖环境,主要分布于盆地西部,有效厚度288～324m。两类烃源岩形成了不同的油气系统,盆地相泥页岩类烃源岩的油气系统以满加尔凹陷为生烃中心,储层主要为寒武系-奥陶系碳酸盐岩和志留系、石炭系、三叠系和侏罗系砂岩;台地相碳酸盐岩烃源岩油气系统的生烃中心可能在巴楚凸起一带,主要储集层为下奥陶统和石炭系。     

塔里木盆地东部中-上奥陶统却尔却克组海相碎屑岩中的有效烃源岩

对塔里木盆地东部中 上奥陶统却尔却克组碎屑岩中多个泥岩样品的热解有机碳分析、英东2井岩心详细描述及多条二维地震剖面的综合解释表明,在巨厚的却尔却克组碎屑岩地层的中下部存在一套累计厚度约100m的海相烃源岩。这套烃源岩总有机碳含量可达1.23%;具有较高的自然伽马值和低电阻率值;在地震剖面上具明显的强相位反射特征。该套烃源岩在塔里木盆地东部均有分布,向东、西两方向分别超覆尖灭于罗西台地边缘和古城-轮古东台地边缘,在南北方向上,分别断失在车尔臣断裂、孔雀河断裂发育处,其中西北缘超覆在孔雀河斜坡处。却尔却克组海相烃源岩是在海侵背景下,大规模海底扇发育间歇期,水体相对安静时沉积的一套深水陆棚-盆地相泥岩。     

塔里木盆地主力烃源岩的诸多证据

对塔里木盆地古生界海平面变化及沉积相分析、地震反射特征识别及生烃-成藏配置关系的综合分析表明,下奥陶统上部—中奥陶统是塔里木盆地海相主力烃源岩。主要依据有:1下奥陶统上部—中奥陶统是塔里木盆地震旦系-奥陶系沉积水体最深的层位,沉积有机质相对平均含量最高;2北部坳陷区地震响应表明,下奥陶统上部—中奥陶统下部为一套弱反射或无反射区,具有以泥质岩为主的反射特征,推测为烃源岩,其地震反射特征与下寒武统泥质烃源岩反射特征相似;3海平面变化及沉积相分析表明,下奥陶统上部—中奥陶统烃源岩主要形成于还原环境的饥饿盆地—盆地边缘相环境,据推测分布于整个北部坳陷区;4生烃-成藏配置关系分析表明,塔中及塔北隆起的主要海相原生油藏的成藏期为晚海西-燕山期,与北部坳陷区下奥陶统上部—中奥陶统烃源岩的生油高峰期吻合,而与下寒武统源岩生油高峰期(晚奥陶世—石炭纪)及上奥陶统源岩生油高峰期(白垩纪以来)不配套;5目前在塔中及塔北隆起已发现的油气藏分布特点说明了油气主要来源于北部坳陷盆地相烃源岩分布区。     

塔里木盆地叠合演化与油气聚集

根据前人成果和石油勘探资料,对塔里木盆地进行了解剖,认为自寒武纪以来,它经历了寒武纪-志留纪-泥盆纪、石炭纪-二叠纪、三叠纪-侏罗纪、白垩纪-新生代等四大构造演化阶段.寒武纪-泥盆纪盆地演化阶段受周缘板块裂离与汇聚的控制,以碳酸盐岩、膏盐岩和碎屑岩建造为特征,盆地基底整体由早期的西高、东低向东高西低翘倾转变,中奥陶世末的构造事件形成了沙雅、塔中和塔西南古隆起,志留纪晚期的构造事件导致了盆地的整体隆升与剥蚀.石炭纪-二叠纪进入陆表海盆地和陆内坳陷演化阶段,以碳酸盐岩和膏泥岩建造为主要特征,整体表现为西南降、东北抬的构造格局.二叠纪沉积末的构造事件导致了盆地隆升与剥蚀,北部构造变形、剥蚀强烈.三叠纪形成了南、北山前坳陷和台内坳陷盆地,侏罗纪沉积主要在山前坳陷.自白垩纪-古近纪,盆地整体沉降,发生了海侵,逐渐形成大型陆内坳陷盆地,白垩纪末构造事件导致了巴楚隆起的初步形成和地层的剥蚀,新近纪晚期的构造事件形成库车、塔西南前陆盆地和中央隆起带.盆地叠合演化形成了中-下寒武统、中-上奥陶统、三叠系-侏罗系等多套富含有机质的烃源岩,与盆地内叠合联片发育的中-下寒武统膏泥岩、上奥陶统泥岩、石炭系膏泥岩、三叠系-侏罗系泥岩、煤系和古近系-新近系膏盐岩、泥岩构成了盆地内最佳的源盖组合,成为油气富集的基础.碳酸盐岩岩溶储层、碎屑岩中的砂岩储层与构造作用形成的圈闭形成了盆地良好的储-圈组合,成为油气富集的必要条件.盆地的多期叠合演化形成了台盆区下组合、中组合和山前坳陷区上组合三大勘探层系.勘探成果显示,古隆起、古斜坡和烃源岩的分布控制盆地内油气分布.     

古隆1井海相地层中高丰度胡萝卜烷的检出及意义

β-胡萝卜烷是一种全饱和的C40双环烷,常用来指示强还原湖相沉积环境。在塔里木盆地古隆1井奥陶系海相地层中检出了高丰度的β-胡萝卜烷与γ-胡萝卜烷,表明有机质形成于强还原、厌氧沉积环境。系统的地球化学分析表明,有机质曾遭受了生物降解作用,且具有较高的C₂₈甾烷含量(28%~31%)和伽马蜡烷含量m(G)/m(C₃₀H)=0.29~0.39),三环萜烷中以C23为主峰,具有与中-上奥陶统和寒武系烃源岩不相一致的特征。指示了台盆区除了目前已发现的中-下寒武统烃源岩和中-上奥陶统烃源岩外,在古城墟隆起或满加尔凹陷西南坡的下奥陶统或寒武系存在一套形成于强还原水体分层的厌氧沉积环境的烃源岩,并向古城墟隆起发生过供烃过程。     

塔里木盆地台盆区中上奥陶统烃源岩排烃史

通过对台盆区中、上奥陶统烃源岩空间展布及地质、地球化学特征的研究, 根据吸附作用模型计算烃源岩排烃效率, 建立了中、上奥陶统烃源岩的排烃史模型, 并计算了台盆区中、上奥陶统烃源岩在各地质历史时期的排烃强度和排烃量。台盆区中、上奥陶统烃源岩排油量与排气量分别为325.10×108 t 和610.25×1011m3, 总排烃量811.35×08 t,主要排烃期为中、晚奥陶世与志留-三叠纪2 个阶段; 灰质烃源岩排烃中心主要分布在北部凹陷隆起区、塔中隆起、巴楚隆起南部以及麦盖提斜坡部分地区, 泥质烃源岩排烃中心主要分布在满加尔凹陷与阿瓦提凹陷。     

塔里木盆地轮南油田油源分析及勘探前景

综合研究了轮南地区原油的地球化学特征,结合构造发育史、烃源岩演化史和油气分布特征,认为轮南地区原油主要来源于寒武系–下奥陶统烃源岩,并指出塔里木盆地的油气勘探应该主要集中到以寒武系– 下奥陶统为主要烃源岩的战略目标上来,在轮南地区寄希望于中– 上奥陶统为烃源岩来寻找大油田是不可思议的,必将引起对勘探的误导。     

塔里木盆地阿-满过渡带中-上奥陶统海相烃源岩的识别及其意义

塔里木盆地阿瓦提凹陷-满加尔凹陷过渡区域（简称阿-满过渡带）多年来一直未发现奥陶系烃源岩,但大量的地球化学资料分析结果却将塔中与塔北地区的油气源区指向了该地区。针对这一现象,对该区构造高部位多口钻井中的中-上奥陶统泥岩样品进行了有机碳含量复查与分析,初步在塔中29井识别出一套海相烃源岩,其有机质丰度（TOC值）可达1.30%,所在地层厚度约为95.0 m。在此基础上,进行了烃源岩井震对比及烃源岩发育层位在地震剖面上的对比追踪,最终在阿-满过渡带识别出一套附存于中奥陶统一间房组顶部-上奥陶统吐木休克组的海相烃源岩。该套烃源岩向东相变于古城-轮古东台缘西侧,向南超覆尖灭于塔中Ⅰ号断裂带下盘的满加1井附近,向西超覆尖灭于阿-满过渡带西台缘,向北沉积相变于塔北隆起区羊屋2井南部,烃源岩最大埋深达8 500 m。分析认为,该套烃源岩发育于阿-满过渡带碳酸盐岩台地内凹陷环境,其厚度小于150 m,应该是塔中与塔北油气区的主力烃源岩之一。     

塔里木盆地大庆区块烃源岩生烃条件

根据有机地球化学分析和热史模拟结果，探讨塔里木盆地大庆区块第一套烃源岩（下古生界）和第二套烃源岩（上古生界）的生烃条件特征。认为大庆区块奥陶系烃源岩以中、下奥陶统生烃为主；区块内石炭系烃源岩分布区是盆地的有利生烃区；区块内两套烃源岩的成熟演化史均有利于烃类的生成和保存。图２参２（梁大新摘）     

塔里木盆地寒武系—奥陶系海相烃源岩识别与分布预测

基于露头实测、探地雷达浅层地震测量、岩心分析、测井评价和地震追踪等,建立了海相烃源岩识别方法和流程,对塔里木盆地寒武系—奥陶系海相烃源岩进行重新识别和空间展布预测。结果表明,寒武系—奥陶系垂向上共发育4套烃源岩,分别赋存于阿瓦提凹陷和满加尔凹陷的下—中寒武统、塔东地区的下-中奥陶统黑土凹组、阿瓦提凹陷—阿满过渡带—满加尔凹陷的中-上奥陶统萨尔干组—吐木休克组—却尔却克组、阿瓦提凹陷至塔中地区的上奥陶统印干组—良里塔格组中。寒武系—奥陶系海相烃源岩的发育受海平面上升控制明显,分布具有鲜明的"等时异相"特征,即在同一时期,不同沉积相带沉积不同类型的烃源岩;烃源岩的形成还具有随碳酸盐岩盆地迁移而迁移,随陆源碎屑大量注入而消亡的规律。