塔中地区良里塔格组海平面变化与烃源岩的非均质性

塔中地区上奥陶统良里塔格组沉积的灰泥丘是目前保存下来的海相成因工业性烃源岩之一。沉积相研究及碳、氧同位素与锶同位素分析表明,在良里塔格组沉积时期,塔中地区经历了3期大规模的海平面变化。根据3期海平面变化特点将良里塔格组划分为3个层序。烃源岩的非均质性与海平面变化有如下关系:①层序1中的烃源岩只发育在第1期海平面上升最大时期,即密集段;②层序2中的烃源岩形成于第2期海平面上升期与下降早期,即海侵体系域与高位体系域下部;③层序3中的烃源岩主要发育于第3期海平面上升初期,即海侵体系域的下部。沉积相与海平面升降变化对烃源岩非均质性具有控制作用,台地边缘灰泥丘相中有机质丰度较高的优质生油岩分别赋存于丘间洼地、层状灰泥丘和层状生物灰泥丘亚相中,块状灰泥丘的有机质丰度较低。海侵速率影响了烃源岩有机质丰度,快速的海平面上升易使台地边缘发育高有机质丰度的烃源岩。     

四川盆地焦石坝地区五峰组-龙马溪组页岩层序地层划分及含气性预测——以JY-2井为例

四川盆地焦石坝地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组发育了一套富有机质泥页岩,是华南地区海相地层中的优质烃源岩之一,且分布面积广,页岩气开发工作成效显著,但对于这套细粒沉积物层序内部体系域的划分界面认识还不一致。根据岩性、岩相和测井参数对海平面响应的敏感变化特征,对JY-2井五峰组—龙马溪组的体系域和层序界面进行了识别和分析,分析高分辨率层序与页岩含气性的关系。结果表明：JY-2井五峰组—龙马溪组第1个三级层序的海侵体系域发育泥页岩气层,高位体系域发育泥页岩含气层和泥页岩气层;第2个三级层序的低位体系域发育泥页岩气层、含气层和泥页岩含气层。整体来看,泥页岩气层的甲烷和全烃含量是最高的,含气性最好,其次为含气层和泥页岩含气层。研究结果对于建立研究区内的高精度层序地层格架具有指导意义,同时将为四川盆地及其周缘五峰组—龙马溪组页岩气和世界其他地区海相页岩气勘探开发提供参考。     

湘鄂西地区下寒武统水井沱组页岩储层分布及非均质性特征

湘鄂西地区下寒武统水井沱组页岩储层研究程度相对较低,而页岩储层分布的不均一性严重制约了页岩气的勘探。以湘鄂西地区水井沱组页岩为研究对象,结合剖面和钻井资料,通过薄片、矿物含量、有机地球化学、扫描电镜等分析资料,分析了湘鄂西地区水井沱组页岩储层分布和非均质性特征。研究区有利页岩储层发育的相带为深水陆棚,以碳质页岩和硅质页岩为主。水井沱组划分为两个三级层序,Sq1时期以硅质陆棚为主,Sq2时期碳质陆棚分布更广。宏观上海侵体系域主要发育硅质页岩、碳质页岩,为富有机质页岩发育段;高位体系域主要发育钙质泥页岩、粉砂质泥页岩。微观上海侵体系域中页岩储层具有黏土矿物和有机碳含量向上逐渐升高,脆性矿物含量降低的特征,储集空间由基质孔向溶蚀孔、有机质孔演变,总孔隙度向上逐渐变大;高位体系域中页岩储层变化规律则相反。页岩储层分布的非均质性特征可能受到沉积时期海平面升降变化、物源供给以及生物作用的控制,也受到成岩作用、构造作用和水文地质作用的影响。     

湘鄂西区寒武系层序划分及其对油气勘探的意义

通过对湘鄂西区寒武系大量露头和钻井剖面的系统分析及对寒武系主要储层样品和下部暗色泥页岩样品的分析测试,认为湘鄂西区寒武系可划分为6个三级层序,其层序界面主要为不整合面和岩性转换面;鲕粒云岩/灰岩是寒武系物性最好的储集岩,其主要分布于SQ5的海侵体系域,另外在SQ4和SQ5的高位体系域也有少量发育;寒武系下部暗色泥页岩中有机碳含量相差悬殊,丰度较高的暗色泥页岩主要分布于SQ1高位体系域,之上的泥页岩有机质丰度均较低。发育了较厚鲕粒云岩/灰岩的SQ5海侵体系域是常规油气勘探的主要目的层,而有机碳含量较高的SQ1高位体系域为页岩气勘探的主要目的层。      

自然伽马能谱在塔中地区晚奥陶世碳酸盐岩层序地层分析中的应用

 文中以自然伽马能谱测井资料为基础,应用层序地层学的基本原理,对塔中地区晚奥陶世沉积层序、体系域及海平面升降的变化趋势进行了研究,结果表明：①晚奥陶世良里塔格组可以识别出1个二级层序,3个三级层序和5个四级层序,同时建立了研究区晚奥陶世海平面变化曲线;②层序O3l1和O3l2发育高位体系域和海侵体系域,没有低位体系域的沉积记录,而层序O3l3仅发育海侵体系域,称之为海侵层序;③沉积记录对海平面的响应关系表明,塔中凸起晚奥陶世碳酸盐岩台地的演化是一个淹没事件,有利储集相带礁滩复合体主要位于海侵体系域的底部和高位体系域的上部,而烃源岩在层序格架内具有明显的非均质性,主要分布在海侵体系域内;④钍和钾的移动平均曲线的高值与烃源岩有机碳总量的高值具有良好的对应关系,能快捷、完整地指示烃源岩在层序格架中的分布位置。     

鄂尔多斯盆地东南部延长组长7段泥页岩储层特征

通过孔隙度、脉冲渗透率、全岩X-射线衍射、扫描电镜等实验手段,对延长组长7段陆相泥页岩储层特征进行了研究。实验分析表明,陆相泥页岩储层具有低孔低渗特征,有机质丰度高,但有机质演化程度低,有机质孔隙不发育。黏土矿物含量高,以伊/蒙混层为主,伊/蒙混层间层比为15%。储集空间以微孔隙和微裂缝为主。储集物性与石英含量正相关。泥页岩储层中高的黏土矿物是造成储层物性差的重要原因,因此石英含量尤为重要,不仅有利于增加储集空间,也有利于储层压裂改造。     

四川盆地泥盆系—中三叠统层序格架内生储盖分布

在层序格架内讨论四川盆地泥盆系-中三叠统烃源岩、储集层发育特征及生储盖组合配置关系,结合盆地现有的油气勘探成果,建立四川盆地泥盆系-中三叠统层序地层格架与油气生储盖组合图解.研究表明,二级层序格架内盆地发育2套区域性烃源岩和3套区域性储集层;SS5和SS6海侵期,以发育富有机质暗色碳酸盐岩和泥岩为特征,克拉通台内坳陷和深水陆棚的烃源岩在后期热演化过程中形成生烃中心;SS4海侵体系域储集层主要是一套与古隆起相关的岩溶储集层,SS5高位体系域储集层主要发育干台地边缘礁滩相带,SS6海便体系域一高位体系域储集层主要发育于台地边缘礁滩相带.四川盆地泥盆系-中三叠统发育综合型、高位型、海侵型3种生储盖组合;区域性烃源岩发育于二级层序海侵期;区域性储集层发育于二级层序高位期;区域性盖层分布与烃源岩晨布特征具有一致性.图3参32     

塔里木盆地柯坪露头剖面中上奥陶统烃源岩地球化学特征与海相油源对比

采用有机地球化学扫描分析方法,对塔里木盆地柯坪地区6条剖面上发育的中上奥陶统烃源岩进行了细致分析。大湾沟剖面、喀马提坎剖面、通古斯布隆剖面中上奥陶统萨尔干组烃源岩较为发育,泥页岩有机碳含量大多大于1.0%;上奥陶统印干组烃源岩仅在大湾沟剖面发育。结合肖尔布拉克剖面、苏盖特布拉克剖面、于提西剖面下寒武统玉尔吐斯组烃源岩地球化学分析,发现柯坪地区玉尔吐斯组、萨尔干组、印干组在分子地球化学参数上显示出相似性,呈现以C23三环萜烷为主峰、伽马蜡烷和C28甾烷含量较高的特征,烃源岩生物标志物面貌趋同与烃源岩较高成熟度有关。而海相原油中C28甾烷含量大多小于25%,与柯坪地区寒武系-奥陶系烃源岩具有较大的差异性。在组分碳同位素组成上,下寒武统玉尔吐斯组烃源岩均显示比中上奥陶统烃源岩值偏低的特点,特别是玉尔吐斯组干酪根碳同位素值,偏低超过5‰。中上奥陶统萨尔干组和印干组烃源岩组分碳同位素之间差异并不十分显著。在排除油气藏的TSR作用前提下,烃源岩干酪根碳同位素可以作为潜在的油源对比指标。     

渤海湾盆地渤南洼陷沙三下亚段泥页岩非均质性特征及演化模式——以罗69井为例

通过岩心观察和样品测试数据综合分析,在总结前人层序格架研究成果的基础上,对渤海湾盆地济阳坳陷渤南洼陷古近系沙河街组三段下亚段湖相泥页岩的多重非均质性特征和演化规律进行研究。结果表明：沙三下亚段为一个三级层序,层序内可识别出湖扩体系域（EST）、早期高位体系域（EHST）和晚期高位体系域（LHST）。岩相组合、矿物组成、藻类化石、有机碳含量和有机质类型都在沙三下亚段层序格架内发生明显的规律性变化。其中,岩相组合方面共识别出6种岩相类型,各岩相的矿物组成从EST到LHST,粘土矿物、石英和长石含量增加,方解石和白云石含量减少,黄铁矿含量在EHST最高。藻类化石在LHST种类及丰度最为发育,有机碳含量在EST最低,有机质类型以Ⅰ型和Ⅱ₁型为主。沙三下亚段泥页岩含油性受多重非均质性特征综合影响,对比分析认为EHST含油性最好,同时也是最具潜力的页岩油目的层段。     

陆相页岩含气性主控地质因素——以辽河西部凹陷沙河街组三段为例

以辽河西部凹陷沙河街组三段页岩为研究对象,在有机地化、岩石矿物组成、扫描电镜、等温吸附等实验分析以及岩心观察的基础上,分析讨论了陆相页岩气形成条件,并着重探讨了陆相页岩含气性主控地质因素以及海、陆相页岩气发育条件差异。研究表明,辽河西部凹陷沙河街组三段泥页岩具有沉积厚度大、有机质丰度高、有机质类型多样、热演化程度较低、储集物性好以及含气量高等特点,具备陆相页岩气形成的基础地质条件;此外,页岩的含气性还受到泥页岩有机组成、无机组成和孔隙等内在因素以及温度、压力和埋藏深度等外在因素的共同影响;吸附态天然气受有机碳含量、有机质成熟度、岩石矿物组成以及温度、压力和深度的影响,表现为吸附气量与有机碳含量、黏土矿物、压力呈正相关关系,其中黏土矿物组成中又以伊/蒙混层的影响为主;与有机质成熟度、碳酸盐矿物含量、温度呈负相关关系,随着埋藏深度增加表现出先增加后降低的趋势;游离态天然气主要受到泥页岩孔隙度大小的影响,表现为孔隙、裂缝越发育,页岩孔隙度越高,游离气量也就越高,其中孔隙发育程度与有机质成熟度以及黏土矿物含量呈正相关关系,与石英、长石及碳酸盐矿物含量呈负相关关系,与有机碳含量关系不明显;裂缝的发育则更多地受到构造应力、岩石矿物组成、岩石力学性质、黏土矿物脱水收缩、成岩作用等内、外在因素的共同影响。通过对比海相和陆相页岩气形成条件后发现,烃源岩成熟度的差异从根本上决定了陆相和海相页岩的含气潜力,并可能进一步影响低成熟度条件下陆相页岩气的赋存方式,即溶解气对于陆相页岩气而言可能具有不可忽视的贡献。     

四川盆地涪陵地区五峰组-龙马溪组含气页岩段纵向非均质性及其发育主控因素

四川盆地涪陵地区下志留统龙马溪组发育一套富有机质泥页岩,勘探证实为一套优质含气页岩储层。该套页岩具较强的纵向非均质性,直接影响了储层含气量及储层可改造性。研究首先建立了页岩等时层序地层对比格架;在等时地层格架中,分析了页岩储层在岩矿组成、黄铁矿含量、沉积构造、有机质丰度等方面的非均质性特征。在海侵期,页岩中主要发育自生硅质和沉积成因的自生黄铁矿,页理发育,有机碳含量高,与硅质之间呈现特殊的正相关耦合关系。早期高位域时期,页岩中主要包含陆源粉砂,发育小型波纹层理和透镜状层理;粘土质含量较海侵期有所增加,有机碳含量中等;兼有沉积成因的自生黄铁矿和后期次生成因的黄铁矿。晚期高位域时期,粘土质含量进一步增加;粉砂质含量减少;有机碳含量低;兼有沉积成因的自生黄铁矿和后期次生黄铁矿。从沉积作用、古海洋生产力和氧化还原环境等方面探讨了非均质性的影响因素,明确其主要受控于陆源供给速率、古生产力、水体氧化还原性和古洋流等因素。     

川东地区龙马溪组页岩黏土矿物组成与成因

为了分析页岩气储层中黏土矿物特征及其与有机质的关系,以川东地区下志留统龙马溪组页岩为研究对象,利用X-射线衍射分析和扫描电镜观察,并结合薄片、岩心和测井资料,深入分析了研究区龙马溪组黏土矿物成因、分布特征及其主控因素、对有机质的影响。结果表明:黏土矿物组合为伊利石+伊/蒙混层+绿泥石,具有陆源碎屑、自生和次生成岩3种类型,全区具有高伊利石、伊/蒙混层含量的特点;焦石坝地区龙马溪组下段地层具有封闭性,致使烃源岩生烃过程中产生异常高压,抑制伊利石化作用,在垂向上出现了随深度增加伊/蒙混层含量也增加的非正常转化序列,同时也可以用这种非正常转化序列反推地层中异常高压的存在;碎屑组分也间接影响黏土矿物的含量,尤其是钾长石的含量,在伊/蒙混层向伊利石的转化过程中,是否能提供足够多的K⁺,决定了两者之间是否能等量转化。     

下扬子地区二叠系海陆过渡相页岩孔隙体系特征

下扬子地区二叠系发育一套海陆过渡相泥页岩,是目前页岩气勘探的重点层位之一。针对其微观孔隙体系及影响因素研究较少的现状,对皖南地区野外露头和岩心样品开展扫描电镜、氩离子抛光扫描电镜、压汞及氮气吸附实验分析。结果表明：二叠系页岩主要组分为有机质、石英、伊利石、方解石和黄铁矿,其中黄铁矿多呈草莓体形态与有机质共存,有机质则呈填隙状、薄膜状、条带状和壳体状分布在页岩中。二叠系页岩基本孔隙类型为无机矿物孔(晶间孔、粒间边缘孔、粒内孔和黏土矿物层间孔)、有机孔和微裂缝,其中有机孔和微裂缝是优势孔隙类型。不同有机质颗粒中孔隙发育情况差异很大,可能与有机质类型及显微组成有关;在构造应力作用下,有机质与黏土矿物充分混合产生縻棱化而形成与有机质相关的晶间孔和微裂缝。压汞法测试结果显示以微孔和过渡孔为主的页岩具有较高的孔隙度,孔隙连通性好、退汞效率高;而以大孔为主的页岩具有较低的孔隙度,孔隙连通性差、退汞效率低。中大孔的体积百分比随着石英含量的增加而增加;微孔和过渡孔的体积百分比随可溶有机质增加(S₁)呈现降低的趋势;縻棱化有机质是页岩比表面积的主要贡献者;黏土矿物含量的增加可能会抑制页岩微孔隙的发育和比表面积的大小,与黏土矿物主要由伊利石和绿泥石组成有关。     

Mineralogical,geochemical and hydrocarbon potential of subsurface Cretaceous shales,Northern Western Desert,Egypt

Twenty four Cretaceous shale core samples of Gibb Afia-1, Betty-1, Salam-1X and Mersa Matruh-1 wells were mineralogically and geochemically studied using XRD, XRF and Rock Eval Pyrolysis. Kaolinite, smectite and illite are the main clay minerals in addition to rare chlorite, while the non-clay minerals include quartz, calcite, dolomite and rare siderite. The shales were derived through intensive chemical weathering of mafic basement and older sedimentary rocks. These sediments were deposited in a near-shore shallow marine environment with some terrestrial material input. The shales have poor to fair organic content. It is marginally to rarely mature.     

MINERALOGICAL AND GEOCHEMICAL STUDIES OF TERTIARY SEDIMENTS FROM THE EASTERN NIGER DELTA AND THEIR RELATIONSHIP TO PETROLEUM OCCURRENCE

Mineralogical and chemical studies have been made of shale cuttings from the Akiri-1 well in Oligocene — Miocene sediments of the Niger Delta. The < 2μm fraction from the 2,183 to 3,720m stratigraphic interval was analyzed by X-ray diffraction. Kaolinite and chlorite are more abundant than other clay minerals. The illiteh mectite composition changes from a phase with 32% illite layers, to one with 82% illite layers over the 3,250 to 3,720m stratigraphic interval. Kaolinite decreased in shallow shales from 22 to 16% and increases to 29% in deep shales. Quartz increases in abundance with depth, while chlorite and plagioclase feldspar show no systematic trend with depth. Calcite is present in small amounts in all the samples.
Variations in the bulk chemical composition of true shale with depth only show significant changes in the K₂O and Fe₂O₃ content: other major chemical constituents show no systematic variations. The potassium appears to be derived from the pore water. The loss of smectite and abundance of Fe coincided with hydrocarbon occurrence. On the basis of the apparent systematic transformation of smectites to illites through mixed layers, the illite/smectite reference interval in the subsurface has been established: this interval coincided with hydrocarbon occurrence.
Mineralogical and chemical changes observed are dependent on the pore system chemistry, the temperature, and possibly compaction effects.     

常见黏土矿物电镜扫描微孔隙特征与甲烷吸附性

野外采集的黏土岩的电镜扫描图像分析显示,黏土矿物孔隙分布于颗粒之间和颗粒内部板片自然错断处,前者形态不规则,后者呈楔形或面状缝隙。具层间结构的蒙脱石层内发育纳米级连通孔隙。蒙脱石微孔隙最为发育,伊-蒙混层黏土次之,其粒间孔和层面缝隙为20~100 nm,层内连通孔隙小于50 nm。高岭石黏土主要发育20~100 nm的粒间孔。伊利石和绿泥石晶体颗粒较大,以微米级孔隙为主。吸附实验所反映的各种黏土矿物甲烷吸附能力与电镜扫描反映的微孔发育程度相吻合,指示泥页岩中的纳米级微孔在一定程度上决定着泥页岩的比表面积和气体储存能力。黏土岩的孔隙发育与岩石成因和成岩演化有关,孔隙大小主要受黏土颗粒大小的控制。     

库车坳陷东北部中侏罗统泥页岩储集层特征

库车坳陷东北部中侏罗统发育一套典型的陆相泥页岩,是该区重要的烃源岩之一,具有良好的页岩气生气远景。利用X射线衍射、扫描电镜、氩离子抛光等测试手段对研究区暗色泥页岩储集层特征进行了研究。研究发现,富含有机质泥页岩的矿物组成以石英和黏土矿物为主,石英含量18%~55%,黏土矿物含量9%~76%,黏土矿物以伊蒙间层和伊利石为主;泥页岩孔隙度为0.5%~7.3%,渗透率多小于0.1 mD,属于特低孔超低渗储集层;泥页岩主要发育纳米—微米级矿物基质孔和有机质微孔,以及构造微裂缝和成岩微裂缝等多种类型的储集空间。与北美典型含气页岩对比,库车坳陷东北部中侏罗统泥页岩具有相似的储集层特征,是页岩气的有利储集层。研究还发现,研究区中侏罗统暗色泥页岩储集层特征主要受矿物组成、成岩作用和构造作用影响。在此研究基础上,应进一步研究中侏罗统泥页岩含气性和岩石可改造性,为下一步勘探开发提供依据。     

泥页岩沉积特征与生烃能力——以东营凹陷沙河街组三段中亚段—沙河街组四段上亚段为例

泥页岩的沉积环境与形成方式都将控制其矿物、有机质特征并影响岩石的生烃潜力。选取东营凹陷古近系沙河街组泥页岩,开展岩石薄片观察、X射线衍射和热解等检测,研究岩石的矿物学特征和有机质特征,解析各类泥页岩成因与生烃能力的差异。研究发现,研究区的块状、纹层状和含石膏构造泥页岩中构造特征各异,矿物成分(碎屑、黏土、碳酸盐矿物和石膏类矿物等)含量变化大,有机质特征也各不相同。综合分析矿物与有机质的特征及组合关系,发现细纹层页岩和断续纹层页岩是以生物作用为主导形成的沉积产物,生烃能力最强;宽纹层页岩和均匀块状泥岩属化学沉积作用的产物,具有较强的生烃能力;含碎屑块状泥岩主要通过机械作用沉积而成,含石膏构造泥岩则在蒸发环境下通过化学沉淀形成,两者的生烃能力较弱。比较东营凹陷沙河街组三段中亚段—沙河街组四段上亚段的泥页岩类型,发现沙河街组三段中亚段和沙河街组四段纯下次亚段以机械和化学作用形成的含碎屑块状和含石膏构造泥岩为主,导致2个层段的生烃能力较弱;沙河街组三段下亚段和沙河街组四段纯上次亚段以生物或化学沉积作用形成的纹层状页岩为主,导致2个层段的生烃能力较强。因此,关注泥页岩矿物和有机质组合关系,从机械、化学和生物等沉积方式差异的角度探讨各类泥页岩的成因和生烃能力的变化,能够为非常规油气勘探提供新的思路。     

四川盆地及其周缘五峰组-龙马溪组细粒沉积的层序地层与岩相特征

以四川盆地及其周缘五峰组-龙马溪组一段页岩为研究对象,通过对页岩气测录井资料及岩心和露头样品分析测试数据的对比分析,开展了层序地层划分与对比、岩相分类与识别、沉积微相-岩相分布规律研究。研究认为,五峰组-龙马溪组一段页岩可划分为3个三级层序（SQ1,SQ2和SQ3）,细分为7个体系域,优质页岩主要分布于3个层序的海侵体系域（TST）,其中SQ2-TST优质页岩发育范围最广,其岩相类型主要为富有机质硅质页岩、高有机质含灰硅质页岩和中-高有机质含硅粘土质页岩等。同时明确了不同类型无机矿物的区域分布规律,靠近川中古陆和黔北隆起区域碳酸盐矿物含量相对较高,随着水体深度的增加,碳酸盐矿物含量逐渐降低,生物成因石英含量逐渐增加。以SQ2-TST为例,以3种主要矿物（石英、粘土和碳酸盐）含量等值线图、总有机碳含量（TOC）等值线图为基础,结合地球化学参数（Th/U）和地层厚度等参数等值线图,编制了SQ2-TST沉积相-岩相平面分布图。四川盆地及其周缘SQ2-TST沉积时期,在川中古陆、黔北隆起和川北古陆周缘,主要发育中-低有机质粘土质页岩和中-低有机质含灰硅质粘土质页岩,在川中古陆与黔北隆起所围限的川南深水陆棚亚相区主要发育富有机质含灰硅质粘土质页岩,而涪陵地区向川东北延伸区域主要发育富有机质硅质页岩。     

川北地区下侏罗统东岳庙段页岩气富集主控因素研究

川北地区侏罗系页岩气成藏条件良好,近年来取得了一系列突破。下侏罗统自流井组东岳庙段研究程度相对较低,其页岩气资源的勘探开发潜力有待进一步深入研究。综合应用有机地球化学、X 射线衍射和扫描电镜等分析及常规氦气法测试、等温吸附测试等技术手段,对川北地区东岳庙段富有机质泥页岩的基本地质特征进行了研究。结果表明：东岳庙段干酪根以Ⅲ型为主,有机质丰度较高,热演化程度适中;泥页岩矿物成分以黏土矿物和石英为主,黏土矿物主要由伊/蒙混层、伊利石、高岭石和绿泥石组成;泥页岩主要发育无机孔及裂缝,孔隙度平均为 3.1%,渗透率平均为 0.751 mD,但大多小于 0.1 mD,孔隙度与渗透率总体呈正相关关系;泥页岩吸附能力较强,有利于页岩气富集,但页岩气较难被解析出。综合分析后认为,川北地区东岳庙段页岩气成藏条件良好,且页岩气富集高产受控于沉积相、岩性组合及裂缝和隔离层三要素。