泸州区块深层页岩裂缝脉体发育特征及成脉流体活动

裂缝脉体中蕴藏着天然裂缝演化与古流体充注活动等重要信息,对于深层页岩气保存条件也有指示意义.针对泸州区块龙马溪组深层页岩裂缝脉体,综合运用光学薄片、阴极发光、流体包裹体及微区原位等分析手段,分析了裂缝脉体的发育特征,研究了成脉流体活动及其成岩环境演化,探讨了页岩气保存条件.研究发现,深层页岩裂缝脉体主要为石英与白云石或方解石组成的复合脉体,不同矿物之间表现出较复杂的切割关系,盐水包裹体与高密度甲烷包裹体大量发育,且裂缝脉体主要形成于还原性环境.整体看来,构造抬升背景下,深层页岩裂缝开始形成且处于不断开启或闭合过程,3期不同性质的古流体多次充注胶结,较封闭的成岩体系对深层页岩气的保存有利.      

塔里木盆地顺托果勒低隆起北部中下奥陶统储层方解石脉成因及形成时间

塔里木盆地顺托果勒低隆起北部中下奥陶统碳酸盐岩储层中发育多期方解石脉体,对流体活动历史和油气成藏过程都具有重要指示作用.本研究基于对方解石脉体薄片观察、阴极发光、微区原位元素、流体包裹体和锶同位素分析,划分方解石脉体发育期次,确定不同期次方解石脉体成因和形成时间.研究结果表明,顺托果勒低隆起北部碳酸盐岩储层中发育4期方解石脉（C1、C2、C3和C4）,不同期次方解石脉的Fe/Mn值和U/Th值均存在一定的差异.C1、C2、C3和C4方解石阴极发光颜色分别为暗红色、不发光-暗蓝色、橙黄色和亮黄色.C1方解石成脉流体来源于深部具有高87Sr/86Sr值流体,C2与C3方解石成脉流体相似,均来源于同地层具有海水性质的成岩流体.C1、C2和C4方解石脉体形成于偏还原环境,C3方解石脉体形成于相对偏氧化环境.通过不同期次脉体中发育的原生盐水包裹体均一温度,结合单井埋藏史和热史确定顺托果勒低隆起北部的C1方解石脉形成于距今约445 Ma,对应于加里东中期Ⅲ幕,C2和C3方解石脉分别形成于距今约430~428 Ma与418 Ma,对应于加里东晚期.      

塔河油田中下奥陶统储层裂缝方解石脉U-Pb同位素年龄及油气地质意义

塔河油田中下奥陶统碳酸盐岩储层在构造活动的作用下发育多期方解石脉体,为研究储层流体演化和油气成藏过程提供了重要素材.通过岩心观察、薄片鉴定、阴极发光和微区元素分析在塔河油田中下奥陶统碳酸盐岩储层中识别出3期裂缝方解石脉体,3期脉体在阴极发光颜色、稀土元素、碳氧锶同位素以及形成时间方面都存在差异.采用激光原位方解石U-Pb定年技术确定3期方解石脉形成的绝对年龄分别为466±11 Ma~458.6±8.8 Ma、329.7±1.6 Ma~308.1±4.1 Ma和249.3±2.6 Ma~220.5±7.3 Ma.第2期和第3期方解石成脉流体主要来源于深部地层成岩流体,并伴有成烃流体的影响.第3期方解石脉的成脉流体可能还有壳源锶的输入,导致其87Sr/86Sr比值高于第2期方解石脉.方解石脉体的绝对年龄可以用于约束多旋回叠合盆地断裂活动和油气成藏时间.在塔河油田中下奥陶统碳酸盐岩储层中识别的3期方解石脉体形成时间分别对应于加里东中期Ⅰ幕、海西中期Ⅰ~Ⅱ幕和海西晚—印支期构造运动造成的断裂活动时间.方解石脉体与烃类流体包裹体的共生关系指示中下奥陶统储层在海西中期Ⅱ幕发生过一期原油充注,在印支期之后又存在两期原油充注.      

川东南丁山地区石牛栏组成脉流体来源与油气成藏

四川盆地东南部志留系油气成藏过程研究缺少成藏和破坏阶段的直接证据,丁山地区志留系石牛栏组储层内沥青和方解石脉体记录了储层内流体演化的信息,对研究油气藏油气成藏演化过程有重要的指示作用。运用显微岩相学、阴极发光、微区原位元素和流体包裹体分析方法,确定了古流体来源和活动时间,并恢复了甲烷包裹体古压力,结合烃源岩生烃演化史和地质特征揭示了石牛栏组油气成藏演化过程和主控因素。研究结果表明丁山地区石牛栏组储层内发育两期方解石脉体,原油充注发生在两期方解石脉形成之前。第一期方解石脉形成于距今约127 Ma,阴极发光颜色为褐红色,方解石脉形成于偏还原环境,成脉流体来源于同层位成岩流体。第二期方解石脉形成于距今约83 Ma,阴极发光颜色为褐黄色,方解石脉形成于偏氧化环境。龙马溪组烃源岩大量生油阶段在距今190～150 Ma之间,生成的石油充注到石牛栏组储层中并在距今约135 Ma裂解成气藏。甲烷包裹体捕获压力为51.77～57.46 MPa,储层压力系数为1.26～1.40。石牛栏组古气藏在燕山期以来,由于构造运动导致地层抬升剥蚀和断裂发育,促使天然气泄漏。     

川东南盆缘常压区页岩裂缝脉体特征及古压力演化

为了查明川东南盆缘常压页岩气区五峰组页岩裂缝脉体记录的古温度及古压力特征,揭示常压页岩气区储层压力降低的主要影响因素和页岩气散失机理.以松坎地区五峰组黑色碳质页岩裂缝脉体内的流体包裹体为主要研究对象,通过显微镜光学观察、阴极发光测试、包裹体测温和激光拉曼分析,结合埋藏-生烃-热史模拟,对裂缝脉体中的气-液两相盐水包裹体和高密度甲烷包裹体进行了系统研究.研究表明:松坎地区五峰组裂缝中主要存在着两期脉体充填,M1裂缝脉体形成时间距今约103~86 Ma,脉体较宽、阴极发光颜色为橘红色,其内甲烷包裹体捕获压力为82.6~91.5 MPa,反映燕山中期盆缘地区页岩气藏处在超压状态;M2裂缝脉体生长于M1裂缝脉体两侧,形成时间距今约90~72 Ma,脉体较窄、阴极发光颜色为暗红色,其内甲烷包裹体捕获压力为43.6~47.3 MPa.综合分析认为,川东南盆缘松坎地区五峰组在燕山期经历了由超压至常压的转变.燕山期以来的抬升剥蚀与褶皱变形导致地层内大量页岩气沿着滑脱层发生侧向运移和散失,地层压力快速下降.燕山晚期时,盆内稳定构造区页岩气藏仍处于超压状态,而盆缘地区已降至常压.      

大港滩海区沙一段下部方解石脉的地球化学与包裹体特征--以港深67井为例

大港滩海区港深67井第三系沙河街组一段下部处于超压带的项部,其泥晶灰岩和钙质细砂岩中以方解石脉发育为特征.方解石脉以块状结构为主,少量为纤维状结构,部分方解石脉中分布有原地微角砾.方解石脉中石油包裹体的均一温度为120～140℃,其中,液烃包裹体显蓝色荧光;盐水包裹体的均一温度为80～170℃.方解石脉的δ13C为2.30‰～5.92‰(PDB),δ18()为-14.16‰～-7.89%0(PDB).方解石脉宿主裂缝的形成与超压破裂有关,方解石脉的成脉流体和成脉物质来自下伏泥岩层中封存的同生水和围岩.     

含油气盆地微观裂缝脉体期次、成因与流体演化研究进展及展望

沉积岩石中断裂与裂缝是含油气盆地流体活动的重要通道,断裂与裂缝中充填的不同期次、不同类型的矿物脉体是烃-水-岩相互作用的产物,记录了断裂、裂缝形成过程中不同期次流体性质、组分、来源以及温压场、氧化还原环境等信息,为研究沉积盆地断裂发育、流体动力场特征、物理化学环境及封闭与保存条件等地层古流体活动、动态演化过程提供了重要线索。系统总结了含油气盆地微观裂缝脉体流体活动示踪、演化的基本方法及其地质应用现状,认为目前主要集中在三个方面:(1)通过对裂缝脉体充填的成岩矿物岩石学观察,分析成岩矿物类型、结构及形成的相对次序;(2)通过对脉体成岩矿物的同位素、微量-稀土元素、流体包裹体等地球化学测试,示踪成脉古流体性质、来源、温压-氧化还原环境等;(3)通过对脉体成岩矿物放射性同位素(如U-Pb、Re-Os等)的测试,精确确定脉体形成时间,结合区域构造演化探讨脉体形成过程、流体动力场环境及其动态演化过程。最后分析了现有研究方法存在的问题,探讨今后的发展趋势及地质应用前景,以期为含油气盆地古流体演化及其与油气运移、聚集与保存等油气成藏机理的研究提供参考。     

川南宁西地区龙一段高密度甲烷包裹体发育特征及地质意义

作为川南志留系页岩气重点拓展区,宁西地区经历多次断裂活动,龙一段普遍发育方解石脉体,同时由于热演化程度极高,出现石墨化现象,致使页岩气富集规律不明.本次研究以区内重点探井——宁西202井的龙一段为研究对象,通过系统岩心描述、薄片镜下观察、阴极发光、激光拉曼光谱和显微测温等实验分析,进行了古温压恢复研究.研究表明:龙一段主体分布高角度方解石脉体（A类）,局部发育顺层脉体（B类）.A类脉体中主要发育高密度甲烷包裹体、部分样品出现特殊的沥青包裹体.沥青包裹体中沥青的拉曼R_o（_RmcR_o）为3.52%~4.16%,处于过成熟至石墨化阶段.甲烷拉曼散射峰介于2 910.711 2~2 912.495 1 cm—1,均一温度介于-99.8~-96.3℃.通过拉曼参数位移法和显微测温法分析得出的密度值分别介于0.253 6~0.344 5 g/cm3和0.291 6~0.303 2 g/cm3,呈典型的高密度特征.综上,高密度甲烷包裹体可能捕获于燕山构造运动抬升初期,处于超压状态,指示页岩系统封闭性较好,有利于页岩气的富集.      

云南麻栗坡祖母绿的矿物包裹体特征研究

采用偏光显微镜薄片观察、电子探针及背散射图像、阴极发光等方法,分别对伟晶岩矿脉和顺层剪切带矿脉两种产出状态的云南麻栗坡祖母绿进行了系统的包裹体特征研究。结果表明,云南麻栗坡祖母绿具有产地特征的包裹体有黑色镁电气石、含钒的白云母、具有环带的钾长石、毒砂、镁质黑云母、白钨矿包裹体。伟晶岩脉和顺层剪切带中的祖母绿均含有钾长石、钠长石、电气石、萤石、祖母绿(绿柱石)、黑云母、榍石、磷灰石、黄铁矿、绿泥石、绿帘石包裹体。白云母、方解石、石英、锆石、毒砂、闪锌矿、方铅矿、透辉石仅出现在伟晶岩脉中的祖母绿包裹体中;而白钨矿仅出现在顺层剪切带中的祖母绿包裹体中。对云南不同产状祖母绿矿物包裹体的研究不仅对祖母绿的产地鉴定具有宝石学意义,也对揭示云南麻栗坡祖母绿的成因类型具有重要意义。     

川西北双鱼石地区栖霞组储层成藏期次及流体演化

以岩心观察描述为基础,结合偏光显微镜薄片、阴极发光及流体包裹体等分析手段,探讨了川西北双鱼石构造栖霞组储层成岩和成藏期次及流体演化.结果表明,川西北双鱼石构造栖霞组上部储层整体为亮晶云质灰岩,可将其成岩矿物充填划分为四期,依次为早期微细晶方解石、重结晶的方解石、围岩孔洞中共生的石英钠长石和沥青、裂缝中充填的白云石和方解石.结合不同成岩阶段流体包裹体特征与埋藏史分析表明,二叠到中三叠纪研究区整体沉降接受沉积,埋深加大并受峨眉地裂伴随的热液作用影响,形成重结晶方解石,早中三叠-中侏罗纪下寒武统烃源岩达到生油高峰,使得第一期原油充注到栖霞组储层,随后二叠系中下部烃源岩在早侏罗-早白垩世达到生油高峰,即第二期原油充注.富硅热流体的充注形成石英和钠长石,同时由于埋深和热流体的改造,部分原油裂解生成沥青,古气藏开始逐步成藏.燕山晚期到喜山期龙门山地区在中生代中晚期经历了持续的逆冲构造变形,在构造裂缝充填白云石和方解石.裂缝充填方解石脉中捕获含甲烷包裹体和沥青包裹体,即古气藏随之调整,整体呈现早成藏晚调整的特点.     

焦石坝-武隆构造带古流体活动差异及对页岩气保存条件的影响

焦石坝-武隆地区差异构造带发育,古流体活动复杂,对页岩气保存条件影响较为关键.以两类典型背斜(高陡背斜和箱状背斜)的裂缝脉为研究对象,基于裂缝分形理论和碳、氧、锶同位素地球化学理论,揭示出不同构造的古流体活动差异与页岩气保存条件优劣的耦合性.研究认为:(1)构造变形与古流体活动性存在耦合性.构造应力集中部位(如箱状背斜枢纽、隐伏断层)较构造其他部位具更强的流体活动性.(2)古流体示踪差异与页岩气保存条件存在耦合性.同位素地球化学揭示出二叠系-下三叠统以内源流体活动为主,封闭能力较好,盆内高陡背斜带和盆外残余向斜五峰-龙马溪组页岩气具备一定勘探前景;中寒武统-下奥陶统存在跨层流体活动的痕迹,封闭能力变差,盆外箱状背斜下寒武统筇竹寺组页岩气勘探风险加大.     

川东北下侏罗统大安寨段陆相页岩方解石成因

为分析陆相页岩中方解石的成因及其对储层的影响,以四川盆地下侏罗统大安寨段的介壳泥岩与灰岩夹层为主要研究对象,利用X-射线衍射、普通薄片、岩芯观察、阴极发光及电子探针测试手段,识别出文石转化方解石、胶结物方解石和重结晶作用形成的方解石。在同生期和成岩早期,生物介壳中的文石转化为泥晶无铁方解石,阴极发光为橙黄色。成岩早期,生物介壳边缘可形成纤维状第一世代无铁方解石胶结物。在成岩晚期,岩石孔隙中形成颗粒状铁方解石胶结物,阴极发光为暗色。同时,部分介壳中的泥晶方解石新生变形为斑块状细晶方解石或柱状方解石。根据方解石的存在形式可知,方解石在成岩演化过程中,经历了转化、压实、溶解、胶结和重结晶作用。其中,溶解作用改善储层的物性。压实、胶结和重结晶作用破坏储集空间。统计裂缝密度发现,元坝地区大安寨段层理缝最为发育,涪陵地区大安寨段以层理缝和溶蚀缝为主。结果表明,方解石介壳有利于大安寨段内岩石层理缝和溶蚀缝的产生。     

鄂西地区下寒武统牛蹄塘组页岩气成藏及保存条件分析:以XD1井为例

为了获得鄂西地区下寒武统牛蹄塘组页岩气成藏特征,通过对XD1井储层裂缝统计,方解石脉流体包裹体测试以及寒武纪碎屑锆石U-Pb同位素年代学研究.XD1井裂缝发育,以高角度剪切缝为主,裂缝大部分被方解石充填.液相包裹体成分以H₂O和CH₄为主,气相包裹体成分含有CO₂、H₂S、CH₄、N₂和H₂.流体包裹体的均一温度显示出较大差异性,从168~293℃均有分布,且大致划分为3个区间:168~175℃低温区、185~227℃中温区和244~293℃高温区,反映出页岩气成藏具有多期次成藏的特点,大部分晚期次生包裹体处于中温区,且CH₄含量较高,因此页岩气主要成藏期为晚期次生聚集成藏.获得有效碎屑锆石年龄数据178组,年龄值变化范围在2 638~330 Ma区间内,主要集中在2 638~2 010 Ma、1 997~1 516 Ma、1 450~904 Ma、890~722 Ma和699~330 Ma的5个时间段,说明XD1井经历多期构造改造.XD1井页岩气具有生烃的物质基础,但由于多期的构造运动产生大量裂缝和破裂带,导致页岩气保存条件的破坏,造成了页岩气的散失,因此,鄂西地区优选页岩气有利勘探区重点是寻找构造稳定区.      

Conditions for veining in the Barrandian Basin (Lower Palaeozoic), Czech Republic: evidence from fluid inclusion and apatite fission track analysis

The interplay between fracture propagation and fluid composition and circulation has been examined by deciphering vein sequences in Silurian and Devonian limestones and shales at Kosov quarry in the Barrandian Basin. Three successive vein generations were recognised that can be attributed to different stages of a basinal cycle. Almost all generations of fracture cements host abundant liquid hydrocarbon inclusions that indicate repeated episodes of petroleum migration through the strata during burial, tectonic compression and uplift.The earliest veins that propagated prior to folding were displacive fibrous “beef” calcite veins occurring parallel to the bedding of some shale beds. Hydrocarbon inclusions within calcite possess homogenisation temperatures between 58 and 68 °C and show that the “beef” calcites originated in the deeper burial environment, during early petroleum migration from overpressured shales.E–W-striking extension veins that postdate “beef” calcite formed in response to Variscan orogenic deformations. Based on apatite fission track analysis (AFTA) data and other geological evidence, the veins probably formed 380–315 Ma ago, roughly coinciding with peak burial heating of the strata, folding and the intrusion of Variscan synorogenic granites. The veins that crosscut diagenetic cements and low-amplitude stylolites in host limestones are oriented semi-vertically to the bedding plane and are filled with cloudy, twinned calcite, idiomorphic smoky quartz and residues of hardened bitumen. Calcite and quartz cements contain abundant blue and blue–green-fluorescing primary inclusions of liquid hydrocarbons that homogenise between 50 and 110 °C. Geochemical characteristics of the fluids as revealed by gas chromatography–mass spectrometry, particularly the presence of olefins and parent aromatic hydrocarbons (phenonthrene), suggest that the oil entrapped in the inclusions experienced intense but geologically fast heating that resulted in thermal pyrolysis of its hydrocarbons. This implies that the organic fluids in the fractures may have been partly influenced by heating associated with igneous intrusions that are hidden below the surface.Subvertical N–S-striking veins represent the most recent fracturing event(s). Some of these veins are only a few millimeters thick and sparsely mineralised with thin leaf-like quartz crystals that contain tiny blue and yellow–orange-fluorescing hydrocarbon inclusions. Most of the N–S veins, however, occur as thick calcite veins that generally crystallised at 70 °C or less from H₂O–NaCl solutions of variable salinity with admixture of petroleum. The origin of these fluids is interpreted in terms of deeply circulating meteoric waters that partially mixed with deep basinal fluids. Wider structural considerations combined with fission-track analysis of adjacent host sediments suggest that N–S veins formed during post-Mesozoic uplift of the area, probably in response to major Tertiary Alpine deformations transmitted far into the Bohemian Massif.     

构造驱动大巴山前陆烃类流体排泄:含烃包裹体纤维状方解石脉证据

含烃包裹体纤维状方解石脉被认为是超高压下油气流体形成和排泄的标志。大巴山前陆构造带一些断裂和下古生界黑色泥岩和泥灰岩烃源岩微裂隙中分布有含烃包裹体纤维状方解石脉,成分分析表明其为低镁方解石。纤维状方解石脉δ13CVPDB和δ18OVPDB比围岩碳酸盐岩的明显变轻,前者δ13CVPDB和δ18OVPDB变化范围分别为-1.9%～-4.8‰和-8.4%～-12.8‰,后者分别为-1.7%～+3.1‰和-8.7%～-4.5‰,且δ13C与δ18O具有明显的线性关系,反映出纤维状方解石脉具有成岩有机流体与浅部流体混合的流体特征。纤维状方解石脉含有共生的固体沥青包裹体、含甲烷液相包裹体和气液二相盐水包裹体等多相态包裹体,其中沥青包裹体为油气运移的残余沥青。气液二相盐水包裹体均一温度主要位于140℃和196℃之间（峰值为179℃）,盐度较高（平均为9.7wt% NaCl）。分别应用盐水包裹体和甲烷包裹体等溶线P-T相图确定出含烃包裹体纤维状方解石脉形成的流体压力为150~200 MPa,属于异常超高压流体。地质和地球化学特征分析认为,大巴山含烃包裹体纤维状方解石脉不具有泥岩因压实成岩作用而形成的超高压流体特征。结合沉积和构造演化历史分析认为,印支碰撞造山运动和燕山前陆构造作用导致大巴山褶皱隆起并伴随天然气藏破坏和改造,挤压环境下的超高压构造应力驱动天然气流体排泄,大巴山前陆构造带含烃包裹体纤维状方解石脉就是超高压构造应力驱动天然气排泄的产物。     

Types and Characteristics of the Lower Silurian Shale Gas Reservoirs in and Around the Sichuan Basin

This study analyzed the characteristics and types of the Lower Silurian shale gas reservoirs in and around Sichuan Basin through field observations, slices, Ar-ion-beam milling, scanning electron microscopy, and x-ray diffraction analysis of 25 black shale outcrops and samples. Two main types of shale gas reservoirs were determined, i.e., fractures and pores. Fractures were classified into five categories, i.e., giant, large, medium, small, and micro, according to the features of the shale gas reservoirs, effect of fracture on gas accumulation, and fracture nature. Pore types include organic matter pores, mineral pores (mineral surface, intraparticle, interparticle, and corrosional pore), and nanofractures. The various fracture types, fracture scales, pore types, and pore sizes exert different controls over the gas storage and production capacity. Pores serve as a reservoir for gas storage and, the gas storage capacity can be determined using pores; fractures serve as pathways for gas migration, and gas production capacity can be determined using them.