江南断裂带周边地区志留系层序地层特征及页岩气勘探前景*吴俊,徐锦龙

运用露头层序地层原理和方法,以古生物、红层和碎屑锆石U-Pb年龄资料为基础,研究江南断裂带周边地区志留系层序地层特征、富有机质页岩的产出特征及页岩气勘探前景。研究表明:江南断裂带以北高家边组具有形成页岩气藏的优越条件,可作为页岩气勘探的有利目的层系;江南断裂带周边地区高家边组和坟头组(江南断裂带以南称霞乡组、河沥溪组和康山组)仍归于下志留统,茅山组(江南断裂带以南称唐家坞组)归于上志留统,缺失中志留统;富有机质页岩主要发育于SSQ1三级层序中低水位体系域(lowstand systems tract,LST)、海侵体系域(transfressive systems tract,TST)和SSQ4三级层序中的凝缩段(CS)。     

浙西丘陵区不同采样密度富硒土壤评价研究

运用露头层序地层原理和方法,以古生物、红层和碎屑锆石U-Pb年龄资料为基础,研究江南断裂带周边地区志留系层序地层特征、富有机质页岩的产出特征及页岩气勘探前景。结果表明:江南断裂带以北高家边组具有形成页岩气藏的优越条件,可作为页岩气勘探的有利目的层系。江南断裂带周边地区高家边组和坟头组(江南断裂以南称霞乡组、河沥溪组和康山组)仍划归于下志留统,茅山组(江南断裂以南称唐家坞组)划归于上志留统,缺失中志留统; 富有机质页岩主要发育于SSQ1三级层序低水位体系域(lowstand systems tract,LST)、海侵体系域(transfressive systems tract,TST)和SSQ4三级层序凝缩段(condensation section,CS)。     

海相页岩综合层序地层划分及垂向分布特征 ——以川东南地区五峰组—龙马溪组为例

为探讨海相页岩中层序边界的识别、层序划分以及垂向上的演变特征,并给页岩中标准化层序地层的研究以及页岩气的勘探开发提供参考,以川东南地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组黑色富有机质海相页岩为例,综合利用野外剖面、岩芯、岩石薄片、古生物化石、测井、地球化学资料,结合层序地层学理论对海相页岩进行层序界面的识别和层序的划分。研究建立了以岩性界面直观反映物理特征,以测井反映地层叠加样式,以古生物笔石限定时间概念,以地球化学参数TH/U反映氧化还原环境和TOC反映有机质旋回性的海相页岩多参数层序边界识别方法;进而分析了垂向的层序发育特征以及连井层序特征,明确了五峰组—龙马溪组龙一段先后经历了三次较大规模的海侵—海退旋回,划分出3个三级层序和7个体系域;探讨了海退—海侵事件以及冰期气候对相对海平面升降的控制作用,建立了在冰期气候、古陆抬升、上升洋流以及浊流等影响因素下以体系域为单元海侵—海退的海相页岩垂向层序演化模式;体系域SQ1-TST、SQ2-TST以及SQ2-EHST为有机质富集的重点层位,SQ3-TST为次一级的有机质富集层位。     

江苏省下志留统黑色页岩浅井钻探及其页岩气潜力分析

近年来上扬子地区下志留统龙马溪组页岩气勘探开发取得重大突破,属于同一大地构造单元的下扬子地区,其页岩气资源潜力和勘探前景问题日益受到关注。在下扬子地区与龙马溪组层位相当的高家边组,由于地表风化程度较强和出露情况较差等因素,其黑色页岩的分布范围和沉积厚度不甚清楚,直接影响了对下扬子地区页岩气勘探潜力的评价和预测。为此本次研究选择在江苏省南京汤山和句容仑山两地实施黑色页岩浅井钻探。基于5口钻井的岩芯提取,从黑色页岩厚度、地化、岩矿和生物地层学等多个方面揭示了下扬子地区五峰组—高家边组黑色页岩基本特征。分析结果表明:该地区黑色页岩与上扬子焦石坝地区有很好的对比性,至少有4个笔石化石带相互一致。五峰组—高家边组黑色笔石页岩厚度在汤山地区大于80.5 m,仑山地区至少39.5 m,有机质丰度较高,多数TOC含量1.2%~4%,显示了较强的生烃能力。镜质体反射率(Ro)主要在1.5%~2.6%之间,热演化程度以高—过成熟为主,进入生气阶段。黑色页岩有机质以干酪根Ⅰ、Ⅱ1型为主。因此,认为下扬子地区下志留统黑色页岩具有良好的页岩气资源潜力。     

上扬子地区五峰组-龙马溪组页岩层序地层及演化模式

学者们在页岩层序划分与构成等方面还存在较大分歧;其次,现有研究中针对页岩非均质性在层序格架内的变化特征及成因规律方面亦有不足.五峰组-龙马溪组页岩是上扬子地区重要的页岩气勘探层位之一,通过钻井岩心、露头剖面、常规测井、能谱测井和地球化学参数等资料,对上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组黑色页岩层序地层学进行了定量分析.在五峰组-龙马溪组识别出3个三级层序,其中五峰组为一个三级层序,进一步划分出海侵体系域（五峰组下部黑色页岩）和高位体系域（五峰组上部观音桥段）;龙马溪组一段作为一个三级层序,进一步划分出海侵体系域、早期高位和晚期高位体系域;龙马溪组二段和三段为一个三级层序,进一步划分出低位体系域、海侵体系域和高位体系域.以不同体系域为单元分析了五峰组-龙马溪组层序发育与沉积环境特征,揭示了各体系域内古生产力与水体氧化还原条件对有机质富集的控制机理,总结并提出了系统的五峰组-龙马溪组黑色页岩层序地层垂向演化模式.      

中上扬子地区下志留统沉积演化与页岩气勘探方向*

通过录井、测井、地震、野外剖面与岩心资料的深入剖析, 探讨中上扬子地区下志留统页岩段的沉积相与总有机碳的关系, 预测页岩气有利勘探区。中上扬子地区下志留统龙马溪组为一套20～268 m厚的黑色页岩夹灰绿色泥质粉砂岩沉积, 在等时框架内自下而上可识别出2个三级层序即SQ1与SQ2, 它们分布稳定、可对比性好。下部层序(SQ1) 的海侵体系域(TST)发育一套有利于页岩气形成的富有机质页岩, 此时期呈现出“北面向次深海敞开、东西南三面受古陆围限、陆棚广布”的沉积格局, 深水陆棚相广泛发育, 面积为255000 km², 平均厚度35 m。受海平面下降的影响, 从下部层序至上部层序水体变浅, 岩相从深水陆棚相黑色页岩向中-浅水陆棚相沙纹层理粉砂质页岩转变。岩相的发育受海平面升降、古陆、海底地形、物源供给等因素的影响, 岩相类型有碳质或硅质或钙质页岩、纹层状页岩、生物扰动粉砂质页岩、沙纹层理的粉砂质页岩、块状砂岩或介壳灰岩薄夹层5类。研究表明, 沉积相对富有机质页岩的形成具有内在的控制作用, 高TOC含量页岩发育于深水陆棚相、中陆棚相和潟湖相中。目前, 已有多口井在龙马溪组页岩获得工业气流, 揭示了该区良好的页岩气勘探前景;综合分析认为涪陵-赤水-仁怀、威远-长宁、鄂西-渝东为中上扬子地区下志留统页岩气勘探的主要方向和有利目标区。     

江苏宁镇地区五峰—高家边组优质页岩分布及其与笔石带的对应关系：来自苏页1井的启示

为准确掌握江苏五峰—高家边组页岩气基础地质条件,在宁镇地区汤山—仑山复背斜南翼高家边组命名地实施页岩气参数井苏页1井,井深1 203.37 m,全孔取芯。苏页1井钻遇高家边组中下部五峰组、汤头组,为完整揭露五峰—高家边组底部富有机质页岩的典型钻孔。基于243个厘米-分米级采样间隔的TOC(总有机碳)数据,建立了五峰—高家边组下部TOC标准柱状图。根据TOC划分的页岩分段与笔石带对应良好,共分7个页岩段,包括4个优质富有机质页岩段,其中WF4—LM3优质页岩段品质最好,为宁镇地区的典型代表。苏页1井Ro介于2.47%～2.91%之间,平均值为2.62%,总体处于过成熟早-中期生干气阶段,干酪根类型为Ⅰ型。五峰—高家边组优质、富有机质页岩呈2层式,真厚度约为22.4 m。页岩气勘探潜力最好的WF4—LM3优质页岩段真厚度为8.6 m,应视为主要产气页岩小层和未来水平井钻进层段。不同页岩段的沉积速率不同,说明有机质含量与物源输入作用关系密切。     

四川盆地古生界页岩气潜在勘探区预测

四川盆地古生界主要发育三套海相烃源岩,分别是下寒武统筇竹寺组泥页岩,下志留统龙马溪组泥页岩和上二叠系龙潭组泥页岩。通过收集分析前人对于四川盆地这三套烃源岩的厚度、有机质含量(TOC)、有机质类型、有机质成熟度(Ro)的综合对比研究,得出下寒武统筇竹寺组页岩气的有利勘探区域为乐山-威远-资阳一线;下志留统龙马溪组页岩气的有利勘探区域为纂江-自贡一带;上二叠系龙潭组的有利勘探区域为川东南的纂江-宜宾-自贡一带和川东北的万县-达州一带。     

基于广域电磁法的页岩气有利区预测——以渝东北巫山地区为例

渝东北巫山地区是重要的页岩气勘探远景区,勘探程度较低。本次研究以岩石物理和测井数据为基础,以广域电磁法为手段,开展该区的页岩气有利区评价。通过对地表样品及井孔电阻率测井资料的分析,揭示研究区目的层富有机质页岩层电阻率表现为明显低阻特征,与上覆下伏地层电性差异明显,表明本区分布的上奥陶统五峰—下志留统龙马溪组富有机质页岩具备开展电法勘探工作的物性条件。在对电磁资料处理解释的基础上,查明了重庆巫山地区"隆凹相间"的构造格局,断裂性质主要为逆断层;目的层上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组富有机质泥页岩连续稳定分布,低阻特征明显,埋深范围在800~4 800 m之间。综合考虑目的层页岩电阻率、极化率、埋深等因素,预测出页岩气有利区3个,区内富有机质页岩发育,页岩气勘探前景较好。     

安徽巢湖下志留统高家边组页岩储集性能初步研究

巢湖地区下志留统高家边组页岩XRD衍射分析表明,页岩主要由伊利石,绿泥石和石英组成。根据沉降法获得石英等脆性矿物平均含量约为67.8%,黏土矿物平均含量约为25.12%。场发射环境扫描电镜对样品进行微观孔隙结构观察,发现页岩的孔隙主要有4种类型,即粒间孔隙、粒内孔隙、裂缝孔隙和溶蚀孔隙。其中粒间孔隙和溶蚀孔隙大量发育,它们是页岩气的重要的储集空间;裂缝孔隙发育良好,是页岩气运移的主要通道。页岩成分和结构之间关系进一步分析表明,页岩中石英等大量脆性矿物的存在,有利于页岩中裂缝的形成;而黏土矿物的存在,不仅能增加有机质含量,并且有利于页岩气的储集。综合分析认为,巢湖地区下志留统高家边组页岩具有较好的储集性能。     

黔北-川东南志留系层序格架下的沉积体系演化特征及有利区带预测

黔北—川东南志留系受加里东运动抬升剥蚀仅残留中、下统地层,通过大量钻井及野外露头资料的沉积学研究,应用层序地层学方法,划分出8个三级层序,其中下志留统龙马溪组2个（SSQ1~SSQ2）,石牛栏组或小河坝组2个（SSQ3~SSQ4）,中下志留统韩家店组4个（SSQ5~SSQ8）,识别出三角洲、陆棚、碳酸盐台地3类沉积体系,在等时地层格架中探讨了各沉积体系特征及其平面展布。通过层序地层划分对比及有利沉积相带研究,指出了两类有利储集层:一类为台地浅滩相和台地前缘斜坡相礁滩型生物灰岩、颗粒灰岩储层,主要发育于石牛栏期三级层序SSQ3和SSQ4的高位体系域,纵向上分布于石牛栏组中、上部,横向上分布于研究区南部叙永—习水—观音桥一带;另一类为浅水陆棚碎屑岩储层,主要发育于小河坝期三级层序SSQ4高水位体系域,横向上分布于南川—石柱—利川等地。     

下扬子地区高家边组底部黑色页岩与北美Marcellus页岩地质特征对比

从地层形成的构造古地理环境、地层的厚度及空间展布以及烃源岩的岩性特征等方面,对美国东部阿巴拉契亚盆地中泥盆统Marcellus页岩和下扬子地区的下志留统高家边组黑色页岩作对比研究。结果发现,两套地层形成于相似的古地理环境,都沉积于前陆盆地早期缺氧的闭塞水体中,都是有利于细粒的有机质保存形成黑色页岩的环境。两套地层的分布和埋深都受到同沉积构造及其后期改造作用的相互影响,同时也对其中页岩的空间分布和勘探前景起重要的控制作用。两套页岩都是较好的烃源岩,含有较高的总有机碳(TOC)和脆性矿物,且都达到了高成熟阶段,生气和产气潜力大。相对于Marcellus页岩,高家边组黑色页岩TOC含量较低,埋深更大,而且受到多次构造作用的改造,使得其勘探风险相对较大。     

四川盆地页岩气潜在勘探区分析预测

<正>四川盆地古生界主要发育三套海相烃源岩,分别是下寒武统筇竹寺组泥页岩,下志留统龙马溪组泥页岩和上二叠系龙潭组泥页岩。本文通过收集分析前人对四川盆地这三套烃源岩的厚度、有机质含量(TOC)、有机质类型、有机质成熟度(Ro)的综合对比研究,得出下寒武统筇竹寺组页岩气的有利勘探区域为乐山-威远-资阳一线;下志留统龙马溪组页岩气的有利勘探区域为纂江-自贡一带;上二叠系龙潭组的有利勘探区域为川东南的纂江-宜宾-自贡一带和川东北的万县-达州一带。     

湖北秭归地区发现志留系页岩气

正1研究目的(Objective)研究区地处湖北省秭归县南部,大地构造位于湘鄂西褶皱带宜都—鹤峰复背斜东北部,为油气勘探空白区。基础地质调查表明,该区志留系黑色页岩发育,有机质丰度高,生烃潜力大。本次研究目的是查明秭归地区志留系地层发育特征,摸清上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组富有机质页岩发育特征,获取页岩有机地化、储集物性和含气性等参数,为评价页岩气资源潜力提供资料支撑。     

湘西北五峰—龙马溪组层序地层特征及有机质富集探讨——以XY-3井为例

湘西北地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组海相黑色页岩发育广泛,且厚度大、热演化高、埋深相对适中,具有较好的页岩气勘探开发前景.为了研究湘西北五峰—龙马溪组地层层序特征,基于XY-3井GR测井曲线的小波变换,结合元素地球化学特征、有机质丰度、笔石类型和岩性特征,建立研究区内五峰—龙马溪组层序格架,并探讨层序格架内有机质差异富集的特征.结果 表明:XY-3井五峰—龙马溪组共划分为2个三级层序SQ-1和SQ-2,4个体系域分别为TST1、HST1、TST2和HST2.而HST1和HST2体系域内有机质丰度相对较低,总有机碳平均值为0.89％和0.26％,其沉积于沉积速率相对较高、古生产力较高,且陆源输入量相对高的氧化环境中;TST1和TST2体系域内有机质丰度相对较高,总有机碳平均值为1.46％和1.35％.其沉积于沉积速率相对较小、古生产力较高,陆源碎屑输入较少的贫氧化环境中.与长宁、焦石坝地区五峰—龙马溪组内同期揭露的富有机质层位相比,湘西北XY-3井富有机质层段沉积于氧化性相对较强、古生产力相对较高的环境中,而在沉积速率相对较低的情况下,其富有机质页岩的沉积厚度和有机质丰度明显偏低.这可为湘西北地区进行页岩气勘探开发提供指导意义.     

黔西北上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气聚集条件分析

根据野外露头地质调查、最新钻井及样品测试等基础资料,以富有机质页岩形成的地质背景及展布特征——页岩气聚集条件—勘探有利区预测为主线,对黔西北地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气成藏条件进行分析,并采用综合信息叠合法对黔西北地区有利区进行预测。研究发现,页岩气发育的富有机质页岩段主要位于五峰组和龙马溪组底部,具有分布面积广、厚度大、有机质含量高、有机质类型好等特点,且具有充足的储集空间和运移通道。现场解吸实验表明,该套富有机质页岩具有良好的含气性能。总体分析,该区域与北美典型页岩气盆地具有良好的地质对比性,具有良好的页岩气聚集条件,是页岩气勘探研究以及后期页岩气开发的重要领域。     

北祁连西段志留系层序地层学特征

甘肃省北祁连西段志留纪地层为一套形成于残留盆地的碎屑岩堆积,其岩石地层包括肮脏沟组,泉脑沟山组,旱峡组,分别相当于年代地层单位的下志留统、中志留统和上志留统。通过对其沉积环境、层序地层学特征及其变化研究认为该区地层包括低水位体系域(水位扇、低水位进积楔)、海侵体系域和高水位体系域沉积,其沉积环境由深海扇(近源浊积盆地、远源浊积盆地)渐变为陆棚直至潮坪,为一个完整的海浸海退旋回,基本上是一套完整的Ⅰ型层序。     

页岩气储层的形成条件与储层的地质研究内容

应用沉积学和层序地层学的理论和方法,综合考虑页岩气系统形成的有利条件,结合国内争国外的实例,总结了有利于泥页岩,特别是可作为页岩气储层的富有机质暗色泥页岩形成的时期和沉积环境,认为富有机质暗色泥页岩主要形成在相对海(湖)平面上升时期的海侵(湖侵)体系域,特别是密集段附近的位置;陆相盆地中的湖湾、半深湖一深湖与海相盆地中的半深海一深海盆地、台地边缘深缓坡和半闭塞一闭塞的欠补偿海湾地区是富有机质暗色泥页岩发育的有利地区.通过对美国Bar-nett等页岩气系统的分析,认为制作暗色泥岩等厚图、TOC等值线图、R.等值线图、暗色泥岩埋深图等单因素基础地质图件,对其进行叠加综合分析,对页岩气的勘探具有很好的指导意义.     

页岩气储层的形成条件与储层的地质研究内容

应用沉积学和层序地层学的理论和方法,综合考虑页岩气系统形成的有利条件,结合国内和国外的实例,总结了有利于泥页岩,特别是可作为页岩气储层的富有机质暗色泥页岩形成的时期和沉积环境,认为富有机质暗色泥页岩主要形成在相对海(湖)平面上升时期的海侵(湖侵)体系域,特别是密集段附近的位置;陆相盆地中的湖湾、半深湖—深湖与海相盆地中的半深海—深海盆地、台地边缘深缓坡和半闭塞—闭塞的欠补偿海湾地区是富有机质暗色泥页岩发育的有利地区。通过对美国Barnett等页岩气系统的分析,认为制作暗色泥岩等厚图、TOC等值线图、Ro等值线图、暗色泥岩埋深图等单因素基础地质图件,对其进行叠加综合分析, 对页岩气的勘探具有很好的指导意义。     

川东南—鄂西渝东地区下古生界页岩气勘探前景

中上扬子地台发育2套重要的海相深灰色—黑色页岩,分别为下寒武统牛蹄塘组和上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组,主要由富含黄铁矿、有机质或生物化石的黑色炭质页岩组成,厚度大、分布广。牛蹄塘组页岩有机质演化程度高、埋藏相对较深、钻井无天然气显示; 龙马溪组页岩有机质演化程度相对中等、埋藏深度适度、钻井天然气显示丰度高,特别是志留系其它粉砂岩层段可产工业性气流。因此,下志留统页岩更有利于研究区页岩气的勘探和开发,更加适合作为中国南方页岩气战略先导区的重点目标勘探层位。总体上,两套页岩在川东南—鄂西渝东地区出露范围广,有利于针对页岩展开相关研究,特别是背斜和向斜的翼部区是页岩气勘探最为有利的地区。