四川盆地西南缘金坷村剖面五峰组-龙马溪组生物地层划分及区域对比

为了探究上扬子海盆在奥陶纪-志留纪之交的沉积环境、明确四川盆地西南缘金坷村筠连地区有机质页岩沉积层位，通过对金坷村剖面五峰组-龙马溪组岩石地层及生物地层的研究，识别出自晚奥陶世凯迪阶WF2带至早志留世埃隆阶LM6带的9个连续生物带及组合.认为金坷村地区是上扬子海盆最早进入前陆期的地区，时间为鲁丹阶LM1期.金坷村剖面与其北部的新地2井、宁211井、威202井生物地层对比发现，自南向北黑色页岩笔石带上限自LM6延伸至LM9，呈逐渐增高的趋势.金坷村剖面富有机质页岩层位于WF2-LM4带，厚度20.6 m，为该地区页岩气勘探开发提供了一定的基础资料.     

云南永善－大关地区五峰组－龙马溪组黑色页岩生物地层划分与沉积环境探讨:以新地2井为例

由于缺乏对四川盆地西南缘永善-大关地区五峰组-龙马溪组生物地层的详细划分与对比,黑色页岩分布时限及其沉积背景不明确.对新地2井五峰组-龙马溪组黑色页岩岩心开展生物地层研究,识别出了从上奥陶统凯迪阶上部WF1 Dicellograptus complanatus带至志留系兰多维列统埃隆阶顶部LM8 Stimulograptus sedgwickii带的9个生物带和组合.新地2井与宁211井、焦页1井、威202井、巫溪2井黑色页岩生物地层对比结果显示,新地2井的顶界与宁211井、焦页1井黑色页岩笔石带相近,但与威202井、巫溪2井相比低了1个笔石带.结合TOC值标定,新地2井富有机质页岩沉积期为WF2-LM6笔石带,其顶界高于宁211井的LM4笔石带.在笔石生物地层框架内对比了各井黑色页岩的沉积厚度、沉积速率及TOC值,探讨了它们的沉积演化差异及构造背景.靠近古隆起或古陆的沉积区,海侵-海泛稳定期时间呈缩短的趋势,富有机质页岩上界可低至LM5笔石带或以下;远离古隆起或古陆的沉积区,富有机质页岩上界可达LM8-LM9笔石带.受沉积水体深浅差异及古隆起陆源碎屑输入的影响,威远、焦石坝及巫溪地区出现了沉积分异现象.阶段性的海退事件及古隆起的状态变化（隆升与扩大）是广西运动的构造响应.      

长宁页岩气田宁211井五峰组—龙马溪组生物地层

长宁页岩气田是中国页岩气勘探和开发最早的页岩气田之一。对长宁页岩气田宁211井钻井剖面的五峰组—龙马溪组黑色页岩开展了岩石地层及生物地层研究,建立了从上奥陶统凯迪阶上部的Dicellograptus complexus带(WF2带)至志留系兰多维列统埃隆阶顶部的Stimulograptus sedgwickii带(LM8带)的12个连续生物带和组合,这一生物地层序列可实现区域和全球的精确对比。通过岩石地层和和生物地层的对比,发现各岩石地层与生物带具有极强的耦合关系,宁211井主要目的层五峰组—龙马溪组龙一1亚段大致对应Dicellograptus complexus带(WF2带)-Coronograptus cyphus带(LM5带)。长宁页岩气田与长宁背斜及其周缘具有相同的沉积环境。     

川南古蔺地区仁页1井五峰组—龙马溪组生物地层及成藏特征

四川盆地南部古蔺地区(以下简称川南古蔺地区)处于盆缘构造转折部位,靠近黔中隆起,仁页1井钻探揭示该区发育五峰组—龙马溪组下部黑色页岩,笔石种类和含量丰富.为了揭示该区笔石生物地层特征及其对页岩气成藏的影响,根据仁页1井岩芯资料,本研究开展笔石生物地层划分,建立了该区凯迪期—埃隆早期笔石生物地层序列,并与四川盆地及周缘的主要页岩气田进行生物地层对比,深化该区页岩气勘探潜力认识.研究结果表明:(1)仁页1井五峰组—龙马溪组下部地层,涵盖了从凯迪阶上部的Dicellograptus complexus带(WF2带)至埃隆阶下部的Demirastrites triangulatus带(LM6带),共9个完整连续的笔石生物带.(2)古蔺地区与主要页岩气田的生物地层具有较好可比性,但该区受黔中隆起的影响较大,具体表现为:凯迪阶,黑色页岩厚度较薄;赫南特阶,海平面下降较快,海水较浅,形成了富含Hirnantia动物群化石的观音桥段介壳灰岩;赫南特阶上部—鲁丹阶,水体相对较浅,同时沉积速率较慢,形成的LM1-LM5带黑色页岩相对较薄.(3)古蔺地区WF2-LM5带黑色页岩具有笔石含量丰富、自然伽马值高、斑脱岩层密集的特征,指示古生产力高,利于有机质富集和页岩气生成;同时石英等脆性矿物含量较高,利于压裂改造,具有较好的页岩气成藏条件.     

生物地层格架下湘西北地区五峰组—龙马溪组孔隙结构特征

为探究生物地层格架下五峰组—龙马溪组孔隙结构特征,在笔石带划分的基础上结合孔隙结构特征及其影响因素将SY-3井五峰组—龙马溪组划分为LM5—LM7、WF4—LM4、WF2—WF3三个笔石带,并基于扫描电镜、低温氮气吸附实验、高压压汞实验等技术手段,分别对这三个笔石带进行孔隙结构特征的研究和对比。结果表明:LM5—LM7富集黏土矿物,主要发育较大孔径孔隙,以黏土矿物粒间孔为主;WF4—LM4富集有机质,主要发育较小孔径孔隙,以有机质孔为主;WF2—WF3富集石英,主要发育小孔径孔隙,以石英粒间孔为主,但大部分石英粒间孔被黏土矿物和有机质充填。LM5—LM7孔隙发育主要受TOC含量和矿物含量的影响,WF4—LM4孔隙发育主要受TOC含量影响,而WF2—WF3受矿物组分、有机质赋存特征及成岩作用等因素共同影响。不同笔石带由于沉积环境的差异导致其具有不同的有机质丰度及矿物组分,从而导致了孔隙结构的差异。     

四川盆地五峰组—龙马溪组笔石与页岩气关系探讨

前人对笔石的研究主要用于地层划分和沉积环境分析,对笔石与页岩气之间的关系研究甚少。充分利用取心井岩心分析资料、钻井地质资料、实验分析资料和测录井资料,结合不同沉积环境的笔石类型,将JYDA-E井奥陶系五峰组分成4个笔石带(WF1-WF4)、志留系龙马溪组划成6个笔石带(LM1-LM7,LM2缺失),其中WF2-LM4的TOC含量高、有机孔隙发育,属于页岩气有利开发层段。研究发现:笔石的演化和有机质的富集具有相同的沉积环境;笔石的丰度和TOC、有机孔隙度以及气测全烃含量具有正相关关系,笔石的演化对页岩有机质丰度、有机孔的形成具有一定贡献,并在一定程度上影响其含气性,属于页岩气储层评价的一项重要指标。四川盆地五峰组-龙马溪组页岩气形成和笔石的形成演化存在成因上的关联,这对页岩气储层研究具有借鉴意义。     

下扬子巢湖地区皖含地1井五峰组-高家边组下段生物地层

下扬子巢湖地区皖含地1井在五峰组—高家边组下段钻遇一套黑色笔石页岩。本文以此开展了生物地层研究并划分出5个跨越奥陶系—志留系界线的笔石带,自下而上分别是Dicellograptus complexus带(WF2带)、Paraorthograptus pacificus带(WF3带)、Cystograptus vesiculosus带(LM4 Coronograptus cyphus带(LM5带)及Demirastrites triangulatus带(LM6带)(未见顶)。通过对比皖含地1井各岩性段的岩石有机地球化学特征和笔石生物带,发现主要油气目的层是五峰组—高家边组下段,大致对应笔石Dicellograptus complanatus带(WF1带)至Demirastrites triangulatus带(LM6带)。皖含地1井与上扬子五峰组—龙马溪组笔石生物带相比,皖含地1井缺少了Normalograptus extraordinarius带(WF4带)、Persculptograptus persculptus带(LM1带)、Akidograptus ascensus带(LM2带)和Parakidograptus acuminatus带(LM3带)。由于LM1-LM3带在邻区可见,因此推测皖含地1井的缺失是受滑脱构造的影响。由于皖含地1井位于逆冲推覆构造带上,构造作用复杂,导致该井五峰组-高家边组下段笔石序列部分缺失、黑色页岩厚度减薄,因此主力产气层位遭受破坏。     

扬子区西南缘奥陶纪末—志留纪初笔石生物地层对比及意义

利用扬子西南缘天全、汉源、甘洛、布拖、金阳、永善、绥江、大关地区五峰组—龙马溪组重点剖面露头点和钻井岩心资料,通过笔石生物地层划分,建立了五峰组—龙马溪组黑色页岩的等时地层格架。通过对比纵横向黑色页岩的TOC含量、沉积厚度、优质页岩厚度等数据变化,探讨笔石带的分布与沉积环境、优质页岩的关系。结果表明,各剖面和钻井中WF2—LM4笔石带优质页岩普遍发育。其中布拖、金阳靠近康滇古陆边缘的地区,LM5笔石带、LM6笔石带岩石地层明显增厚;永善—绥江云永地2井、新地2井、绥江B井等地区,笔石带分布和沉积环境相似,优质页岩沉积上界由LM4笔石带逐步上延至LM6笔石带。五峰组—龙马溪组优质页岩在靠近康滇古陆一侧沉积时限为WF2—LM4及以下笔石带,远离古陆一侧沉积时限呈逐渐变长的趋势。天全大井坪、汉源轿顶山一带WF2—LM5笔石带优质页岩发育,轿顶山地区岩石地层厚度明显减薄,天全大井坪地区明显增厚,受特殊环境影响可能仍具有良好的勘探潜力。研究成果对扬子西南缘页岩气沉积有利区优选提供了依据。     

贵州正安奥陶-志留纪之交五峰——龙马溪组黑色页岩的划分与对比北大核心CSCD

近年来我国南方下古生界海相页岩气勘探开发取得重要进展,国土资源部已在黔北地区建立了页岩气综合勘查试验区。根据贵州正安安场向斜安页1井井下奥陶系-志留系之交的五峰组—龙马溪组的笔石划分了笔石带,同时对焦页1井等有良好页岩气产量的井进行了井下地层对比,确定了正安可能成为页岩气储层的五峰组和龙马溪组下部WF2~LM5笔石带序列。同时还对安场向斜的堡上村剖面进行了观察,结果显示,该剖面龙马溪组黑色页岩顶部LM5带的笔石,可作为安页1井黑色页岩层段顶界的参照。     

鄂西建始地区五峰-龙马溪组黑色页岩生物地层特征

鄂西建始地区五峰组-龙马溪组黑色页岩发育,尚未建立古生物地层序列.基于建地1井及湘鄂渝地区23个穿越奥陶系和志留系钻井、剖面资料,研究建始地区五峰组-龙马溪组黑色页岩笔石序列,分析湘鄂水下高地演化模式及其对页岩气成藏影响.建地1井从奥陶系Dicellograptus complexus（WF2）带至志留系Stimulograptus sedgwickii（LM8）带,共包含8个笔石带,缺失了Perculpto gr. perculptus（LM1）、Akidograptus ascensus（LM2）和Parakido gr.acuminatus（LM3）三个笔石带,表明建始地区在赫南特期至鲁丹早期处在湘鄂水下高地范围内.受控于全球海平面变化和广西运动双重作用,湘鄂水下高地整体呈现出自凯迪期至鲁丹早期不断隆升、影响范围逐渐扩大,鲁丹中晚期再逐渐回缩的演化模式;在其范围内普遍缺失WF3-LM4部分笔石带富有机质页岩,导致页岩气藏抗构造破坏能力差,勘探风险较大.      

滇东北DD1井五峰-龙马溪组页岩气地质特征及其勘探启示

四川盆地南缘五峰-龙马溪组页岩气勘探难度大。以滇东北彝良县DD1井页岩气调查井为例,利用钻测井、岩心分析测试等资料评价其页岩气地质条件。滇东北彝良县DD1井的五峰-龙马溪组富有机质页岩厚度较小、有机质丰度低、热演化程度高、含气性差、N₂含量高,其主要评价指标与盆地内JY1、N203等盆内页岩气高产井差异明显。在页岩气核心评价参数对比基础之上,对DD1井五峰-龙马溪组页岩气勘探失利的地质因素进行深入分析,认为其原因主要在于3个方面：1）五峰-龙马溪期距离黔中古隆起较近,五峰-龙马溪组下段为浅水潮坪相沉积,缺乏黑色富有机质页岩的物质基础;2）五峰-龙马溪组页岩热演化程度高,导致页岩孔隙度变差;3）五峰-龙马溪组埋深较浅,多种尺度裂缝发育,页岩气逸散严重,页岩气构造保存条件差。对滇东北彝良县DD1井页岩气钻探失利的分析,为盆外五峰-龙马溪组页岩气勘探提供了启示意义。     

黔北习科1井五峰组―龙马溪组黑色页岩的地层划分与对比

习科1井是位于黔北习水县良村镇的一口科研勘探井,该钻井由志留系石牛栏组钻至奥陶系涧草沟组。通过对习科1井五峰组—龙马溪组黑色页岩中的笔石进行系统鉴定和生物地层划分,判断该井奥陶纪—志留纪之交地层序列完整连续。该钻井五峰组中可识别出Paraorthograptus pacificus带(WF3),之上见富含腕足类的观音桥层,再向上为龙马溪组黑色页岩,其中自下而上可识别出Metabolograptus?persculptus-Akidograptus ascensus带(LM1—LM2)、Parakidograptus acuminatus带(LM3)、Cystograptus vesiculosus带(LM4)、Coronograptus cyphus带(LM5)和Demirastrites triangulatus带(LM6)。习科1井奥陶纪—志留纪之交笔石生物地层序列基本完整,可与桐梓凉风垭、韩家店对比;而与桐梓红花园、戴家沟不同,后两者缺失了Metabolograptus?persculptus带至Parakidograptus acuminatus带。同时其龙马溪组顶界符合从桐梓向北经习水—綦江,至四川华蓉山依次升高的规律,进一步验证了黔渝地区龙马溪组黑色页岩的"阶段性渐进展布模式"。     

石英矿物类型及其对页岩气富集开采的控制:以四川盆地及其周缘五峰组-龙马溪组为例

页岩矿物组成控制着页岩的储层类型和岩石力学性质,并影响着页岩气的富集和开发.为了分析不同类型石英矿物的纵向变化特征及其对页岩气富集开采的控制作用,以四川盆地及其周缘五峰组-龙马溪组WF2-LM4和LM5-LM8两个笔石带页岩为主要研究对象,利用普通薄片观察、扫描电镜、矿物成岩世代关系、能谱分析等手段,识别出陆源碎屑石英、生物成因石英和黏土矿物转化过程中形成的3种石英类型.结果表明不同的页岩层段,3种成因的石英含量不同.生物成因石英在WF2-LM4笔石带页岩最为富集,向上到LM5-LM8笔石带页岩逐渐减少.在WF2-LM4笔石带页岩,生物成因石英与有机碳含量呈明显的正相关性,有利于页岩优质储层的形成,对页岩储层的压裂改造具有积极作用,实现了页岩赋气和改造的有机统一.研究认为四川盆地及其周缘地区五峰组-龙马溪组一段下部黑色页岩（WF2-LM4笔石带页岩）具有生物成因石英含量高,页岩生烃、储集能力和可压裂性最优的特点,是页岩气富集开采的有利层段.      

四川盆地威远页岩气田五峰组和龙马溪组黑色页岩生物地层特征与意义

我国南方海相页岩气资源潜力巨大,勘探开发活动活跃,目前已经在四川盆地南部威远、长宁等区取得重大进展。但对于页岩气储层精细划分还缺乏有效的手段,对页岩气水平井开发箱体的确定还有争议。通过对威远页岩气田威202井上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组笔石和三叶虫等重要生物化石的鉴定,结合区域地层特征将其划分到笔石带,并确定五峰组和龙马溪组下部的笔石带为最优储层,提出威202井区在奥陶纪末期五峰组、观音桥层及志留纪初期龙马溪组剖面和湖北宜昌王家湾剖面可以对比,具有重要的地层对比意义。     

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。     

湖南省保靖地区龙马溪组页岩气地质特征与成藏模式研究

湖南保靖地区为页岩气勘探新区块,其页岩气地质特征和富集规律有待进一步研究。通过对区内沉积环境、储层孔渗、地球化学特征及地层含气性等研究,总结区内龙马溪组页岩气的地质特征; 根据生烃发育史、裂缝发育特征、滑脱层运移特征以及断裂作用等研究,探索页岩气的成藏模式。研究结果表明: 湖南保靖地区龙马溪组页岩有机质丰度较高,热演化程度适中,脆性矿物含量较高,物性特征较好,具备页岩气富集成藏条件; 页岩从二叠纪开始进入生气阶段,并持续到中侏罗世; 中侏罗世末期研究区形成隔槽式断裂褶皱冲断带,龙马溪组储层中形成垂直层面多组网状裂缝及顺层滑脱层; 湖南保靖地区龙马溪组具有“滑脱层运移、裂缝聚集、孔隙残留、断层封堵、高位富集、箱状成藏”的页岩气富集成藏模式。     

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.     

四川盆地五峰组—龙马溪组异常地层压力成因与广义泊松比预测方法:以长宁地区为例

将钻井实测四川盆地五峰组—龙马溪组地层压力与现今构造分区、青藏高原各块体的向东运动速度进行综合对比,发现五峰组—龙马溪组地层压力宏观压力背景可能受燕山运动以来多期构造运动的影响,超压区主要位于川东高陡构造带与川南低陡构造带的主体部位。燕山—喜山期,华蓥山断裂带东侧发生强烈挤压,形成长条形高陡背斜与开阔向斜相间分布。现今的青藏高原各块体向东运动也可能对五峰组—龙马溪组地层压力系数宏观分布产生一定的影响。钻井勘探证明,四川盆地五峰组—龙马溪组地层沉积后,地层中有机质先生成原油,在异常地温梯度作用下,裂解为天然气。所以,烃类裂解导致流体膨胀是五峰组—龙马溪组地层异常压力的第二个因素。同时,地层压力宏观背景下的局部地区地层压力异常可能是页岩气保存条件的反映。在对五峰组—龙马溪组地层压力异常成因分析的基础上,将地层压力异常抽象为水平作用力与垂向作用力,采用反映横向作用与垂向作用的地震泊松比参数作为地层压力预测的基础参数,从而建立起泊松比地层压力预测方法。实际资料预测与后期钻井验证证明,泊松比地层压力预测方法适合四川盆地五峰组—龙马溪组页岩气地层压力预测,经多年试验与改进,该方法已在威远—长宁地区页岩气田勘探开发中得到广泛推广与应用,产生了巨大的经济效益与社会效益。到2019年,长宁页岩气田累计产量已达130亿方,广义泊松比地层压力预测方法是助推长宁页岩气田成为我国第一页岩气田的关键技术之一。     

湖北当阳复向斜北部页岩气地质评价与有利区优选

以露头、钻井、地震等资料为基础,对湖北当阳复向斜北部上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气成藏条件和勘探潜力展开评价。研究表明,当阳复向斜五峰组—龙马溪组具备良好的页岩气成藏地质条件:五峰组—龙马溪组沉积期以深水陆棚沉积环境为主,页岩广泛发育,优质页岩层厚度约50 m;有机质类型为Ⅱ_2型,有机碳含量一般大于2%,有机质成熟度R_o在3.0%左右,已进入过成熟阶段;页岩中的矿物以石英和黏土为主,有利于后期压裂改造和吸附气的大量富集;储层具有低孔特低渗特征;当阳复向斜构造简单,区域上盖层连续分布,保存条件较好。通过地质评价和资源量计算,当阳复向斜页岩气资源量较为丰富,优选巡检—溪前向斜带和龙坪—肖堰—栗溪背斜带为页岩气勘探有利区。     

沉积相带对川南龙马溪组页岩气富集的影响

为查明沉积相带对川南龙马溪组页岩气富集的影响,结合地层分布、岩性特征、沉积构造、有机碳含量、矿物组成、储集空间类型等特征,对龙马溪组页岩沉积相类型进行划分,并探讨沉积相带对有效页岩发育的影响,以期为页岩气富集条件评价提供依据。通过研究区6口页岩气井的钻井岩心观察,结合测井响应、实验测试分析,将龙马溪组划分为浅水泥质陆棚亚相、半深水陆棚亚相和深水陆棚亚相3种沉积亚相类型。有机碳含量、有效页岩的发育和分布、矿物组成以及孔隙发育特征是影响页岩气富集的关键因素,而这些因素均受控于沉积相带:沉积水体越深TOC含量越高,距离沉积中心越近TOC含量越高;龙马溪组地层厚度较大,但有效页岩厚度并不大,深水陆棚亚相沉积层段为页岩气富集的有效层段,且有效页岩层向沉积中心方向逐渐增厚;深水陆棚亚相丰富的生物供应为有效页岩带来了更高的有机质含量以及更多的脆性矿物,提高了岩石脆性;龙马溪组页岩中的孔隙类型主要为黏土矿物层间孔与有机质孔,且TOC含量高的沉积相带中有机质孔越发育。综上,深水陆棚亚相页岩具备有机质含量丰富、岩石脆性高、有机质孔发育等特征,是页岩气富集的最有利相带。