沉积环境对页岩气储层的控制作用——以渝东北地区五峰组-龙马溪组为例

以"沉积控相,相控储层"为研究思路,基于野外露头剖面实测与室内实验测试,以及前人的研究成果,探讨渝东北地区上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组沉积环境对页岩气储层的控制作用。研究表明,渝东北地区五峰组-龙马溪组富有机质泥页岩主要发育于滞留浅海陆棚相中,沉积中心页岩厚度可达70~80m,有机碳含量(TOC)最高可达7.56%,平均3.09%。静水缺氧还原沉积环境岩石类型主要以富含有机质的含碳质含粉砂泥(页)岩、含碳质含硅质泥(页)岩、含硅质泥(页)岩、含碳质泥(页)岩、含粉砂泥(页)岩及硅质泥(页)岩为主。页岩矿物成分以石英(平均达62.76%)和黏土矿物(平均达22.61%)为主。缺氧还原环境下沉积的大量黄铁矿形成的黄铁矿晶间孔、黏土矿物层间微孔隙、有机质生烃形成的微孔隙以及脆性矿物控制形成的微裂缝为页岩气提供了良好的储集空间。沉积环境控制的储层发育特征的研究可为页岩展布、有机质丰度、储集空间及其之后有利区评价等研究提供基础。     

渝东五峰组-龙马溪组页岩矿物成分与孔隙特征分析

页岩的矿物成分和孔隙特征对页岩气成藏和开采具有重要意义。四川盆地渝东石柱县打风坳地区五峰组-龙马溪组富有机质页岩广泛发育,应用X射线衍射技术对其矿物成分特征进行研究,发现五峰组-龙马溪组页岩矿物成分包含石英、长石、方解石、白云石、黄铁矿、伊利石、伊/蒙混层和绿泥石。脆性矿物含量(50%)和黏土矿物组合特征表明五峰组-龙马溪组是宜于页岩气形成与开采的有利层位。应用氩离子抛光-扫描电镜方法对页岩微纳孔隙特征展开研究,发现无机孔、微裂缝和有机孔3种孔隙类型。无机孔主要包括粒间孔、黄铁矿晶间孔、黏土矿物层间孔和溶蚀孔,孔径数百纳米至数微米;微裂缝包括构造裂缝和解理缝,缝长集中于3~10μm,缝宽数百纳米。有机孔主要发育在有机质内部,呈片麻状或蜂窝状,孔径30~200 nm,连通性较好。总体而言,五峰组页岩中最主要的孔隙类型是溶蚀孔,龙马溪组页岩中主要发育粒间孔和有机孔。     

渝东南彭水地区彭页1井龙马溪组储层特征及含气性研究

渝东南地区是我国页岩气勘探开发的重点地区.以彭水地区彭页1井龙马溪组泥页岩为研究对象,结合钻井资料、全岩分析、薄片观察、扫描电镜、核磁共振与氮气吸附等实验,对页岩岩矿特征、有机地球化学、储层特征与含气性进行系统分析.研究表明：彭页1井龙马溪组泥页岩厚度约80 m,脆性矿物含量高,以石英为主,约占48%,其次为长石与碳酸盐矿物;黏土矿物占29%,以伊利石为主,占黏土矿物总量的65%,与美国Barnett页岩矿物成分及含量相近,有利于后期压裂.该井区页岩有机质类型为II₂型,TOC为1%～3%,平均1.84%,成熟度2.5%～4.4%.储集空间多为纳米级—微米级孔隙,有机质孔和粒间孔为主,可见粒内溶蚀孔、微裂隙、黏土矿物层间孔和少量晶间孔,平均孔隙度2.43%,孔径以微小孔为主,介于2～80 nm,渗透率主要集中在0.005～0.01 mD,含气性中等—偏低,解析气量平均1.15 m³/t,饱和吸附量（V_L）平均2.56 m³/t,均低于Barnett页岩和焦页1井的含气量,有机质丰度、储层孔隙度是该区页岩含气量的主控因素,其次还受脆性矿物和黏土矿物含量影响.     

四川盆地长芯1井下志留统龙马溪组页岩气储层特征研究

四川盆地东南部地区长宁构造长芯1井下志留统龙马溪组泥(页)岩,厚度约147m.该套泥(页)岩组合以纹层状泥(页)岩、纹层状含灰质泥(页)岩、纹层状粉砂质泥(页)岩为主,见钙质结核及黄铁矿条带.龙马溪组底部30m以富有机质的黑色纹层状泥(页)岩为主,其石英、长石和黄铁矿总量平均51.9％,粘土矿物含量平均24.7％,方解石和白云石含量平均23.4％,与美国典型页岩储层有相似性.总有机碳含量底部为3.9％ ～6.7％,上部为1.0％ ～2.1％.龙马溪组页岩岩心平均孔隙度为5.68％,平均渗透率为5.96×10-3 μm2,与孔隙度成明显正相关.扫描电镜下龙马溪组泥(页)岩微孔隙主要包括矿物晶间(溶)孔、晶间隙、晶内孔,有机质内微孔和微裂缝等.根据压汞分析,泥(页)岩孔喉中值半径最大为33nm,平均为10nm.研究表明,长芯1井龙马溪组海相页岩气储层微孔隙发育的受控因素有岩性、成岩演化程度和有机质发育特征等.富有机质泥(页)岩的物性好于粉砂质泥(页)岩和钙质泥(页)岩;成岩阶段晚期,矿物组合发生变化,蒙脱石向伊利石转变,形成新的微孔隙,增加了储层孔隙度;TOC是控制龙马溪组页岩气储层的主要内在因素,也是提供页岩气储存空间的重要物质.     

正安地区五峰组—龙马溪组页岩储层特征及控制因素

四川盆地以东的复杂构造变形带拥有巨大的页岩气资源潜力,但目前勘探开发不足。为了支撑复杂构造变形带的页岩气勘探开发,针对复杂构造变形带内正安地区五峰组-龙马溪组页岩钻井岩心,开展了矿物学、有机地球化学、岩石学分析测试,探讨了页岩储层特征及主控因素。正安地区五峰组-龙马溪组页岩储层石英质量分数高达60%～80%,以硅质页岩为主,脆性程度高。石英主要是无机成因,包括原生碎屑石英沉积和黏土矿物转化而成的次生石英。原生碎屑石英、层状黏土颗粒的压实脆裂增大了孔隙空间,但次生石英的沉淀、充填减小了矿物颗粒间的骨架孔隙。正安地区五峰组-龙马溪组页岩储层总w(TOC)高达5.8%,有机质中无定形腐泥组大于80%,沥青反射率介于2.6%～3.1%,有机质热解而成的有机孔显著增大了孔隙度,但有机孔隙后期遭受构造挤压变形,多坍塌成狭长的多边形。     

萍乐坳陷上二叠统乐平组泥页岩储层特征

为了探讨萍乐坳陷地区乐平组泥页岩的储层特征,以野外地质调查、老井复查资料及样品的分析测试结果为基础,对研究区泥页岩的分布特征、地球化学特征、矿物组成特征及微孔隙特征等进行了较深入分析。结果表明:乐平组泥页岩在研究区分布广泛,平均厚度在100 m以上。泥页岩的有机碳含量较高,介于0.21%~23.4%,平均为1.74%,Ro为0.7%~4.06%,平均为1.88%,处于成熟—高成熟阶段,干酪根类型以II2型为主。泥页岩中脆性矿物含量较高,以石英为主,平均为47.94%,表明泥页岩具有好的压裂潜力。黏土矿物含量中等,平均为34.93%,主要为伊利石和伊蒙混层。泥页岩的孔隙度平均为3.5%,渗透率平均为0.01×10-3μm2,反映了乐平组泥页岩储层物性较好。扫描电镜下观察泥页岩微孔隙类型主要为粒间孔、粒内孔和有机质孔。孔隙形态呈较开放状态,以细颈状墨水瓶孔和四边开放的平行板状孔等为主。进一步分析表明乐平组泥页岩微孔隙发育主要受有机碳含量和石英矿物含量控制,有机碳含量越高,微孔和中孔越发育,石英含量则对宏孔贡献明显。     

川东南地区五峰-龙马溪组深层超压富有机质页岩孔隙结构分形特征及其地质意义

为明确川东南地区五峰-龙马溪组深层超压富有机质页岩的微观孔隙结构及其分形特征,以丁山-东溪地区五峰-龙马溪组深层超压富有机质页岩为研究对象,在查明页岩岩矿学和地球化学特征基础上,综合运用高分辨率扫描电镜、低温气体(CO₂、N₂)吸附以及高压压汞等研究手段,定量表征五峰-龙马溪组深层超压不同岩相富有机质页岩的微观孔隙结构特征.基于分形理论,利用低温CO₂、N₂吸附实验、高压压汞手段获得页岩不同尺度孔隙的分形维数,揭示页岩孔隙结构特征、矿物组成、TOC含量和分形维数的关系及其地质意义.研究表明,川东南丁山-东溪地区五峰-龙马溪组页岩样品普遍发育有机孔、无机孔(粒间孔和粒内孔)以及微裂缝;孔隙形态主要为楔形、狭缝型以及平行板状等;孔径分布呈多峰型,中孔为总孔隙体积的主要贡献者(约占59%),微孔为总孔隙体积的次要贡献者(约占35%),大孔对总孔隙体积的贡献较小.受矿物类型和含量、TOC含量和成岩作用等因素的共同影响,不同岩相页岩孔隙演化存在差异,最终造成现今储层的强非均质性和复杂的孔隙结构特征.研究区五峰...     

四川盆地周缘五峰组-龙马溪组黑色页岩微孔特征

下古生界上奥陶统-下志留统五峰组-龙马溪组黑色页岩是中国页岩气勘探领域的重要层位,其中的微孔类型多样。将五峰组-龙马溪组黑色页岩微孔划分为粒间格架孔、黏土片间孔、粒缘孔、表生溶孔、莓球状黄铁矿粒内晶间孔、黏土粒内孔、成岩溶孔、有机质孔以及微裂隙9类,并讨论了各类微孔特征和成因,认为沉积阶段主要发育黏土片间孔、黏土粒内孔以及莓球状黄铁矿粒内晶间孔,成岩阶段主要发育微裂隙、有机质孔、成岩溶孔、粒缘孔以及粒间格架孔,表生阶段主要发育表生溶孔。研究认为最具油气意义的是有机质孔和黏土片间孔。     

黔西北骑龙村剖面五峰-龙马溪组黑色页岩孔隙结构特征

页岩的孔隙类型、结构对于页岩气资源评价与开采具有重要意义,为了进一步认识页岩孔隙结构特征及其演化规律,利用场发射扫描电镜、氮气吸附实验对黔西北骑龙村剖面五峰—龙马溪组黑色页岩微观孔隙类型、结构进行了研究,结果表明,研究区五峰—龙马溪组页岩气储层的储集空间类型多样,主要包含粒内孔、粒间孔、有机质孔和微裂缝。页岩孔隙以介孔为主,介孔是页岩气的主要储集空间;孔隙结构以墨水瓶状孔和平行板状孔为主。探讨了影响页岩孔隙发育的主要因素,有机碳含量、热演化程度和矿物成分含量均对页岩孔隙的发育有影响,而且并非单相性的,是相互制约的。研究剖面石英含量与微孔、中孔的发育程度呈良好的正相关关系,而与宏孔发育程度的相关性不明显;黏土矿物含量与微孔、中孔的发育程度的相关性不明显,而与宏孔的发育程度呈负相关关系;有机质孔隙正处在其发育高峰期,对于页岩孔隙具有重要贡献,且随成熟度增加而增加。     

渝东北田坝地区五峰-龙马溪组页岩矿物学特征及其油气地质意义

渝东北田坝地区五峰-龙马溪组泥页岩的矿物成分主要为石英和黏土矿物,其次为长石,此外还含有少量黄铁矿、硬石膏等含硫矿物,以及极少量的碳酸盐矿物。沉积学及矿物学研究表明,五峰-龙马溪组的沉积环境以浅海陆棚为主,而浅海陆棚属还原环境,有利于有机质富集和保存,可以更好地形成页岩气;页岩含石英量较多并且脆性指数较高,因此有利于形成裂缝以利于渗流。与相邻的涪陵地区相对比,两者可比性较高,并且渝东北田坝地区五峰-龙马溪组页岩的石英等脆性矿物含量大于涪陵地区,而黏土矿物含量、碳酸盐矿物含量远小于涪陵地区;渝东北田坝地区黏土矿物组合反映,五峰-龙马溪组已进入了晚期成岩作用阶段,该阶段所对应的有机质成熟度为高成熟-过成熟,表明其成熟度条件有利于形成页岩气藏;进一步研究还发现,五峰组及龙马溪组页岩具有较高的孔隙度和渗透性,能为页岩气储存提供较好的储集空间。     

吉林省侏罗-白垩系界线暂行划分方案

依据叶肢介,介形虫两门类优势化石生物地层.全国地层委员会( 2001)将中国陆相侏罗系/白垩系界线确定在义县阶/大北沟阶.据此,结合我省已有生物地层学资料和已知同位素测年成果,提出省内各地区J/K界线暂行划分方案的建议:白城地区梅勒图组/白音高老组,松嫩平原区,沙河子组/火石岭组,吉中地区久大组/德仁组,延边地区老头沟...     

晋东北地区侏罗纪地层划分、时代重新厘定及其地质意义

利用地层序列中火山碎屑岩、凝灰岩及其火山岩锆石U-Pb同位素测年,对晋东北地区侏罗纪地层时代进行了重新厘定。取得了以下主要认识:(1)确认宁武—静乐盆地下侏罗统永定庄组的存在;(2)宁武—静乐盆地天池河组可以与鄂尔多斯盆地安定组相对比,归属于中侏罗统;(3)浑源盆地髫髻山组应归属于中侏罗统上部,该套火山岩地层在整个燕—辽地区具有穿时性;(4)广灵盆地中侏罗统窑坡组底部厚层砾岩的沉积时代可能与燕山造山带的南大岭组相当,应该属于早侏罗世至中侏罗世早期构造运动的产物。通过地层序列的重新厘定,确认了159.0~(152.77±0.63)Ma区域角度不整合的存在,该期构造运动可能与侏罗纪东亚大陆多向汇聚产生的远程效应有关。     

宜章县梅田的晚二叠世地层不宜采用“泡水组”之名

泡水组系杨逢清、殷鸿福1987年新建的岩石地层名称,命名地点在广西来宾县泡水,层位与长兴组相当,时代属晚二叠世晚期。杨逢清,殷鸿福将泡水组引用到湖南宜章梅田长兴阶的地层。根据岩性特征,笔者认为宜章梅田长兴阶的地层不能冠用泡水组,只能沿用梅田组、九陂组和麻田组。     

燕山地区褶皱冲断带和盆地中的晚侏罗世土城子组/后城组形成分析

土城子组/后城组为广泛分布在中国北方的燕山褶皱冲断带和盆地中晚侏罗世的典型碎屑岩沉积.本文主要是针对目前在燕山地区的通行的有关土城子组/后城组、及其之下的髫髻山组/ 蓝旗组,和上覆的张家口组/东岭台组火山岩的相关对比方法提出质疑.其他同行近期发表相关的氩-氩法和铀-铅法同位素测年数据指出髫髻山组/蓝旗组年龄为175～147 Ma、土城子组/后城组年龄为156～139 Ma、张家口组/东岭台组年龄为147～127 Ma,显而易见,上述地层组的年龄是相互重叠的.这些测年数据说明以往的地层对比是有问题的,燕山造山带在中、晚侏罗世所发育的火山岩和沉积岩地层是穿时的.因此,传统上用(165±5) Ma 和(135±5) Ma之间的区域不整合来作为划分髫髻山组和后城组的层序界限是值得商榷的.尽管一些髫髻山组的火山岩和土城子组/后城组的沉积岩是与向南或向北的冲断作用相伴生的,但在髫髻山组和土城子组/后城组沉积之间的30～35 Ma的时间间隔内却是相对的构造平静期.这一结论是基于以往的髫髻山组和土城子组之间为假整合或平行不整合的观点所得出的.新近基于对承德盆地土城子组地层形成研究分析认为承德冲断层的实际位移距离应小于Davis等2001年所提出的位移距离,笔者接受这一观点.但笔者并不同意在承德地区土城子组的沉积主要是受控于承德北部的向南冲断作用.现今承德向形盆地主要是由于向北冲断的承德县冲断层下盘变形的结果, 主要是(1) 它向北发生倒转;(2) 盆地南部的粗碎屑沉积的物源主要是来源于承德县的异地体.土城子组/后城组的沉积没有必要完全受控于构造作用.土城子组/后城组的沉积是紧随着在燕山部分地区发生的,持续了20～25 Ma 的髫髻山组/蓝旗组火山及岩浆活动.在中、晚侏罗世期间,燕山地区的岩浆活动必定导致地形的起伏,这就为快速剥蚀及粗碎屑的沉积提供了有利条件.最后需要指出的是,从前所提及的有关燕山带的土城子组/后城组和阴山带的大青山组的地层对比的依据并不存在.     

燕山地区褶皱冲断带和盆地中的晚侏罗世土城子组/后城组形成分析(英文)

土城子组/后城组为广泛分布在中国北方的燕山褶皱冲断带和盆地中晚侏罗世的典型碎屑岩沉积。本文主要是针对目前在燕山地区的通行的有关土城子组/后城组、及其之下的髫髻山组/蓝旗组,和上覆的张家口组/东岭台组火山岩的相关对比方法提出质疑。其他同行近期发表相关的氩-氩法和铀-铅法同位素测年数据指出髫髻山组/蓝旗组年龄为175~147Ma、土城子组/后城组年龄为156~139Ma、张家口组/东岭台组年龄为147~127Ma,显而易见,上述地层组的年龄是相互重叠的。这些测年数据说明以往的地层对比是有问题的,燕山造山带在中、晚侏罗世所发育的火山岩和沉积岩地层是穿时的。因此,传统上用(165±5)Ma和(135±5)Ma之间的区域不整合来作为划分髫髻山组和后城组的层序界限是值得商榷的。尽管一些髫髻山组的火山岩和土城子组/后城组的沉积岩是与向南或向北的冲断作用相伴生的,但在髫髻山组和土城子组/后城组沉积之间的30~35Ma的时间间隔内却是相对的构造平静期。这一结论是基于以往的髫髻山组和土城子组之间为假整合或平行不整合的观点所得出的。新近基于对承德盆地土城子组地层形成研究分析认为承德冲断层的实际位移距离应小于Davis等2001年所提出的位移距离,笔者接受这一观点。但笔者并不同意在承德地区土城子组的沉积主要是受控于承德北部的向南冲断作用。现今承德向形盆地主要是由于向北冲断的承德县冲断层下盘变形的结果,主要是(1)它向北发生倒转;(2)盆地南部的粗碎屑沉积的物源主要是来源于承德县的异地体。土城子组/后城组的沉积没有必要完全受控于构造作用。土城子组/后城组的沉积是紧随着在燕山部分地区发生的,持续了20~25Ma的髫髻山组/蓝旗组火山及岩浆活动。在中、晚侏罗世期间,燕山地区的岩浆活动必定导致地形的起伏,这就为快速剥蚀及粗碎屑的沉积提供了有利条件。最后需要指出的是,从前所提及的有关燕山带的土城子组/后城组和阴山带的大青山组的地层对比的依据并不存在。     

中国某些地层“组名”的轶事趣闻

<正>"组"是岩石地层分类中的基本单位。"组"的建立,在研究区域地层、确定地层层序、进行地层划分和对比方面有重要作用。规范的组名,由地名后面加"组"字构成。"组"的数量多得惊人,如今中国的"组"至少有上万个(高振家等,2000;张守信,     

扬子区下、中奥陶统大湾组及其同期地层

华南扬子区不同地点奥陶纪的岩相、生物相变化显著。下、中奥陶统大湾组及其同期地层的总体走向为南西—北东向,横向上呈带状分布,从近岸到远岸呈渐变过渡。对四川长宁大官山组、贵州桐梓和沿河湄潭组以及湖北宜昌大湾组的比较研究发现,扬子区下、中奥陶统阿仑尼格期(Arenig)的地层按照其离岸的远近,在地层厚度、沉积相以及腕足动物分异度上呈现出规律性的变化。华南早、中奥陶世腕足动物的辐射首先发生在处于正常浅海底域环境的桐梓和沿河一带。     

东海陆架盆地西南部中生代地层的发现

东海陆架盆地福州凹陷的中生代地层发育较全 ,分布较广泛 ,而且夹有滨海相地层 ,但曾解释为第三纪地层。根据岩性及孢粉 ( Cyathidites- K lukisporites- Dictyophyllidites,Classopollisannulatus- Schizaeoisporites- Exesipol-lenites tumulus)组合 ,介形类 ( Eucypris?sp.,Metacypris sp.)形态的分析对比 ,可与我国东部、尤其是浙闽等地的同年代地层相比拟。结合同位素绝对年龄测定数据、地震反射界面性质和倾角测井等项资料 ,自下而上建立福州组、渔山组和闽江组 ,依次划归下—中侏罗统 ,上侏罗统—下白垩统和上白垩统。     

辽东太子河流域“本溪组”涵义的厘定

根据岩石及化石组合特征,对辽东太子河流域原本溪组进行了重新划分,层序自下而上为：１．木盂子组：代表本区早石炭世晚期地层;２．田师付组：代表本区中石炭世早期地层,３．狭义的本溪组：仅代表原本溪组的上部,时代为中石炭世晚期。     

新疆哈巴河县阿舍勒泥盆—石炭纪四射珊瑚

笔者1990—1991年在新疆哈巴河县阿舍勒采集和描述的四射珊瑚,经研究鉴定计有8属3新种和6未定种:Sinospongophyllum habaheens(sp. nov.), S. sp.,Orthophyllum sp.,Tryplasma Sp.,Cystophrentis achelenensis (sp. nov.), Siphonaphyllia habaheensis (sp. nov.),Clavilasma?sp.,Bifossularia?sp.,Amplexizaphrentis sp.等,它们分别归属于托克萨雷组、阿舍勒组和红山嘴组。