渝东南地区下古生界富有机质页岩有机岩石学特征

渝东南下古生界主要发育牛蹄塘组和五峰-龙马溪组两套富有机质页岩:五峰-龙马溪组岩心样品显微组分总含量TMC值为0.6%~1.2%,牛蹄塘组岩样TMC值为0.7%~2.2%。页岩富氢显微组分主要为腐泥组和壳质组,其中矿物沥青基质、藻类体和壳屑体是下古生界页岩主要生烃组分,对油气生成贡献最大渝东南下古生界富有机质页岩热演化程度处于过成熟—极高过成熟阶段,等效镜质体反射率(VR_O)为2.25%~5.18%。本文应用全岩有机岩石学分析技术,系统研究了2套页岩的显微组分组成、分布特征、主要组分对生烃的贡献以及有机质热演化程度,希望为该区页岩气的勘探与开发提供进一步的证据支持。     

重庆地区下古生界页岩气聚集条件及有利区预测*

重庆地区是中国页岩气勘探开发取得突破的地区,页岩气赋存层位主要为下古生界上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组有机质泥页岩。依据露头、钻井岩心及测井资料,利用沉积学、有机地球化学等方法,分析研究区泥页岩沉积学特征与岩石学特征、页岩气聚集条件,并预测区内页岩气有利区。结果表明,区内暗色泥页岩厚度大,分布广,总有机碳含量大于2%,有机质类型以Ⅰ型为主,热演化程度处于高成熟—过成熟阶段,说明该区泥页岩具有很好的生烃潜力;区内页岩气层上覆厚层泥页岩与下伏岩层灰岩对页岩气具有较好的保存效果;泥页岩含气量较高,平均为1.39,cm³/t。采用综合信息叠合法,可预测研究区页岩气发育有利区位于城口—巫溪一带与石柱—涪陵—武隆—彭水—南川—綦江一带。     

黔北正安地区五峰组—龙马溪组页岩气地质特征及有利区预测

为明确黔北正安地区上奥陶统五峰组至下志留统龙马溪组的页岩气地质特征,充分应用页岩气地质调查、重磁电、二维地震、地质调查井及测试分析等工作方法,开展黔北正安地区1:5万页岩气基础地质调查,对五峰组至龙马溪组富有机质页岩的分布、沉积环境、有机地球化学、岩石矿物、储集性能及含气性等特征进行分析研究,结果表明: 研究区五峰组—龙马溪组富有机质页岩为深水陆棚相沉积,主要分布有安场向斜、斑竹向斜和泥高向斜,厚度14.5~55 m,埋深0~3 200 m; 有机碳(TOC)含量1.0%~4.0%,有机质镜质体反射率(R_o)为1.82%~2.23%,有机质类型以Ⅰ型干酪根为主; 岩石主要由石英、长石和黏土矿物组成,脆性矿物含量高,一般大于50%; 孔隙度为2.03%~3.89%,渗透率为0.35×10^-5~1.86×10^-5μm²,表现为低孔、特低渗的特征; 最高含气量为2.88 m³/t,显示出较好的含气性特征。综合分析和评价圈出3个页岩气聚集有利区,分别为安场区块、斑竹区块和泥高区块,这为研究区页岩气进一步勘探开发指明了方向。     

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。     

大巴山前缘五峰组-龙马溪组干酪根碳同位素特征与有机质类型

大巴山前缘五峰组-龙马溪组有机质类型组成存在较大争议。在万源曹家、城口周溪、巫溪田坝、巫溪白鹿和巴东两河口等地区采集代表性样品进行有机碳含量、成熟度和干酪根碳同位素分析。五峰组-龙马溪组δ13C组成分布为-31.1‰~-28.2‰,田坝地区δ13C最轻,两河口地区δ13C最重。大巴山前缘干酪根类型是碳同位素组成的主要控制因素,有机质成熟度和有机碳含量影响较小。当有机质处于高成熟演化阶段,有机碳含量越高,δ13C组成偏轻;有机质处于过成熟演化阶段,有机碳含量越高,δ13C组成偏重,变化幅度小于1.2‰。按照干酪根碳同位素组成划分干酪根类型原则,大巴山前缘五峰组-龙马溪组有机质类型为I型(腐泥型)和Ⅱ1型(腐殖腐泥型)。     

渝东北城口地区Y1井页岩有机地球化学特征及勘探前景

基于钻井资料,以总有机碳(TOC)、干酪根显微组分、等效镜质体反射率(Ro)及碳同位素等测试数据系统分析了渝东北城口地区Y1井五峰组—龙马溪组页岩的有机地球化学特征,利用页岩流体包裹体的显微特征、均一温度及激光拉曼数据深入分析了Y1井页岩气成藏特征。结果表明:Y1井上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组炭质页岩发育,TOC含量2%的富含有机质页岩厚度达83 m,干酪根类型以Ⅰ型干酪根为主,处于湿气生烃阶段。页岩裂缝脉体中大量烃包裹体和富含甲烷气体的含烃盐水包裹体证实城口地区五峰组—龙马溪组页岩发生了充足页岩气供给,具有高均一温度、高盐度的伴生盐水包裹体表明城口地区页岩气成藏时期的保存条件良好。这些Y1井页岩有机地球化学特征研究成果揭示了城口地区下古生界具备良好的页岩气勘探前景。     

四川盆地及周缘下古生界海相页岩气富集高产主控因素——以焦石坝地区五峰组—龙马溪组为例

利用钻井、地震及样品实验数据资料,首先对焦石坝地区五峰组—龙马溪组页岩气的形成条件进行了评价,然后探讨了四川盆地及周缘下古生界海相页岩气富集高产主控因素。研究认为:焦石坝地区五峰组—龙马溪组泥页岩具有厚度大、有机质丰度高、类型好、热演化程度较高、储集物性以及含气性好、以及良好保存条件和可压性等特点;四川盆地及周缘下古生界海相页岩气富集高产主控因素是富有机质泥页岩的发育程度、保存条件、天然裂缝的发育和泥页岩的可压裂性等,因为富有机质泥页岩的发育为页岩气的生成和储集提供了丰富的物质基础,良好的保存条件是页岩气富集的关键,天然裂缝和可压裂性是高产的重要保证。     

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。     

荆门探区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气地化特征

基于荆门地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩的沉积特征和有机地化特征在评价有利生油气层中的重要性,采用有机质丰度、类型、热演化程度对荆门探区的地化特征进行了综合评价,结果表明,荆门五峰组—龙马溪组页岩有机质丰度较高,有机碳(TOC)平均值五峰组为2.9%,龙马溪组为3.51%;有机质类型主要为II型;有机质演化程度整体较高,五峰组平均为2.85%,龙马溪组平均为2.61%,探区南北部较中心页岩品质更优,为有利区。单从页岩有机地球化学特征分析,总体上为好的烃源岩,具有良好的页岩气资源前景。     

南方复杂地区页岩气差异富集机理及其关键技术

针对我国南方海相富有机质页岩时空非均质强、热演化程度高、构造演化历史复杂、页岩气具差异富集和保存条件多样等特点,采用多学科方法对南方五峰组-龙马溪组海相页岩气区进行精细解剖,形成了针对南方复杂地区海相高过成熟页岩气评价参数表征的多项关键技术.研究结果显示富泥硅质页岩和富泥/硅混合质页岩是五峰组-龙马溪组的优质岩相;页岩中孔和宏孔提供了主要的孔体积,微-纳米孔隙结构特征受页岩组分及其孔隙发育程度双重控制;页岩气富集演化具二高、三复杂特点（古温度高,热演化程度高,温压演化复杂,页岩气赋存方式复杂及保存条件复杂）.研究中所提出的页岩岩相表征和优选技术、多尺度储集空间全息表征技术、海相页岩复杂演化改造过程表征技术、初步形成的甜点评价参数体系表征方法可有效地应用于南方五峰组-龙马溪组海相页岩气评价.研究成果可为南方页岩气基础地质调查工程提供技术支撑.      

四川盆地五峰-龙马溪组页岩成熟度研究

上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组海相页岩是四川盆地下古生界主要的烃源岩和页岩气勘探目标,有机质成熟度不仅是油气生成评价的关键,也是页岩品质评价的重要指标之一.下古生界页岩有机质成熟度一直以来是有机岩石学研究的难点与热点问题.由于下古生界缺乏镜质体,先前的研究多是采用沥青反射率转换为等效镜质体反射率的方法,并且由于沥青的局限性和不确定性,使得五峰-龙马溪组页岩的成熟度缺乏统一的认识和系统研究.通过采集四川盆地及其周缘的岩心和露头样品,系统分析了页岩有机显微组分光学反射率特征.结果表明笔石和固体沥青是最主要的两类有机显微组分.根据固体沥青的显微结构形态和光性特征,将固体沥青大体上分为两类:（1）颗粒状-棱角状的充填在孔隙和微裂缝中高反射率焦沥青;（2）以细小不规则表面的有机质颗粒大量分散于粘土矿物基质中的低反射率基质固体沥青.焦沥青与笔石随机反射率均可以表征下古生界页岩有机质成熟度.但焦沥青反射率略低于笔石反射率,并且随着成熟度的增高,笔石反射率的增速大于焦沥青,各向异性也显著增强.相对于固体沥青反射率,笔石随机反射率分布更为集中,更适合作为含笔石页岩有机质成熟度指标.但是笔石反射率与等效镜质体反射率在过成熟阶段的换算关系需要进一步研究.      

川东焦石坝地区页岩气特征及其意义

焦石坝地区五峰组-龙马溪组页岩富集有大量的天然气,但针对页岩气地球化学特征研究还较薄弱,其蕴含的地质意义不甚明确.通过页岩气组分及其碳同位素特征和页岩干酪根的碳同位素特征分析,讨论了页岩气的来源、成因类型和完全倒转的碳同位素分布特征.五峰组-龙马溪组页岩具有很好的生烃能力、有机质丰度与含气量的关系有明显的正相关性、甲烷与干酪根相似的碳同位素特征、地层的超压特征等,综合表明研究区天然气应为页岩自生自储的页岩气;页岩气的甲烷含量均超过98%,其碳同位素平均为-29.93‰,反映了成熟度已经达到过成熟干气阶段;相对稳定的ln（C₁/C₂）和快速增大的ln（C₂/C₃）揭示其成因主要为二次裂解气;页岩气碳同位素完全倒转的分布特征主要受到在相对封闭环境中的原油裂解生气作用的影响,其完全倒转的碳同位素分布特征也反映了研究区良好的页岩气保存、富集条件.      

安页1井志留系龙马溪组页岩有机质拉曼光谱特征及其地质意义

我国下古生界海相页岩有机质热演化程度普遍高、陆源植物镜质体缺乏,显微组分难以区分,现有镜质体反射率、岩石热解、Tm/Ts等生物标志化合物指标的测试方法难以有效评价泥页岩有机质成熟度。本文以贵州正安地区安页1井志留系龙马溪组页岩为研究对象,利用场发射扫描电镜观察和激光拉曼光谱检测相结合,不依赖于有机质显微组分类型,直接获取高演化页岩中不同赋存状态有机质的拉曼谱图,利用拉曼谱图衍生参数评价高演化页岩的有机质成熟度。结果表明:安页1井志留系龙马溪组页岩发育着生物结构型、脉状或团块状、自形边界填隙状、他形边界填隙状4种类型有机质,其中自形边界填隙状有机质孔径大于80nm,他形边界填隙状有机质孔径小于60nm,这两种填隙状占比在90%以上,是页岩储层的主体储集空间;4种形态的有机质热演化程度不一致。激光拉曼面扫描取谱方式获得大量数据计算的拉曼成熟度主体介于2. 8%～3. 0%,各类型有机质的拉曼成熟度数量占总数量的比例与场发射扫描电镜观测的半定量统计结果一致。该方法为刻画我国高-过成熟度页岩有机质成熟度提供了一种行之有效的手段。     

柴北缘团鱼山地区中侏罗统石门沟组油页岩有机地球化学特征及古湖泊条件

根据Leco（莱科）、岩石热解、GC（气相色谱）和GC-MS（气相色谱/质谱）等分析,开展了柴达木盆地北缘团鱼山地区中侏罗统石门沟组油页岩有机地球化学特征研究,探讨了油页岩的生烃潜力、有机母质来源、沉积环境及成矿差异。结果表明：石门沟组页岩段共发育3层油页岩（自下而上分别为油1、油2和油3）,油页岩w（TOC）较高,平均值为8.16%,有机质类型为Ⅰ型和Ⅱ₁型,整体生烃潜力较好,且油1、油2的生烃潜力高于油3;样品中检测出丰富的正构烷烃、类异戊二烯烷烃、甾类化合物、萜类化合物和芳香烃化合物,其中,正构烷烃呈单峰式分布,主峰碳数为nC₂₃或nC₂₇,Pr/Ph值为0.20~1.08,油1、油2的C₂₇/C₂₉值、芳基类异戊二烯烃、藿烷和藿烯质量分数明显比油3高,揭示油1、油2形成于强还原条件,有机母质来源以低等水生生物为主,油3形成于弱还原-还原条件,有机母质来源具有陆源高等植物与低等水生生物双重生源特征。结合油页岩特征的差异及古湖泊条件,说明较深的湖水并不是形成优质油页岩的必要条件,藻类、细菌等提供优质有机质的生物输入以及底层水的强还原条件更有利于优质油页岩的形成。     

湘西北下古生界海相页岩储层特征与含气性分析

基于野外地质和钻井资料,结合相关实验测试结果,对湘西北地区下古生界海相页岩储层特征进行了深入研究,并探讨了页岩甲烷含气性及影响因素。结果表明：牛蹄塘组黑色页岩以深水陆棚斜坡相沉积为主,厚度范围为50~250 m;龙马溪组为闭塞海湾沉积,底部黑色页岩发育。两组页岩有机质类型均属于Ⅰ型,有机碳含量平均为3.57%和1.16%,热演化程度较高,平均达2.61%和2.08%。受沉积环境和成岩作用影响,两组页岩均具有高石英、低黏土、少量碳酸盐矿物的组成特征。页岩储集空间可划分为3大类：矿物基质孔、有机质孔、微裂缝。受有机质和黏土矿物等因素影响,页岩内部孔隙结构参数各不同,但主体上孔径小于50 nm的微孔和中孔提供了大部分比表面积和孔体积,为气体存储主要场所。牛蹄塘组页岩甲烷最大吸附量平均为1.98 cm3/g;龙马溪组页岩甲烷最大吸附量较低,为1.16 cm3/g。其中有机质与黏土矿物对页岩甲烷吸附量均有一定的贡献,而过高的成熟度和含水量可导致页岩吸附能力下降。     

湖南省桑植地区下寒武统牛蹄塘组页岩气成藏条件分析

桑植地区发育了牛蹄塘组海相黑色页岩,前人对该区古生界下寒武统页岩气成藏条件研究相对较少。在文献调研的基础上,结合野外实地勘查和试验分析,对桑植下寒武统牛蹄塘组页岩储层地质要素和成藏条件进行研究,以期为该区页岩气下一步勘探开发提供借鉴与参考。结果表明: 沉积环境方面,桑植牛蹄塘组页岩沉积相类型为陆棚相和斜坡相,埋深条件好,厚度大; 有机地化特征方面,有机质丰度在2%以上,干酪根类型主要为Ⅱ₁型,少见Ⅰ型,有机质成熟度3.5%,为较好烃源岩; 有机质演化与黏土矿物成岩阶段有较好的对应关系,其成岩矿物转化阶段与有机质生油、生气门限基本一致,源岩处于大量生成干气和裂解气阶段; 储集条件方面,孔隙度为9%,发育了原生孔、次生孔、矿物质孔及天然裂缝、构造裂缝,为页岩气富集提供了空间; 脆性矿物含量高,易造缝造储。整体而言,牛蹄塘组页岩为优质页岩,页岩气的成藏条件为较好—好,其勘探、开发潜力较大。     

Comparative studies of organic matter petrography of the late palaeozoic black shales from Southwestern Poland

There are at least two sapropelic units associated with Late Palaeozoic black shales in Central Europe. The older unit, of Late Carboniferous age, is the lower part of the Anthracosia Shales in the Intrasudetic Basin, and the younger one is the well-known Zechstein Kupferschiefer in both the Foresudetic Monocline and the Northsudetic Basin. The first unit is of lacustrine origin, while the second one represents deposition in a shallow marine depositional environment. Both units contain high amounts of organic matter, thus being typical black shales.The organic matter dispersed in these shales was studied petrographically. In general, the vitrinite reflectance of the shales studied indicates variable, but moderate organic matter maturity (0.68–1.25%), equivalent to the oil window. Detailed microscopic studies of the organic material dispersed in the lower unit of the Anthracosia Shales showed that liptinite, especially alginite is the most abundant component. Secondary altered organic matter, i.e. solid hydrocarbons, rarely occurs. Organic components together with mineral matter constitute a lacustrine sapropelic association, a humic (terrestrial) association and an intermediary association. The character and predominance of alginite and lacustrine sapropelic association are indicative of an open-lacustrine depositional environment. In general, this organic composition is typical of type I kerogen.Microscopic analysis of the Kupferschiefer revealed a mixture of liptinite, vitrinite and inertinite macerals, and other organic components such as amorphous sapropelic mass (ASM) and solid bitumens. The most common organic components are liptinite macerals. Bituminite and alginite predominate, and are diagnostic macerals of this unit. The amount of bituminite locally exceeds 85 vol.%. Other liptinite macerals such as sporinite and liptodetrinite, are present in significantly lower amounts, one exception being ASM, which may be present in higher amounts. Humic constituents (vitrinite and inertinite) are rare, present in small amounts in the Kupferschiefer beds. The organic matter composition points to type II kerogen for this unit.     

黔南代页1井下石炭统打屋坝组页岩气地质条件及勘探前景

近年来发现黔南地区下石炭统打屋坝组发育厚度较大的黑色页岩层,该地层已经成为黔南地区重要的页岩气目标地层。为进一步了解该地层的页岩气参数,评价其页岩气勘探潜力,对代页1井打屋坝组黑色页岩进行观察和取样分析,显示该井打屋坝组黑色页岩钻厚为80 m,总体为一套深水陆棚相沉积; 干酪根显微组分以腐泥组、壳质组和镜质组为主,Ⅰ型-Ⅲ型干酪根均有发育,有机碳(TOC)含量主要分布在1.5%3.3%之间,镜质体反射率(R_o)为2.15%2.66%; 矿物组成以石英、黏土矿物为主,脆性矿物(不含方解石)含量在35%64%之间; 含气量在0.494.97 m³/t之间,平均为2.20 m³/t。通过露头剖面观察,显示黔南下石炭统打屋坝组黑色页岩厚度均较大,代页1井含气量较高,有机地化、储集物性参数较好,反映打屋坝组具有良好的勘探前景,可进一步加强该地层的基础地质、页岩储层改造和页岩气富集规律研究工作。     

Hydrocarbon source potential and depositional environment of the Surma Group shales of Bengal basin,Bangladesh

Surma Group is the most important geological unit of Bengal basin, Bangladesh, because petroleum resources occur within this group. It is mainly composed of alternation of shale and sandstone and the shale fraction has long been considered as source rocks and the sandstone fraction as reservoir. These source and reservoir rocks have been studied by different authors by different approach but none of them adopted organic geochemistry and organic petrology as a means of study of source rock and their possible depositional environment. A total of thirty shale core samples have been collected from eight different gas fields to fulfill the short coming. The collected samples have been subjected to Source Rock Analysis (SRA) and/or Rock-Eval (RE) followed by pyrolysis gas chromatography (PyGC), gas chromatography mass spectrometry (GCMS), elemental analysis (EA) and organic petrological study such as vitrinite reflectance measurement and maceral analysis. The analyzed organic matter extracted from the shales of Surma Group consists mainly of Type III along with some Type II kerogen. The studied shales are mostly organically lean (TOC ±1%) and the extracted organic matter is fair to moderate. Based on these results, the analyzed shales have been ranked as poor (mostly) to fair quality source rock. The organic matter of the analyzed shale samples is thermally immature to early mature for hydrocarbon generation considering their T_max and measured mean vitrinite reflectance values. The hopane 22S/(22S + 22R), moretane/hopane ratio and sterane parameters are also in good agreement with these thermal maturity assessments. The predominance of odd carbons over even carbons (most common) and/or even carbons over odd carbon numbered n-alkanes, moderate Pr/Ph ratio, low to high Tm/Ts ratio, comparative abundance of sterane C₂₉ (i.e., C₂₉ >C₂₇>C₂₈), Pr/nC₁₇ — Ph/nC₁₈ values, C/S ratio and dominance of vitrinite macerals group with the presence of liptinite macerals demonstrate that the organic matter has derived mainly from terrestrial inputs with an insignificant contribution from the marine sources. The condition of deposition alternates from oxic to anoxic.