三塘湖盆地石头梅地区二叠系芦草沟组有机质富集特征

为了研究三塘湖盆地石头梅地区二叠系芦草沟组有机质富集特征，通过对岩芯详细观察和泥岩系统取样，开展了有机碳、岩石热解、主量元素、微量元素测试分析。结果表明，三塘湖盆地石头梅地区芦草沟组泥岩有机质丰度较大， TOC含量最高124%，最大生烃潜量9441 mg/g，有机质类型以I型和II型为主。有机质成熟度较低，为未熟—低成熟。研究区芦草沟组沉积时期初始古生产力中等，气温较高，水体深度较大，为半深湖—深湖环境，水体主要为停滞水体环境，缺氧还原条件，水体盐度较高，以咸水条件为主。根据地球化学参数，研究区芦草沟组自下而上可以划分出3个层段，对比3个层段中古环境的变化特征，发现同为低水动力深水缺氧还原条件下，适宜的温暖气候条件和适宜的半咸水—咸水盐度条件，以及高初始古生产力有利于有机质富集，从而形成油页岩，同时优选B3层段为油页岩最有利发育层段。     

准噶尔盆地吉木萨尔地区二叠系芦草沟组油页岩地球化学特征与成矿条件

【研究目的】本文旨在通过对比准噶尔盆地吉木萨尔地区二叠系芦草沟组高品位和低品位油页岩的品质和成因差异,揭示高品位油页岩的特殊成矿条件。【研究方法】对吉木萨尔地区两个剖面采集的露头样品,进行TOC、热解、含油率、微量、稀土元素测试,从而开展高品位和低品位油页岩有机地球化学特征,微量稀土元素特征及成矿条件差异分析。【研究结果】研究区高品位油页岩有机质类型为I型;低品位油页岩有机质类型为I-II1型。高品位和低品位油页岩中B、Ba、Cr、Nb、Sr、V、Zr等微量元素含量差异明显,高品位油页岩中各稀土元素平均含量和各样品稀土元素分布区间都小于低品位油页岩,且外源元素富集程度也相对更低,显示了更少的陆源碎屑输入。微量元素比值显示,研究区油页岩形成于温暖湿润气候,淡水—半咸水,还原环境。高品位油页岩与低品位油页岩相比,形成时水体盐度值更大,有机质生产力更高。【结论】温暖湿润气候背景下,相对较少的陆源碎屑供给,减少了对有机质的稀释和氧化破坏,同时较高的水体盐度值更利于水体分层,从而形成一个长时间的还原环境,再加上更高的有机质生产力,从而形成了高品位油页岩。     

松辽盆地嫩江组油页岩发育控制因素

松辽盆地嫩江组一段和二段发育的油页岩是极其优质烃源岩,生物标志化合物参数指示油页岩母质生源主要来自于水生生物其繁盛受温湿气候和湖泊富营养化控制.岩石学、元素地球化学、生物标志化合物等参数表明,高盐和缺氧条件下的稳定水体分层是嫩一段油页岩沉积时期有机质保存的主控因素,而嫩二段油页岩沉积时期水体盐度分层明显减弱,此时藻类个体增大和孤立藻数量增多条件下的高生物生产力有利于有机质富集.为揭示嫩江组不同沉积环境下油页岩发育的控制因素,建立了嫩一段油页岩沉积时期保存条件控制和嫩二段油页岩沉积时期生物生产力控制的两种有机质富集模式,这对含氧淡水大型陆相湖泊的有机质富集成因探讨具有重要借鉴意义.     

松辽盆地嫩江组油页岩发育控制因素

松辽盆地嫩江组一段和二段发育的油页岩是极其优质烃源岩, 生物标志化合物参数指示油页岩母质生源主要来自于水生生物其繁盛受温湿气候和湖泊富营养化控制.岩石学、元素地球化学、生物标志化合物等参数表明, 高盐和缺氧条件下的稳定水体分层是嫩一段油页岩沉积时期有机质保存的主控因素, 而嫩二段油页岩沉积时期水体盐度分层明显减弱, 此时藻类个体增大和孤立藻数量增多条件下的高生物生产力有利于有机质富集.为揭示嫩江组不同沉积环境下油页岩发育的控制因素, 建立了嫩一段油页岩沉积时期保存条件控制和嫩二段油页岩沉积时期生物生产力控制的两种有机质富集模式, 这对含氧淡水大型陆相湖泊的有机质富集成因探讨具有重要借鉴意义.      

鄂西-渝东地区下侏罗统东岳庙段泥岩地球化学特征及有机质富集模式

我国不同地区页岩非均质性研究是亟待解决的基础地质问题,且四川盆地陆相页岩气的研究十分薄弱.通过对鄂西-渝东地区下侏罗统自流井组东岳庙段剖面和钻井岩心的岩石学特征、地球化学等方面的精细分析,结合测井曲线,查明了该层段地球化学垂向变化特征及有机质富集模式.结果表明,东岳庙段脆性矿物含量高,粘土矿物含量较少,下部有机质含量高于上部.地球化学指标所反映的古气候、古生产力、古氧化还原、古盐度表明东岳庙段垂向上具有明显差异;东岳庙段下部为干旱炎热古气候、贫氧-偏咸化水体和高古生产力,而东岳庙段上部为温暖湿润古气候、淡化水体和低古生产力,故东岳庙段下部更有利于有机质富集.      

古湖泊学研究——以桦甸断陷盆地为例

古湖泊学是研究湖泊系统历史演变的科学,是一门综合性很强的地球科学。本文综述了古湖泊学的定义、研究现状及常用的研究方法,并以吉林桦甸古近纪断陷含油页岩湖盆为例进行了应用。桦甸盆地为小型半地堑盆地,盆地南缘F1断裂控制了古近系湖泊演化特征。桦甸盆地富含油页岩资源,具有开展古湖泊学研究的优势条件。桦甸油页岩具明显的黑白相间的双层结构特征,有机质条带和陆源碎屑颗粒呈现良好的韵律互层,有机质呈现褐色或黑色条带,夹杂石英、长石颗粒的粘土矿物呈白色条带。根据泥岩和油页岩的有机碳含量垂向变化特征,桦甸组古湖泊生产力演化趋势为:中部含油页岩段＞上部含煤段＞下部含黄铁矿段,反映油页岩沉积时,湖盆古湖泊生产力最高。根据油页岩岩石学特征、V/(V＋Ni)、Sr/Ba和B/Ga等元素比值分析,中部含油页岩段时期,表现出一种淡水与半咸水—咸水交替变化的沉积演变过程,可以形成一定程度的盐度分层,使底层水处于缺氧环境,有利于有机质的保存。随着古湖泊学的不断发展,它已经在油气资源勘探开发及全球环境与气候变化等领域发挥了重要作用,但仍存在一些理论及方法问题需要湖泊地质工作者的不断努力与探索。     

松辽盆地北部白垩纪青山口组黑色页岩元素地球化学特征及沉积古环境恢复

对松辽盆地北部青山口组118块页岩样品进行有机碳和元素地球化学测试,运用一系列判别古气候、古盐度、古生产力和古氧化还原条件的地化指标,恢复青山口组黑色页岩的沉积环境,探讨富有机质页岩成因机制。青山口组沉积期为温暖半湿润亚热带气候,古气温>15℃,水体为陆相微咸水—半咸水环境,盐度5‰~10‰。青山口组底部发育厚度约30 m的富有机质页岩,TOC最高达到9.39%,自下而上有机碳含量逐渐变低。富有机质页岩Cu、Ni、Mo和Zn含量高,发育大量胶磷矿、藻席,表明青山口组早期湖盆生产力达到峰值,为有机质富集提供物质基础。U元素含量以及V/(V+Ni)、V/Sc比值较高,表明青山口组早期水体为强还原环境,为富有机质页岩保存提供有利条件。中-晚期随着湖盆收缩、水体变浅,还原环境遭到破坏,有机碳含量降低。TOC与古生产力及氧化还原指标呈正相关关系,表明有机质含量的变化主要受控于湖盆生产力和氧化还原环境。古海侵事件带来丰富营养物质,极大提高了湖盆生产力,保证有机质大量供应;同时海侵造成盐度分层,使底部水体的强还原环境不受破坏,促进了有机质的保存。松辽盆地青山口组在白垩纪全球缺氧事件影响下形成了面积约5×10^-3km;的黑色页岩,是页岩油勘探的重要目标。     

银额盆地下白垩统巴音戈壁组含油页岩岩系地球化学特征及有机质富集条件

为研究银额盆地下白垩统巴音戈壁组含油页岩岩系有机质富集的有利条件,通过野外露头踏勘、岩性观察、矿物学分析和元素地球化学测试等工作,综合开展了研究区地球化学特征与有机质富集条件研究。X-衍射分析表明样品中主要为陆源碎屑矿物和黏土矿物,黏土矿物中高岭石含量较少,油页岩中还含有少量的方解石和白云石。TOC、S_1+S_2等有机地球化学指标显示油页岩有机质类型主要为Ⅰ型和Ⅱ_1型,其他泥页岩为Ⅱ_2型和Ⅲ型,整体处于低熟-未熟阶段。Sr/Cu(3.24～390.70)、Sr/Ba(0.17～4.77)和V/(V+Ni)(0.39～0.84)等无机元素地球化学特征参数综合分析表明,银额盆地巴格毛德地区下白垩统巴音戈壁组二段含油页岩岩系沉积时期整体为炎热干旱与温暖湿润交替发育的气候环境,淡水-咸水交替出现的还原水体环境。其中较炎热干旱的半咸水-咸水环境有利于有机质富集,形成高品质油页岩。     

陆相盆地油页岩成矿规律:以东北地区中、新生代典型盆地为例

油页岩作为常规油气的重要替代或补充能源,在全球资源战略中的地位日益彰显。为了更好地揭示我国陆相油页岩的特征与分布规律,在总结多年油页岩勘查成果的基础上,分析了东北地区松辽和桦甸典型含油页岩盆地矿床特征及成矿特点,揭示了陆相坳陷与断陷盆地油页岩成矿规律。油页岩主要发育于三级层序的高水位体系域和水进体系域;古气候和沉积环境对大型坳陷盆地油页岩的形成有重要的控制作用,温暖湿润的气候条件使湖泊自身生产力大大提高,为油页岩形成提供丰富的物质基础;油页岩的平面分布受控于沉积环境的变化,主要分布于深湖—半深湖相,盐度较高使水体处于盐度分层,有利于有机质保存。构造条件对小型断陷盆地油页岩成矿起着至关重要的控制作用,通过控制可容纳空间而影响了油页岩的厚度分布及品质特征,油页岩主要富集相带为靠近控盆同生断裂一侧的半深湖—深湖环境,且靠近控盆同生断裂一侧油页岩厚度明显加厚和含油率增大;同时,干湿交替的气候控制了油页岩的层数和保存条件。对比分析表明:坳陷含油页岩盆地规模多为大型,油页岩矿单独存在、分布面积大,以中薄层中低含油率为典型特点;断陷含油页岩盆地规模多为小型,油页岩矿单独存在或与煤相伴生,以薄层高含油率或巨厚层中等含油率为典型特点。在三级层序的水进和高水位体系域中,有机质丰度和湖泊生产力较高,层状藻和结构藻较为繁盛,外源输入较低、水体盐度较大、还原性较强,且呈碱性环境,是油页岩形成的有利时期。因此,古构造、古气候和沉积环境综合控制下的丰富有机质来源和良好的湖水盐度分层是油页岩有机质富集的有利因素。     

抚顺、桦甸、龙口含矿区始新统高品质油页岩特征及地质意义

通过岩石样品观察、光片鉴定以及含油率、有机碳(TOC)、岩石热解及地球化学等测定分析方法,从工业品质特征、地球化学特征和有机岩石学特征等几个方面对抚顺、桦甸、龙口含矿区古近系始新统高品质油页岩进行研究,进而揭示三个地区油页岩的特征和其地质意义。研究表明:抚顺、桦甸、龙口三个地区高品质油页岩的含油率和发热量数值依次增高,灰分和全硫数值依次降低,含油率分别为13.38%、18.24%、34.53%,发热量分别为8.69MJ/kg、12.85 MJ/kg、23.34 MJ/kg;根据微量元素Sr/Ba、Sr/Cu的比值得出,抚顺、龙口地区油页岩沉积于温湿气候下的淡水环境,桦甸地区油页岩沉积于干热气候下的半咸水环境;稀土元素的Ceanom值反映了油页岩沉积时水体介质的还原性,可以说明这三个地区油页岩段沉积时期水体为还原环境;研究区油页岩有机碳(TOC)含量丰富,分别为21.15%、32.35%、62.3%;抚顺、桦甸、龙口地区油页岩的有机质均处于成熟的热演化阶段,最大热解峰值分别为444℃、441.5℃、436.5℃,有机质类型分别为Ⅰ型、Ⅱ1型、Ⅱ1型,有机质的显微组分主要为腐泥型,含有大量的藻类体,有机质来源主要为湖泊生物,并含有少量的陆源高等植物。     

北部湾盆地流二段油页岩地球化学特征及成因

北部湾盆地涠西南凹陷和乌石凹陷流二段普遍发育油页岩。有机地球化学分析表明,北部湾盆地流二段油页岩具有高的有机质丰度,油页岩的有机碳含量下限为3%,含油率介于3.5%~10%,达到中等和优质油页岩矿品级,同时属于优质烃源岩。全岩有机显微组分、干酪根镜检和热解等分析表明,北部湾盆地流二段油页岩藻类含量丰富,藻类是有机质的主要来源,有机质类型主要为腐殖—腐泥型,部分为腐泥型,以湖相腐殖—腐泥型油页岩为主,部分为湖相腐泥型油页岩。流二段油页岩中镍和钼等微量元素含量普遍较高,镍和钼的含量与有机碳含量之间存在很好的正相关关系,说明流二段油页岩形成时期北部湾盆地具有富营养湖泊特征。北部湾盆地流二段油页岩中还原硫含量高,普遍大于1%,流二段油页岩形成于还原的沉积环境,具有很好的有机质保存条件。高有机质生产力及湖侵体系域顶部和高位体系域底部的中深湖还原环境共同控制了北部湾盆地流二段油页岩的发育。     

火山活动与海侵影响下的典型湖相页岩有机质保存差异分析

黑色富有机质页岩是页岩油气生成和赋存的主要母体,是强还原环境水体的沉积产物,在其形成过程中,细菌硫酸盐还原作用(BSR)对水体环境影响明显,但BSR强度如何影响有机质的保存尚未得到关注。我国陆相湖盆富有机质泥页岩广泛发育,形成过程中常常伴随有火山活动或者海侵等事件,大量硫酸盐进入湖盆,改变水体的沉积环境,不同环境下BSR对黑色页岩有机质保存的影响明显不同。本次研究选取鄂尔多斯盆地延长组长7段页岩、松辽盆地青山口组和嫩江组页岩作为对象,同时与现代沉积物进行对比。研究表明,TOC与TS之间关系复杂,但细菌硫酸盐还原强度指数(SRI)与TOC呈现幂指数变化,且表现出两阶段变化的特征。当SRI大于1.375时,TOC整体偏低,指示了强硫酸盐还原作用消耗大量有机质;当SRI小于1.375时,TOC明显较高,指示了弱硫酸盐还原作用对有机质消耗相对较少,更有利于有机质保存。火山活动和海侵作用均向水体提供了大量硫酸盐,但对陆相湖盆页岩中有机质的保存影响不同。火山活动影响的长7段页岩SRI普遍小于1.375,BSR对有机质消耗相对弱,页岩TOC高。而受海侵影响的青山口组一段底部和嫩江组一段底部页岩SRI大于1.375,BSR过度消耗了大量有机质,使得页岩TOC偏低。嫩江组一段下部SRI指数更高,海侵强度更大,BSR反应更强,更不利于有机质保存。     

松南上白垩统青山口组一段不同赋存状态页岩油定量评价

松辽盆地南部青山口组一段页岩油资源丰富,多口井试油获得工业及高产油流,具有较大的勘探开发潜力。本文以青山口组一段下段为研究对象,以页岩油赋存状态为切入点,重点针对研究区页岩油富集优质岩相,即高有机质薄片状页岩和中有机质纹层状页岩中溶胀油、吸附油以及游离油量进行定量评价,揭示页岩油在地下页岩层系储层中的赋存特征。青山口组一段页岩油主要以干酪根溶胀态、干酪根吸附态、有机质孔隙游离态、无机矿物吸附态及无机孔隙游离态等5种赋存形式存在于页岩层系储层中。其中：高有机质薄片状页岩中页岩油赋存状态以干酪根溶胀油、干酪根吸附油和有机质孔隙游离油等有机赋存油为主,有机赋存油量可高达253.0 mg/g TOC,以TY1井页岩油赋存量最大,其次为CY8井,H238井页岩油量最低;中有机质纹层状页岩中页岩油赋存状态以无机矿物吸附油、无机孔隙游离油等无机赋存油为主,可达167.0 mg/g TOC,CY8井页岩油赋存量最大,H258井次之,H238井页岩油量最低。TY1井、CY8井位于半深湖—深湖区,发育大套泥页岩;H238井位于三角洲外前缘,离物源区较近,导致其页岩油赋存量明显低于半深湖—深湖区。因此,沉积环境是导致不同工区页岩油赋存量差异的主要原因。     

松辽盆地北部中浅层油页岩分布特征及资源潜力

利用有机碳含量、镜质体反射率等手段,对松辽盆地北部上白垩统青山口组一段、嫩江组一段、嫩江组二段三个层位油页岩的分布、地球化学特征及富集条件进行研究表明:目标层主要以深湖相、半深湖相的黑色泥岩和页岩为主,厚10~30m不等;有机质丰度较高,TOC值介于1.873%~10.625%之间,平均6.47%,干酪跟类型以Ⅰ型、ⅡA型为主,成熟度Ro普遍为0.41~0.78,处于低成熟阶段;三个层位油页岩有机质来源以湖生生物及海侵带来的藻类等母源物质为主,沉积时期主体处于海侵深水、强缺氧环境,有机质保存条件较好。     

松辽盆地青山口组页岩有机碳含量分布特征

总有机碳（TOC）含量是页岩油气资源量评价的关键参数之一.为定量分析松辽盆地青山口组页岩TOC含量分布特征,预测有利勘探区,以测井资料为基础,首先建立研究区构造模型,应用恢复古埋深法计算镜质体反射率（R_o）,通过?logR方法预测研究区TOC含量,最后利用地质统计学方法建立了研究区页岩TOC三维量化模型.结果表明,纵向上,青一段页岩TOC含量整体分布在0%~4%范围,青二段和青三段TOC含量明显低于青一段.平面上,青一段TOC含量在三肇凹陷南部及朝阳沟阶地中部最高,青二段TOC含量整体低于2%,其在古龙凹陷北部最高,青三段TOC含量普遍低于1.4%.研究成果为松辽盆地页岩油勘探开发有利区选取提供了重要指导和参考.      

松辽盆地NGN1井上白垩统青山口组一段有机质演化

以NGN1井全取芯井为标杆,通过岩芯观察、地球化学分析和显微组分镜下鉴定,揭示青山口组一段的有机质演化规律。NGN1钻井位于松辽盆地东南缘,青一段由底至顶分别为灰绿色泥质粉砂岩-深灰色泥岩、油页岩-灰色泥岩-灰绿色粉砂质泥岩沉积,揭示了由滨浅湖-半深湖-滨浅湖的沉积环境演化。TOC、S2、含油率以及HI呈现增大-高值-减小的趋势,而半焦含量和块状密度则呈相反的变化趋势。青一段泥岩中主要的有机质显微组分为层状藻、孢子体和骨屑等,有机质含量与单位面积显微组分、藻类相对含量均呈明显的正相关,并结合有机质判别图解,说明有机质类型主要为I型和II1型,来源以湖泊藻类为主。泥岩中的陆源有机质含量较少,说明湖泊生物控制着有机质的来源,浅湖由于水体较浅、水底含氧,保存条件较差,导致泥岩中的有机质丰度较低,半深湖-深湖水体较深,保存条件良好,促进有机质的富集,因此垂向上沉积环境演化是导致有机质变化的主要因素。     

松辽盆地南部油页岩微量元素特征及其成矿期古环境恢复

油页岩成矿期的古环境控制着油页岩有机质类型与丰度,而油页岩的有机质类型和丰度对于研究油页岩成因及富集规律具有重要的意义.松辽盆地南部含油页岩层段总体为深湖-半深湖相稳定沉积,微量元素特征对古环境的变化敏感,可利用油页岩微量元素含量的测试及其比值分析的方法恢复油页岩成矿期的古环境.通过对松辽盆地南部油页岩样品中20余种微量元素含量的测试及其比值的分析,恢复了青山口组与嫩江组油页岩成矿期的古环境.研究结果表明,油页岩成矿期的古气候为温暖湿润-半湿润半干热的气候,水介质为微咸水-半咸水的还原环境.青山口期相对嫩江期气候和盐度变化较稳定,气候略为干热,盐度也略高.     

齐家-古龙地区页岩油参数井泉头组—青山口组沉积微相特征

沉积微相发育特征对页岩油赋存及开发潜力具有重要的影响.以松辽盆地北部齐家-古龙地区松页油1井和松页油2井泉头组四段上部-青山口组二三段下部岩心为研究对象,通过大比例尺岩心观察和精细描述,以岩心岩性、层理构造、化石、含有物、电性特征为依据,开展沉积微相研究.研究认为,松页油1井和松页油2井岩心中,主要发育湖泊相沉积,分为浅湖和半深湖-深湖2种沉积亚相,可进一步识别出浅湖滩坝砂、介壳滩、泥质浅湖、半深湖-深湖泥和油页岩5种沉积微相.青一段下部主要发育半深湖-深湖亚相,浅湖亚相主要分布在青一段上部、青二三段下部和泉四段上部层位.泥质浅湖微相、半深湖-深湖泥微相以及油页岩微相均是有利于页岩油形成的沉积微相类型.     

松辽盆地扶余—长春岭地区上白垩统青山口组油页岩品质特征及意义

松辽盆地扶余—长春岭地区上白垩统青山口组发育多层油页岩,油页岩颜色主要为棕褐色和灰黑色,发育水平层理和块状层理,揭示其沉积于半深湖-深湖环境。通过系统取样、测试和分析表明:研究区油页岩为中等含油率、中发热量、高灰分及低硫油页岩。总有机碳(TOC)测试结果为4.87%~19.90%,平均为7.88%,表明油页岩有机质丰度较高;通过岩石热解参数分析,研究区油页岩有机质类型以Ⅰ型为主,Ⅱ型次之;结合最大热解峰顶温度T_(max)(℃)的变化范围为437℃~449℃,指示出研究区的油页岩有机质成熟度处在未熟-低熟阶段。对研究区油页岩的厚度及含油率展布特征进行分析表明:研究区2号和3号矿层油页岩厚度最大,连续性最好,ZK0809井和ZK3201井区油页岩累计厚度较大,而SY9井区油页岩含油率最高。