川南地区渐变型盆—山边界条件下龙马溪组页岩气(藏)富集主控因素:构造—沉积分异与差异性演化

川南地区龙马溪组全面进入3500 m以浅的页岩气开发、上产关键阶段。油气地质学界长期以来针对页岩岩相、岩石学与孔隙特征等储层静态参数的重视以及对龙一11小层的单一层系开发的局限,对川南地区龙马溪组页岩气整体产能的提高产生了一定制约。回归基础地质本质,采用地质—地球化学综合研究思路,以构造控制下的沉积分异格局为框架,补充完善川南地区笔石生物地层划分体系;依靠多期节理构造与古应力反演等构造解析方法,建立川南渐变型盆—山边界条件下龙马溪组多期构造演化与流体温压模型,明确川南地区复杂构造背景下页岩气差异富集机理。奥陶纪—志留纪之交的“三隆一坳”古构造—沉积分异,控制了川南地区五峰组—龙马溪组优质页岩渐进式发育与分布。在川南—大娄山渐变型盆山结构边界条件下,晚白垩世以来所经历的4期不同应力场构造变形事件,使威远、泸州—大足与长宁—宁西地区五峰组—龙马溪组具有差异性构造变形—抬升剥蚀与演化特征。差异性的埋深—隆升过程,对受埋深与构造热事件控制的页岩有机地球化学特征及流体充注体系产生重要影响。构造—沉积分异、盆山建造与热演化过程,最终控制川南地区五峰组—龙马溪组早期有限聚集—中期相对富集—晚期调整改造的页岩气成藏演化过程。     

威远五峰组—龙马溪组页岩岩相展布及对水平井产量的影响

通过对威远地区14口评价井或导眼井五峰组—龙马溪组地层开展系统的笔石生物地层、岩相地层、测井响应、地球化学、元素地球化学等特征分析,证实了威远地区五峰组—龙马溪组古隆起的发育,指出古隆起发育控制页岩的厚度及岩相展布,明确优质页岩展布受古隆起发育控制,并提出水平井井位优化部署建议。主要结论如下:1）从生物地层、岩性地层、电性特征、地层厚度等方面证实在Z4-Z1—WY1—W5—WX井一带存在（水下）古隆起;2）不同时期地层分布及岩相主要受古隆起发育控制,隆起区及周边地层厚度薄,黏土矿物或碳酸盐矿物含量高,坳陷区沉积厚度大,硅质矿物含量高;3）威远地区五峰组页岩沉积期物源多来自其西部或北部,鲁丹阶早期以生物成因石英为主,物源较少,鲁丹阶晚期物源可能来自川南的黔中古陆,不同的物源方向意味着沉积体系的变化;4）鲁丹阶早期（LM1~LM3）地层储层品质最优,产量高,其储层参数平面展布受隆起发育控制,拗陷区域储层品质最好。建议以鲁丹阶早期地层为目标靶体实施水平井,优先部署该层段厚度较大区域水平井,尽量避开隆起发育区。     

四川盆地及其周缘五峰组-龙马溪组有机质差异富集的主控因素探讨

近些年来,四川盆地及其周缘五峰组-龙马溪组页岩气勘探开发实践表明页岩气具有差异富集特征。基于四川盆地及其周缘五峰组-龙马溪组页岩TOC、XRD及元素等分析数据,结合前人已发表的相关数据资料,对川南、川东及川东北地区开展了有机质差异富集特征初步分析,并从矿物组分（黏土矿物含量）、保存条件及古生产力3个方面探讨其控制因素。研究表明：1）有机质差异富集特征表现为：五峰组沉积时期,四川盆地及其周缘有机质富集程度差异相对较小,川东地区有机质富集程度略高于川南地区和川东北地区;而龙马溪组沉积早期,有机质富集程度差异相对较大,川东北地区有机质富集程度明显高于川东地区和川南地区;2）差异的保存（氧化还原）条件是造成四川盆地及其周缘不同地区五峰组-龙马溪组有机质差异富集的主控因素。     

川南五峰组—龙马溪组有机质富集规律——基于旋回地层学的研究

基于钻井、测井资料,应用旋回地层学、地球化学等方法,探讨天文轨道周期驱动下的海平面变化对川南地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩有机质聚集的影响。应用川南地区Y8井GR数据序列,对五峰组—龙马溪组开展旋回地层学研究,识别了记录在沉积物中的斜率长周期(1.2 Ma)、长偏心率周期(405 ka)及短偏心率周期(100 ka)信号,并建立了该地质历史时期浮动的天文时间标尺。地球化学分析表明,川南地区五峰组—龙马溪组底部TOC较高,平均达3.16%,向上含量变低并趋于稳定。根据有机质碳同位素及微量元素指标(U/Th、V/Cr、Ni/Co、V/(V+Ni)),恢复了晚奥陶世—早志留世海平面变化及古海洋沉积环境。全球海平面升降变化趋势与斜率长周期(1.2 Ma)具有较好的相关性。川南地区五峰组—龙马溪组有机质聚集与斜率长周期驱动下的海平面升降变化及水体的氧化-还原条件密切相关:川南地区凯迪早期、赫南特晚期、鲁丹早期海平面上升,半深海—深海环境有利于有机质的形成和保存;观音桥层沉积期海平面下降,浅海环境不利于有机质的形成和保存。     

川南地区五峰组—龙马溪组黑色页岩纹层特征及其储集意义

以四川盆地南部长宁双河剖面五峰组-龙马溪组为例,通过常规标准薄片及大薄片镜下观察、X射线衍射全岩分析、TOC及物性测试等方法,对黑色页岩纹层特征及储层物性和可压裂性进行了研究。结果表明,五峰组-龙马溪组纹层具有富硅质纹层、富钙质纹层及富黏土纹层三种类型,主要呈板状、断续、平行等几何形态,以毫米级纹层为主,富硅质纹层发育大量天然微裂缝。通过组合叠置可形成硅质-黏土纹层组合和碳酸盐-黏土纹层组合,其中硅质-黏土纹层组合物性和可压裂性均优于碳酸盐-黏土纹层组合。五峰组以碳酸盐-黏土纹层组合为主,天然裂缝整体不发育,由底至顶, TOC值逐渐增加,至观音桥段TOC值下降,物性变差;龙马溪组LM1-LM5以硅质-黏土纹层组合为主,低角度裂缝发育,由底至顶,逐渐过渡为碳酸盐-黏土纹层组合, TOC值降低,物性变差。     

川南五峰组-龙马溪组页岩流体活动及压力演化过程

流体活动及压力演化对于页岩气的富集或改造具有重要指示意义.以川南五峰组?龙马溪组页岩为研究对象,基于岩心和显微岩相学观察、流体包裹体分析测试、盆地数值模拟等方法,研究流体活动及压力演化过程.结果表明:川南五峰组?龙马溪组页岩脉体充填的矿物主要为方解石及部分石英,脉体矿物中捕获了丰富的有机包裹体,见到发黄色、蓝色荧光的气...     

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。     

川东南地区五峰组—龙马溪组页岩气成藏条件分析

上奥陶统五峰组(O_3w)—下志留统龙马溪组(S_ll)是川东南地区页岩气勘探开发的重要层系。利用钻井、测井、地震及分析化验等资料,明确了川东南地区具有较好的页岩气成藏条件。该区位于深水陆棚有利沉积相带,优质页岩(TOC2.0%)厚度大,介于20~50 m之间,呈北东—南西向展布,有宜宾—泸州和石柱—建南两个厚度中心,有机质丰度高(平均TOC2.0%),热演化程度适中(2.0%Ro3.0%),脆性矿物含量高(平均65.4%),有机质孔发育,以微孔—中孔为主,含气量高(大于2 m~3/t),盆内压力系数普遍高于1.2,保存条件好,页岩埋深普遍在1500~4500 m。综合以上分析,选取优质页岩厚度、页岩埋深及页岩气保存条件3个参数作为核心评价指标,孔隙度、总有机碳含量和含气量作为辅助评价指标,建立了页岩气有利区评价标准,评价出涪陵—武隆—彭水、丁山—松坎、五指山—昭通—长宁及威远—富顺—永川共4个有利区带,为川东南地区五峰组—龙马溪组页岩气下一步勘探指明了方向。     

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.     

滇黔北五峰组—龙马溪组页岩沉积环境和古气候地球化学特征

为研究奥陶大灭绝与该时期古环境和古地理的联系,对滇黔北地区五峰组—龙马溪组样品进行了有机碳（TOC）、主量元素、微量元素和碳同位素地球化学分析。结果表明,滇黔北地区五峰组—龙马溪组Ba/Al和Ni/Al值的变化在五峰组沉积时期相对稳定,从五峰组沉积时期开始逐渐增加,直到观音桥组沉积时期达到顶峰随之下降,在龙马溪组沉积时期又开始上升,随后逐渐减小并稳定下来,特别在赫南特阶观音桥组时期,生产力出现了跳跃性的波动,即表明奥陶纪末期古海水性质存在重大转变。V/Cr和U/Th比值总体显示出五峰组沉积时期表现为缺氧环境,观音桥组沉积时期表现为厌氧环境,龙马溪组表现为缺氧环境,U-Mo协变模式表明滇黔北地区五峰组沉积时期为强滞留海盆,龙马溪组属于半滞留海盆。化学风化值指数（CIA）表明滇黔北地区温度在五峰组早期就开始缓慢下降,观音桥时期区域温度降至冰期,龙马溪组早期又渐渐恢复,但从龙马溪组到观音桥组至五峰组时期气候处于极不稳定的状态。奥陶纪末期生命大灭绝是在极地冰川发育的背景下,洋流模式、强度及海水的理化性质的改变导致两者受海陆分布格局控制。     

川东南武隆地区五峰组—龙马溪组页岩气形成条件及富集区分析

通过野外地质调查资料及样品测试分析,结合前人研究的结果,对川东南武隆地区五峰组—龙马溪组页岩气形成的基础地质条件进行了研究,指出五峰组与龙马溪组底部富有机质页岩形成于深水陆棚环境,富有机质页岩厚度大,分布广,埋深适中(300~3 500 m),脆性矿物含量较高,TOC主要分布于2%~5%之间,热演化程度处于高成熟—过成熟早期阶段,发育溶蚀(微)孔、粒间微孔、粒内微孔、有机质孔及微裂缝等,并通过综合信息叠合分析,提出了5个页岩气富集区。     

川南地区龙马溪组有机质特征及其对页岩气富集规律的影响研究

四川盆地南部（简称“川南”） 广泛发育多套下古生界海相泥页岩层系,其中龙马溪组为该区一套优良的烃源岩 层,具备优越的页岩气形成条件。根据长宁和威远页岩气探区的钻井岩心、露头样品分析资料,对川南地区下志留统龙马 溪组页岩有机质特征及其对页岩气富集规律的影响进行研究后表明,川南龙马溪组页岩的有机质类型为Ⅰ～Ⅱ1型,有机 碳含量较高（平均为2.52%）,热演化程度为2.0%～3.8%,达到了高-过成熟阶段;研究区的有机质特征对页岩气的富集具 有重要的影响,干酪根的类型决定着甲烷吸附能力强弱,有机质丰度和有机演化程度决定了页岩的生气量和含气量,同时 高TOC和Ro也能促进有机质微孔隙的发育,为页岩气的富集提供更多有利空间。因此,研究认为川南地区龙马溪组有机质 特征较好,有利于页岩气的富集成藏。     

黔北灯影组自生石英流体包裹体特征及油气成藏演化

系统分析了黔北仁怀县震旦系灯影组储层孔洞充填自生石英、方解石流体包裹体特征及氧同位素组成,采用下寒武统牛蹄塘组沥青反射率并结合灯影组自生石英流体包裹体均一温度进行古地温场恢复。研究结果表明,自生石英流体包裹体可以分为三期,均一温度分别为87.1~98.8℃、109.4~126.8℃和171.3~190.2℃,晚期充填方解石流体包裹体均一温度为95.3~116.4℃,下寒武统牛蹄塘组等效镜质体反射率为3.11%~3.43%。结合包裹体均一温度分析,认为加里东晚期—燕山期古地温梯度为2.61~2.76℃/100m,各期埋藏阶段充填白云石和晚期充填方解石δ18O(PDB)分别为-15.0‰~-7.8‰和-16.1‰~-14.2‰,估算其形成的温度分别为92.0~212.5℃和74.5~86.3℃。黔北仁怀灯影组发生了三期油气成藏及一期天然气藏破坏,分别为加里东中晚期浅埋藏首次石油成藏(442~428Ma)、海西晚期—印支早期中等埋深二次石油成藏(252~232Ma)及燕山早期深埋天然气成藏(170Ma~155Ma),喜马拉雅早期天然气藏破坏时间约为42~30Ma,破坏深度为2963~3741m。本研究对于该区"下组合"油气勘探部署具有重要意义。     

鄂尔多斯盆地宜川—黄陵地区马家沟组流体包裹体特征及其意义

通过单偏光、荧光显微镜和显微冷热台测温观察等方法,对宜川—黄陵地区下古生界马家沟组流体包裹体进行系统研究,归纳流体包裹体岩相学、均一温度和冰点温度等特征,结合盆地热演化史分析推测储层内烃类充注史。综合分析结果显示研究区马家沟方解石内发现的沥青包裹体证明早期形成古油藏已遭受改造破坏;研究区马家沟组顶部古油藏的形成时间在早侏罗世—中侏罗世,而气藏的形成时间在早白垩世。     

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。     

渝东南地区五峰组－龙马溪组页岩气成藏地质条件与有利区预测

上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组是四川盆地页岩气勘探的重要层位。通过地层厚度、地层埋深、总有机碳含量、有机质类型、有机质成熟度及储层含气量等参数的综合分析,表明渝东南地区五峰组—龙马溪组具有泥页岩厚度大(40~210m)、地层埋深较浅(4500m)、总有机碳含量较高(TOC一般1.5%)、有机质成熟度高(Ro为1.9%~2.7%)等特点,有机质类型多以Ⅰ型为主,现场解吸含气量在五峰组及龙马溪组中下部具有较好的水平。综合分析认为,五峰组—龙马溪组具有较好的页岩气成藏地质潜力。运用多因素叠加及综合地质分析技术,选取总有机碳含量、热成熟度、地层埋深、地层厚度、地表条件5个参数作为核心评价指标对渝东南地区五峰组—龙马溪组的成藏有利区进行了预测,共预测出Ⅰ类有利区6个,Ⅱ类有利区2个,有利区预测结果与目前已有钻井的含气量水平相一致。最后,提出了"有重点、有先后、分层次"的勘探开发部署建议。     

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。     

黔北道真地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组沉积微相研究

上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组是我国南方地区页岩气勘探开发的主要目标层系之一,但对其沉积微相的研究较为薄弱。文章以黔北道真地区为例,通过多条野外剖面和钻孔资料对比研究,结果显示上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组整体属于陆棚相,分属深水陆棚、半深水陆棚两个亚相。其中五峰组及龙马溪组下部属于粉砂质碳泥棚微相,龙马溪组中部属含粉砂质碳泥棚微相,龙马溪组上部属含钙质粉砂质碳泥棚微相。该认识对于黔北地区页岩气有利区的优选具有指示意义。     

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.      

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。