黄陵背斜南翼牛蹄塘组二段页岩岩心裂缝脉体成岩环境演化与页岩气保存

岩心观察鄂西黄陵背斜南翼下寒武统牛蹄塘组二段黑色页岩中发育构造挤压成因的高角度裂缝和顺层裂缝.选取不同产状的典型裂缝脉体样品,薄片镜下观察发现高角度裂缝中充填方解石脉,顺层裂缝中充填方解石-白云石复合脉.通过阴极发光、流体包裹体分析以及微区原位元素测定,开展了裂缝脉体成岩环境演化研究,分析了不同产状裂缝对页岩气层局部封闭性的影响.阴极发光结果表明,高角度方解石脉和顺层方解石-白云石复合脉均为2期流体活动形成.根据流体包裹体分析,高角度方解石脉早期成脉流体主要为变质较深的地层卤水,晚期成脉流体混入了低矿化度流体,而顺层方解石-白云石复合脉2期成脉流体均未受低矿化度流体的改造.利用不同阴极发光的裂缝脉体碳酸盐矿物的微区原位微量元素测定结果,对铁锰含量、稀土元素（REE）和氧化还原判别参数分析显示,高角度方解石脉成岩环境经历了由还原环境向氧化环境转化,而顺层方解石-白云石复合脉的成岩环境长期保持了较为还原的环境.因此认为,高角度裂缝对页岩气层的局部封闭条件可能产生破坏作用,从而造成页岩气一定程度的散失,而顺层裂缝对局部封闭条件的破坏作用相对有限,裂缝发育特征及其经历的成岩演化过程研究可为页岩气层自封闭和页岩气微观保存条件的评价提供依据.      

涟源凹陷上二叠统大隆组泥页岩裂缝方解石脉体流体包裹体特征及其启示

针对湘中涟源凹陷上二叠统大隆组黑色泥页岩中油气特征及微观保存条件,选择涟源凹陷XY1井大隆组泥页岩中高角度裂缝方解石脉体,开展了脉体岩相学和阴极发光观察、脉体盐水包裹体和烃类包裹体特征及温压研究,结合泥页岩有机质成熟度及油气生成阶段分析和埋藏-热演化-构造抬升史模拟,确定了裂缝脉体形成时期和深度,讨论了泥页岩油气微观保存条件。研究表明:大隆组泥页岩有机质成熟度R_o为1.2%～1.3%,原始有机质中发育有机孔,泥页岩孔隙内液态油中很少发育有机孔;裂缝方解石脉体由早晚两期形成,边界清晰;早期脉体中发育大量蓝白色荧光的液相烃包裹体和气-液两相烃包裹体,发微弱荧光的气相烃包裹体和不发荧光的甲烷包裹体,盐水包裹体均一温度主要介于93～138℃间,对应古埋深为2 000～3 000 m;晚期脉体中包裹体发育程度差,仅零星见烃类包裹体,盐水包裹体均一温度主要介于50～62℃间,对应古埋深为900～1 100 m;依据早期裂缝方解石脉体中甲烷包裹体激光拉曼参数和甲烷体系状态方程估算甲烷包裹体捕获压力为28.92～41.47 MPa,相应古压力系数为1.10～1.57。根据早晚两期裂缝方解石脉体中气-液两相盐水包裹体和烃类包裹体的发育程度以及捕获温压信息推断,在燕山-喜山期大幅度构造抬升和地层剥蚀过程中,泥页岩中多期裂缝形成和开启以及成脉古流体活动,对大隆组泥页岩中滞留油气的微观保存条件产生了一定程度的不利影响。     

长岭凹陷深层天然气藏中CO_2及CH_4充注次序的流体包裹体证据

对长岭凹陷深层天然气藏储层——营城组火山岩中发育的流体包裹体进行了详细研究,结果表明在火山岩发育的石英、方解石细网脉中均存在较多的碳质流体包裹体,单个包裹体激光拉曼光谱分析结果表明其主要为CO2及CH4两种类型的碳质包裹体。其中方解石细网脉体中发育有原生及次生CH4包裹体,而含CO2包裹体多以原生包裹体产于石英细网脉中。很多含CO2包裹体的石英细脉中发现了含CH4包裹体的方解石脉体的角砾,这就表明石英细脉形成晚于方解石细脉。营城组火山岩储层中CO2及CH4包裹体的产状特征研究表明,松辽盆地深层天然气藏的形成系火山岩成岩后CO2及CH4等气体不同期次充注的结果,CH4气的充注时间早于CO2气,火山岩中发育的原生孔隙及次生裂隙为上述气体的充注和聚集提供了重要通道。     

寒武系古流体地球化学特征及其对页岩气保存的指示意义 ——以中扬子地区寒武系页岩气发现井宜地2井为例

保存条件是中扬子地区页岩气富集的关键因素之一，宜地2井是中扬子寒武系页岩气发现井，通过对该井全井段岩芯裂缝古流体的地球化学分析，探讨了寒武系古流体成因和对水井沱组页岩气保存条件的指示意义。结果认为：① 覃家庙组膏岩层之上方解石脉缺少Fe2+、Mn2+，且δ13C和δ18O值较围岩偏负，指示其形成于氧化的环境，石牌组方解石脉δ13C偏负，黄铁矿脉δ34S值与膏盐相似，表明其成因与TSR密切相关；水井沱组脉体δ13C和δ18O与围岩相似，形成于封闭的环境。② 方解石脉包裹体群SO42-、Ca2+、Mg2+含量整体上由覃家庙组向上向下分别递减，钠氯系数以水井沱组最低，整体上向上升高，表明覃家庙组是高盐度卤水的主要来源，水井沱组受外来流体影响弱；包裹体水溶液δD和δ18O也指示娄山关组、石牌组方解石脉成因分别与大气水、TSR相关。③ 古流体地球化学研究表明宜昌地区页岩气保存条件整体较好，页岩气散失的主要通道是垂直裂缝，页岩气保存条件好与膏盐盖层发育、后期构造破坏弱、脉体对裂缝的及时封闭以及白垩系盖层等因素密切相关。     

川东南盆缘常压区页岩裂缝脉体特征及古压力演化

为了查明川东南盆缘常压页岩气区五峰组页岩裂缝脉体记录的古温度及古压力特征,揭示常压页岩气区储层压力降低的主要影响因素和页岩气散失机理.以松坎地区五峰组黑色碳质页岩裂缝脉体内的流体包裹体为主要研究对象,通过显微镜光学观察、阴极发光测试、包裹体测温和激光拉曼分析,结合埋藏-生烃-热史模拟,对裂缝脉体中的气-液两相盐水包裹体和高密度甲烷包裹体进行了系统研究.研究表明:松坎地区五峰组裂缝中主要存在着两期脉体充填,M1裂缝脉体形成时间距今约103~86 Ma,脉体较宽、阴极发光颜色为橘红色,其内甲烷包裹体捕获压力为82.6~91.5 MPa,反映燕山中期盆缘地区页岩气藏处在超压状态;M2裂缝脉体生长于M1裂缝脉体两侧,形成时间距今约90~72 Ma,脉体较窄、阴极发光颜色为暗红色,其内甲烷包裹体捕获压力为43.6~47.3 MPa.综合分析认为,川东南盆缘松坎地区五峰组在燕山期经历了由超压至常压的转变.燕山期以来的抬升剥蚀与褶皱变形导致地层内大量页岩气沿着滑脱层发生侧向运移和散失,地层压力快速下降.燕山晚期时,盆内稳定构造区页岩气藏仍处于超压状态,而盆缘地区已降至常压.      

含油气盆地微观裂缝脉体期次、成因与流体演化研究进展及展望

沉积岩石中断裂与裂缝是含油气盆地流体活动的重要通道,断裂与裂缝中充填的不同期次、不同类型的矿物脉体是烃-水-岩相互作用的产物,记录了断裂、裂缝形成过程中不同期次流体性质、组分、来源以及温压场、氧化还原环境等信息,为研究沉积盆地断裂发育、流体动力场特征、物理化学环境及封闭与保存条件等地层古流体活动、动态演化过程提供了重要线索。系统总结了含油气盆地微观裂缝脉体流体活动示踪、演化的基本方法及其地质应用现状,认为目前主要集中在三个方面:(1)通过对裂缝脉体充填的成岩矿物岩石学观察,分析成岩矿物类型、结构及形成的相对次序;(2)通过对脉体成岩矿物的同位素、微量-稀土元素、流体包裹体等地球化学测试,示踪成脉古流体性质、来源、温压-氧化还原环境等;(3)通过对脉体成岩矿物放射性同位素(如U-Pb、Re-Os等)的测试,精确确定脉体形成时间,结合区域构造演化探讨脉体形成过程、流体动力场环境及其动态演化过程。最后分析了现有研究方法存在的问题,探讨今后的发展趋势及地质应用前景,以期为含油气盆地古流体演化及其与油气运移、聚集与保存等油气成藏机理的研究提供参考。     

焦石坝-武隆构造带古流体活动差异及对页岩气保存条件的影响

焦石坝-武隆地区差异构造带发育,古流体活动复杂,对页岩气保存条件影响较为关键.以两类典型背斜(高陡背斜和箱状背斜)的裂缝脉为研究对象,基于裂缝分形理论和碳、氧、锶同位素地球化学理论,揭示出不同构造的古流体活动差异与页岩气保存条件优劣的耦合性.研究认为:(1)构造变形与古流体活动性存在耦合性.构造应力集中部位(如箱状背斜枢纽、隐伏断层)较构造其他部位具更强的流体活动性.(2)古流体示踪差异与页岩气保存条件存在耦合性.同位素地球化学揭示出二叠系-下三叠统以内源流体活动为主,封闭能力较好,盆内高陡背斜带和盆外残余向斜五峰-龙马溪组页岩气具备一定勘探前景;中寒武统-下奥陶统存在跨层流体活动的痕迹,封闭能力变差,盆外箱状背斜下寒武统筇竹寺组页岩气勘探风险加大.     

川西北双鱼石地区栖霞组储层成藏期次及流体演化

以岩心观察描述为基础,结合偏光显微镜薄片、阴极发光及流体包裹体等分析手段,探讨了川西北双鱼石构造栖霞组储层成岩和成藏期次及流体演化.结果表明,川西北双鱼石构造栖霞组上部储层整体为亮晶云质灰岩,可将其成岩矿物充填划分为四期,依次为早期微细晶方解石、重结晶的方解石、围岩孔洞中共生的石英钠长石和沥青、裂缝中充填的白云石和方解石.结合不同成岩阶段流体包裹体特征与埋藏史分析表明,二叠到中三叠纪研究区整体沉降接受沉积,埋深加大并受峨眉地裂伴随的热液作用影响,形成重结晶方解石,早中三叠-中侏罗纪下寒武统烃源岩达到生油高峰,使得第一期原油充注到栖霞组储层,随后二叠系中下部烃源岩在早侏罗-早白垩世达到生油高峰,即第二期原油充注.富硅热流体的充注形成石英和钠长石,同时由于埋深和热流体的改造,部分原油裂解生成沥青,古气藏开始逐步成藏.燕山晚期到喜山期龙门山地区在中生代中晚期经历了持续的逆冲构造变形,在构造裂缝充填白云石和方解石.裂缝充填方解石脉中捕获含甲烷包裹体和沥青包裹体,即古气藏随之调整,整体呈现早成藏晚调整的特点.     

流体包裹体在研究柴达木盆地东北缘石炭系页岩油气成藏中的应用

正近年来,流体包裹体已成为常规油气地质领域研究油气成藏期次和时间、成矿流体性质、来源、油气运移充注途径和古地温恢复等方面的关键技术方法(卢焕章等,2004)。目前,流体包裹体并未被广泛应用于的页岩油气藏研究中,主要是因为页岩油气储层中的成岩矿物普遍过于细小,给包裹体的测试带来了极大的困难,困扰了流体包裹体研究在页岩中的发展。但是,以往的研究发现,页岩     

川东南丁山地区石牛栏组成脉流体来源与油气成藏

四川盆地东南部志留系油气成藏过程研究缺少成藏和破坏阶段的直接证据,丁山地区志留系石牛栏组储层内沥青和方解石脉体记录了储层内流体演化的信息,对研究油气藏油气成藏演化过程有重要的指示作用。运用显微岩相学、阴极发光、微区原位元素和流体包裹体分析方法,确定了古流体来源和活动时间,并恢复了甲烷包裹体古压力,结合烃源岩生烃演化史和地质特征揭示了石牛栏组油气成藏演化过程和主控因素。研究结果表明丁山地区石牛栏组储层内发育两期方解石脉体,原油充注发生在两期方解石脉形成之前。第一期方解石脉形成于距今约127 Ma,阴极发光颜色为褐红色,方解石脉形成于偏还原环境,成脉流体来源于同层位成岩流体。第二期方解石脉形成于距今约83 Ma,阴极发光颜色为褐黄色,方解石脉形成于偏氧化环境。龙马溪组烃源岩大量生油阶段在距今190～150 Ma之间,生成的石油充注到石牛栏组储层中并在距今约135 Ma裂解成气藏。甲烷包裹体捕获压力为51.77～57.46 MPa,储层压力系数为1.26～1.40。石牛栏组古气藏在燕山期以来,由于构造运动导致地层抬升剥蚀和断裂发育,促使天然气泄漏。     

湘西沅麻盆地印支期以来古流体特征及其对寒武系页岩气勘探方向的指示

因古隆起周缘页岩生烃时间晚、热演化程度低,目前已成为中扬子地区油气勘探的重要领域.雪峰古隆起形成于加里东末期,经历了后期复杂的沉积-构造演化,白垩系覆盖区勘探方向尚未明确.以雪峰古隆起西侧沅麻盆地北部为主要研究对象,通过对不整合于寒武系页岩之上的白垩系底部方解石脉与寒武系页岩方解石脉地球化学和包裹体对比分析,研究了古流体形成环境、来源及其对寒武系生烃演化过程的指示.研究结果表明:（1）白垩系脉体碳氧同位素与围岩具有相似性,REE无明显的Eu异常,与寒武系脉体Eu强正异常对比鲜明,表明白垩系脉体主要来自白垩系,受寒武系页岩的影响弱;（2）白垩系方解石脉采样位置位于构造高位,但是包裹体类型显示以纯水溶液包裹体为主,形成于弱还原-弱氧化的环境,未见沥青和明显的纯甲烷包裹体,表明寒武系大规模生排烃在白垩系沉积之前;（3）以包裹体均一温度和Ro为制约,结合区域地质特征恢复了沅麻盆地寒武系两种类型埋藏史,即沅麻盆地北部草堂凹陷早期深埋藏,白垩纪以来不具二次生烃的条件;辰溪凹陷南部早期浅埋藏,白垩系以来Ro可能由1.2%升至2.5%,二次生烃潜力较大,是下一步勘探的有利区.      

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...     

构造驱动大巴山前陆烃类流体排泄:含烃包裹体纤维状方解石脉证据

含烃包裹体纤维状方解石脉被认为是超高压下油气流体形成和排泄的标志。大巴山前陆构造带一些断裂和下古生界黑色泥岩和泥灰岩烃源岩微裂隙中分布有含烃包裹体纤维状方解石脉,成分分析表明其为低镁方解石。纤维状方解石脉δ13CVPDB和δ18OVPDB比围岩碳酸盐岩的明显变轻,前者δ13CVPDB和δ18OVPDB变化范围分别为-1.9%～-4.8‰和-8.4%～-12.8‰,后者分别为-1.7%～+3.1‰和-8.7%～-4.5‰,且δ13C与δ18O具有明显的线性关系,反映出纤维状方解石脉具有成岩有机流体与浅部流体混合的流体特征。纤维状方解石脉含有共生的固体沥青包裹体、含甲烷液相包裹体和气液二相盐水包裹体等多相态包裹体,其中沥青包裹体为油气运移的残余沥青。气液二相盐水包裹体均一温度主要位于140℃和196℃之间（峰值为179℃）,盐度较高（平均为9.7wt% NaCl）。分别应用盐水包裹体和甲烷包裹体等溶线P-T相图确定出含烃包裹体纤维状方解石脉形成的流体压力为150~200 MPa,属于异常超高压流体。地质和地球化学特征分析认为,大巴山含烃包裹体纤维状方解石脉不具有泥岩因压实成岩作用而形成的超高压流体特征。结合沉积和构造演化历史分析认为,印支碰撞造山运动和燕山前陆构造作用导致大巴山褶皱隆起并伴随天然气藏破坏和改造,挤压环境下的超高压构造应力驱动天然气流体排泄,大巴山前陆构造带含烃包裹体纤维状方解石脉就是超高压构造应力驱动天然气排泄的产物。     

Process of Diagenetic System in Shale and Its Restrict on Occurrence of SiO2: A Case Study of the Longmaxi Formation in the Southeast District of Chongqing

The occurrence of SiO₂ has important significance for the development of shale gas, and its genetic mechanism is closely associated with the diagenetic system. Based on the data from field outcrops and drilling cores, we systematically studied the main controlling factors of diagenetic system, the diagenetic process model and its influences on the SiO₂ occurrence of shale in Longmaxi Formation, by means of X-ray diffraction analysis, cathode luminescence, scanning electron microscope, energy spectrum analysis and other research methods. The results show that the process of diagenetic system of shale in Longmaxi Formation is quite complicated and the diagenetic phenomenon is rich. The diagenetic control factors were greatly influenced by deposition mechanism in the early stage, and restricted by the diagenetic mechanism in the middle and late stage, while they were mainly affected by the tectonic mechanism in the late stage. The diagenesis system had apparent phase characteristics influence by tectonic movement, especially for Himalayan stage. During this period, shale formation were greatly uplifted, which not only promoted the connectivity of shale and the outside system, and made dissolution and micro cracks become more developed, but also changed reservoir physical property, hydrocarbon generation and preservation conditions of hydrocarbon obviously. Generally, the different chemical fluids restricted the origin of siliceous in different evolution stages of diagenetic. The occurrence of SiO₂ was mainly composed of continental quartz and opal in the early stage and slowly began to increase typomorphic quartz, while the medium-coarse grained quartz began to develop in the quartz veins after tectonic movements.     

Conditions for veining in the Barrandian Basin (Lower Palaeozoic), Czech Republic: evidence from fluid inclusion and apatite fission track analysis

The interplay between fracture propagation and fluid composition and circulation has been examined by deciphering vein sequences in Silurian and Devonian limestones and shales at Kosov quarry in the Barrandian Basin. Three successive vein generations were recognised that can be attributed to different stages of a basinal cycle. Almost all generations of fracture cements host abundant liquid hydrocarbon inclusions that indicate repeated episodes of petroleum migration through the strata during burial, tectonic compression and uplift.The earliest veins that propagated prior to folding were displacive fibrous “beef” calcite veins occurring parallel to the bedding of some shale beds. Hydrocarbon inclusions within calcite possess homogenisation temperatures between 58 and 68 °C and show that the “beef” calcites originated in the deeper burial environment, during early petroleum migration from overpressured shales.E–W-striking extension veins that postdate “beef” calcite formed in response to Variscan orogenic deformations. Based on apatite fission track analysis (AFTA) data and other geological evidence, the veins probably formed 380–315 Ma ago, roughly coinciding with peak burial heating of the strata, folding and the intrusion of Variscan synorogenic granites. The veins that crosscut diagenetic cements and low-amplitude stylolites in host limestones are oriented semi-vertically to the bedding plane and are filled with cloudy, twinned calcite, idiomorphic smoky quartz and residues of hardened bitumen. Calcite and quartz cements contain abundant blue and blue–green-fluorescing primary inclusions of liquid hydrocarbons that homogenise between 50 and 110 °C. Geochemical characteristics of the fluids as revealed by gas chromatography–mass spectrometry, particularly the presence of olefins and parent aromatic hydrocarbons (phenonthrene), suggest that the oil entrapped in the inclusions experienced intense but geologically fast heating that resulted in thermal pyrolysis of its hydrocarbons. This implies that the organic fluids in the fractures may have been partly influenced by heating associated with igneous intrusions that are hidden below the surface.Subvertical N–S-striking veins represent the most recent fracturing event(s). Some of these veins are only a few millimeters thick and sparsely mineralised with thin leaf-like quartz crystals that contain tiny blue and yellow–orange-fluorescing hydrocarbon inclusions. Most of the N–S veins, however, occur as thick calcite veins that generally crystallised at 70 °C or less from H₂O–NaCl solutions of variable salinity with admixture of petroleum. The origin of these fluids is interpreted in terms of deeply circulating meteoric waters that partially mixed with deep basinal fluids. Wider structural considerations combined with fission-track analysis of adjacent host sediments suggest that N–S veins formed during post-Mesozoic uplift of the area, probably in response to major Tertiary Alpine deformations transmitted far into the Bohemian Massif.     

鄂西地区下寒武统牛蹄塘组页岩气成藏及保存条件分析:以XD1井为例

为了获得鄂西地区下寒武统牛蹄塘组页岩气成藏特征,通过对XD1井储层裂缝统计,方解石脉流体包裹体测试以及寒武纪碎屑锆石U-Pb同位素年代学研究.XD1井裂缝发育,以高角度剪切缝为主,裂缝大部分被方解石充填.液相包裹体成分以H₂O和CH₄为主,气相包裹体成分含有CO₂、H₂S、CH₄、N₂和H₂.流体包裹体的均一温度显示出较大差异性,从168~293℃均有分布,且大致划分为3个区间:168~175℃低温区、185~227℃中温区和244~293℃高温区,反映出页岩气成藏具有多期次成藏的特点,大部分晚期次生包裹体处于中温区,且CH₄含量较高,因此页岩气主要成藏期为晚期次生聚集成藏.获得有效碎屑锆石年龄数据178组,年龄值变化范围在2 638~330 Ma区间内,主要集中在2 638~2 010 Ma、1 997~1 516 Ma、1 450~904 Ma、890~722 Ma和699~330 Ma的5个时间段,说明XD1井经历多期构造改造.XD1井页岩气具有生烃的物质基础,但由于多期的构造运动产生大量裂缝和破裂带,导致页岩气保存条件的破坏,造成了页岩气的散失,因此,鄂西地区优选页岩气有利勘探区重点是寻找构造稳定区.      

济阳坳陷古近系深部储层成岩演化模式

运用岩石薄片鉴定、扫描电镜分析、镜质体反射率分析、X-衍射分析和油层物性分析等手段,结合区域油气地质研究成果,以揭示济阳坳陷古近系深部碎屑岩储层的成岩演化模式和物性演化规律为目的开展工作。结果表明,济阳坳陷古近系深部碎屑岩储层主要受其所处构造背景、地层压力和流体环境的影响,发育6种成岩演化模式。弱陡坡/缓坡构造背景条件下发育早期中强超压-中强压实/胶结/溶蚀-多重介质成岩演化模式和晚期中强超压-（较）强压实/胶结/溶蚀-酸性介质成岩演化模式,超压形成的早晚是影响储层压实作用强弱的主要因素,而流体环境的差异与构造背景的差异有关。深洼陷发育弱超压/常压-（中）强压实/胶结-强溶蚀-热液酸性介质成岩演化模式和中弱超压-较强压实/胶结-强溶蚀-热液酸性介质成岩演化模式,热液活动加强了成岩流体对酸溶性组分的溶解,是该类成岩演化模式的主要影响因素。处于陡坡常压条件下的深层碎屑岩发育（中）强压实/胶结-弱溶蚀-热液酸性介质和强胶结-中弱溶蚀-多重介质成岩演化模式,早期沉积水体、后期成岩水体以及两者混合造成的多重介质是其主要影响因素。综合分析认为,层位和埋深是深部储层遭受成岩改造程度强弱的首要控制因素;构造位置是影响成岩压力场和流体场的基本前提;在不同的流体场背景中,深部热液对储层演化会不同影响;酸碱交替的多重成岩环境增加了次生孔隙带发育个数和次生孔隙垂向分布,但原始孔隙度保存率比以酸性介质为主的成岩环境低5%以上。