松辽盆地长岭凹陷乾安地区青山口组一段沉积相特征与古环境恢复——以吉页油1井为例

松辽盆地上白垩统青山口组一段富有机质泥页岩岩发育,层系内部滞留烃富集,具有可观的页岩油资源潜力。沉积古环境控制了泥页岩的分布、有机质发育特征及滞留烃富集程度。因此,恢复青一段泥页岩沉积古环境,明确沉积特征,对揭示青一段泥页岩中页岩油富集规律具有重要意义。本文基于长岭凹陷乾安地区青一段取心井——吉页油1井的岩心观察及测井曲线组合特征,划分了青一段泥页岩沉积微相,应用自然伽马能谱测井、岩性扫描测井数据,选取环境评价参数,对青一段沉积古环境及其演化过程进行了恢复,分析了古环境参数与泥页岩中滞留烃含量的相关性。结果表明:松辽盆地长岭凹陷乾安地区青一段泥页岩是在三角洲外前缘-浅湖-半深湖-深湖沉积体系中形成的,主要发育半深湖-深湖泥、浅湖泥沉积微相。青一段泥页岩沉积古环境经历了水深由浅变深,气候由半潮湿到潮湿,水体由淡水-微咸水,还原性由弱到强,水动力条件由中等到弱的演化,在青一段地层中存在明显的沉积环境变化界面,上下层段沉积环境不同。青一段泥页岩中滞留烃含量主要受沉积古气候、古氧化还原条件控制,潮湿气候还原条件下形成的泥页岩有机质类型好,以腐泥质为主,生油能力强,滞留烃含量高。     

松辽盆地松科1井烃源岩生物标志化合物特征

松科1井是中国大陆第一口以白垩纪陆相地层为研究对象的全取心科学探井。通过取心样品的生物标志化合物组合特征分析,文中探讨了松辽盆地上白垩统烃源岩有机质来源、成熟度及沉积环境等变化特征。生物标志化合物参数表明松辽盆地上白垩统的原始有机母质构成中,既有丰富的藻类、细菌等低等水生生物,又有一定比例的陆上高等植物输入。其中青一段、青二三段和嫩一段具有低的三环萜烷/藿烷值、高的甾烷/藿烷比值以及甾烷C27对C29的相对优势,说明该时期湖泊藻类勃发,初级生产力高。松辽盆地上白垩统沉积环境变化较大,其中青一段、嫩一段烃源岩较低的Pr/Ph值、较高的伽马蜡烷指数和较低的重排甾烷指数指示了咸化条件下的水体分层的缺氧环境。综合分析各项生物标志化合物参数,总结上白垩统各个组段有机质成熟度、沉积环境及有机质来源,认为青一段是最好的优质烃源岩。该时期是藻类勃发、水体分层、高温缺氧、强还原的深湖环境,是有机质保存演化的理想场所。同时,也进一步验证了松辽盆地白垩纪湖泊缺氧事件发生的事实。     

六盘山盆地早白垩世烃源岩沉积有机相研究

六盘山盆地早白垩世烃源岩主要为灰色、灰黑色的湖相泥岩、灰质泥岩和泥灰岩,根据有机岩石学、沉积学和有机地球化学特征分析,该区沉积有机相存在4种类型(深湖-半深湖藻质有机相、滨浅湖草本-藻质有机相、三角洲覆水草本有机相和河流草木混生有机相)。通过分析烃源岩沉积有机相空间变化特征,提出烃源岩发育的有利沉积相带及分布特征:深湖-半深湖藻质有机相在盆地广泛分布,有机质来源以藻类等低等水生生物为主,有机质丰度高,为烃源岩发育的有利生烃相带,对生烃贡献最大;滨浅湖草本-藻质有机相分布范围次之,有机质类型以Ⅱ_1~Ⅱ_2型为主,具备生油和生气的母质基础;三角洲覆水草本有机相和河流草木混生有机相主要分布在盆地北部边缘,母质类型相对较差,对生烃贡献不大。     

松辽盆地中央坳陷滨北地区上白垩统青山口组沉积相与沉积演化

通过岩心和测井资料分析,系统地研究了松辽盆地中央坳陷滨北地区上白垩统青山口组的沉积特征;采用单因素分析多因素综合作图法,编制出了研究区上白垩统青山口组各亚段的砂岩含量、暗色泥岩含量和紫红色泥岩含量等单因素图件,在此基础上做出沉积相图,深入分析了研究区沉积演化规律。研究表明,青山口组主要发育三角洲和湖泊2种沉积相,进一步分为三角洲平原、三角洲前缘、滨浅湖和半深湖-深湖4种沉积亚相。从研究区边缘到中心,沉积相类型由三角洲平原亚相渐变为三角洲前缘、滨浅湖和半深湖-深湖亚相;自下而上由半深湖-深湖亚相逐渐变为滨浅湖、三角洲前缘、三角洲平原亚相。青山口组沉积时期可划分为青山口组沉积早期、青山口组沉积中期和青山口组沉积晚期。不同时期、不同构造单元的沉积特征表现各异,从青山口组沉积早期到青山口组沉积晚期,研究区湖盆发育总体表现出规模由大到小的特点。     

松嫩盆地扶余、榆树地区姚家组岩石地层与沉积环境

本文从松嫩盆地扶余、榆树地区白垩纪姚家组岩石组合、韵律变化、厚度及区域分布入手,研究了姚家组岩石地层与沉积环境特征。该区姚家组下部为褐红色泥岩与灰绿色泥岩互层,其沉积环境属浅湖相沉积;中部为棕红—砖红色泥岩,其沉积环境属滨湖相沉积;上部为紫红—棕红色泥岩夹灰绿色粉砂质泥岩,其沉积环境属浅湖相沉积。     

黑龙江七星河含煤盆地古近纪-新近纪沉积相及层序地层特征

黑龙江省东部七星河盆地是一新生代聚煤盆地,其含煤地层为古近系宝泉岭组、新近系富锦组。宝泉岭组由各级砂岩、泥岩、炭质泥岩以及褐煤组成,发育滨浅湖相、深-半深湖相、三角洲平原相,属于湖泊沉积体系、三角洲沉积体系。富锦组主要由泥岩、粉砂岩、中砂岩、含砾粗砂岩及煤层、炭质泥岩、硅藻岩组成,发育滨浅湖相、扇三角洲平原相,分别属于湖泊沉积体系和扇三角洲沉积体系。层序SI相当于宝泉岭组,发育低位体系域、湖侵体系域和高位体系域,煤层主要发育高位体系域中后期,成煤环境以滨浅湖淤积沼泽为主。层序SII相当于富锦组,主要发育湖侵体系域、高位体系域,局部地区发育低位体系域,煤层亦主要发育高位体系域中后期,成煤环境以扇三角洲淤积沼泽和滨浅湖淤积沼泽为主。层序SI、SII的高位体系域中后期,盆地基底沉降速率和物源供给处于相对平衡状态,主要发育了扇三角洲淤积沼泽、滨浅湖和滨浅湖淤积沼泽环境,发育可采煤层。     

鸡西盆地早白垩世烃源岩沉积有机相划分和评价

鸡西盆地早白垩世烃源岩的岩石类型是湖相泥岩、碳质泥岩和煤。根据其有机岩石学、沉积学和有机地球化学的特征,将该区沉积有机相划分为3种类型：高位沼泽有机相、滨浅湖-沼泽有机相和半深湖-深湖有机相。其中滨浅湖-沼泽有机相分布面积广泛,是最重要的生烃相带,有机质以Ⅲ型为主,生烃性能变化大,既可生油又可生气;半深湖-深湖有机相有机质为Ⅱ型,部分Ⅲ型,生烃性能良好并以生油为主,但分布面积局限;高位沼泽有机相由于处于盆地边缘,对生烃贡献不大。     

松辽盆地北部青一段油页岩地球化学特征及其记录的古湖泊学信息

油页岩地球化学特征及其记录的古湖泊学信息是揭示油页岩成矿富集规律的关键佐证。根据含油率、TOC、岩石热解、元素分析、生物标志化合物检测及有机显微组分分析,精细刻画了松辽盆地北部ZY1井青一段油页岩的地球化学特征,并分析了其记录的古湖泊学信息,探讨了古湖泊对油页岩有机质富集的控制作用。结果表明：青一段发育8层中等偏好品质的油页岩,下部为高品质油页岩富集层段;油页岩的含油率和TOC质量分数相关性极好,处于未熟—低成熟度演化阶段,生烃潜力大;油页岩中含丰富的萜类和甾类化合物,有机质类型主要为Ⅰ型,有机质来源主要为层状藻占优势的湖泊水生生物。地球化学参数指示,青一段下部古湖泊生产力呈现3个低→高的旋回,对应的古湖泊水体盐度呈现为3个半咸水-咸水旋回、古湖泊水体氧化还原性表现为还原-强还原-还原的厌氧环境,其中旋回Ⅱ后期湖泊生产力最高,对应的水体盐度最高、还原性最强。表明湖泊富营养化造成的高湖泊生产力是青一段高品质油页岩有机质富集的物质基础,盐度分层控制下强还原的湖底环境是高品质油页岩有机质富集的良好保存条件。     

金羊盆地SZK01井下侏罗统北票组沉积相及其有机质特征

对金羊盆地SZK01井岩芯的详细观察、系统取样及有机地球化学测试分析,研究该井下侏罗统北票组的沉积相类型及其有机质特征。在该井岩芯中主要识别出湖泊相沉积,自下而上可进一步识别为滨浅湖-半深湖-滨浅湖沉积,说明金羊盆地在北票组沉积时期沉积水体经历过一个由浅变深、再由深变浅的阶段。SZK01井北票组烃源岩总体属于差-中等级别,有机质丰度主体上呈现出自下而上先增加后减少的趋势;有机质类型主要为Ⅲ型和Ⅱ2型,即有机质主要来源于陆源有机质输入;有机质热演化处于高成熟-过成熟阶段。     

鸡西盆地早白垩世烃源岩可溶有机质地球化学特征

应用气相色谱、色谱-质谱等分析方法,对鸡西盆地早白垩世烃源岩生物标志化合物特征进行了讨论,揭示了生物标志化合物对该区有机质生物来源、成熟度及沉积环境的指示意义。有机质热演化已进入成熟阶段,且煤岩热演化程度略高于泥岩。泥岩有机质母质来源主要为水生生物,同时有高等生物的输入;煤岩以陆生高等植物输入为主,同时也有水生生物输入。煤岩沉积环境为弱氧化环境,经历过较强的降解作用过程;泥岩沉积环境为还原环境,沉积介质咸化程度较高,更有利于有机质的保存和转化。     

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。     

松辽盆地东南隆起区增深3井上白垩统青山口组油页岩特征

为近一步了解松辽盆地东南隆起区上白垩统青山口组油页岩特征,对该地区新钻井增深3井青山口组全取芯井段进行了详细的岩芯观察、取样与测试等单井分析。结果表明:研究区增深3井青山口组共发育5层油页岩,主要形成于半深-深湖沉积环境,油页岩单层最厚达5 m;含油率为3.50%~7.34%,平均为4.73%;发热量分布范围为1 928.68~4 537.08 J/g,平均为2 691.42 J/g;灰分含量为82.65%~87.56%,平均为85.02%;全硫含量为0.59%~4.08%,平均为1.40%,为高灰分、低发热量、低硫、中--低品质油页岩。其中含油率与发热量、有机碳含量呈明显的正相关性,与灰分含量呈明显的负相关性,表明发热量、有机碳和灰分含量可作为油页岩含油率良好的替代指标。对油页岩段的测井曲线分析显示,油页岩层较泥岩具有高声波时差、高电阻率、低密度的特征,可作为识别油页岩的辅助标志。通过对样品岩石热解参数进行分析,表明油页岩中的有机质类型主要为Ⅰ型,其次为Ⅱ型,有机质成熟度处于未熟-低熟阶段。     

松科1井南孔白垩系青山口组二、三段沉积序列精细描述:岩石地层、沉积相与旋回地层

中国白垩纪大陆科学钻探松科1井南孔连续取青山口组二、三段岩心长415.61m,岩心收获率为100%。青二、三段沉积时期应与康尼亚克阶对应。通过对松科1井南孔青二、三段岩心的精细描述,揭示其岩性-岩相-旋回的沉积序列及其过程。青二、三段识别出12种岩石类型。相类型为深湖亚相的白云岩沉积、泥灰岩沉积、灰岩沉积、油页岩沉积、半深湖浊流沉积、火山灰沉积、震积岩、半深湖静水泥沉积和浅湖亚相的浅湖静水泥质沉积、浅湖浊流沉积,共2种亚相10种微相。青二、三段中可识别的米级旋回(六级旋回)有6种类型,可划分出422个米级旋回,这些米级旋回叠加成130个五级旋回、21个四级旋回和1个三级旋回。对青二、三段暗色泥岩、震积岩、白云岩、火山灰等特殊事件层的精细刻画对于松辽盆地烃源岩和湖相事件沉积研究具有重要意义。     

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。     

敦煌盆地五墩凹陷中间沟组下段泥页岩地球化学特征及沉积模式

分析泥页岩形成的沉积环境对页岩气储层评价和甜点区优选具有重要意义。为深入探讨敦煌盆地五墩凹陷中间沟组下段富有机质泥页岩的形成环境和有机质聚集机制,以DY1井为研究对象,开展了总有机碳(TOC)含量、显微组成、碳同位素、主量元素、微量元素和稀土元素等测试。结果表明,五墩凹陷中间沟组下段岩性为灰黑色炭质泥页岩、粉砂质泥页岩夹薄煤层等,泥页岩具有较高的TOC含量,质量分数介于0.53%~25.25%,均值为8.18%,成熟度R_ran介于0.74%~1.21%。Mo含量、P/Ti值和有机质显微组成表明,中间沟组下段沉积水体具有较低的初级生产力,高丰度有机质主要来自于陆源高等植物,反映了研究区浅水三角洲–半深湖环境下泥页岩的古生产力不是有机质聚集的关键控制因素;V/(V+Ni)、Ce_anom、Th/U和U_EF-Mo_EF协变模式等揭示中间沟组下段泥页岩形成于缺氧环境;Sr/Cu、Rb/Sr和气候指数C等指标反映了温暖–半干旱的古气候条件;Sr/Ba、Ba/Ga、Ca/(Fe+Ca)和Al₂O₃/MgO等特征指示古水体为淡水–微咸水;Zr/Al、Rb/K和MnO 含量等指标反映了沉积水体为浅水–半深水。依据DY1井沉积环境参数与有机质聚集的关系,建立了中间沟组下段富有机质泥页岩的沉积模式,自下至上经历2个旋回4种沉积模式,沉积水体由浅水三角洲–半深湖沉积–浅水三角洲–半深湖沉积演变,富有机质泥页岩形成于低初级生产力、高等植物陆源输入为主以及缺氧的半深湖环境,缺氧条件是中间沟组下段泥页岩有机质聚集保存的关键控制因素。该研究为敦煌盆地侏罗系页岩气成藏机理、资源潜力评价和有利区优选提供了理论支持。      

下辽河盆地东部凹陷古近系沙河街组页岩气成藏条件分析及资源量计算

在分析录井、钻井及地球化学等资料的基础上,对辽河盆地东部凹陷沙河街组页岩气成藏地质条件进行研究。东部凹陷沙河街组富有机质泥岩主要为沉积于半深湖-深湖的暗色泥岩及发育在沼泽环境中的炭质泥岩,分布面积为3 000 km~2,有机碳丰度为1%~16.97%,干酪根类型以Ⅱ_1和Ⅱ_2型为主,其有机质镜质体反射率(Ro)整体处于低成熟-高成熟阶段。通过类比美国五大页岩气产区成藏地质条件,笔者预测东部凹陷驾掌寺—二界沟、黄于热地区可评为有利页岩气远景区。利用气测全烃值、孔隙度及吸附气计算总含气量,求得有利远景区在沙三段与沙一、二段页岩气资源量分别为871×10~8m~3和742×10~8m~3。     

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。     

鄂尔多斯盆地南缘铜川地区三叠系延长组长9段浊积岩特征及对有机质富集的影响

通过岩芯观察、岩石薄片粒度分析,在鄂尔多斯盆地南缘铜川地区三叠系延长组9段识别出了浊积岩,并揭示了其垂向上典型鲍马序列组合及沉积特征。同时,对鄂尔多斯盆地延长组长9段的油页岩、富有机质泥岩等样本进行TOC、热解测试,分析了该段浊积岩特征及对有机质富集的特征及影响。结果表明:半深湖--深湖区油页岩、泥岩干酪根类型以Ⅱ1型为主,浊积岩上下层位的泥岩、泥页岩、粉砂质泥岩等干酪根类型主要为Ⅲ型和Ⅱ2型。长9段浊积岩对含油页岩段的有机质富集具有一定影响,浊积岩AB及ABC序列对底部沉积的泥岩、泥页岩有机质含量影响最大,其有机碳含量相对较低;浊积岩DE序列对底部沉积的泥岩、泥页岩有机质含量影响相对较小,有机质含量相对较高。