重庆黔江地区下寒武统牛蹄塘组页岩气成藏条件

下寒武统牛蹄塘组是重庆黔江地区继下志留统龙马溪组之后,最有望取得页岩气勘探突破的重点层系之一,但其页岩气勘探方向仍不明确。通过钻井岩心和野外露头剖面观察,采用显微薄片、扫描电镜、全矿物-黏土矿物X衍射、有机地球化学参数等多项实验测试方法,系统分析了区内牛蹄塘组沉积环境、富有机质页岩的分布与埋深及其有机地球化学指标、储集性特征、保存条件与含气性特征等页岩气成藏条件。研究表明区内牛蹄塘组处于浅水陆棚-深水陆棚过渡沉积环境,富有机质页岩分布于地层下部,沉积厚度40～80 m;有机碳质量分数介于2.0%～6.0%,热演化程度达过成熟阶段,有机质类型以Ⅰ型为主,生烃强度5×108～20×108 m3/km2,生烃潜力较大;脆性矿物含量较高,黏土矿物以伊利石和伊/蒙混层为主,页岩储层储集空间类型多样,具低孔-超低渗特征,具备了页岩气藏发育的良好地质条件。综合各种页岩气选区评价指标表明,黔江-濯水-酉阳以西、彭水以东、北抵郁山-黔江、南至洪渡-酉阳等区域的牛蹄塘组页岩气成藏条件优越,为区内页岩气勘探有利区带。      

川东南石林地区五峰组—龙马溪组黑色页岩特征

川东南石林地区五峰组—龙马溪组黑色页岩为四川盆地页岩气勘探重点地区重点层位,应用野外观察、镜下鉴定、化学测试等方法分析石林地区页岩特征.结果表明:川东南地区五峰组—龙马溪组主要为陆棚相黑色页岩、硅质泥页岩和粉砂质泥岩沉积,且黑色页岩段富含黄铁矿和笔石化石;以Ⅱ型干酪根为主,有机碳质量分数大于2.0%,有机质成熟度大于2.0%,具备大量生气条件;脆性矿物质量分数大于50%,有利于人工造缝;储集空间类型丰富,以纳米级孔隙及微裂缝为主,测试孔隙度为2.5%.与焦石坝地区对比,川东南地区五峰组—龙马溪组黑色页岩整体表现为有机质质量分数高、成熟度高、页岩脆性好和生气能力强的特点,较有利于页岩气的形成和富集,为勘探远景有利区.     

宜昌斜坡区南华系-震旦系断坳结构发现及其地质意义

宜昌斜坡区钻获南方复杂构造区下寒武统水井沱组、下震旦统陡山沱组高含气页岩，首次实现了古老层系页岩气重大发现，南华系-震旦系构造-沉积格局是认识盆地构造属性及古老页岩气富集的关键。基于前人的研究成果，开展了宜昌地区南华系-震旦系沉积岩石特征、地震资料分析。结果表明:宜昌及周缘存在克拉通内Ⅰ型(宜昌型)、克拉通边缘过渡区Ⅱ型(长阳型)断坳结构控制的沉积区类型。在经历了早期断陷、中期成冰、断坳转换及晚期坳陷4个演化阶段，断坳结构控制了陡山沱组及灯影组-水井沱组Ⅰ_Ⅰ型台地边缘-斜坡和Ⅰ_Ⅱ型台内洼地及Ⅱ型陆棚相沉积区，富有机质页岩相对发育。结论认为:Ⅰ型、Ⅱ型断坳结构发育区是陡山沱组-水井沱组自生自储页岩气的规模聚集区；Ⅰ型控制下灯影组旁生侧储边缘滩也是天然气聚集的有利场所。      

张家界地区中晚寒武世岩相古地理特征

张家界地区中晚寒武世岩相带3分格局明显,自NW向SE依次为台地相、台缘斜坡相和陆棚相.3相区之间分别以花垣-张家界、古丈-张家界深大断裂为界.台地相区孔王溪组属邻近盆缘陡坡地带类似于深水陆棚沉积,重力沉积发育;娄山关组北西小区记录了由台地边缘浅滩→局限台地潮坪→台地边缘浅滩的变迁过程;而东南小区则属台地边缘与斜坡的过渡地带.台缘斜坡相区敖溪组反映了缓慢的海退过程,沉积环境由陆棚向陆棚内缘带变迁;车夫组属台地前缘斜坡带,重力沉积转化为蚀流沉积;比条组为背景沉积-重力沉积综合产物,反映了台地前缘斜坡上带环境.陆棚相区探溪组旋回性明显,反映了陆棚内缘沉积特点;田家坪属台缘斜坡下带-陆棚内缘环境,沉积了一套多具鲍玛层序的远源风暴岩.各自有其岩石类型组合特征及沉积构造特征,并讨论了岩相古地理的演化规律.     

湘中涟源凹陷下石炭统天鹅坪组页岩气成藏条件及主控因素

下石炭统天鹅坪组页岩是湘中地区页岩气勘探的新层系。基于野外地质调查、页岩气钻井的样品采集和分析测试等对湘中涟源凹陷石炭系天鹅坪组泥页岩的发育特征、有机地球化学特征、储层特征和含气性等页岩气成藏地质条件进行了分析。结果表明:涟源凹陷石炭系天鹅坪组有机质丰度较高,w（TOC）分布在0.78%~2.84%之间,有机质类型以Ⅱ₁型为主,有机质成熟度R_o分布在1.48%~2.09%之间,处于高成熟演化阶段;泥页岩矿物成分以石英和黏土矿物为主,黏土矿物主要由伊蒙混层、伊利石和绿泥石组成;泥页岩有机质孔较发育,孔隙度平均为1.97%,渗透率平均为0.847×10-3 μm2,但大多小于0.1×10-3 μm2;湘新地4井天鹅坪组泥页岩含气量分布在1.64~4.29 m3/t,平均2.69 m3/t（不含残余气）。结合区域构造-沉积演化背景的分析表明,涟源凹陷下石炭统天鹅坪组页岩气成藏条件的主控因素为沉积环境、构造保存条件,其中深水陆棚相是页岩气有利相带,复杂构造背景下由对冲式构造样式形成的向斜对页岩气保存条件最为有利,是研究区页岩气勘探的"甜点区"。研究成果可以为该区后续油气勘探提供参考。      

湘鄂西地区晚埃迪卡拉世-早寒武世硅质岩成因及其页岩气地质意义

湖北宜昌地区在寒武系水井沱组取得页岩气重大突破后，中扬子地区下寒武统富有机质页岩受到了更加广泛的关注。为了查明这套富有机质页岩的成因及其与下伏硅质岩之间的内在联系，系统采集了鄂西宜昌地区鄂宜地2井岩家河组和湘西桃源、张家界地区留茶坡组-牛蹄塘组的硅质岩，利用主量元素和稀土元素数据分析了硅质岩成因，并探讨了不同地区、不同沉积模式及其对下寒武统富有机质页岩形成的意义。结果表明:①鄂宜地2井岩家河组硅质岩的Al/(Al+Fe+Mn)值介于0.30~0.68，在Al-Fe-Mn三角判别图和Fe/Ti-Al/(Al+Fe+Mn)图解上集中分布在沉积成因区；稀土元素Eu异常不明显，配分曲线为平坦模式，且(La/Yb)_N介于1.01~1.81，指示岩家河组硅质岩为沉积成因。②湘西桃源和张家界地区的硅质岩明显分为两种成因。留茶坡组硅质岩Al/(Al+Fe+Mn)值介于0.03~0.19，在Al-Fe-Mn三角图上靠近Fe一端，稀土元素表现明显的Eu正异常，且配分曲线以重稀土元素相对富集的左倾斜为主，指示明显的热液成因；牛蹄塘组硅质岩则表现相反，指示沉积成因。③埃迪卡拉纪末期，湘西斜坡地区靠近热液喷流中心，因此留茶坡组硅质岩以热液成因为主，而宜昌地区位于局限台地附近，富硅热液因受到阻隔而无法进入，因此硅质岩为沉积成因；至寒武纪早期，随着气候变暖、海平面上升，湘西和鄂西地区海水连通，因此该时期硅质岩均为沉积成因。埃迪卡拉纪末期的热液活动为海洋生物的繁盛提供了大量的磷等无机营养元素，对下寒武统水井沱组/牛蹄塘组富有机质页岩的形成具有重要的意义。沉积成因的硅质页岩相很可能是页岩气的有利相带，这或许能为页岩气勘探提供一个新的思路。      

湘鄂西-渝东地区牛蹄塘组页岩气勘探前景评价

综合利用沉积学、岩石学和地球化学分析手段,对湘鄂西-渝东地区下寒武统牛蹄塘组(与水井沱组对应)黑色页岩的
页岩气形成物质基础(沉积相、岩性、有机质丰度及类型、成熟度等)、储集层特征(孔隙类型、X衍射特征)进行系统性研究后发现:
①研究区牛蹄塘组以深水陆棚相沉积的黑色页岩、硅质页岩为主,厚度较大,分布广泛;②其w(TOC)平均值达1.84%,成熟度为
2%~6%不等,达到成熟-过成熟阶段;③页岩孔隙类型以粒间孔、石英粒内溶孔、黄铁矿晶间孔为主,另有少量黏土矿物溶蚀孔
洞;④页岩中石英质量分数为50%~80%不等,与美国Branett页岩具有较强的相似性,均呈两段式。对于页岩气勘探前景评价而
言,除了优越的页岩气物质基础条件外,后期硅化程度、埋藏深度、后期构造改造强弱等因素同样起着举足轻重的作用。      

川渝鄂地区龙马溪组页岩沉积环境及储集特征

根据8条野外油气地质基干剖面调查、测井资料、岩心观察,以及薄片分析、X线衍射和扫描电镜等,分析川渝鄂地区龙马溪组黑色页岩沉积环境、分布规律及储集空间特征。结果表明:早志留世龙马溪组为受古隆起围限的浅海深水沉积的古地理格局,主要为深水陆棚相、浅海陆棚相、潮坪潟湖相沉积环境。优质黑色页岩主要发育于陆棚相,厚度为20~120m,呈北东向展布。龙马溪组页岩段黏土矿物质量分数分布在18.80%~30.19%之间,平均为26.50%,以伊/蒙混层为主,对CH4吸附性强。泥页岩孔隙度分布在0.47%~16.50%之间,平均为4.57%,渗透率为(0.004~0.917)×10~(-3)μm~2,页岩储集空间主要包括微孔隙和微裂缝2种类型,有机质孔最为发育,与含气量呈正相关关系。该结果为川渝鄂地区页岩气勘探和开发提供依据。     

鄂尔多斯盆地东缘柳林—子洲地区本溪组富有机质泥页岩发育影响因素与发育模式

鄂尔多斯盆地东缘上石炭统本溪组海陆过渡相泥页岩是该区潜在的页岩气勘探目标。在盆地东缘柳林—子洲地区本溪组代表性剖面和重点探井的系统观测和采样分析基础上,对该区本溪组富有机质泥页岩的发育影响因素与发育模式进行了研究,并建立了本溪组“缓慢沉降、陆源供给、封闭保存”的海陆过渡相富有机质泥页岩的发育模式。结果表明：鄂尔多斯盆地柳林—子洲地区本溪组富有机质泥页岩主要发育在晋祠段和畔沟段,以黏土质泥页岩为主,含少量硅质泥页岩;其有机质丰度高,有机质类型主要为腐殖型;本溪期炎热潮湿的气候导致区域内成煤植物繁盛,沉积水体有机质供应充足;在鄂尔多斯盆地东缘整体缓慢沉降的海侵背景下,障壁岛-瀉湖-浅海泥质陆棚体系在水体底层形成较高盐度的缺氧还原性水体,为沉积有机质的保存和富集提供了良好场所。     

美国Marcellus页岩与中国南方龙马溪组页岩地质特征对比及启示

摘 要:中国南方地区下志留统龙马溪组富有机质页岩与美国阿巴拉契亚盆地中泥盆统Marcellus页岩,在形成构造背景、沉积环境方面具有一定的相似性,均形成于前陆盆地构造背景下的陆棚－斜坡浅海,沉积环境具有半封闭性。同时,二者也存在一定差异性,Marcellus页岩形成于前陆盆地早期快速沉降阶段斜坡带,其后期经历的构造变形相对较弱;中国南方龙马溪组页岩形成于前陆盆地持续沉降背景下,但其后期经历的构造改造作用多期复杂,其中四川盆地处于距离造山带较远的隆后凹陷构造位置,其除经历了频繁的升降运动外,挤压、拉张改造相对其周缘地区较弱。二者在具体地质特征方面也具有一定差异,主要表现在龙马溪组页岩埋藏较深、有效厚度大、热演化程度相对较高以及有机质含量相对较低。二者形成沉积构造背景以及地质特征的对比研究,对中国南方志留系龙马溪组页岩气进一步的勘探评价以及研究工作具有重要的指导意义。      

陆相页岩气的泥页岩评价——以延长下寺湾区上三叠统延长组长7段为例

以鄂尔多斯盆地的延长下寺湾区中生界延长组长7段陆相泥页岩为研究对象,在样品实验数据分析和单井岩心观察的基础上,根据泥页岩的发育与分布特点和有机地球化学特征对陆相页岩气的泥页岩进行评价.结果表明:延长下寺湾区延长组长7段泥页岩主要为浅湖—深湖相沉积,泥页岩累计厚度适宜,有机质类型以Ⅱ1为主,有机质丰度较高,具备页岩气生成的物质基础,有机质演化主要处于成熟阶段.分析美国海相产气页岩与中国陆相产气页岩的综合特征,长7段泥页岩脆性矿物质量分数大于25%,有利于储层的后期改造.相对美国储层物性较好的页岩,根据现场解析法测得的长7段泥页岩含气量较高(平均为4.5m3/t),埋深适中,分布稳定,具有勘探潜力和开发前景.     

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。      

辽河盆地东部凸起太原组页岩气聚集条件及有利区预测

从辽河盆地东部凸起太原组泥页岩发育的沉积背景、地球化学条件、储集物性及含气性等方面分析页岩气聚集的基础条件,采用多信息叠合法对该区太原组页岩气富集有利区进行预测.结果表明:太原组地层发育潮坪、沼泽及泻湖相,富有机质暗色泥页岩、碳质泥页岩,单层厚度大,分布面积广,连续性好,有机碳平均质量分数为3.3%,有机质类型以Ⅲ型为主的混合型,生烃潜力较大,热演化程度高,处于大量生气的阶段;泥页岩脆性较好,孔隙和裂缝发育,含气性好,具备页岩气聚集的地质、地球化学条件及储集物性条件,有利于页岩气的生成、富集及后期储层改造.根据页岩气富集的多种因素分析结果,认为王家南部地区页岩气聚集条件和储集性能较优越,是辽河盆地东部凸起太原组页岩气勘探开发的有利区域.     

歧口凹陷沙一下亚段页岩形成环境及页岩油潜力综合评价

渤海湾盆地是目前我国主要的陆相页岩油资源开采区,歧口凹陷位于盆地腹地,是渤海湾盆地内典型的富油气凹陷之一,但长期以来缺少对不同层位页岩形成环境及页岩油潜力的综合评价。选取歧口凹陷沙一下亚段富有机质页岩为研究对象,综合运用地化录井技术和生排烃模拟技术,进行歧口凹陷沙一下亚段页岩沉积特征的描述和页岩油潜力的综合评价。研究结果显示,①歧口凹陷沙一下亚段沉积于水体盐度较高的还原-强还原环境,营养物质丰富,气候炎热湿润,适宜生物大量繁殖,生产力水平高;②结合生排烃模拟实验结果,研究区沙一下亚段页岩生烃能力强、生烃效率高、排油率较低,生成的原油仍大部分残留在页岩中,具有良好的勘探潜力;③研究区沙一下亚段页岩中含有适量碳酸盐矿物,在成岩过程中改善了储集条件,为页岩油提供了良好的储集场所。歧口凹陷西南缘海侵的发生从沉积环境、古生产力及对成岩作用影响等方面促进了沙一下亚段有机质的富集,而有机质富集、生烃强度高以及良好的储集条件共同控制了沙一下亚段页岩油的大面积分布。研究区沙一下亚段页岩油储层可分为碳酸盐岩和混合沉积岩2种类型,综合2种储层的含油性特征后发现,碳酸盐岩矿物含量和脆性指数对页岩含油性有着极大影响。有利勘探区域为构造裂缝发育的宽缓斜坡区和白云岩化程度较高的地区; 有利勘探层段为孔隙和微裂缝发育的白云岩、白云质页岩和灰质页岩层段。该研究成果可为歧口凹陷页岩油的勘探开发提供指导。      

基于低温氮气吸附和高压压汞表征潜江凹陷盐间页岩油储层孔隙结构特征

为了更全面地表征潜江凹陷潜江组页岩油储层孔隙结构特征,系统选取了距物源不同距离的A井和B井多块页岩样品进行了分析测试,通过场发射扫描电镜、低温氮气吸附和高压压汞实验综合分析了页岩孔隙结构特征;通过对比抽提前后场发射扫描电镜图像、低温氮气吸附和高压压汞实验数据,进一步研究了页岩中滞留烃的赋存空间特征;通过对典型页岩样品的二次压汞实验,探讨了页岩中连通孔隙的孔径分布特征。结果显示:潜江凹陷潜江组页岩油储层孔隙大小为纳米-微米级,孔径2~180 nm的黏土矿物层间孔和白云石晶间孔是该区发育最主要的两种孔隙类型;A井页岩中的滞留烃主要赋存在孔径2~20 nm的黏土矿物层间孔中,滞留烃含量较低,连通孔径主要集中在3~15 nm范围内,B井页岩中的滞留烃赋存在孔径8~100 nm的白云石晶间孔中,滞留烃含量多,连通孔径主要分布在10~130 nm范围内;白云石和黏土矿物的存在都有利于页岩储层储集空间的发育,但远离物源的生物成因的白云石更有利于滞留烃的赋存和可动性。研究成果可以为潜江凹陷页岩油的勘探和开发提供一定的理论支撑。      

南方下古生界海相页岩极低电阻率成因及其地质意义

基于测井电阻率和有机地球化学数据，利用页岩极化率测试和干酪根激光拉曼测试等技术手段，对导致南方下古生界高演化海相页岩呈现极低电阻率（测井电阻率低至10~1Ω·m及以下）的主控因素进行了分析，深入探究了其内在成因，并对其地质意义进行了探讨。结果显示:有机质丰度和成熟度是影响极低电阻率测井的主要因素；w（TOC）与测井电阻率和实测电阻率均呈现出良好的负相关关系；成熟度越高，达到极低电阻率所需要的最低w（TOC）界限值越低，页岩的极化率也随之增加。石墨化的有机质是致使高演化页岩出现极低电阻率的主要"导电矿物"，有机质开始发生石墨化的"临界点"对应的_Rmc R_o约为3.5%。极低电阻率特征是页岩有机质结构发生显著变化、向石墨化演进的重要标志。极低电阻率测井响应预示着页岩储层品质极可能遭受了巨大的损害:生烃能力枯竭、有机质孔隙大幅减少、吸附性能降低、含气性骤降。因此，圈定极低电阻率页岩范围，排除"有机质石墨化"的高风险区，对下古生界高演化海相页岩选区评价具有重要意义。      

黔北镇远地区三丘田剖面寒武系明心寺组上段滨岸相沉积特征及其地质意义

沉积环境分析是古地理重建的核心内容,黔北地区寒武系明心寺组沉积环境研究存在较大争议,以致对中上扬子地区明心寺组沉积期古地理格局的认识不能统一。选取寒武系明心寺组发育齐全、出露良好的黔北镇远地区三丘田剖面为研究对象,通过野外剖面观察、室内薄片鉴定及碎屑岩粒度分析等方法对三丘田剖面明心寺组岩石学特征、沉积构造、沉积演化序列、沉积相类型进行了详细分析。结果表明:黔北镇远地区三丘田剖面寒武系明心寺组上段发育大套的石英粉-细砂岩,沉积构造以低角度冲洗交错层理为主,碎屑颗粒的成分和结构成熟度均较高;三丘田剖面明心寺组上段砂岩以双次跳跃组分为主,悬浮组分含量较少,纵向剖面自下而上显示为浅水陆棚→临滨→前滨→后滨演化序列,呈典型的陆棚相向滨岸相变化。综上所述,黔北镇远地区三丘田剖面寒武系明心寺组上段的沉积相为滨岸相。黔北镇远地区明心寺组滨岸相沉积的出现,指示了黔北地区区域上重新认识明心寺组沉积相的必要性,将直接影响对黔北地区乃至中上扬子地区寒武纪古地理格局及其大地构造背景的认识。