中国南方寒武系海相页岩含气性主控因素的科学问题

中国南方寒武系海相页岩含气性在不同地区差异较大,有机质孔隙发育机制不清楚,无法直接用控制五峰组-龙马溪组页岩含气性的有机质丰度和后期构造活动对页岩气的影响来预测其含气性。笔者提出采用历史演化的观点,在动态条件下研究孔隙的形成和发育机制,恢复南方寒武系页岩的有机质转化、油气形成和有机孔隙演化的历史。通过三者的耦合关系研究,为中国独特的高热演化条件下的有机质孔隙的发育机制,在研究方法和理论上探索一条新路。     

泥岩微观组构对有机质赋存形式和孔隙发育的影响研究：以白垩系Eagle Ford页岩为例

以美国Texas州白垩系Eagle Ford页岩为研究对象,采用氩离子抛光-场发射扫描电镜技术,并结合X射线能谱分析,对位于生油窗的原始岩心样品和位于生气窗的柱状模拟样品开展镜下有机质赋存形式和孔隙发育、演化特征研究。结果表明,Eagle Ford页岩样品在镜下的不同微区可以划分出硅质黏土质条带、钙质有孔虫化石和富颗石藻透镜体3种典型组构类型,并且不同类型组构中有机质赋存形式和孔隙发育、演化特征存在显著差异。其中,硅质黏土质条带中富集大量无定形干酪根和少量结构型干酪根,无定形干酪根在生油窗由于结构内部滞留了大量吸附油基本不发育孔隙,到了生气窗伴随吸附油裂解开始形成丰富的纳米级海绵状孔隙,而结构型干酪根由于异常低的生烃潜力,基本不发育孔隙;有孔虫化石腔室内部赋存的有机质代表早期充注的运移沥青,在生油窗发育大量气泡状孔隙和丰富的纳米级海绵状孔隙,但在生气窗纳米级孔隙发生相互融合,则开始以发育微米级孔隙为主;富颗石藻透镜体中赋存的有机质可能代表相对后期充注的运移沥青,在生油窗发育丰富的纳米级海绵状孔隙,并未见气泡状孔,且在生气窗由于异常高的有机质转化率,原矿物粒间孔重新暴露,有机质几乎被消耗...     

鄂西宜昌地区下寒武统水井沱组草莓状黄铁矿SEM图像特征及古环境指示意义：以鄂阳页1井为例

草莓状黄铁矿在页岩中广泛分布,其形态特征及粒径大小等可作为指示氧化还原状态的环境指标。本文以鄂西宜昌地区鄂阳页1井水井沱组富有机质层段及岩家河组样品为研究对象,利用氩离子抛光-场发射扫描电镜技术,结合图像处理软件ImageJ,快速获取SEM图像中草莓状黄铁矿相关参数,并探讨其环境指示意义。结果表明,鄂阳页1井下寒武统剖面样品中黄铁矿赋存形式多样,包括草莓状黄铁矿集合体、团块状黄铁矿、黄铁矿自形晶及有机质中星点状分散的黄铁矿等。其中,草莓状黄铁矿作为最主要的赋存形式,其粒径(D)、微晶粒径(d)、D/d值以及微晶晶型等相关参数在垂向上呈现明显变化。岩家河组草莓状黄铁矿微晶晶型以八面体为主,水井沱组富有机质层段底部以五角十二面体及近球形为主,中部以八面体、立方体为主,上部以立方体、四面体为主,自下而上微晶圆度呈逐渐减小趋势,反映了还原性减弱的过程。水井沱组富有机质页岩中草莓状黄铁矿平均粒径为4.43μm,中下部偏大,上部粒径偏小。草莓状黄铁矿微晶平均粒径为0.338μm,剖面上自下而上呈现由大到小的变化趋势。D/d值在岩家河组样品中偏小,在水井沱组富有机质层段下部最大,上部逐渐减小。综合相...     

四川盆地五峰组—龙马溪组页岩U-Mo协变模式与古海盆水体滞留程度的判识

古海盆海水的氧化还原条件和滞留状况可通过沉积物中微量元素的富集程度来指示。本文利用页岩中U、Mo微量元素含量,研究了五峰组和龙马溪组沉积时期四川盆地的水体滞留情况。龙马溪组页岩在厌氧环境中Mo/TOC平均值为15,接近于半滞留海盆。且随着还原程度的增强,U、Mo富集系数趋于增加,但海水中较低的Mo浓度限制了Mo/U比值的继续增加,稳定在1倍海水值左右,指示龙马溪期四川盆地属于半滞留海盆。五峰组页岩Mo/TOC平均值为4.7,接近于黑海(4.5)这样的强滞留环境。U、Mo富集系数明显小于龙马溪组,在缺氧的环境中未表现出随富集系数增大Mo/U比值增大的趋势,且Mo/U比值低于正常海水值,表明五峰组沉积时期海盆的滞留程度要比龙马溪组沉积时期强烈,属于强滞留环境。五峰组沉积时期强烈的海盆滞留导致水体交换速度缓慢,形成了有利于有机质保存的缺氧环境,而龙马溪组沉积时期海平面上升造成的缺氧环境控制了半滞留海盆有机质的富集。     

鄂西宜昌地区寒武系页岩过剩钡成因及其对有机质富集的指示

通过对鄂西宜昌地区鄂阳页1井(EYY1)寒武系底部岩家河组和水井沱组下部的总有机碳(TOC)、总无机碳(TIC)、微量元素(Ba、U、Th)和稀土元素分析,并结合前人对中上扬子地区7个位于不同沉积环境区寒武系剖面的研究结果和已有数据报道,讨论了寒武系水井沱组富有机质页岩中过剩钡(Ba_过剩)的成因、来源及其对海洋古生产力水平的指示。结果表明,中上扬子地区寒武系富有机质页岩普遍富集Ba_过剩,而且从浅水内陆棚到深水外陆棚——大陆斜坡,再到热水沉积区,寒武系页岩的Ba_过剩富集程度趋于增加,反映了与古陆物源区的距离远近以及古地理背景对Ba_过剩富集的控制。寒武系富有机质页岩中所富集的Ba_过剩有热液成因和生物成因两种来源,Ba_过剩-Eu异常图版可用于推测其主要来源：黔北—湘西北地区所处的热水沉积区内Ba_过剩含量极高(>10 000μg/g),具有显著的正Eu异常,且Ba_过剩与Eu异常值具有正相关性,指示Ba_过剩...     

鄂西宜昌地区寒武系水井沱组页岩生物成因硅特征及其对页岩气富集的影响

通过对鄂西宜昌地区寒武系岩家河组—水井沱组页岩进行高分辨率样品采集,利用总有机碳(TOC)含量、主量元素分析、氦孔隙度等定量分析和透反射光显微镜、阴极发光显微镜等定性分析相结合的方法,研究了水井沱组黑色岩系生物成因硅的纵向变化特征及其与页岩气富集的关系。结果表明：寒武系底部岩家河组和水井沱组上部贫有机质层段过剩硅含量低,未见明显生物碎屑痕迹,几乎不含或含少量自生成因石英,而水井沱组富有机质层段存在较多生物成因硅,具有明显的分段性(一段、二段)且硅质来源明显不同。富有机质层段底部(一段)过剩硅含量高,为4.44%～24.97%,平均值为16.76%,受钙质夹层的影响波动较大,生物成因硅占比高,受陆源碎屑影响小。生物碎屑类型主要为硅质海绵骨针,还有少量絮状硅质聚集体,骨针腔体和硅质聚集体粒间孔中可见有机质。而富有机质层段中上部(二段)过剩硅含量相对一段明显降低,为7.13%～20.47%,平均值为13.66%,受陆源碎屑影响更大。生物碎屑类型主要为放射虫、纺锤状硅质聚集体和海绵骨针,可见有机质与这些生物成因硅和陆源碎屑共生在一起。在整个富有机质层段,TOC含量与总硅含量无明显关系但与过剩硅...     

改造型盆地油气赋存-成藏理论体系纲要

中国沉积盆地的鲜明个性特征之一是后期改造强烈而普遍。此特征深刻地影响着油气的赋存条件和成藏效应,明显增加了地质研究和油气勘探的难度。改造型盆地和盆地复杂改造地区已成为中国油气勘探和资源接替的重要领域。盆地后期改造的主要形式可分为隆升-剥蚀、沉降-深埋、热力作用、流体活动和构造变形五种类型。在自然界,多种地质作用同时参与的复合式改造更为普遍。改造型盆地特征复杂多样,油气赋存和成藏过程集多类含油气盆地中诸多油气藏之众合。本文将改造型盆地油气赋存-成藏的核心理论纲要式归纳为:原盆控源、过程控储、改造控藏、多源成藏、动态聚散、晚期定位。原盆控源,即改造型盆地的烃源岩是在改造前原盆富烃凹陷中所形成,改造后留存的烃源岩规模及特征决定盆地油气的贫富和分布。各类储层的形成和保存总体受岩石原生物质沉积-埋藏成岩和次生改造重塑两大阶段全过程的控制,称之为过程控储。盆地或地区后期改造过程及结果的个性特征直接控制着该地区油气的赋存、成藏-定位和分布特点,即改造控藏。后期多种形式的改造可引发多源油气富集成藏,既含来自不同深度、不同成熟度烃源岩的油气同储成藏,又有源自不同类型、不同世代烃源岩的油气混聚成藏,还包括烃类与各种非烃类气体同储或同盆共存成藏。盆地经受多期次构造变动和改造必然导致油气发生多次动态聚散和晚期成藏-定位。将晚期成藏与定位连在一起就较全面地概括和体现了不同时代盆地大多油气藏形成的要点和勘探界关注的重点。