宜昌地区下寒武统水井沱组黑色页岩地球化学特征及其地质意义

宜昌地区下寒武统水井沱组黑色页岩是一套重要的区域性烃源岩,探讨其沉积古环境及沉积模式有助于对地质历史演化的认识,推动油气勘探进展,为页岩气勘探提供科学依据.本文通过对宜昌地区水井沱组野外剖面观测,利用薄片鉴定、扫描电镜、全岩X射线衍射(XRD)、总有机碳(TOC)及主微量元素等分析测试,分析其地球化学特征,探讨其沉积古...     

鄂西宜昌地区寒武系页岩测井评价及优质储层识别

中扬子地区下寒武统是我国页岩气勘探开发的热点层系,页岩测井是评价页岩气储层的重要手段。宜昌地区寒武系处于浅水陆棚相带,页岩中碳酸盐岩组分含量高,大量发育灰质条带和灰岩透镜体,岩性非均质性强,识别优质储层是页岩气评价的基础。本文利用常规测井、特殊测井以及岩心样品分析化验资料,综合分析了宜页1井寒武系水井沱组页岩岩性密度、自然伽马、电阻率、声波时差、补偿中子、核磁共振以及岩性扫描测井特征,获得了富有机质页岩测井的识别方法。研究显示：（1）宜页1井中水井沱组富有机质页岩厚度为68.3m,具有 “五高两低”的地球物理响应特征,水井沱组页岩自上而下,密度测井可划分为指状波动段、中部稳定段、下部低密度段“三段式”特征,电阻率测井可划分为尖峰状高电阻灰质泥岩段、电阻率千欧段,低电阻率含气页岩段;（2）富有机质页岩的密度与TOC呈较好的负相关性,随着深度增加、TOC含量增大,声波时差、补偿中子逐渐增大,元素测井上Si、S含量增加,Ca含量降低;（3）利用孔隙度曲线和U、Th/U等反映TOC的曲线叠合,以及U与RD、DEN、中子、AC的交汇图,可有效区分出优质页岩（TOC>2.0%）、贫有机质页岩和灰质页岩。     

湖北宜昌寒武系水井沱组页岩气藏主控地质因素和富集模式

湖北宜昌地区埃迪卡拉纪—寒武纪界线附近地层格架显示宜昌地区埃迪卡拉纪晚期—早寒武世时期的构造古地理格局具有隆、凹相间的特点。凹陷区是寒武系水井沱组下段富有机质页岩发育的有利区带。凹陷区内水井沱组下段页岩微量元素V/Cr、Ni/Co、V/(V+Ni)的比值和化学蚀变指数(CIA)指示水井沱组下段页岩总体上形成于缺氧或硫化环境,但自下而上氧化还原条件有逐步改善的趋势。与氧化还原环境变化对应,出现了总有机碳(TOC)和生源钼(Moxs)的同步减小,证明TOC受氧化还原环境和海底有机碳通量的双重影响。TOC与Moxs的相关性明显高于TOC与生源镍(Nixs)的相关性,据此,并结合同期地层有机碳同位素组成特征,推测寒武纪早期海底可能发生了天然气水合物的溶解和甲烷释放。宜昌地区寒武系水井沱组页岩TOC与页岩的含气量、石英和黄铁矿等脆性矿物含量的高度相关性证明TOC是页岩气储层品质评价的最重要参数之一,具有相对较高TOC含量的水井沱组下段中—下部无疑是水井沱组页岩气的最优质储层。宜昌地区海相地层埋藏演化史研究,揭示宜昌地区下寒武统储层中的有机质在晚三叠世中期进入生气高峰之后,再未发生二次生烃,黄陵隆起及其演化有效防止了有机质的过度热演化和页岩气储层的破坏。寒武系水井沱组页岩气富集受控于总有机碳含量和黄陵隆起及其演化。     

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...     

湘西北下寒武统牛蹄塘组页岩气储集条件研究

为客观评价湘西北地区下寒武统牛蹄塘组页岩气资源勘探潜力,本研究利用X射线衍射仪（XRD）、高倍扫描电镜、扫描探针显微镜等系统研究了其页岩气储集条件。XRD分析结果表明, 泥页岩中脆性矿物含量为53.8%-98.1%, 平均77.9%,脆性矿物含量丰富,其高值区主要分布在张家界柑子坪、三岔及其周边地区。高倍扫描电镜分析结果显示,湘西北下寒武统牛蹄塘组泥页岩中发育残余原生孔隙、有机质微孔隙、不稳定矿物溶蚀孔、矿物层间微裂隙和构造裂缝,其中构造裂缝、有机质微孔隙和不稳定矿物溶蚀孔是页岩基质孔裂隙的主要组成部分。扫描探针显微镜分析结果显示,湘西北下寒武统牛蹄塘组泥页岩中蜂窝状的有机质丰富,主要呈分散状和条带状分布,其内部纳米级孔隙发育。Ultrapore-200A氦孔隙仪测试结果显示,湘西北下寒武统牛蹄塘组泥页岩孔隙度较低,为0.6%～11.7%,平均4.6%,其影响因素主要是构造裂缝,其次是泥页岩有机碳含量和长石含量。ULTRA-PERMTM200渗透率仪测试结果显示,湘西北下寒武统牛蹄塘组泥页岩的渗透率度较低,为 0.002mD~0.06mD,平均0.014mD,其影响因素主要是构造裂缝,其次是矿物层间微裂隙。等温吸附实验结果表明,湘西北下寒武统牛蹄塘组泥页岩具有较好的吸附气性能,其影响因素主要是有机碳含量,其次是粘土矿物含量。     

湘鄂西地区下寒武统牛蹄塘组页岩气储层特征

湘鄂西地区下寒武统发育一套有利的页岩气储层.选择不同沉积-构造单元内的典型页岩气井,通过有机地化测试、矿物X衍射、场发射扫描电镜及核磁共振等技术方法,对牛蹄塘组页岩气储层特征进行了对比分析.研究表明,页岩矿物组成受沉积相控制明显,浅水陆棚区页岩矿物组成表现出"低硅高钙"特征,盆地相区页岩矿物组成表现出"高硅低钙"特征;...     

云南曲靖地区下寒武统筇竹寺组页岩气成藏地质条件及有利区预测

基于野外地质调查、岩心观测、地球化学分析、含气量现场解吸等技术手段,深入分析了云南曲靖地区下寒武统筇竹寺组页岩气形成与富集条件。研究认为该区筇竹寺组沉积期为浅水陆棚环境,黑色泥页岩厚度237~363 m,成熟度较高,平均R_o为3.06%,TOC多数大于2.0%;页岩中石英含量平均为53.18%,碳酸盐矿物含量平均为18.82%,储集空间以泥页岩微裂缝、粒间孔、粒内孔和有机孔为主;区域具有较好的页岩气勘探潜力。根据多口钻井现场解吸气量较低的特征,推断保存条件是曲靖地区页岩气富集的关键,马龙为页岩气勘探远景区。     

渝东北下寒武统水井沱组陆棚相黑色页岩沉积演化特征

渝东北地区位于四川中生代前陆盆地和扬子陆块南部被动边缘褶冲带的结合部位,形成东西向密集、大体平行、不对称的背、向斜构造。研究区下寒武统水井沱组发育在克拉通内坳陷形成的滞留盆地沉积环境中,是页岩气富集层位,埋藏深,岩相组合变化大。本文利用地层剖面组合、岩性、标准层、地层厚度和地球化学指标等将水井沱组页岩地层划分为两个三级层序（SQ1、 SQ2）,每个层序又进一步划分为两个体系域,即海侵体系域TST和高位体系域HST。通过野外剖面沉积相分析和沉积相平面展布特征的研究,结合连井剖面、黑色页岩分布规律等分析该区陆棚相黑色页岩沉积演化特征。研究结果表明：该套页岩主要由浅海深水陆棚相、浅水陆棚相和砂质陆棚相组成,为3种陆棚亚相沉积。     

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...     

宜昌地区寒武系水井沱组(第二统第三阶)生物组合面貌及其地层分布

近年来随着“鄂宜页1井”高产气井的突破,寒武系水井沱组(第2统第3阶)已成为中扬子区页岩气勘查开发新的主力层系。本文旨在前人研究的基础上,通过对水井沱组中主要生物类型、古生物组合面貌及其时空分布的简要总结,为鄂西地区的页岩气勘探提供对比借鉴。宜昌地区寒武纪地层发育完整,广泛出露于宜昌、秭归、长阳、兴山等地,古生物化石较为丰富,是开展寒武纪地层及古生物研究的经典地区之一。埃迪卡拉纪—寒武纪过渡时期的地质记录中保存了寒武纪大爆发和后生动物多样化事件的化石证据,从寒武系纽芬兰统到第二统,自下而上发现了岩家河生物群、水井沱生物群(包括清江生物群)、石牌生物群和京山布尔吉斯页岩型生物群等,它们化石类群多样,浮游生物和底栖生物丰富,而在长阳发现的清江生物群更是具有典型布尔吉斯页岩型动物群特异埋藏化石库的特点,出现了大量高保真度的软躯体类群,代表了远离海岸的较深水环境,为寒武纪大爆发研究打开了一个新的窗口。从岩性、生物类型以及构造运动来看,宜昌地区水井沱组发育一套以黑色页岩或钙质页岩夹碳质灰岩为主的黑色岩系,其中海绵化石在黑色岩系中呈现出较高的丰度和多样性,显示当时深水低氧的沉积环境。同时繁盛的微体...     

Shale Gas Accumulation Conditions and Gas-bearing Properties of the Lower Cambrian Shuijingtuo Formation in Well Chengtan 1,Dabashan Complex Tectonic Belt

<正>Dabashan complex tectonic belt is located in the junction of the Yangtze plate and North China plate,which is the composite products of the Indo-Chinese epoch,Yanshan epoch,Himalayan epoch thrust nappe.Experiencing multiphase complex structural movement,the tectonic belt has been regarded as a forbidden zone in the oil and gas exploration.And it is also a blank area of oil     

湘鄂西地区下寒武统牛蹄塘组页岩气聚集条件及含气性影响因素

以钻井、野外露头测量、实验测试数据为资料依据,通过对湘鄂西地区下寒武统牛蹄塘组页岩有机碳含量、热演化程度、矿物含量、储集特征等的分析,认为牛蹄塘组页岩全区分布,富有机质页岩发育于牛蹄塘组中下部,分布稳定,厚度介于40~150m之间;有机碳含量高,介于2.0%~14.64%之间;热演化程度高,主体大于2.0%以上,综合评价页岩品质好。等温吸附实验表明,牛蹄塘组页岩具有较强的天然气吸附能力。现场解吸实验表明,牛蹄塘组含气量整体偏低且氮气含量高。多期构造运动的改造和大型通天断层的发育是影响牛蹄塘组页岩含气性的主要因素,过高的热演化程度对含气性亦有一定影响。     

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.      

湖北寒武系牛蹄塘组页岩气成藏条件与综合评价

牛蹄塘组是湖北省重要的海相页岩气层系之一,对其深入研究有助于预测资源潜力并指明勘探方向.利用露头及探井资料对区内牛蹄塘组的储层特征、资源潜力等进行了研究.结果表明,牛蹄塘组依据岩性组合可以分为一段和二段,鄂西宜昌?恩施、神农架西侧深水陆棚相以及鄂东南盆地边缘相富有机质页岩厚度大,TOC含量高,以硅质类页岩为主,页岩气成藏物质基础良好.气显较好的地区集中分布在鄂西黄陵背斜东南缘,分析认为较弱的变形、有效的顶底板和适中的热演化是牛蹄塘组页岩气富集成藏的关键.除宜昌局部地区具有勘探开发前景外,秭归、鹤峰等地区仍值得探索,鄂东南及鄂西北地区由于构造变形和岩浆活动强烈,保存条件极差,基本无页岩气勘探前景.      

湖南省安化地区寒武系小烟溪组页岩气成藏条件分析

为查明湖南省安化地区寒武系小烟溪组（Ꞓ1x）页岩气勘探潜力,在对页岩气钻井资料分析基础上,结合野外地质调查、大地电磁测量及样品测试结果,研究了该组页岩分布特征、有机地化指标、岩矿组分、储集空间、含气性及保存条件。结果表明：安化地区寒武系小烟溪组暗色泥页岩的厚度普遍都在100 m以上;页岩有机碳含量高、有机质为I型、热演化程度高;页岩中的脆性矿物含量较高,均为硅质页岩岩相类型,具有溶蚀孔、粒间孔、铸模孔和微裂缝四种微观孔隙类型;钻井页岩岩芯现场解吸气含量较低,但实验条件下吸附气含量明显较高,表明发生过页岩气逸散;区内构造以开阔型褶皱为主,断裂相对不发育,页岩层顶板的封闭性较好,但底板的硅质岩中高角度裂缝较发育,易成为页岩气逸散通道。综合分析认为,研究区寒武系小烟溪组具有较好的页岩气成藏物质条件,但钻井所在位置目的层埋深较浅,底板封堵性较差,不利于页岩气保存;往南靠近向斜核部区域页岩气保存条件会更好,具备一定的勘探潜力。     

湖北宜昌地区寒武系水井沱组探获页岩气

<正>1研究目的(Objective)中扬子中部黄陵隆起东南缘宜昌斜坡带在太古宙结晶基底之上,发育有元古宙至第四纪各时代地层,保存有埃迪卡拉系陡山沱组、寒武系水井沱组,奥陶系五峰组—志留系龙马溪组等多套黑色富有机质泥岩。区域构造稳定,地层产状平缓,页岩气地质条件优越,但页岩气的勘探一直未获突破。本文的目的旨在查明宜昌斜坡带寒武系水井沱组页岩的分布和含气性,确定页岩气储层特点,为区域页岩气的勘探开发提供基础资料。     

黔西北下寒武统牛蹄塘组页岩气成藏条件与有利勘探区预测

以野外露头调查、老井复查和岩心样品测试等为基础,通过现场解吸实验和等温吸附模拟的含气性分析,认为黔西北下寒武统牛蹄塘组岩性主要为深水陆棚黑色碳质页岩和浅水陆棚粉砂质页岩,其中富有机质页岩段为牛蹄塘组底部的碳质页岩。页岩沉积厚度大(大于39m)、分布稳定。有机质类型主要为Ⅰ型干酪根,有机碳含量较高(富有机质页岩段平均大于5%),有机质热演化程度处于高—过成熟阶段;页岩储层中微裂缝、微孔隙发育,具较好的孔隙度(平均5.14%)和渗透率(0.011 4×10-3μm2),含气量大(平均1.3 m3/t),具有良好的气资源潜力。预测金沙—息烽以及仁怀两个地区为页岩气勘探有利区。     

南盘江坳陷东兰地区下石炭统鹿寨组页岩气成藏条件及有利区预测

南盘江坳陷是四川盆地外围海相页岩气勘探战略突破区,具有巨大的勘探潜力,但其页岩气勘探起步晚、勘探方向不明确,严重制约了该区页岩气勘探开发.本次研究以南盘江坳陷东北缘东兰地区野外考察为基础,结合有机地球化学、全岩X衍射、扫描电镜等分析手段,分析了下石炭统鹿寨组泥页岩分布特征、源岩地球化学、储层物性特征、页岩气保存等成藏条...     

鄂西地区陡山沱组页岩气成藏地质条件研究

在野外地质露头观察的基础上,通过地球化学分析测试、扫描电镜、X-衍射、低温氮气吸附、等温吸附等分析测试,对鄂西地区陡山沱组暗色泥页岩的发育分布、有机地球化学特征、储层特征及吸附性能等页岩气成藏地质条件进行了研究。结果表明,研究区陡山沱组发育厚层暗色泥页岩,且区域分布稳定,具有有机质丰度较高,有机质类型好,热演化程度高,脆性矿物丰富,物性良好,储层孔隙空间发育,吸附性能好等特点,且具有较好的保存条件,具备页岩气聚集成藏的有利地质条件。通过综合信息叠合法,认为鄂西地区黄陵背斜南翼及长阳背斜地区为页岩气勘探有利区带,陡山沱组陡二段中下段为页岩气勘探有利目的层段。