川南—黔北地区下志留统龙马溪组沉积相展布及演化

川南-黔北地区下志留统龙马溪组发育了一套富含有机质的页岩,属于浅海陆棚沉积环境,基于野外实测剖面和岩心观察,结合有机碳含量（TOC）以及测井资料等,对龙马溪组进行了详细的沉积相研究。根据岩性标志,沉积构造特征,古生物特征,地球化学特征,识别出龙马溪组浅海陆棚相,包括浅水陆棚亚相和深水陆棚亚相。并进一步划分出风暴层,砂泥质浅水陆棚,泥质浅水陆棚,灰泥质浅水陆棚,灰质浅水陆棚,浊积砂,砂泥质深水陆棚,泥质深水陆棚,灰泥质深水陆棚等微相。龙马溪组自下而上划分出SSQ1和SSQ2两个沉积旋回,整体显示出水体变浅的趋势,并控制富有机质黑色页岩储层的分布。SSQ1的TST中泥质深水陆棚微相是最有利页岩储层发育的有利相带。     

中上扬子地区下志留统沉积演化与页岩气勘探方向*

通过录井、测井、地震、野外剖面与岩心资料的深入剖析, 探讨中上扬子地区下志留统页岩段的沉积相与总有机碳的关系, 预测页岩气有利勘探区。中上扬子地区下志留统龙马溪组为一套20～268 m厚的黑色页岩夹灰绿色泥质粉砂岩沉积, 在等时框架内自下而上可识别出2个三级层序即SQ1与SQ2, 它们分布稳定、可对比性好。下部层序(SQ1) 的海侵体系域(TST)发育一套有利于页岩气形成的富有机质页岩, 此时期呈现出“北面向次深海敞开、东西南三面受古陆围限、陆棚广布”的沉积格局, 深水陆棚相广泛发育, 面积为255000 km², 平均厚度35 m。受海平面下降的影响, 从下部层序至上部层序水体变浅, 岩相从深水陆棚相黑色页岩向中-浅水陆棚相沙纹层理粉砂质页岩转变。岩相的发育受海平面升降、古陆、海底地形、物源供给等因素的影响, 岩相类型有碳质或硅质或钙质页岩、纹层状页岩、生物扰动粉砂质页岩、沙纹层理的粉砂质页岩、块状砂岩或介壳灰岩薄夹层5类。研究表明, 沉积相对富有机质页岩的形成具有内在的控制作用, 高TOC含量页岩发育于深水陆棚相、中陆棚相和潟湖相中。目前, 已有多口井在龙马溪组页岩获得工业气流, 揭示了该区良好的页岩气勘探前景;综合分析认为涪陵-赤水-仁怀、威远-长宁、鄂西-渝东为中上扬子地区下志留统页岩气勘探的主要方向和有利目标区。     

川西南晚奥陶世五峰期岩相古地理

通过对川西南汉源—马边—雷波地区典型剖面上奥陶统五峰组沉积岩性特征、充填序列、沉积构造及室内分析等研究,并结合研究区晚奥陶世构造特征,将川西南地区五峰期分为2期,划分为潮坪、浅水陆棚和深水陆棚3种沉积相。指出在晚奥陶世五峰早期,受加里东构造运动影响,扬子与华夏陆块发生构造挤压碰撞,川中、黔中等边缘隆起抬升扩大,上扬子地区由克拉通海相盆地转为被隆起围限的隆后盆地,除川中隆起、川西—滇中隆起周缘沉积潮坪相白云质页岩、泥灰岩和白云质灰岩外,川西南绝大部分面积主要发育深水陆棚相炭质页岩和硅质页岩、含炭粉砂质页岩。五峰晚期,伴随着全球性冰期事件的发生,研究区乃至整个上扬子区发生大规模海退,大面积的深水陆棚相转为浅水陆棚沉积,岩性主要为粉砂质页岩、泥灰岩、钙质炭质页岩和硅质灰岩等,较前期钙质成分明显增多。     

黔西南地区石炭系旧司组页岩沉积环境分析

黔西南地区下石炭统旧司组为一套含页岩沉积,沉积环境为浅海相碳酸盐夹滨海沼泽相,页岩沉积厚度较厚,分布较广。通过对研究区4口井旧司组沉积相及页岩样品微量元素分析,认为旧司组为一套深水陆棚相的黑色页岩沉积,页岩层段发育的深水陆棚相指示环境为还原环境,水体总体是先变深后变浅;根据V/Cr、Ni/Co、U/Th及V/V+Ni微量元素比值,认为威页1井、水页1井旧司组页岩层段的沉积环境为还原环境。综合分析认为,研究区旧司组下段为深水陆棚相,为还原环境,有利于有机质的保存,为页岩气赋存的有利沉积层段。     

沉积相带对川南龙马溪组页岩气富集的影响

为查明沉积相带对川南龙马溪组页岩气富集的影响,结合地层分布、岩性特征、沉积构造、有机碳含量、矿物组成、储集空间类型等特征,对龙马溪组页岩沉积相类型进行划分,并探讨沉积相带对有效页岩发育的影响,以期为页岩气富集条件评价提供依据。通过研究区6口页岩气井的钻井岩心观察,结合测井响应、实验测试分析,将龙马溪组划分为浅水泥质陆棚亚相、半深水陆棚亚相和深水陆棚亚相3种沉积亚相类型。有机碳含量、有效页岩的发育和分布、矿物组成以及孔隙发育特征是影响页岩气富集的关键因素,而这些因素均受控于沉积相带:沉积水体越深TOC含量越高,距离沉积中心越近TOC含量越高;龙马溪组地层厚度较大,但有效页岩厚度并不大,深水陆棚亚相沉积层段为页岩气富集的有效层段,且有效页岩层向沉积中心方向逐渐增厚;深水陆棚亚相丰富的生物供应为有效页岩带来了更高的有机质含量以及更多的脆性矿物,提高了岩石脆性;龙马溪组页岩中的孔隙类型主要为黏土矿物层间孔与有机质孔,且TOC含量高的沉积相带中有机质孔越发育。综上,深水陆棚亚相页岩具备有机质含量丰富、岩石脆性高、有机质孔发育等特征,是页岩气富集的最有利相带。     

川南及邻区下志留统龙马溪组下段沉积相与页岩气地质条件的关系

在川南及邻区下志留统龙马溪组下段沉积相详细研究的基础上,结合偏光显微镜、X衍射及元素地球化学分析等,提出沉积相对页岩气地质条件的影响特征。研究发现:川南及邻区龙马溪组下段主要发育潮坪相和浅海陆棚相。局限滞留的缺氧还原环境、快速海侵形成的分层水体、适宜的沉积速率及较高的生物产率,造成了龙马溪组下段有机质富集,并以硅质型页岩为主,利于页岩气的富集与开发。隆起边缘的潮坪相沉积,为页岩气的非有利区;沉积中心的深水陆棚沉积区,主要发育碳质硅质页岩、碳质页岩与含粉砂含钙碳质页岩,为页岩气的有利区;砂泥质浅水陆棚含有较高的有机质,应为页岩气发育的次级有利区;灰泥质浅水陆棚主要发育"钙质页岩+含碳泥质灰岩",有机质含量相对较低,为页岩气的较不利发育区。     

黔中隆起及周缘下寒武统牛蹄塘组页岩气勘探前景

文章基于黔中隆起及周缘地区下寒武统牛蹄塘组黑色页岩的野外露头,并与周边钻井资料类比,通过野外地质观测、样品显微薄片等多项实验测试,以地层沉积、岩石学、有机地球化学和泥页岩含气性等为重点,对其下寒武统牛蹄塘组页岩气形成的成藏条件与勘探前景进行了分析。结果表明黔中隆起及其周缘地区下寒武统牛蹄塘组主要发育以盆地相—深水陆棚沉积环境控制的富有机质泥页岩,富有机质泥页岩厚度大(80~160 m),有机质丰度高(平均TOC含量3.63%),有机质类型好(Ⅰ-Ⅱ1型),热演化程度高成熟―过成熟(Ro1.55%),石英等脆性矿物含量丰富(平均46%),泥页岩中发育微米至纳米级微孔隙和微裂缝,且有较好的保存条件,有利于页岩气的形成与富集,具有较好的勘探前景。     

扬子陆块下古生界页岩发育特征与沉积模式

为了深入探讨扬子陆块下古生界页岩发育与分布特征、建立沉积模式,系统收集与整理了扬子陆块下寒武统牛蹄塘组与上奥陶统-下志留统五峰-龙马溪组两套富有机质页岩大量数据,选取贵州省三都县渣拉沟及四川省筠连县昭104井两个典型剖面与井岩芯进行了系统观察与采样,对扬子陆块范围内两套富有机质页岩岩性与沉积相发育特征进行了系统分析.研究表明,早古生代以来,扬子陆块受被动大陆边缘扩张与陆缘造山挠曲坳陷两类成盆环境影响[1-2],牛蹄塘组页岩沉积于被动大陆边缘扩张环境,缘于上升洋流与缺氧事件复合沉积模式,富有机质页岩以扬子陆块东南缘深水陆棚-斜坡相区最为发育、厚度最大、有机碳含量最高;五峰-龙马溪组页岩沉积于加里东期周缘前陆造山环境,缘于浅水陆棚-闭塞滞留海湾沉积模式,富有机质页岩以中上扬子陆块东南缘深水陆棚区最为发育、厚度最大、有机碳含量最高.     

江苏句容地区早石炭世大塘期高骊山组沉积类型与层序特征

江苏句容高骊山是早石炭世大塘期高骊山组出露较好的剖面。通过野外观测和镜下分析研究,显示高骊山组主要发育泥岩、硅质岩和砂岩。岩性组合显示高骊山组由4 个岩性段组成: ①粉砂岩段、②页岩段、③硅质岩和页岩互层段和④砂岩段。沉积类型分析显示,高骊山组主要发育滨海沉积、浅海--半深海沉积和三角洲沉积,可进一步识别出滨海泻湖、深水陆棚、三角洲前缘和三角洲平原等4 种亚相,泻湖泥质沉积、深水泥质沉积和硅质沉积、间湾、水下河道、朵叶间、分流河道和河道间等7 种沉积微相,以发育深水硅质沉积为特色。根据岩性和岩相变化,高骊山组是一个完整的三级沉积层序。该层序由低位体系域、海侵体系域和高位体系域组成。相对海平面变化分析显示,研究区在高骊山时期经历了一个三级海平面升降过程,控制了三级层序的发育。根据沉积构造分析,高骊山时期为挤压背景下的弧后前陆沉积。     

川南下志留统龙马溪组页岩岩相表征

页岩岩相表征是页岩气地质评价和选层、选区的基础性研究工作。本文以露头和钻井资料为基础,依据岩矿、薄片、地化和测井资料,建立了海相页岩岩相划分方法,对川南上奥陶统五峰组下志留统龙马溪组主要岩相进行了精细表征,并形成4点认识：(1)应用岩石矿物三端员法+沉积微相划分页岩岩相类型及其组合,是开展海相页岩岩相表征的有效方法;(2)川南五峰组龙马溪组页岩发育6种岩相类型和3种典型岩相组合,其中硅质页岩和钙质硅质混合页岩是(半)深水环境的特有岩相,黏土质页岩和黏土质钙质混合页岩是半深水浅水环境的主要岩相,黏土质硅质混合页岩是浅水深水环境下的共有岩相;(3)随着水体由深变浅和水动力条件逐渐增强以及陆源物质输入量增大,不同成因岩相组合的页岩矿物成分、基质组构、古生物和有机质富集程度、测井响应等基本特征均发生重大变化;(4)受海平面变化控制,主力产层为深水陆棚沉积的硅质页岩、钙质硅质混合页岩和黏土质硅质混合页岩组合,产层顶板为半深水浅水陆棚沉积的黏土质页岩、黏土质硅质混合页岩和黏土质钙质混合页岩组合;前者因富含硅质和有机质,具有良好的脆性和物性,是形成页岩气产层的优质岩相;后者因富含黏土和贫有机质,脆性和渗透性差,是形成页岩气藏区域封盖层的优质岩相;两者自下而上构成良好的自封自储型储盖组合。     

上扬子区下寒武统海相页岩岩相类型及沉积模式

上扬子区下寒武统牛蹄塘组页岩是我国南方地区页岩气重要勘探层系之一。通过露头、岩心、薄片、实验测试等资料综合分析,识别了该套页岩岩相类型及相关沉积作用方式,在水体氧化还原条件演变规律分析基础上总结了其沉积演化模式。牛蹄塘组页岩共包含6类岩相：富有机质硅质页岩、含粉砂硅质页岩、粉砂质页岩、黏土质页岩、泥质钙质页岩及粉砂质钙质页岩,主要体现为5种沉积作用方式：砂质机械沉积、钙质化学沉积、硅质生物沉积、泥质絮凝沉积及底流改造沉积。从底到顶,该套页岩表现为一套水体变浅的进积型演化序列,水体还原程度减弱,有机质保存条件变差。牛蹄塘组下段沉积期,盆地相区和陆棚相区分别以硅质生物沉积和钙质化学沉积为主,主体岩相类型为硅质页岩和钙质页岩;上段沉积期,盆地相区和陆棚相区分别以泥质絮凝沉积和砂质机械沉积为主,主体岩相类型为黏土质页岩和粉砂质混合质页岩。提出的牛蹄塘组页岩岩相发育模式及沉积演化规律能为研究区优质页岩的分布预测及页岩气勘探选区评价提供理论依据。     

川南及邻区下志留统龙马溪组下段沉积相与页岩气地质条件的关系*

在川南及邻区下志留统龙马溪组下段沉积相详细研究的基础上,结合偏光显微镜、X衍射及元素地球化学分析等,提出沉积相对页岩气地质条件的影响特征。研究发现:川南及邻区龙马溪组下段主要发育潮坪相和浅海陆棚相。局限滞留的缺氧还原环境、快速海侵形成的分层水体、适宜的沉积速率及较高的生物产率,造成了龙马溪组下段有机质富集,并以硅质型页岩为主,利于页岩气的富集与开发。隆起边缘的潮坪相沉积,为页岩气的非有利区;沉积中心的深水陆棚沉积区,主要发育碳质硅质页岩、碳质页岩与含粉砂含钙碳质页岩,为页岩气的有利区;砂泥质浅水陆棚含有较高的有机质,应为页岩气发育的次级有利区;灰泥质浅水陆棚主要发育“钙质页岩+含碳泥质灰岩”,有机质含量相对较低,为页岩气的较不利发育区。     

中上扬子地区晚奥陶世岩相古地理及其油气地质意义

中上扬子地区上奥陶统主要发育庙坡组、宝塔组、临湘组(涧草沟组)、五峰组和观音桥组。笔者通过对研究区野外露头及钻井剖面的考察,总结前人研究成果,利用岩石学、古生物学、生态学及室内分析等方法将其划分为潮坪相、浅海陆棚相和深水盆地相3种沉积相类型。潮坪相以沉积灰岩、白云岩、钙质粉砂岩和粉砂岩等为特征。浅海陆棚相主要沉积龟裂纹灰岩、瘤状灰岩、页岩和粉砂质页岩。深水盆地相主要岩性为黑色碳质页岩、粉砂质页岩与硅质页岩,产以营漂浮生活的笔石为主的生物组合。岩相古地理研究表明,晚奥陶世桑比-凯迪早中期,受加里东构造运动影响,华南板内碰撞挤压作用显著,汉南隆起、川中隆起、川西-滇中-黔中-雪峰隆起不断抬升扩大,中上扬子地区表现为海平面相对上升,原本镶边型碳酸盐台地被淹没,沉积了大范围的浅海陆棚相龟裂纹灰岩和瘤状灰岩。凯迪晚期-赫南特期,隆起面积继续扩大,构造围限作用加剧,中上扬子地区发育大面积黑色碳质页岩、粉砂质页岩和硅质页岩。尤其川东南宜宾-泸州,川北旺苍-南江及黔北渝东武隆道真地区五峰组黑色碳质和硅质页岩,具很好的生烃潜力,应视为下一步烃源岩及页岩气勘探开发的重点研究区域。     

鄂西地区二叠系孤峰组—大隆组沉积演化及其页岩气地质意义

鄂西地区二叠系发育孤峰组、吴家坪组和大隆组三套黑色岩系,为页岩气探勘新主力层系,其沉积背景、沉积环境及时空分布却不尽一致.本次在前人的研究基础上,通过野外剖面和最新的钻井资料综合分析,对该地区二叠系孤峰组—大隆组沉积演化进行了深入解剖,并通过岩相古地理图约束了富有机质页岩的空间分布特征,旨在为鄂西地区二叠系页岩气地质调查和选区评价提供基础资料.研究认为,鄂西地区孤峰组主要发育盆地相碳质硅质泥岩,局部地区发育外缓坡相富有机质泥质灰岩;吴家坪组炭山湾段主要发育潮坪相泥质粉砂岩夹煤层,并在利川地区发育陆棚相的碳质硅质泥岩;吴家坪组灰岩段主要为内缓坡相的生屑泥晶灰岩.大隆组主要发育盆地相碳质硅质泥岩,其次为外缓坡相富有机质泥质灰岩,利川见天坝可见发育内缓坡边缘点礁.综合前人对各层位研究的页岩气参数认为,鄂西地区孤峰组和大隆组具有有机质含量高(＞2％)、厚度大(＞20 m)、脆性矿物含量高(＞60％)等形成页岩气的基本地质条件,深水盆地相为有利相带;吴家坪组炭山湾段潮坪相的黑色泥岩较薄(＜10 m),连续性差,但利川地区吴家坪组炭山湾段深水陆棚相黑色泥岩厚度较大(～30 m),为潜在的页岩气勘探区域.     

鄂西地区二叠系孤峰组—大隆组沉积演化及其页岩气地质意义

鄂西地区二叠系发育孤峰组、吴家坪组和大隆组三套黑色岩系,为页岩气探勘新主力层系,其沉积背景、沉积环境及时空分布却不尽一致.本次在前人的研究基础上,通过野外剖面和最新的钻井资料综合分析,对该地区二叠系孤峰组—大隆组沉积演化进行了深入解剖,并通过岩相古地理图约束了富有机质页岩的空间分布特征,旨在为鄂西地区二叠系页岩气地质调查和选区评价提供基础资料.研究认为,鄂西地区孤峰组主要发育盆地相碳质硅质泥岩,局部地区发育外缓坡相富有机质泥质灰岩;吴家坪组炭山湾段主要发育潮坪相泥质粉砂岩夹煤层,并在利川地区发育陆棚相的碳质硅质泥岩;吴家坪组灰岩段主要为内缓坡相的生屑泥晶灰岩.大隆组主要发育盆地相碳质硅质泥岩,其次为外缓坡相富有机质泥质灰岩,利川见天坝可见发育内缓坡边缘点礁.综合前人对各层位研究的页岩气参数认为,鄂西地区孤峰组和大隆组具有有机质含量高(＞2％)、厚度大(＞20 m)、脆性矿物含量高(＞60％)等形成页岩气的基本地质条件,深水盆地相为有利相带;吴家坪组炭山湾段潮坪相的黑色泥岩较薄(＜10 m),连续性差,但利川地区吴家坪组炭山湾段深水陆棚相黑色泥岩厚度较大(～30 m),为潜在的页岩气勘探区域.     

焦石坝页岩气田龙马溪组—五峰组沉积相特征

依据岩心观察、实验分析、录井和测井资料,研究了四川焦石坝页岩气田志留系龙马溪组下部—奥陶系五峰组海相页岩基本特征、沉积环境。龙马溪组下部—五峰组主要为黑色、灰黑色炭质页岩,形成于弱氧化—强还原环境,由含碳低硅,高碳低硅,中碳中硅、低硅,高碳高硅、中硅,富碳高硅7种岩石相构成;沉积微相可划分为深水砂泥质陆棚、深水混积陆棚、深水硅泥质陆棚、深水泥质陆棚4种;页岩沉积经历了一个较为完整的"海进—海退"三级海平面升降旋回,沉积亚相为深水陆棚沉积。研究成果为今后在四川盆地海相页岩地层寻找优质储层、深化认识焦石坝海相页岩储层特征提供了有益的借鉴。     

四川盆地五峰-龙马溪组页岩储层非均质性特征

通过对比焦石坝、长宁和威远气田五峰-龙马溪组页岩产层段的岩矿、物性、含气性以及可压裂性等地质参数及其纵向变化规律,综合分析了页岩储层的平面和纵向非均质性及其对“甜点”优选和储层改造的影响。研究表明,纵向非均质特征在不同地区具有总体一致性：石英含量、有机碳含量和含气量均呈现下高上低的基本趋势;底部深水陆棚沉积层段普遍具有高有机碳含量、高脆性、高孔隙度和高含气量的特征,一系列属性参数的相互耦合和匹配决定了五峰组-鲁丹阶成为“甜点”的主要发育层段。平面非均质特征主要表现为储层品质以及“甜点”发育层段和厚度的区域差异：长宁和威远地区的钙质含量明显高于焦石坝地区,发育钙质硅质混合页岩相;焦石坝地区的水平应力差明显低于长宁和威远地区,且天然裂缝更为发育;长宁和焦石坝地区的“甜点层”发育于五峰-鲁丹阶下部,而威远地区的“甜点层”则发育于鲁丹阶-埃隆阶中部。页岩储层的非均质性决定了“甜点”的分布范围、发育层段和厚度;矿物组成、天然裂缝、岩石力学参数和地应力场的空间变化是进行压裂设计的重要依据。     

黔东北及邻区新元古代陡山沱期岩相古地理特征

陡山沱早期,沉积环境自北西向南东可大致分为碳酸盐台地潮上坪-台缘浅滩相和浅海陆棚盆地相;陡山沱晚期,自北西向南东可大致分为开阔台地相区和深水陆棚-次深海相区。庙河型生物群的产出位于晚期开阔台地向深水陆棚-次深海过渡相区中的黑色页岩、硅质页岩中,其沉积环境为最大浪基面以下的宁静、贫氧环境,其沉积方式为悬浮沉积。     

湖南地区晚奥陶世桑比期—凯迪期早期沉积特征及沉积模式*

湖南地区地处扬子陆块和华夏陆块之间,根据沉积地层的岩石学特征、古生物特征及其他沉积特征变化,将湖南地区晚奥陶世桑比期—凯迪期早期的沉积相,划分为开阔台地相、浅海陆棚相、深水盆地相和陆架边缘—斜坡相。开阔台地相以沉积“龟裂纹”灰岩和瘤状灰岩为特征,浅海陆棚相转为沉积砂质板岩,板岩并夹有粉砂岩及泥灰岩透镜体。深水滞流盆地发育黑色碳质页岩及含放射虫硅质页岩,沉积厚度很小,代表了一个相对缺氧还原的欠补偿深水环境;陆架边缘—斜坡相则为岩屑石英粉—细砂岩,长石石英粉—细砂岩及砂质板岩、板岩的韵律互层,沉积厚度超过1000m,具浊流沉积特征。晚奥陶世桑比期—凯迪期早期,湖南地区总体表现为由西北和东南方向往中部逐渐变深,湘中南一带为水体最深地区。     

盐源地区古生界页岩气地质条件分析

为了进一步探索我国西南地区的页岩气资源潜力,中国地质调查局成都中心对盐源地区开展公益性页岩气基础地质调查。在系统的地质调查和沉积学、石油地质学研究的基础上,对盐源地区进行页岩气地质条件分析。发现盐源地区早古生代发育志留系龙马溪组和泥盆系坡脚组两套富有机质页岩层系。志留系龙马溪组以碳质硅质泥页岩和碳质粉砂质泥页岩为主,以富有机质、硅质含量高、笔石发育为主要特征,发育于深水陆棚环境中。泥盆系坡脚组以含钙质碳质泥岩和钙质碳质粉砂质泥岩为主,以富有机质、黏土含量高、竹节石发育为主要特征,主要发育于潟湖环境中。两套富有机质页岩层系均具有有机质含量高,沉积厚度大,热演化程度高,脆性指数较高,低孔低渗的特征。盐源地区发育大量宽缓向斜,具备较好的页岩气保存条件。在志留系稗子田组和泥盆系坡脚组的勘探获得了油气显示,表明盐源地区页岩气具备良好的勘探潜力,研究成果为区域油气勘探评价提供借鉴与参考。