黔西北上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气聚集条件分析

根据野外露头地质调查、最新钻井及样品测试等基础资料,以富有机质页岩形成的地质背景及展布特征——页岩气聚集条件—勘探有利区预测为主线,对黔西北地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气成藏条件进行分析,并采用综合信息叠合法对黔西北地区有利区进行预测。研究发现,页岩气发育的富有机质页岩段主要位于五峰组和龙马溪组底部,具有分布面积广、厚度大、有机质含量高、有机质类型好等特点,且具有充足的储集空间和运移通道。现场解吸实验表明,该套富有机质页岩具有良好的含气性能。总体分析,该区域与北美典型页岩气盆地具有良好的地质对比性,具有良好的页岩气聚集条件,是页岩气勘探研究以及后期页岩气开发的重要领域。     

川东南綦江丁山地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气地质条件综合评价

本文综合利用钻井、测井、地震及分析化验等资料,在对川东南綦江丁山地区DY1井、DY2井上奥陶统五峰组一下志留统龙马溪组页岩气层含气性分析基础上,探讨了各地质要素对气藏富集和产量的影响。结果表明:丁山地区页岩气地质条件好,具有TOC高、热演化程度适中、储集性能好、含气性较好等特点;构造样式是控制页岩气富集的一个重要因素,正向构造是四川盆地内最有利于页岩气富集的构造类型,而位于盆缘、靠近齐岳山断裂的丁山鼻状断背斜构造,同样有利于页岩气富集,但齐岳山断裂决定了其不同构造部位的含气性;在离齐岳山断裂距离较近、埋深较浅的构造部位,裂缝更加发育,页岩横、纵向渗透性增大,页岩气更容易发生大规模逸散,最终造成页岩气层含气性差。在此基础上,综合页岩埋深、构造特征,将丁山构造划分为浅埋平缓区、西部高角度斜坡区、中部低缓区、东部高角度斜坡区、深埋平缓区5个区带;以优质页岩厚度为基础,"构造与保存条件"为关键,并结合页岩埋深,优选出丁山地区中部低缓斜坡区为最有利区带。     

南大巴山东段上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组钾质斑脱岩锆石U- Pb年龄及其构造意义

奥陶系-志留系之交的钾质斑脱岩分布范围广,发育层位多,是研究该时期地层年代学、事件地层对比、生物大灭绝和冰期事件及源区构造背景分析的理想对象。本文对南大巴山东段鄂渝交界上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组地层中的斑脱岩开展了锆石U-Pb测年,栗子坪剖面(LZP)黑色泥岩中钾质斑脱岩获得了447.9±2.9Ma年龄,燕子剖面(YZ)黑色硅质岩中钾质斑脱岩年龄为450.9±1.6Ma,间接地限定和约束了地层的沉积年龄。岩石地球化学特征显示,燕子剖面斑脱岩SiO_2为53.61%～56.34%,而栗子坪剖面SiO_2为35.56%～43.81%,其低值可能与高铁含量和高烧失量有关;K_2O含量为5.61%～5.47%,且K_2ONa_2O,属钾质斑脱岩。燕子剖面和栗子坪剖面钾质斑脱岩稀土元素含量变化较大,前者ΣREE为46.48×10~(-6)～73.70×10~(-6),平均值63.08×10~(-6),后者ΣREE介于113.34×10~(-6)～356.98×10~(-6)之间,平均值164.08×10~(-6),LREE/HREE和La_N/Yb_N均显示轻、重稀土元素分异不太明显,轻稀土轻微富集的特点;两者均具有明显的Eu负异常,Ba、U、Nb和Ti微量元素分异明显,前者微量元素明显亏损Nb、Ta和Ti(TNT异常)。原岩恢复结果表明LZP钾质斑脱岩的原始岩浆为过碱性粗面安山岩,YZ钾质斑脱岩为高钾碱性流纹岩,表明两者可能属不同期次或不同来源的岩浆岩。构造背景判别图解显示,LZP样品主要落入板内花岗岩内;YZ样品落在火山弧花岗岩/同碰撞花岗岩内。结合大巴山区域地质构造背景,笔者认为～450.9Ma钾质斑脱岩可能与古秦岭洋壳向北的俯冲有关,其火山凝灰质可能源自沿古秦岭洋盆北缘的火山弧喷发;～447.9Ma钾质斑脱岩与板内拉张有关,火山物质可能主要以板内火山喷发为主。     

湖北省上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气地质条件分析及有利区带预测

本文在调查和总结湖北省页岩气地质调查成果资料基础上,分析了湖北省上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气地质条件.湖北省O3w-S1I富有机质页岩分布和TOC主要受到古隆起的控制,富有机质页岩在古隆起边缘或古隆起之间的坳陷区发育,其中鄂西水下古隆起西部、黄陵隆起东北部、神农架古隆起北部富有机质页岩厚度多大于40 m,TOC大于2%,页岩成熟度一般为2% ~ 3%.O3w-S11富有机质页岩孔隙度多小于5%,石英矿物含量较高.页岩含气性受保存条件的影响较大,湖北地区页岩气保存条件相对较差,局部构造稳定地区含气性较好.综合分析利川复向斜、秭归盆地西部、当阳复向斜为页岩气勘探的有利区带.     

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。     

中上扬子地区上奥陶统-下志留统烃源岩发育的古环境恢复

上奥陶统-下志留统烃源岩是中国南方海相4套主力区域烃源岩之一,有关它形成与发育环境的研究是南方海相油气成藏理论的基础性问题.本文选择中上扬子南缘2条代表性剖面,对上奥陶统-下志留统沉积岩进行了详细的地球化学分析,提取其中对沉积古环境有指示意义的地化指标,对该段地层的古环境进行了恢复.研究表明,优质烃源岩段主要集中在上奥陶统五峰组和下志留统龙马溪组底部,V/(V+Ni)、Ni/Co、Ceanom、δEu和δ13Corg等地球化学指标与有机碳含量均有较好的相关性,这些指标的异常均表明优质烃源岩发育于缺氧环境.而龙马溪组上部地层的有机碳含量较低,各种地球化学指标也显示,此时缺氧环境遭到了破坏,这与当时的沉积环境多为高能环境、不利于烃源岩发育是一致的.     

黔北道真地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组沉积微相研究

上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组是我国南方地区页岩气勘探开发的主要目标层系之一,但对其沉积微相的研究较为薄弱.文章以黔北道真地区为例,通过多条野外剖面和钻孔资料对比研究,结果显示上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组整体属于陆棚相,分属深水陆棚、半深水陆棚两个亚相.其中五峰组及龙马溪组下部属于粉砂质碳泥棚微相,龙马溪组中部属...     

四川盆地东部地区下志留统龙马溪组页岩储层特征

四川盆地是中国西南部重要的含油气盆地,在东部和南部地区下志留统龙马溪组页岩广泛发育。在川东南、鄂西渝东地区的勘探井中志留系具有良好的气显示。研究区龙马溪组厚65~516m,底部为一套海侵沉积的富含笔石的黑色页岩,龙马溪组向上和向东砂质和钙质含量增加,演变为浅水陆棚沉积。龙马溪组主要由层状-非层状泥/页岩、白云质粉砂岩、层状钙质泥/页岩、泥质粉砂岩、层状-非层状粉砂质泥/页岩、粉-细粒砂岩、钙质结核、富含有机质非层状页岩8种岩相组成。总有机碳含量(TOC)为0.2%~6.7%。有机质以II型干酪根为主,Ro为2.4%~3.6%。页岩中石英矿物含量在2%~93%,主要呈纹层状或分散状分布,主要为陆源碎屑外源成因。龙马溪组页岩岩心孔隙度为0.58%~0.67%,渗透率为0.01×10^-3μm²~0.93×10^-3μm²。扫描电镜下龙马溪组页岩微孔隙度为2%左右,主要包括晶间孔和粒内孔,孔隙直径为100nm~50μm。页岩储层的形成机理主要为有利矿物组合、成岩作用和有机质热裂解作用。龙马溪组与美国Barnett页岩具有一定差异,主要表现在龙马溪组页岩埋藏较深、热演化程度较高、含气量较低、储层较致密、以陆源成因石英为主。对于评价下志留统龙马溪组页岩气勘探前景而言,今后须重点加强针对龙马溪组底部黑色硅质岩系石英成因、成熟度、埋藏史、含气量等方面的研究,以及进行详细的古地貌和古环境恢复。     

南方海相上奥陶统—下志留统优质烃源岩 发育的控制因素

从全球古气候和古海洋特征出发,结合中国南方晚古生代古地理演化特征,并利用中上扬子地区典型剖面系统的地球化学数据,探讨了南方海相上奥陶统—下志留统优质烃源岩发育的控制因素。研究表明V/（V+Ni）、Ni/Co、Ceanom、δEu和δ13Corg等地球化学指标与有机碳含量均有较好的相关性,这些指标的异常匀表明上奥陶统—下志留统优质烃源岩发育于缺氧环境。但是,从古气候和古海洋洋流的研究结果看,上奥陶统五峰组烃源岩与下志留统龙马溪组烃源岩的发育因素有明显的不同,五峰组沉积处于全球冰期的高峰阶段,在扬子地区发育强劲的上升洋流,提高了该地区的有机质的生产率,现今广泛分布在扬子地区的高有机质丰度的薄层硅质岩,是上升洋流的最好标志。龙马溪组沉积处于全球冰期过后的暖期,不利于上升洋流的大规模形成,上升洋流的影响范围仅局限于当时扬子克拉通盆地周缘深水斜坡部位。龙马溪组优质烃源岩主要发育在海侵的初期,主要是因为海侵初期海平面的快速上升,限制了陆源碎屑的大规模注入,海底的缺氧环境得以保存。而海侵的后期由于深层海水和表层海水有充足的时间混合,致使底部缺氧环境遭受破坏,有机质保存条件变差。     

扬子及周缘地区上奥陶统-下志留统烃源岩发育环境及其控制因素

扬子地区下古生界发育了上奥陶统五峰组和下志留统龙马溪组两套有效烃源岩,查清其发育环境及其控制因素具有重要的科学理论和油气勘探意义.晚奥陶世开始,扬子地区进入碎屑岩陆棚演化阶段;五峰期-龙马溪期,扬子地区主体为局限的深水陆棚环境,总体呈现出浅水陆棚、深水陆棚、次深海共存的古地理格局.沉积体系展布和沉积演化主要受扬子陆块与华夏陆块的汇聚作用控制.扬子地区上奥陶统-下志留统烃源岩的形成与生烃母质生物的高生产力和高埋藏率、冰期-冰后期之交的气温快速转暖、海平面快速上升以及粘土矿物在有机质富集保存过程中的赋存驻留作用等密切相关.     

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。     

上扬子地区五峰组-龙马溪组主要地质事件及岩相沉积响应

上扬子地区广泛发育上奥陶统五峰组和下志留统龙马溪组富有机质页岩,前人研究较少涉及其岩相类型和沉积过程对主要地质事件的响应.细粒沉积物高精度层序地层学研究表明,晚奥陶世至龙一段充填沉积期,经历了3次大的地质事件,形成了2个三级层序（五峰组层序Sq1和龙一段层序Sq2）、12个准层序组和13个笔石带.在生物地层约束的等时格架中,识别出火山喷发事件形成的富碳、富有机硅的硅质页岩相,底流侵入事件及陆源输入浊流事件沉积的贫碳、贫有机硅的混合质页岩相和泥质页岩相,建立了五峰组-龙马溪组富有机质页岩的成因模式,该套页岩主要为该时期的火山喷发（包括冰期和生物绝灭）、底流侵入和陆源输入等地质事件导致的古气候、古海洋等各要素协同作用的结果.      

扬子板块北缘下志留统龙马溪组重晶石结核特征及其成因机制分析

在扬子板块北缘城口明中剖面及巫溪徐家坝剖面下志留统龙马溪组底部的硅质岩、泥岩中发现椭球状重晶石结核。其矿物组成主要为重晶石颗粒与作为"基质"的黄铁矿、粘土矿物和石英。通过重晶石岩石学、矿物学及锶同位素分析表明,重晶石结核形成于早期成岩阶段松软沉积物的孔隙水中。上升洋流带来丰富的营养及富钡物质,表层海水的高初始生产力促使生物繁盛,海水中的钡通过生物作用富集形成生物钡,生物钡(bio-barite)在埋藏过程中的硫酸盐耗竭区(sulfate depleted zones)通过硫酸盐细菌作用(BSR)溶解被激活提供了钡的来源。围岩岩性(黑色泥岩和硅质泥岩)表明重晶石结核形成于缺氧的环境中。上述研究对深入理解早志留世时期扬子板块北缘古海洋环境有一定的启示作用。     

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。     

富有机质页岩有机质孔隙度研究——以黔西北下志留统五峰—龙马溪组为例

黔西北下志留统五峰—龙马溪组是我国南方海相页岩气勘探的重要目的层,其孔隙类型除了与常规储层相似的粒间孔、粒内孔、溶蚀孔等孔隙外,还发育了大量的有机质孔。近年来,越来越多的研究发现,页岩气储层中有机质孔占有十分重要的地位。本次研究中发现页岩岩石样品中占主要体积的孔隙类型是中孔(2 nm～50 nm)占比44.16%～82.39%,其次是微孔(<2 nm)占比8.57%～41.23%,宏孔(>50 nm)最少,占比4.02%～16.41%;从场发射扫描电子显微镜照片中可以看出,许多宏孔、中孔有明显的挤压变形现象,说明岩石经历了较长时间的压实作用,并可能伴随着部分孔隙被其他矿物充填的过程。由回归分析可以看出:总有机碳(TOC)含量强烈影响微孔和中孔的发育和演化,尤其是对中孔的影响明显,TOC与这两种孔隙体积之间都存在着明显的正相关关系;石英对中孔发育有一定影响,但不如前者明显,同时石英与微孔之间存在一定的负相关关系;黏土矿物与中孔发育之间存在负相关关系;Ro与微孔、中孔占总孔隙体积的百分比有着良好的正相关关系,而与宏孔占总孔隙百分比有着良好的负相关关系。     

扬子地区上奥陶-下志留统黑色页岩地质特征及其油气资源意义

黑色页岩是海相富含有机质的细粒沉积岩的总称,包括颜色自深灰色到黑色的各种页岩、硅质岩、粉砂岩以及少量碳酸盐岩的岩石.     

四川广元-陕西镇巴地区上奥陶统五峰组地球化学特征及沉积环境意义

上奥陶统五峰组黑色页岩有机质含量高,生烃潜力巨大,为南方海相油气勘探的重点层位。对于上奥陶统五峰组的沉积环境,历来争议较大,主要为浅水成因论和深海成因论。本文从前人的研究成果出发,运用元素地球化学方法,对研究区五峰组的古氧相、古气候、古水深等沉积环境进行分析。分析结果显示,研究区V/(V+Ni)平均值为0.64;U/Th为1.87;V/Cr为2.98;Ni/Co为15.07,V/(V+Ni)、V/Cr、U/Th等值均指示研究区五峰组沉积环境为强还原环境。MnO/TiO₂比值在0.02~1.89之间,其平均值为0.23,指示离陆地较近的边缘浅海环境;样品总体上表现为高Ba低Sr的趋势,Sr/Ba比值普遍较低,平均值为0.02,远远小于1,指示五峰组沉积环境应该为淡水沉积。稀土元素总体表现为轻稀土富集,δCe值位于0.77~1.57之间,平均值为1.11,为Ce正异常或不明显的Ce负异常,Ce/La平均值为2.22,δEu平均值为0.59,表明研究区五峰组形成于贫氧-厌氧的浅海沉积环境。     

四川盆地东南缘下志留统龙马溪组白云岩特征及成因分析

发育在前寒武系—古生界、中生界黑色页岩中的白云岩夹层常见，但研究甚少，对其特征和成因不甚明晰。位于四川盆地东南缘的黔北地区广泛发育龙马溪组黑色页岩，在桐梓赵家湾、桐梓白杨树等剖面见页岩中夹中层状深灰色白云岩，笔石种属鉴定显示白云岩沉积于龙马溪组第5段笔石层(LM5)。本次研究利用显微薄片观察及扫描电镜、阴极发光、电子探针、微量元素、碳氧同位素等测试分析，对该套白云岩进行了岩石学、矿物学和地球化学研究。测试结果表明，桐梓白杨树剖面中白云岩呈纹层状产出，为泥晶—粉晶白云岩，粉晶白云石常具环带结构，在镜下可见“雾心亮边”结构。在阴极发光下白云石整体发光性较差，个别晶体发暗红色光。白云岩的碳、氧同位素均负偏于同时期海水，δ¹⁸O负偏程度更大，推测为受到埋藏作用的影响。电子探针测试显示白云石的“雾心亮边”所含成分不同，“亮边”中FeO和MnO含量更高，显示为两期白云石化作用的产物。白云岩的亚毫米极纹层可能显示着微生物/有机质作用下原生白云石沉淀，在埋藏过程中白云石发生重结晶，在此过程里铁、锰元素加入，从而形成交代成因的含铁白云石及铁白云石，交代不彻底者具“雾心亮边”或环带结...