四川盆地南部下寒武统筇竹寺组页岩沉积微相研究

页岩气是我国未来一个重要的且比较现实的非常规油气资源,加强该领域的基础研究对页岩气油气成藏理论创新、页岩气开采技术运用和资源量的准确计算都非常必要.因此,本文运用野外露头资料、钻取岩芯和测井资料,以及页岩有机地球化学分析化验结果等大量第一手资料,通过详细分析四川盆地南部下寒武统筇竹寺组页岩沉积微相特征及其含气性特征,并结合研究区沉积相标志和测井相特征,明确指出泥质深水陆棚微相是四川盆地南部下寒武统筇竹寺组优质页岩最有利沉积微相带.     

米仓山构造带下寒武统筇竹寺组砂岩球状风化特征及成因机制

球状风化发育类型广泛,并且与人们的生产生活息息相关,但是人们对球状风化的研究却相对较少.为进一步研究其发育特征和形成机制,笔者通过薄片鉴定、扫描电镜、X-射线衍射、主量及微量元素分析等实验手段对米仓山构造带下寒武统筇竹寺组砂岩球状风化发育特征及成因机制开展了系统研究.研究表明,米仓山构造带下寒武统筇竹寺组砂岩的球状风化...     

滇东曲靖地区下寒武统筇竹寺组泥页岩储层特征研究

下寒武统筇竹寺组页岩是南方页岩气勘查开发重点关注的层位之一,但滇东地区下寒武统筇竹寺组黑色页岩储层研究程度较低。样品采自2014年新钻的曲页1井,对下寒武统筇竹寺组黑色泥页岩进行全岩和粘土矿物X衍射分析、TOC、岩石物性、比表面积等测试和扫描电镜实验,综合分析了滇东曲靖地区筇竹寺组泥页岩储层特征及孔隙类型。结果表明:滇东曲靖地区下寒武统筇竹寺组泥页岩矿物组成主要是石英(44.75%)、粘土矿物(25.47%)、长石(16.44%);发育粒间孔、粒内孔和有机孔3种类型孔隙;有机质孔隙发育,以中孔为主,具有一定的页岩气勘探开发潜力;页岩储层自上而下孔隙体积有逐渐变小的趋势,但在井深400 m~500 m发育高孔隙体积;泥页岩储集性能的重要指标——孔隙度主要受有机质含量及发育程度的制约。     

层序格架下构造—沉积分异对页岩气储层特征的控制——以四川盆地西南部筇竹寺组为例

为明确层序格架下不同构造—沉积分异格局内筇竹寺组富有机质页岩展布特征和页岩气储层差异特征。基于T-R层序模型划分筇竹寺组层序并建立层序地层格架,在层序格架约束下,对筇竹寺组岩心、测井、地球化学及孔隙结构资料进行分析。研究表明,筇竹寺组可识别及划分出4个层序界面与3个三级层序,各层序厚度表现为从绵阳—长宁裂陷的裂陷中心向裂陷外缘逐渐减薄,其中SQ2-RST的厚度在JS1—JY2地区大幅减薄,SQ3厚度减薄范围扩展至Z4—JS1一线。明确了层序格架内不同构造—沉积分异格局下筇竹寺组页岩气储层特征：TOC含量表现为TST大于RST,裂陷中心大于过渡带大于裂陷外缘;矿物含量表现为SQ1和SQ2以长石和石英为主,而SQ3以黏土和石英为主,过渡带的石英和黄铁矿含量高于裂陷外缘;孔隙度表现为过渡带大于裂陷外缘,SQ1低于SQ3和SQ2,且SQ1有机质孔发育较差。绵阳—长宁裂陷的构造—沉积分异作用控制了筇竹寺组沉积时期的地形地貌和水体深度,导致不同层序和构造—沉积分异格局下沉积水体的氧化还原条件、古生产力水平、自生矿物形成环境以及底板封闭性存在差异,并进一步影响了有机质的富集、矿物组分含量和孔隙发育特...     

川西南井研地区筇竹寺组页岩气特征

综合川西南井研地区JS1井钻井、测井等资料,对比邻区筇竹寺组、龙马溪组页岩储层岩性特征、厚度、有机质类型及含量、成熟度、裂缝、孔隙度、渗透率、矿物组成、压力、含气性等,分析认为JS1井地区筇竹寺组页岩有机碳大于2%、厚度大于100m、Ro在3%左右、石英含量大于40%、含气量平均1.8m3/t、裂缝发育,其余各项指标也较好,仅埋深较大。因此,川西南地区筇竹寺组及龙马溪组是下组合有利的页岩气勘探目标层系,与北美页岩气相比,也是适合开发的页岩层。     

川北地区下寒武统筇竹寺组钙质结核特征及成因机制

不同成因的钙质结核在研究沉积水体、早期成岩环境及泥页岩的压实程度方面具有重要意义。通过对川北地区旺苍县下寒武统筇竹寺组钙质结核抛光,发现结核内部具有层理、暗色圈层和张裂缝构造。结核和围岩的层理关系和具有漂浮状的微观结构特征表明,该地区结核是形成于压实作用之前的成岩早期结核。对结核中Al、Ti、Ca、K、Na元素分析表明,结核的元素分布受到结核内部裂缝的影响。结核内部富含生物碎屑和其形成深度为数十米的特征,推测结核主要是在硫酸盐还原带生长。结核具有暗色圈层之间层理不弯曲和元素移动的特征,揭示了结核为透入性生长,在整个结核生长阶段就开始大量同时结晶。Mg/Ca和Sr/Ca的比值说明,结核内部钙质成分为富镁方解石-生物成因方解石。结核中富含钙质成分的原因可能是围岩中的生物成因方解石大量向结核运移所致。裂缝的形态特征表明,裂缝为张裂缝。对结核上部地层的沉积特征研究表明,张裂缝的成因很可能与筇竹寺顶部的浊积岩和沧浪铺组底部的似瘤状灰岩快速搬运沉积有关。     

四川盆地下寒武统龙王庙组颗粒滩沉积组合及其对储集层的控制作用

基于前人研究成果, 综合四川盆地龙王庙组野外露头、钻测井、岩心及薄片等资料, 对龙王庙组的岩石类型、沉积亚相和岩石物性进行了详细的分析, 探讨了龙王庙组颗粒滩沉积组合的特征、分布规律及其对储集层发育的控制作用。结果表明： （1）四川盆地龙王庙组可以识别出4种主要的岩石类型, 垂向上主要发育3种与颗粒滩相关的水体向上变浅的沉积组合： 多期颗粒滩垂向叠置、颗粒滩—台坪（混积潮坪）、滩间海—颗粒滩（—台坪）;（2）颗粒滩沉积组合分布受控于古地貌和海平面升降;平面分布主要受控于古地貌, 多期颗粒滩垂向叠置组合主要发育在川中地区, 颗粒滩—台坪（混积潮坪）组合主要发育在川北、川西南地区, 滩间海—颗粒滩（—台坪）组合主要发育在川东、川东南地区;垂向分布主要受控于海平面升降, 与所处层序地层的位置有密切关系, 滩间海—颗粒滩组合多发育于层序中下部, 颗粒滩—台坪（混积潮坪）, 多期颗粒滩垂向叠置组合发育于层序中上部;（3）多期颗粒滩垂向叠置组合最有利于储集层发育, 其次是颗粒滩—台坪（混积潮坪）组合, 滩间海—颗粒滩（—台坪）组合储集层物性较差。     

川西南井研地区筇竹寺组页岩气特征北大核心CSCD

综合川西南井研地区JS1井钻井、测井等资料,对比邻区筇竹寺组、龙马溪组页岩储层岩性特征、厚度、有机质类型及含量、成熟度、裂缝、孔隙度、渗透率、矿物组成、压力、含气性等,分析认为JS1井地区筇竹寺组页岩有机碳大于2%、厚度大于100m、Ro在3%左右、石英含量大于40%、含气量平均1.8m3/t、裂缝发育,其余各项指标也较好,仅埋深较大。因此,川西南地区筇竹寺组及龙马溪组是下组合有利的页岩气勘探目标层系,与北美页岩气相比,也是适合开发的页岩层。     

川西南地区下寒武统筇竹寺组页岩气纵向差异富集主控因素

川西南地区筇竹寺组发育多套富有机质页岩,但上部优质页岩的含气性明显好于下部优质页岩.应用热解实验、物性测试、全岩矿物X衍射、低温氮气吸附、氩离子抛光-扫描电镜等方法对筇竹寺组页岩地化、储层、封盖条件等开展分析,揭示筇竹寺组页岩气纵向差异富集的主控因素.研究表明,页岩气差异富集的主要控制因素为:（1）页岩有机质富集程度:筇竹寺组上部页岩段TOC含量相对较高、分布集中,下部优质页岩段TOC含量较低且分布不均、分散,从而导致页岩纵向生烃物质条件、有机质孔隙发育及微孔（比表面）的差异.（2）页岩岩矿组成及储层特征:上部优质页岩段粘土含量高且以伊蒙混层为主,有利于吸附气富集,该页岩段以有机质孔隙为主,微孔相对比较发育但孔隙度较高,下部优质页岩以粘土矿物孔、脆性矿物粒间孔及微裂缝为主,介孔相对比较发育但孔隙度较低.（3）保存条件:上页岩段顶底板发育完整且岩性致密,对页岩气层具有较好的保护作用;下页优质岩段底部存在碳酸盐岩古风化壳,底板对页岩气的保存能力薄弱.因此,TOC含量高、粘土矿物含量高、有机质孔隙发育、顶底板条件好是决定上部优质页岩段含气性优于下部页岩段的主要因素.      

四川盆地下寒武统龙王庙组岩相古地理特征和沉积模式

在系统吸收前人研究成果的基础上,通过露头、岩心和薄片观察,结合测井和区域地质资料,探讨了四川盆地龙王庙组岩相古地理特征及沉积模式。研究认为:四川盆地及周缘在寒武系龙王庙组沉积时期为远端变陡的缓坡环境,自西向东依次发育近岸潮坪—内缓坡—中缓坡—外缓坡相带。其中四川盆地主体位于内缓坡,它又可划分为浅水内缓坡、局限内缓坡和开阔内缓坡三个古地理环境,发育颗粒滩、滩间海、正常湖、局限湖和潮坪等5种亚相。在纵向上龙王庙组沉积期经历了上下两个海侵—海退的短期旋回。古地貌较高的浅水内缓坡主要发育上旋回,以颗粒滩和滩间海亚相为主,沉积了较厚层的砂屑白云岩、鲕粒白云岩、细晶白云岩、粉晶白云岩等。局限内缓坡和开阔内缓坡的下旋回发育了2套完整的湖—台坪组合,岩性以泥晶灰岩为主。上旋回普遍发生了白云石化,水体能量总体较弱;其中在局限内缓坡由于水流不畅、环境局限,以上旋回发育膏盐岩为特征。四川盆地及周缘缓坡台地的沉积特征和沉积模式的主控因素有三个:即古构造控制了沉积体系和沉积相类型;海平面升降控制了沉积物的垂向叠置和演变;古地貌和水体能量控制了沉积物类型和沉积微相分异。据此预测了安岳—南充—剑阁一带为有利储层的分布区。     

川西南地区下寒武统筇竹寺组页岩热演化史及页岩气成藏意义

页岩热演化史与页岩气的成烃、成藏过程关系极为密切.一方面,页岩热演化过程决定了页岩生烃过程、页岩气类型和生气量;另一方面,页岩有机孔隙的形成与页岩热演化过程密切相关.在前期热史恢复基础上,以锆石（U-Th）/He和沥青反射率R_b等古温标进行标定,模拟了川西南地区代表性钻孔下寒武统筇竹寺组页岩热演化史,探讨了页岩热演化过程与页岩气成烃、成藏的关系.研究结果表明,川西南地区下寒武统筇竹寺组页岩热演化过程和生烃史差异性明显,可以识别出两种模式:加里东期坳陷区,筇竹寺组页岩在加里东期成熟,中?晚二叠世期间快速演化定型,两个生烃高峰期分别出现在志留纪（生油高峰?湿气阶段）、中?晚二叠世（干气阶段）,此后再无明显的生烃活动;加里东期古隆起区,筇竹寺组页岩在加里东期未熟?低熟,晚海西期?燕山期持续增熟,亦存在两期生烃高峰,分别是中?晚二叠世（生油高峰阶段）、晚侏罗世?早白垩世（湿气?干气阶段）,筇竹寺组页岩生烃过程持续到晚白垩世末期.分析表明中?晚二叠世期间筇竹寺组页岩的埋深差异造成了其受峨眉山地幔柱热效应的影响不同,进而决定了加里东期坳陷区与隆起区筇竹寺组页岩热演化过程和生烃史差异,并最终导致了威远?犍为地区筇竹寺组页岩含气性优于盆地外围.综合川西南地区筇竹寺页岩生烃史和孔隙度演化模型,将川西南成藏条件相对优越的威远?犍为地区筇竹寺组页岩气成藏过程分为4个阶段:早古生代时期源?储?盖形成和生物气成藏阶段、中?晚二叠世期间初始成藏阶段、晚侏罗世?早白垩世主成藏阶段和晚白垩世以后调整改造阶段.该成果以页岩热演化过程为切入点解释了川西南威远?犍为地区与盆地外围下寒武统筇竹寺组页岩气成藏差异的原因.      

川北地区寒武系筇竹寺组钙质结核裂缝充填物特征及指示意义

川北地区寒武系筇竹寺组钙质结核泥页岩中早成岩期钙质结核较发育,结核裂缝中见多期次矿物充填。为揭示钙质结核裂缝形成机理,本次结合岩石学特征及地球化学特征等开展系统研究。川北筇竹寺组钙质结核裂缝中见三~四期矿物充填。第一期微晶方解石表面较脏,阴极发光暗淡,δ13C_(PDB)、δ18O_(PDB)平均值分别为-4.26‰及-7.69‰;第二期为细—中晶粒状方解石充填,阴极发光为橘黄色,流体包裹体均一温度为平均值为86.4℃,δ13C_(PDB)、δ18O_(PDB)平均值分别为-3.15‰及-7.41‰;第三期为粗晶方解石充填阴极发光暗淡,流体包裹体均一温度平均值为96.6℃,δ~(13)C_(_(PDB))、δ~(18)O_(_(PDB))平均值分别为-1.73‰及-10.28‰;第四期为重晶石充填。结合区域构造史—热演化史分析表明,钙质结核裂缝中四期充填物分别指示早期脱水、烃源岩早成熟期生烃、加里东构造运动抬升释压及深埋藏期硫酸盐热还原作用事件。     

川东及其周缘地区下寒武统龙王庙组沉积相

通过野外露头、钻测井、三维地震及区域地质调查等资料的综合研究发现,川东及其周缘地区下寒武统龙王庙组岩石类型以碳酸盐岩(粉晶白云岩、颗粒白云岩、泥晶灰岩和颗粒灰岩)为主,局部发育大套蒸发岩(膏岩和云质膏岩)及碳酸盐岩与碎屑岩的混合沉积;识别出局限台地相、开阔台地相、蒸发台地相和混积台地相4种沉积相类型,以局限台地相最为发育;川东及其周缘地区龙王庙组各沉积相带呈北东—南西向展布,混积台地相分布于研究区西北部,蒸发台地相集中发育在研究区西部华蓥山断裂东侧,局限台地相分布于混积台地相以东到盆地东边界以西的地区,开阔台地相分布于局限台地相以东到广海的部分地区。     

川北地区下寒武统龙王庙组沉积相 及与储层的关系

以四川盆地北部下寒武统龙王庙组为研究对象,利用野外露头、测井及岩心等资料,探讨了川北地区下寒武统龙王庙组的沉积相类型及特征,并分析了其对储层的影响。研究认为:川北地区在早寒武世龙王庙期的沉积环境为碳酸盐台地,发育潮坪、局限台地和开阔台地等3种相带,这些相带又进一步细分为混积潮坪、台内点滩、潟湖和滩间海等4种亚相。其中,混积潮坪亚相主要发育砂质白云岩坪、白云岩坪等,部分地区可见潮道;台内点滩亚相以砂屑白云岩最为常见,沉积厚度不大;潟湖亚相以白云质潟湖沉积和白云质灰质潟湖沉积为主,分布面积大;滩间海亚相沉积物以深灰色块状石灰岩为主,局部夹白云质豹斑灰岩。纵向上,大部分地区龙王庙组沉积由2次海退旋回构成,潟湖主要发育在单个沉积旋回的中下部;台内点滩主要发育在沉积旋回的中、上部,单个滩体厚度较薄;混积潮坪发育在旋回顶部,即旋回末期。平面上,由于受古陆影响,研究区自西向东具有物源供应减少、沉积水体逐渐变深,以及沉积相从潮坪—局限台地—开阔台地过渡的特征,台内点滩主要围绕局限潟湖分布。结合不同沉积相带储层物性的分析,认为台内点滩的颗粒白云岩储集性能最好,晶粒白云岩次之,膏盐岩最差。龙王庙组储层发育的最有利沉积环境为台内点滩。     

四川盆地下寒武统龙王庙组浅水碳酸盐岩台地沉积相特征及模式*

准确建立四川盆地龙王庙组沉积模式和精细刻画颗粒滩时空分布规律,是提高天然气勘探成功率的关键。依据野外露头、钻井、测井和地震等资料,综合分析四川盆地及周缘下寒武统龙王庙组沉积相类型及特征;以四级层序为单元,精细刻画等时地层格架内沉积相时空展布特征,建立沉积模式,揭示颗粒滩发育规律,指出下一步天然气勘探方向。结果表明: (1)四川盆地及周缘龙王庙组发育典型浅水碳酸盐岩镶边台地沉积体系,自盆地西缘向东依次发育混积潮坪、局限台地(颗粒滩、云坪和咸化潟湖等微相类型)、开阔台地(颗粒滩、灰坪等微相类型)、台地边缘和斜坡—盆地等沉积相类型;(2)建立了“一凹两隆,双滩成带”的沉积模式,颗粒滩的发育主要受控于古地貌和相对海平面升降,具体表现为垂向上主要发育于四级层序海退时期,平面上沿台地边缘带和围绕咸化潟湖的相对隆起区呈带状分布。由于颗粒滩是优质储集层发育的有利相带,因此该结果可为四川盆地寒武系龙王庙组下一步天然气勘探提供沉积地质基础。     

Sedimentary facies and model of shallow water carbonates platform of the Lower Cambrian Longwangmiao Formation in Sichuan Basin

Building the sedimentary model accurately and delineating the spatial-temporal distribution of grain bank are the keys to increase the rate of success in natural gas exploration. Thus,the types and characteristics of sedimentary facies of the Longwangmiao Formation in the Sichuan Basin were studied based on field outcrops,drilling,logging and seismic data. Taking a fourth-order sequence systems tract as a unit,the spatial-temporal distribution characteristics of sedimentary facies within the chronostratigraphic framework were precisely described,and the depositional model of the Longwangmiao Formation was established to reveal the development mechanisms of grain bank and point out the future natural gas exploration. The results showed that: (1)The typical shallow carbonate platform depositional system was developed in the Longwangmiao Formation of the Sichuan Basin and its surrounding areas. Mixed tidal flat,restricted platform(microfacies types including grain bank,dolomitic tidal flat,lagoon,and gypsum lagoon),open platform(microfacies types including grain bank,lime tidal flat),platform margin,and slope-basin were developed from the edge to the interior of the basin;(2)A sedimentary model was established,which was characterized by “one depression,two uplifts,and two grain banks in the form of belts”. The development of grain banks was mainly controlled by palaeo-topography and relative sea-level fluctuation. It was mainly developed in the highstand systems tract of a fourth-order sequence vertically,and distributed as a belt along the platform margin and around the lagoon area horizontally. Our paper pointed out the grain shoal deposits are the material basis for the development of high-quality reservoirs,the results thus provide a sedimentary geological basis for future natural gas exploration of the Cambrian Longwangmiao Formation in the Sichuan Basin.