湘西北ZY3井五峰组页岩地球化学特征与有机质富集控制因素

根据对湘西北ZY3井五峰组页岩中笔石化石、岩性特征、GR曲线和TOC含量分析,明确了研究区为WF2—WF3笔石带沉积时期。选取ZY3井WF2—WF3页岩笔石带20个样品进行微量元素和有机碳同位素测试,分析其在垂向上的变化特征,进而揭示湘西北五峰组页岩有机质富集的控制因素。研究结果表明:页岩中有机碳含量在WF2较低,为0.17%～0.86%,在WF3含量较高,为0.57%～2.28%。V/Cr、Ni/Co、V/(V+Ni)和U/Th值指示WF2和WF3晚期为次氧化环境,WF3早期为缺氧环境。页岩中P/Al值和Ba_xs含量指示WF2及WF3均具有相对高的古生产力水平。但TOC与P/Al值和Ba_xs之间的弱相关性而与氧化还原环境指标之间强烈的正相关性表明,有机质的富集主要受控于氧化还原环境。Ce异常和Mo/TOC值表明了波动频繁的海平面和中等—强滞留局限盆地对五峰组古氧化还原环境造成的影响。WF2由于隆后盆地形成初期海平面上升,形成次氧化环境,WF3早期海平面上升和局限滞留盆地耦合造成底层水体缺氧,WF3晚期由于湘鄂西水下高地进入隆升高峰期导致相对...     

海相页岩综合层序地层划分及垂向分布特征 ——以川东南地区五峰组—龙马溪组为例

为探讨海相页岩中层序边界的识别、层序划分以及垂向上的演变特征,并给页岩中标准化层序地层的研究以及页岩气的勘探开发提供参考,以川东南地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组黑色富有机质海相页岩为例,综合利用野外剖面、岩芯、岩石薄片、古生物化石、测井、地球化学资料,结合层序地层学理论对海相页岩进行层序界面的识别和层序的划分。研究建立了以岩性界面直观反映物理特征,以测井反映地层叠加样式,以古生物笔石限定时间概念,以地球化学参数TH/U反映氧化还原环境和TOC反映有机质旋回性的海相页岩多参数层序边界识别方法;进而分析了垂向的层序发育特征以及连井层序特征,明确了五峰组—龙马溪组龙一段先后经历了三次较大规模的海侵—海退旋回,划分出3个三级层序和7个体系域;探讨了海退—海侵事件以及冰期气候对相对海平面升降的控制作用,建立了在冰期气候、古陆抬升、上升洋流以及浊流等影响因素下以体系域为单元海侵—海退的海相页岩垂向层序演化模式;体系域SQ1-TST、SQ2-TST以及SQ2-EHST为有机质富集的重点层位,SQ3-TST为次一级的有机质富集层位。     

四川盆地及其周缘五峰组-龙马溪组有机质差异富集的主控因素探讨

近些年来,四川盆地及其周缘五峰组-龙马溪组页岩气勘探开发实践表明页岩气具有差异富集特征。基于四川盆地及其周缘五峰组-龙马溪组页岩TOC、XRD及元素等分析数据,结合前人已发表的相关数据资料,对川南、川东及川东北地区开展了有机质差异富集特征初步分析,并从矿物组分（黏土矿物含量）、保存条件及古生产力3个方面探讨其控制因素。研究表明：1）有机质差异富集特征表现为：五峰组沉积时期,四川盆地及其周缘有机质富集程度差异相对较小,川东地区有机质富集程度略高于川南地区和川东北地区;而龙马溪组沉积早期,有机质富集程度差异相对较大,川东北地区有机质富集程度明显高于川东地区和川南地区;2）差异的保存（氧化还原）条件是造成四川盆地及其周缘不同地区五峰组-龙马溪组有机质差异富集的主控因素。     

渝东南地区五峰-龙马溪组层序地层特征及地质意义

在野外露头观察与实测的基础上,将钻井、录井及实测资料相结合,运用沉积学与层序地层学相关理论方法,对渝东南地区五峰-龙马溪组沉积特征和层序充填特征进行深入研究,并探索油气地质意义。五峰-龙马溪组页岩野外沉积特征明显,识别度高,厚度60~130 m,下部为硅质页岩,向上砂质含量逐渐增加,岩性过渡为泥质粉砂岩。通过测井曲线特征、岩性、沉积构造响应及海平面升降,可将五峰-龙马溪组划分为4个三级层序,海侵体系域和高位体系域对称发育,横向上连续性较好,纵向上特征明显;Sq1海侵体系域在研究区内广泛发育,沉积一套硅质页岩,Sq2上部开始发育高位体系域沉积,对应为泥质粉砂岩沉积,Sq3下部发育海侵体系域泥岩沉积,Sq4以高位体系域为主,发育泥质陆棚相炭质页岩沉积。五峰-龙马溪组在整个层序充填过程中受到构造运动和海平面升降的控制,物源主要来自东南缘雪峰古隆起,早期的火山热事件为页岩中大范围硅化现象提供硅质来源的同时,为该时期浮游生物提供了生存条件,促进了五峰-龙马溪组页岩中有机质的发育,为页岩气富集成藏提供了充足的气源。     

上扬子地区五峰组-龙马溪组页岩层序地层及演化模式

学者们在页岩层序划分与构成等方面还存在较大分歧;其次,现有研究中针对页岩非均质性在层序格架内的变化特征及成因规律方面亦有不足.五峰组-龙马溪组页岩是上扬子地区重要的页岩气勘探层位之一,通过钻井岩心、露头剖面、常规测井、能谱测井和地球化学参数等资料,对上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组黑色页岩层序地层学进行了定量分析.在五峰组-龙马溪组识别出3个三级层序,其中五峰组为一个三级层序,进一步划分出海侵体系域（五峰组下部黑色页岩）和高位体系域（五峰组上部观音桥段）;龙马溪组一段作为一个三级层序,进一步划分出海侵体系域、早期高位和晚期高位体系域;龙马溪组二段和三段为一个三级层序,进一步划分出低位体系域、海侵体系域和高位体系域.以不同体系域为单元分析了五峰组-龙马溪组层序发育与沉积环境特征,揭示了各体系域内古生产力与水体氧化还原条件对有机质富集的控制机理,总结并提出了系统的五峰组-龙马溪组黑色页岩层序地层垂向演化模式.      

湘西北地区五峰-龙马溪组页岩物质组成特征与页岩气潜力分析

为了研究湘西北龙山-永顺地区上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组页岩气资源勘探潜力,利用野外典型露头地质剖面资料,通过对典型剖面页岩样品的系统观测、采样、利用有机地球化学和矿物组成特征研究,评价研究区目标地层页岩的成烃成藏物质基础。研究结果表明,研究区五峰-龙马溪组黑色泥页岩普遍具有有机碳含量高、残留可溶有机质氯仿沥青"A"低、生烃潜能S₁+S₂指数略低。分子生物标志化合物分析显示,正构烷烃无明显奇偶优势,受一定程度的微生物降解影响,多表现为双峰型（C₁₈/C₂₅）,∑C₂₁-/∑C₂₂₊值为0.45~1.11,显示轻烃组分缺失,重烃组分占绝对优势;Pr/Ph值范围在0.27~0.44,具有植烷优势,显示原始有机质发育于较强还原沉积环境。烃源岩样品饱和烃组成相对丰度五环三萜烷 > 三环萜烷 > 四环萜烷,三环萜烷中C₂₁、C₂₃、C₂₄呈倒V字形分布,Ts/Tm为0.39~0.66。C₂₇规则甾烷含量略大于C₂₉规则甾烷,显示沉积母质以浮游生物及海洋型自养菌为主,亦含有部分藻类为主的有机质输入。镜质组反射率Ro均在2.57%~3.01%,普遍小于3%,已经达到了过成熟阶段。全岩矿物组成成分分析显示,页岩中脆性矿物为主要组成成分,其次为黏土矿物。综合页岩有机和无机物质组成分析结果,提出研究区湘西北五峰-龙马溪组页岩具备页岩气成烃成藏的物质条件基础,有机质含量高、热演化程度适中、脆性和吸附性较好,为深入开展页岩气勘探目标区优选奠定了工作基础。     

重庆焦页143-5井五峰组-龙马溪组黑色页岩有机质富集机理

上扬子地区五峰组-龙马溪组黑色岩系是我国南方重要的海相烃源岩,也是目前我国页岩气勘探开发的重要层位之一,前人对其有机质富集因素的综合分析和富集因素之间的关系研究较少.以渝东南武隆地区焦页143-5井为例,对五峰组-龙马溪组下段黑色岩系进行了地层学及古海洋环境的研究,探讨了古气候、火山活动、古海洋生产力和氧化还原特征及其...     

四川盆地东部五峰组—龙马溪组黑色页岩有机质富集规律探讨

奥陶-志留交替时期是地球历史时期中的关键时期,该时期华南地区沉积的五峰组-龙马溪组黑色页岩是现阶段我国页岩气勘探的重点层位,多套斑脱岩存在于黑色页岩内,指示该时期研究区经历过多期连续的火山活动。本文选取了四川盆地东部华地1井和武隆黄莺乡五峰组-龙马溪组剖面,以黑色页岩和斑脱岩为研究对象,通过野外考察、元素地球化学等分析方法,系统地分析了有机质富集的主控因素（陆源输入、古生产力、古氧化还原条件）,并在此基础上分析斑脱岩与页岩有机质富集间的关系。结果显示,研究区五峰组-龙马溪组黑色页岩TOC呈高-低-高模式,氧化还原指标（V/V+Ni、V/Cr、Ni/Co）表明水体经历了厌氧-富氧-厌氧的过程,生产力指标（Cu、Ba_bio、Si_bio）、陆源输入指标（Ti/Al、Zr/Al、Th/Al）表明五峰和龙马溪组具较高的生产力和陆源输入,观音桥组较两者均低,三者与有机碳的相关关系反映氧化还原条件对有机质富集作用最大,生产力次之,陆源输入最弱。从斑脱岩发育特征与有机碳、生产力和氧化还原条件的关系看,频繁的火山活动可能对五峰和龙马溪组有机质的保存产生双促作用,一是为海洋提供营养物质,提升其生物生产力;二是火山灰飘落至海水表面阻止了部分光照进入,海底缺氧环境加剧,造成生物大量死亡并落入海底,作为有机质埋藏。     

川南五峰组—龙马溪组有机质富集规律——基于旋回地层学的研究

基于钻井、测井资料,应用旋回地层学、地球化学等方法,探讨天文轨道周期驱动下的海平面变化对川南地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩有机质聚集的影响.应用川南地区Y8井GR数据序列,对五峰组—龙马溪组开展旋回地层学研究,识别了记录在沉积物中的斜率长周期(1.2 Ma)、长偏心率周期(405 ka)及短偏心率周期(100...     

川南古蔺地区仁页1井五峰组—龙马溪组生物地层及成藏特征

四川盆地南部古蔺地区(以下简称川南古蔺地区)处于盆缘构造转折部位,靠近黔中隆起,仁页1井钻探揭示该区发育五峰组—龙马溪组下部黑色页岩,笔石种类和含量丰富.为了揭示该区笔石生物地层特征及其对页岩气成藏的影响,根据仁页1井岩芯资料,本研究开展笔石生物地层划分,建立了该区凯迪期—埃隆早期笔石生物地层序列,并与四川盆地及周缘的...     

中国南方五峰组-龙马溪组页岩中笔石与有机质富集关系探讨

中国南方奥陶纪-志留纪之交广泛沉积了以五峰组和龙马溪组为代表的笔石页岩。基于对重庆巫溪地区五峰组-龙马溪组底部页岩段中近400件页岩样品中笔石丰度的统计及100件页岩样品有机碳含量（TOC,%）的分析测试结果,选择其中23件不同笔石丰度与TOC的页岩样品开展页岩中笔石体与围岩（非笔石体部分）TOC的对比实验,并结合能谱分析测试结果,探讨笔石与有机质富集的关系。初步研究认为:①五峰组-龙马溪组页岩中笔石体的C、O等元素含量较高,其TOC明显高于围岩,是页岩有机质的贡献者之一;②五峰组-龙马溪组页岩全岩TOC与笔石丰度及笔石体TOC相关性均较差,而与围岩TOC相关性较好,这指示着页岩中笔石丰度对有机质富集影响较小。     

大巴山前缘五峰组-龙马溪组干酪根碳同位素特征与有机质类型

大巴山前缘五峰组-龙马溪组有机质类型组成存在较大争议。在万源曹家、城口周溪、巫溪田坝、巫溪白鹿和巴东两河口等地区采集代表性样品进行有机碳含量、成熟度和干酪根碳同位素分析。五峰组-龙马溪组δ¹³C组成分布为-31.1‰~-28.2‰,田坝地区δ¹³C最轻,两河口地区δ¹³C最重。大巴山前缘干酪根类型是碳同位素组成的主要控制因素,有机质成熟度和有机碳含量影响较小。当有机质处于高成熟演化阶段,有机碳含量越高,δ¹³C组成偏轻;有机质处于过成熟演化阶段,有机碳含量越高,δ¹³C组成偏重,变化幅度小于1.2‰。按照干酪根碳同位素组成划分干酪根类型原则,大巴山前缘五峰组-龙马溪组有机质类型为I型(腐泥型)和Ⅱ₁型(腐殖腐泥型)。     

上扬子地区双河露头五峰组—龙马溪组下段化学层序地层分析

综合地球化学、高分辨层序地层学理论方法,利用双河露头资料及样品分析测试,采用多元统计方法优选出陆源输入强度相关元素组合Al-K-Ti-Mg-Rb-Cr-Zr、自生沉淀强度相关元素组合Ca-Mn-Ba-Co、有机质吸附及还原强度相关元素组合V-Ni-M0-U-Cu-Zn作为化学层序地层划分指标体系,将双河露头五峰组划分为...     

渝东北地区五峰组—龙马溪组页岩气地质特征及其勘探方向探讨

渝东北地区五峰组—龙马溪组暗色泥页岩沉积厚度介于30.92~164.47m之间,其中在朝阳镇咸池剖面及田坝一带厚度最大,往研究区东西两侧具有减薄的趋势。全区总有机碳含量平均3.32%,中部(平均3.93%)和西部(平均3.59%)相对东部(平均2.77%)具有更高的有机质丰度。有机质以I型腐泥型为主,西部个别剖面及东部栗子坪一带夹少量Ⅱ_1—Ⅱ_2型干酪根,其成熟度普遍处于高成熟—过成熟阶段,呈现自北向南升高的趋势。石英、脆性矿物含量普遍较高(尤其是中西部区块),黏土矿物较低,更易产生储气裂缝及利于后期压裂。储层特征方面,中部地区泥页岩具有更高的孔隙度和较低的渗透率,同时比表面积也相对更高,以有机质孔隙为主。中部区块田坝—朝阳—文峰一带含气性最好,结合页岩厚度、总有机碳含量分布、储层条件及构造保存条件分析,本区中部区块田坝—朝阳—文峰一带具有更好的页岩气勘探前景,是该区下一步勘探的重点区域。     

四川盆地五峰组—龙马溪组笔石与页岩气关系探讨

前人对笔石的研究主要用于地层划分和沉积环境分析,对笔石与页岩气之间的关系研究甚少。充分利用取心井岩心分析资料、钻井地质资料、实验分析资料和测录井资料,结合不同沉积环境的笔石类型,将JYDA-E井奥陶系五峰组分成4个笔石带(WF1-WF4)、志留系龙马溪组划成6个笔石带(LM1-LM7,LM2缺失),其中WF2-LM4的TOC含量高、有机孔隙发育,属于页岩气有利开发层段。研究发现:笔石的演化和有机质的富集具有相同的沉积环境;笔石的丰度和TOC、有机孔隙度以及气测全烃含量具有正相关关系,笔石的演化对页岩有机质丰度、有机孔的形成具有一定贡献,并在一定程度上影响其含气性,属于页岩气储层评价的一项重要指标。四川盆地五峰组-龙马溪组页岩气形成和笔石的形成演化存在成因上的关联,这对页岩气储层研究具有借鉴意义。     

论海相页岩气富集机理——以四川盆地五峰组—龙马溪组为例

深入探究页岩气富集机理是保障勘探开发高效推进的基础。本研究通过对四川盆地五峰组—龙马溪组页岩气勘探开发实践的系统分析,梳理总结前人研究成果,从生成机理、运移机理、赋存机理和保存机理四个方面对海相页岩气富集机理进行了深入分析,并讨论了深层和常压页岩气的勘探开发潜力。结果表明：在生成机理方面,埋藏史和热演化史控制了页岩生排烃史、生排烃量和现今含气量;页岩气运移机理涉及运移动力、运移相态、运移方式和运移通道四方面内容,页岩气运移主要是烃源岩内的初次运移,同时讨论了初次运移的影响因素;在赋存机理方面,甲烷—页岩间表现出单/多分子层吸附和微孔充填等多种赋存机制,组分润湿性和孔隙有效性是决定甲烷吸附赋存和解吸运移的关键;在保存机理方面,盖层和物性自封闭是主要的保存机理,构造运动引起的裂缝—流体活动是页岩气保存条件遭到破坏的主要原因,流体活动时间和期次研究是页岩气保存条件和含气量定量评价的重要内容。页岩气富集机理的系统分析和创新认识为页岩气勘探开发评价提供了重要依据,建议加强页岩气演化历史全过程的动态评价。结合深层和常压页岩气勘探实践,分析了深层和常压页岩气的成因机制及主要特征,指出了下一步攻关内容及勘探方向。     

四川盆地及周缘五峰组—龙马溪组富有机质页岩沉积演化模式

四川盆地及周缘地区上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组富有机质页岩是我国页岩气勘探开发的主要层位,厚度20~60 m,该套富有机质页岩的时空展布差异明显。通过对重点剖面及钻井的岩芯观察、笔石生物地层划分、地化及矿物分析,明确了四川盆地及周缘不同地区富有机质页岩的时空展布特征,建立了3种富有机质页岩沉积演化模式:1）长宁-威远"三隆夹二洼"沉积演化模式:长宁地区富有机质页岩主要沉积于WF2-LM5,威远地区为LM1-LM8,隆起区域富有机质页岩沉积受到不利影响。2）黔渝地区的"渐进式"沉积演化模式:该区域呈现越靠近盆地内部,富有机质页岩沉积结束的时间越晚的趋势,焦石坝区域是富有机质页岩的沉积中心,其他区域厚度相对较薄。3）川东北地区的"稳定抬升型"沉积演化模式:位于盆地中心的巫溪2井区域的富有机质页岩厚度大,沉积持续时间长（WF2-LM9）,盆地边缘区域富有机质页岩厚度明显变薄,区域呈现整体抬升趋势,随时间推移,富有机质页岩沉积范围越来越小。总体而言,富有机质页岩的沉积主要受广西运动的影响,富有机质页岩沉积中心有逐渐向北迁移的趋势,埃隆阶后仅威远和巫溪区域沉积富有机质页岩。研究成果对该地区页岩地层的精细对比具有重要的指导意义。     

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。     

高分辨率化学层序地层学在深水细粒沉积中的应用:以上扬子地区六塘露头五峰组—龙马溪组下段为例

综合化学地层学、层序地层学的理论和方法,利用重庆石柱县六塘露头实测资料及样品分析测试资料,优选出陆源输入强度相关元素组合Al-K-Ti-Rb-Cr-Zr、自生沉淀强度相关元素组合Ca-Mn-Mg-Ba-Zn、有机质吸附及还原强度相关元素组合V-Ni-Mo-U-As作为化学层序地层划分指标体系,将六塘露头五峰组划分为LCW层序,龙马溪组下段自下而上细分为MCL1-1、MCL1-2、MCL1-3、MCL1-4层序。陆源输入强度相关主量、微量元素组合总量在层序界面附近相对较高,而在最大海泛面附近相对较低,具有元素总量减少→增加的旋回性变化特征;而自生沉淀强度相关主量元素组合总量和微量元素组合总量、有机质吸附及还原强度相关微量元素组合总量在层序界面附近一般较低,在最大海泛面附近一般较高,具元素总量增多→减少的旋回性变化特征。这种不同成因意义的元素组合总量旋回性变化是区域海平面变化的响应,具有区域一致性,可作为区域地层对比依据。