川东南下寒武统牛蹄塘组烃源岩特征及有效性分析

通过地球化学分析、储层沥青薄片镜下鉴定,对川东南下寒武统牛蹄塘组烃源岩宏观特征以及微观地球化学特征进行深入研究,并以震旦系灯影组古油藏为例分析了烃源岩的有效性。结果表明,牛蹄塘组烃源岩厚度稳定,底部暗色泥页岩分别厚约25m-43m,平均有机碳含量介于0．5％-1．0％,现今已达过成熟阶段,为中等烃源岩。牛蹄塘组泥页岩是灯影组古油藏的主要烃源岩,古油藏原油裂解气是灯影组气藏成藏的物质基础。     

黔北下寒武统牛蹄塘组烃源岩的生物标志物 特征和沉积环境

为研究黔北地区下寒武统牛蹄塘组烃源岩母质来源和沉积环境,开展了生物标志化合物分析,结果表明：①正构烷烃OEP接近1.0,无明显奇偶优势,受轻微生物降解影响,正构烷烃多表现为双峰型(C18/C25),(nC21+nC22)/(nC28+nC29)值为0.54~1.01,显示重烃组分占绝对优势;Pr/Ph值范围在0.51~0.82之间,具有植烷优势。②烃源岩样品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+Ts)为0.45~0.50。③C27规则甾烷/C29规则甾烷略小于1或者接近1,芳烃化合物DBT/P为0.05~0.09。根据这些特征并结合干酪根同位素及正构烷烃同位素组成和变化规律,认为该区域下寒武统牛蹄塘组烃源岩形成于浅海还原环境,且有机质主要来源于细菌、藻类等低等水生生物,有机质热演化程度较高。根据常量、微量元素指标并结合有机地化指标刻划出从灯影组到牛蹄塘组和明心寺组沉积时期的水体环境,将牛蹄塘组烃源岩的形成分为3个阶段,第一阶段为早寒武世初始快速海侵阶段,第二阶段为深水还原高有机质产力阶段,第三阶段为海水缓慢变浅高有机质产力阶段,而到了明心寺组沉积时期为浅水氧化非烃源岩阶段。     

黔北下寒武统牛蹄塘组烃源岩的生物标志物特征和沉积环境

为研究黔北地区下寒武统牛蹄塘组烃源岩母质来源和沉积环境,开展了生物标志化合物分析,结果表明：④正构烷烃OEP接近1．0,无明显奇偶优势,受轻微生物降解影响,正构烷烃多表现为双峰型（c18／c25）,（nC2＋nC22）／（nC28＋nC29）值为0．54～1．01,显示重烃组分占绝对优势;Pr／Ph值范围在0．51-0．82之间,具有植烷优势。②烃源岩样品组成相对丰度五环三萜烷〉5-g,萜烷〉四环萜烷,三环萜烷中C21、C23、C24呈倒V字形分布,Ts／（Tm＋Ts）为0．45-0．50。⑧C27规则甾烷／c∞规则甾烷略小于1或者接近1．芳烃化合物DBT／P为0．05-0．09。根据这些特征并结合干酪根同位素及正构烷烃同位素组成和变化规律,认为该区域下寒武统牛蹄塘组烃源岩形成于浅海还原环境,且有机质主要来源于细菌、藻类等低等水生生物,有机质热演化程度较高。根据常量、微量元素指标并结合有机地化指标刻划出从灯影组到牛蹄塘组和明心寺组沉积时期的水体环境,将牛蹄塘组烃源岩的形成分为3个阶段。第一阶段为早寒武世初始快速海侵阶段,第二阶段为深水还原高有机质产力阶段,第三阶段为海水缓慢变浅高有机质产力阶段,而到了明心寺组沉积时期为浅水氧化非烃源岩阶段。     

黔西纳雍地区下寒武统牛蹄塘组黑色岩系生物标志物的特征

以贵州纳雍地区下寒武统牛蹄塘组黑色页岩为研究对象,分析其中的生物标志化合物。结果表明：奇偶优势(OEP)均值为1.08,接近平衡值1.00,无明显奇偶优势,姥鲛烷与植烷比(Pr/Ph)均值小于1,具明显的植烷优势;萜烷丰度顺序为五环三萜烷>三环萜烷>四环萜烷,规则甾烷以C27略占优势,ΣC27/ΣC29的均值为1.41,大于1,显示有机质来源以浅海相菌藻类等低等水生生物为主;C32αβ22S/(22S+22R)平均值为0.59, Ts/(Ts+Tm)值为0.43,βα-莫烷/αβ-藿烷平均值为0.124,C29甾烷的20S/(20S+20R)平均值为0.39,C29甾烷αββ/(αββ+ααα)平均值为0.41,均表明纳雍地区黑色岩系中的有机质均接近或达到成熟阶段。根据这些特征可以推断,该区域早寒武世牛蹄塘组黑色岩系形成于浅海还原环境,有机质热演化程度较高,其母质主要来源于细菌、藻类等低等水生物。     

黔西纳雍地区下寒武统牛蹄塘组黑色岩系生物标志物的特征

以贵州纳雍地区下寒武统牛蹄塘组黑色页岩为研究对象,分析其中的生物标志化合物。结果表明：奇偶优势(OEP)均值为1.08,接近平衡值1.00,无明显奇偶优势,姥鲛烷与植烷比(Pr/Ph)均值小于1,具明显的植烷优势;萜烷丰度顺序为五环三萜烷>三环萜烷>四环萜烷,规则甾烷以C27略占优势,ΣC27/ΣC29的均值为1.41,大于1,显示有机质来源以浅海相菌藻类等低等水生生物为主;C32αβ22S/(22S+22R)平均值为0.59, Ts/(Ts+Tm)值为0.43,βα-莫烷/αβ-藿烷平均值为0.124,C29甾烷的20S/(20S+20R)平均值为0.39,C29甾烷αββ/(αββ+ααα)平均值为0.41,均表明纳雍地区黑色岩系中的有机质均接近或达到成熟阶段。根据这些特征可以推断,该区域早寒武世牛蹄塘组黑色岩系形成于浅海还原环境,有机质热演化程度较高,其母质主要来源于细菌、藻类等低等水生物。     

贵州绥阳地区下寒武统牛蹄塘组页岩气地质特征及勘探方向

贵州绥阳地区广泛发育下寒武统牛蹄塘组海相黑色碳质页岩。页岩的厚度在30~50 m,埋藏深度小于3 000 m,具有较好的区域性封盖层,保存条件良好,是区内主要的页岩气目的层。页岩的有机质丰度TOC为1.5%~3.0%,成熟度Ro为1.0%~3.5%。推测总含气量为0.3~1.2 m3/t,地质资源量为639.5×108m3,资源潜力较大。页岩气可在区内隆起的低部位等处富集成藏。综合页岩气的区域地质特征和保存条件,提出了绥阳地区东北部是今后页岩气的重点勘探区域。     

湖南省桑植地区下寒武统牛蹄塘组页岩气成藏条件分析

桑植地区发育了牛蹄塘组海相黑色页岩,前人对该区古生界下寒武统页岩气成藏条件研究相对较少。在文献调研的基础上,结合野外实地勘查和试验分析,对桑植下寒武统牛蹄塘组页岩储层地质要素和成藏条件进行研究,以期为该区页岩气下一步勘探开发提供借鉴与参考。结果表明: 沉积环境方面,桑植牛蹄塘组页岩沉积相类型为陆棚相和斜坡相,埋深条件好,厚度大; 有机地化特征方面,有机质丰度在2%以上,干酪根类型主要为Ⅱ1型,少见Ⅰ型,有机质成熟度3.5%,为较好烃源岩; 有机质演化与黏土矿物成岩阶段有较好的对应关系,其成岩矿物转化阶段与有机质生油、生气门限基本一致,源岩处于大量生成干气和裂解气阶段; 储集条件方面,孔隙度为9%,发育了原生孔、次生孔、矿物质孔及天然裂缝、构造裂缝,为页岩气富集提供了空间; 脆性矿物含量高,易造缝造储。整体而言,牛蹄塘组页岩为优质页岩,页岩气的成藏条件为较好—好,其勘探、开发潜力较大。     

贵州瓮安地区北斗山矿区寒武系牛蹄塘组的特征

瓮安大信北斗山矿区牛蹄塘组出露普遍,厚度较薄,明显分为2段。下段称上磷矿段,以磷质岩或磷块岩为主,沉积结构以内碎屑结构为主,内碎屑成分主要为磷质砂屑,可见黄铁矿和海绿石;岩层具有透镜状层理、水平层理、块状层理、磷质结核体等沉积构造。上段称黑色页岩段,以黑色页岩为主,沉积结构以泥质结构为主;普遍发育水平层理和较大个体的磷结核体。黑色页岩段底部普遍含镍钼钒多金属层;下部含黄铁矿纹层或结核,中部出现碳酸盐结核。对牛蹄塘组的地层特征和岩石学特征分析表明,本区牛蹄塘组为水体较深的缺氧沉积,显示为海平面上升期的海侵层,上磷矿段沉积时为动力较强的滨海至浅海陆棚相环境,黑色页岩段沉积时为水动力较弱的陆棚边缘盆地相环境,多金属层位于最大海泛面处。     

贵州瓮安地区北斗山矿区寒武系牛蹄塘组的特征

瓮安大信北斗山矿区牛蹄塘组出露普遍,厚度较薄,明显分为2段。下段称上磷矿段,以磷质岩或磷块岩为主,沉积结构以内碎屑结构为主,内碎屑成分主要为磷质砂屑,可见黄铁矿和海绿石;岩层具有透镜状层理、水平层理、块状层理、磷质结核体等沉积构造。上段称黑色页岩段,以黑色页岩为主,沉积结构以泥质结构为主;普遍发育水平层理和较大个体的磷结核体。黑色页岩段底部普遍含镍钼钒多金属层;下部含黄铁矿纹层或结核,中部出现碳酸盐结核。对牛蹄塘组的地层特征和岩石学特征分析表明,本区牛蹄塘组为水体较深的缺氧沉积,显示为海平面上升期的海侵层,上磷矿段沉积时为动力较强的滨海至浅海陆棚相环境,黑色页岩段沉积时为水动力较弱的陆棚边缘盆地相环境,多金属层位于最大海泛面处。     

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。     

雪峰山西侧地区震旦系灯影组碳酸盐岩储集特征及分布

在对雪峰山西侧地区震旦系灯影组海相地层剖面测量、路线调查及钻井资料分析的基础上,结合灯影组储集岩物性分析数据,阐述了震旦系灯影组的储集岩岩石类型、储集空间、储集性能、储集岩的分布特征及其与沉积环境的关系。认为震旦系灯影组碳酸盐岩储集岩类型主要为鲕粒滩型与白云岩型2类。储集空间类型为溶蚀孔隙、晶间孔隙和裂缝,孔隙连通性较好。灯影组储集层主要分布于慈利-保靖断裂以北的潮坪相区和台缘相区;湖北秭归一带灯影组一段的高能浅滩相鲕粒、砂砾屑白云岩物性最好,孔隙度最大值为11.00％,平均值为8.26％,渗透率最大值为7.72×10-3μm2,平均值为3.66×10-3μm2,属于Ⅱ型储集层。灯影组白云岩储层在中扬子地区多深埋地腹,盖层及保存条件相对较好,是一套分布广泛的储集岩。深入研究震旦系储层对南方海相油气勘探有重要的意义。     

雪峰山西侧地区下古生界海相白云岩储层的成岩作用

分析雪峰山西侧震旦系灯影组、寒武系武陵统—芙蓉统海相白云岩的区域分布特征和储层岩石学特征,并结合普通薄片、铸体薄片、碳氧同位素、常量元素、电子探针等资料,定量化研究对储层发育起建设性作用的成岩类型,探讨其纵横向差异。结果表明,研究区白云岩的分布特征明显受相带变化的影响和控制;震旦系灯影组主要为晶粒白云岩、残余颗粒白云岩和藻白云岩,武陵统—芙蓉统则以灰质白云岩、晶粒白云岩和残余颗粒白云岩为主。灯影组与武陵统—芙蓉统白云岩成岩期主要经历了压实压溶、胶结和矿物充填、重结晶、白云岩化、硅化、溶蚀、破裂等作用,其中对形成有利储集空间起积极作用的主要有白云岩化、溶蚀、破裂等。区域对比表明,武陵统—芙蓉统和灯影组白云岩储层在纵向上和平面上存在差异,在区域展布上存在不均一性。研究结果为下一步区块优选提供了一定的依据。     

雪峰山西侧重点白云岩储层成岩、储集特征及质量影响因素

雪峰山西侧地区下古生界中—上寒武统和震旦系灯影组白云岩是潜在的重要油气储集层。作为主要目的层段,本区的白云岩类型主要包括结晶白云岩、残余颗粒白云岩、灰质白云岩和藻白云岩四大类。白云岩储层总体上均属于低—特低孔、低—特低渗储层。影响储层发育的成岩事件包括重结晶作用、白云岩化作用、溶蚀作用、破裂作用等。研究表明,白云岩结晶程度可以影响其初始孔隙的发育程度,具粉晶—细晶结晶程度的白云岩具有最好的孔渗性。白云岩化作用的强弱对储层物性具有较为直接的影响。最佳白云岩储层中主要储集空间包括晶间孔隙(包括剩余晶间孔和晶间溶蚀孔)、次生溶孔、洞和裂缝。总体上,较强的白云岩化作用、一定程度的重结晶、较发育的微裂缝、较好的区域渗透性、晚期压溶缝合线发育和晚期较大构造缝不发育等因素有利于白云岩储层的发育。     

雪峰山西侧重点白云岩储层成岩、储集特征及质量影响因素

雪峰山西侧地区下古生界中-上寒武统和震旦系灯影组白云岩是潜在的重要油气储集层。作为主要目的层段．本区的白云岩类型主要包括结晶白云岩、残余颗粒白云岩、灰质白云岩和藻白云岩四大类。白云岩储层总体上均属于低-特低孔、低-特低渗储层。影响储层发育的成岩事件包括重结晶作用、白云岩化作用、溶蚀作用、破裂作用等。研究表明,白云岩结晶程度可以影响其初始孔隙的发育程度,具粉晶一细晶结晶程度的白云岩具有最好的孔渗性。白云岩化作用的强弱对储层物性具有较为直接的影响。最佳白云岩储层中主要储集空间包括晶间孔隙（包括剩余晶间孔和晶间溶蚀孔）、次生溶孔、洞和裂缝。总体上,较强的白云岩化作用、一定程度的重结晶、较发育的微裂缝、较好的区域渗透性、晚期压溶缝合线发育和晚期较大构造缝不发育等因素有利于白云岩储层的发育。     

古隆起边缘页岩气富集规律与选区——以雪峰西南缘下寒武统牛蹄塘组为例

为进一步明确古隆起边缘页岩气富集主控因素,有效指导相似地质条件地区的页岩气选区评价,以雪峰西南缘下寒武统牛蹄塘组为例,结合最新勘探资料和前期认识,通过沉积相、演化历史和保存条件等综合研究,探讨了该区页岩气富集规律。结果表明：（1）牛蹄塘组下段页岩沉积于深水陆棚相,在热液活动参与下,发育高丰度、I型、富热成因硅的优质页岩,脆性矿物含量高,具有页岩气富集的基础;（2）热演化程度虽处于过成熟阶段,但有机质尚未碳化,生烃演化与储层演化相匹配,具备页岩气富集的前提;（3）燕山期以来的构造改造作用是否破坏了早期的保存条件,是页岩气富集的关键。基于上述富集规律认识,建立了雪峰西南缘页岩气选区评价标准,并指出在岑巩—施秉—黄平—麻江—都匀—独山一带,下寒武统牛蹄塘组优质页岩厚度大（50~140m）、有机碳含量高（TOC≥2.0%）、热演化适度（R_O平均2.63%）、埋深适中（1500~4000m）、构造相对稳定,是雪峰古隆起边缘页岩气勘探有利区带。