中国典型盆地油页岩特征及赋存规律

我国陆相盆地油页岩矿床特征多样,尚未形成统一的分类体系,本文以典型盆地松辽盆地、抚顺盆地和桦甸盆地、准噶尔盆地以及鄂尔多斯盆地为例,分别开展了离散型大陆裂谷盆地、转换型走滑盆地、汇聚型前陆盆地及板内型克拉通盆地4种类型解剖,总结了各类型盆地油页岩特征及矿床赋存规律。其中：离散型大陆裂谷后热沉降坳陷演化阶段沉积的油页岩具有有机质类型Ⅰ型、含油率中等、厚度中等、分布面积广的特征,易形成特大型油页岩矿床;离散型大陆裂谷同裂谷沉降断陷阶段沉积的油页岩具有有机质类型Ⅱ₁-Ⅱ₂型、含油率中等、厚度中等、分布面积小的特征,易形成中型油页岩矿床;转换型走滑盆地油页岩具有有机质类型Ⅱ₁-Ⅱ₂型、矿床赋存特征差异较大的特征,这主要取决于走滑运动断陷的构造沉降量,该类型盆地既发育中等含油率、巨厚的油页岩矿床,也发育高含油率、厚度薄的油页岩矿床,但总体分布范围较小,易形成中小型油页岩矿床;汇聚型前陆盆地陆相磨拉石阶段沉积的油页岩具有有机质类型主要为Ⅰ和Ⅱ₁型、含油率较高、厚度大、分布局限、地层产状变化大的特征,易形成大型油页岩矿床;克拉通型盆地陆内坳陷阶段沉积的油页岩具有有机质类型主要为Ⅰ和Ⅱ₁型、含油率中等、厚度稳定、分布面积广的特征,易形成特大型油页岩矿床。在所有盆地类型中,半深湖-深湖环境、高水位体系域和水进体系域是油页岩形成的有利场所。     

老黑山盆地下白垩统穆棱组油页岩与煤含油率控制因素

我国陆相盆地内普遍存在油页岩与煤共生的地质现象。本文以老黑山盆地下白垩统穆棱组油页岩与煤为研究对象,基于工业分析（含油率、灰分、挥发分、全硫和发热量）和有机地球化学分析（有机碳、岩石热解、显微组分和生物标志化合物）,对油页岩与煤含油率的控制因素开展研究。根据含油率等工业品质特征,将研究区油页岩与煤进一步划分为高含油率油页岩（HOS）、低含油率油页岩（LOS）、高含油率煤（HC）和低含油率煤（LC）4种亚类。其中HC的总有机碳质量分数和生烃潜力最高,其次为LC、HOS和LOS,4种亚类的有机质类型以Ⅱ型干酪根为主,均处于未成熟的热演化阶段。沉积环境与有机质来源是控制油页岩与煤含油率的关键因素,HOS主要形成于陆源有机质供给中等的湖沼环境,而HC主要形成于陆源有机质供给丰富的泥炭沼泽环境。油页岩与煤形成时期的高等植物以松科、柏科/杉科、南洋杉科、罗汉松科和蕨类植物为主,这些植物可以提供充足的树脂和蜡质有机质,从而使油页岩与煤具有相对较高的含油率。     

松辽盆地嫩江组油页岩岩心保存影响因素与装置研究

油页岩岩心在钻取的较短时间内为油页岩的勘查、开发和研究所用,但在数年之后,大部分油页岩岩心由于碎裂、氧化、吸水膨胀等原因,降低其科学研究和再次利用价值。本文选择松辽盆地科研钻井吉扶地9井油页岩岩心为对象,选择已知层位和含油率的油页岩岩心,模拟传统岩岩心箱和露天保存油页岩岩心在吸水、光照、弱碱性条件下的膨胀、破坏、有机碳等变化,探讨油页岩岩心保存影响因素,设计一种油页岩加压保存装置,在加强对地质岩心实物资料的管理和高效利用具有重要意义。     

新疆油页岩升温过程中孔隙结构演化特征

孔隙结构是油页岩描述的重要特征,直接影响页岩油气的储存和运移。因此,研究孔隙结构演化对指导油页岩原位开采具有重要意义。本文以新疆巴里坤油页岩为研究对象,利用热重(TG)、低温氮气吸附(LTNA)与压汞(MIP)等试验,结合LTNA-MIP联合精确表征方法,揭示巴里坤油页岩热解失质量规律及升温过程中孔隙发育特征,并对孔隙结构演化过程和机理进行研究。结果表明：新疆油页岩热重可分为低温缓慢失质量阶段(20～360℃)、中温快速失质量阶段(360～500℃)和高温缓慢失质量阶段(500～600℃),由于该油页岩具有低挥发分、高含油率、高灰分的特点,中、高温阶段是主要的失质量阶段;巴里坤油页岩内部孔隙类型复杂,升温过程中,微、小孔由狭缝形演变为导管状,中、大孔始终以墨水瓶状为主。墨水瓶状孔隙在300～400℃和500～600℃这2个温度区间集中发育,有效孔隙则在400～500℃大量发育。低温段以原生大孔为主,在自由水蒸汽压、矿物热膨胀和沥青质软化共同影响下,孔隙结构变化较小;中温段有机质集中热解,产生扩孔效应,单位孔隙体积大幅增加,孔隙类型以中孔为主;高温段黏土矿物失水、石英相变产生膨胀压力,大...     

松辽盆地东南隆起区JFD1井上白垩统青山口组一段油页岩品质特征

本文以松辽盆地东南隆起区JFD1井为研究基础,通过岩心观察、样品测试等方法对上白垩统青山口组一段油页岩进行评价。研究分析表明:JFD1井青山口组一段共发育4层油页岩,最低含油率为3.5%,较高含油率为9.2%,个别样品含油率高达11%,整体为中-低品质油页岩,单层最大厚度可达7.4 m,累计厚度为20 m,全硫含量范围0.85%~1.93%,平均值为1.18%,属于特低硫-低硫油页岩。油页岩段含油率与小体积质量、灰分、挥发分显示一定的负相关性,与总有机碳含量TOC呈现明显的正相关性,可以作为油页岩评价的替代指标。对青山口组一段的测井曲线分析显示,油页岩段较非油页岩段具有明显的高自然伽马、高电阻率、高声波时差和低密度的特点,可以作为间接识别油页岩的参考手段。     

西北地区油页岩地质特征、资源现状及其开发利用条件分析

中国西北地区预测和查明的油页岩总资源/储量至少是400亿t,折合页岩油约20亿t,探明的储量多为小型—中型规模。油页岩矿床主要有3种类型:中、晚石炭世滨浅海相沉积矿床、晚二叠世湖湾-湖相沉积矿床以及中生代内陆湖泊相沉积矿床。不同矿区面积相差较大,油页岩单层厚度一般为1～5m,总厚度在不同矿区变化也较大。油页岩多为褐黑色、黑色,略具油脂光泽,含油率5%～10%,矿体多呈层状展布,中、晚石炭世和侏罗纪形成的油页岩矿床多与煤层共生,时代越新,油页岩稀土元素丰度越高。西北地区已查明的油页岩矿均位于大、中城市附近,具有较好的开发利用前景,内蒙古巴格毛德地区是很有远景的找矿区。     

北羌塘盆地长蛇山油页岩剖面烃源岩生烃潜力及沉积环境

提要：北羌塘盆地长蛇山油页岩位于目前中国最大规模的胜利河—长蛇山海相油页岩带北东,长蛇山南麓,其剖面主要岩性为油页岩、泥晶灰岩、黑色页岩和泥灰岩。本文通过对20件样品进行多项地球化学指标测试,详细评价了长蛇山油页岩剖面烃源岩的有机质丰度、类型及成熟度等指标,并分析了其沉积环境。结果表明：长蛇山油页岩的生烃潜力最好,其次为黑色页岩和泥晶灰岩。总有机碳含量在烃源岩中为0.41%~9.49%,平均为4.02%,在油页岩内含量最高,达到4.53%~9.49%,平均为7.74%;氯仿沥青“A”含量为0.0252%~0.3403%,在油页岩内平均为0.27%,总体为中等—较好烃源岩;有机元素和有机显微组分分析显示干酪根类型以Ⅱ1型为主,少数为Ⅱ2和Ⅲ型;Ro的分布范围为1.08%~1.43%,平均值为1.27%,有机质热演化程度为成熟—过成熟,且在垂向上有机质演化程度逐渐变高。该剖面的烃源岩沉积于盐度较高的还原环境,有机质母质主要以低等水生生物为主。     

松辽盆地扶余—长春岭地区上白垩统青山口组油页岩品质特征及意义

松辽盆地扶余—长春岭地区上白垩统青山口组发育多层油页岩,油页岩颜色主要为棕褐色和灰黑色,发育水平层理和块状层理,揭示其沉积于半深湖-深湖环境。通过系统取样、测试和分析表明:研究区油页岩为中等含油率、中发热量、高灰分及低硫油页岩。总有机碳(TOC)测试结果为4.87%~19.90%,平均为7.88%,表明油页岩有机质丰度较高;通过岩石热解参数分析,研究区油页岩有机质类型以Ⅰ型为主,Ⅱ型次之;结合最大热解峰顶温度T_(max)(℃)的变化范围为437℃~449℃,指示出研究区的油页岩有机质成熟度处在未熟-低熟阶段。对研究区油页岩的厚度及含油率展布特征进行分析表明:研究区2号和3号矿层油页岩厚度最大,连续性最好,ZK0809井和ZK3201井区油页岩累计厚度较大,而SY9井区油页岩含油率最高。     

中国陆相盆地油页岩形成环境与成矿机制*

近10年来,油页岩勘探开发和成矿理论研究取得重要进展。作者在前期研究和系统调研的基础上,概要总结了中国陆相油页岩的形成环境和成矿机制。总体表明,油页岩易形成于相对较高的O₂和低CO₂浓度的大气背景下,具有4个主要成矿期次;盆地内构造和古气候协同控制油页岩的矿床规模,补偿环境易于形成深水油页岩,而过补偿环境沉积浅水油页岩;深水油页岩沉积于半深湖和深湖环境中,湖底均处于贫氧—缺氧的状态,生物生产力为控制油页岩品质的关键因素,有利条件的持续时间和低含氧区范围决定油页岩矿床的规模;浅水油页岩沉积于湖沼环境中,富营养化和浊水藻型湖泊是沉积油页岩的前提,湖泊自身恢复和古气候调节作用导致油页岩厚度小、横纵向非均质性强;部分地质事件,缺氧、火山活动和热液、海侵,有助于提高生物生产力和形成缺氧环境,促进油页岩沉积。基于油页岩形成环境归纳,总结出深水和浅水油页岩成矿机制。进一步结合中国大陆区域构造演化,认为中国油页岩时空分布主要受控于古亚洲、特提斯和环太平洋构造域的影响。     

长试管静置沉降实验结果对湖盆细粒沉积纹层成因的启示*

沉积结构与沉积构造的研究是目前细粒沉积学中的重要内容。同时,富有机质泥/页岩的纹层成因也一直是困扰人们的难题。影响湖盆细粒沉积物纹层形成的因素很多,其中盐度、有机质含量是非常重要的因素,尤其是油页岩在淡水与咸水环境均可发育,其纹层的形成与水体盐度有何关系需要深入探讨。通过长试管静置实验,模拟并观察在静水条件下,黏土矿物、富有机质泥质沉积物在淡水、微咸水及咸水3种湖盆水体环境中的沉降过程与沉降速率,通过实验观察绘制沉降过程曲线并计算沉降速率。研究表明: 在淡水中富有机质泥的沉降速率明显高于黏土矿物的沉降速率;而在微咸水与咸水中,黏土矿物的沉降速率明显比富有机质泥要高;同时,2种类型的细粒沉积物在3类水体环境中各自的沉降速率也存在不同的规律。通过分析实验结果,指出在不同水介质条件下,絮凝作用类型的差异与浮力作用的影响是造成细粒沉积速率差异的主要原因。而有机质、黏土矿物及水体盐度共同控制细粒沉积物的沉降速率,一旦这些条件发生变化,那么就容易形成类似或不同的纹层,尤其是有机质丰度与盐度变化时,更容易形成不同成分的纹层。因此,油页岩的形成除需要相对安静水体环境外,还与有机质丰度、黏土矿物含量、絮凝过程及水体盐度变化的综合响应有关,而并非单独与水体盐度相关。另外,受沉积作用影响,湖盆不同区域的细粒沉积构造类型有差异。