鄂西地区上奥陶统五峰组观音桥段成因及其页岩气地质意义

上奥陶统五峰组观音桥段一直存在着深水和浅水成因的争论。据此本文通过岩心、露头、岩矿测试、有机地化和元素分析等资料,对观音桥段基本的地质特征和沉积古环境进行分析,并与上、下围岩进行对比,探讨其成因模式及页岩气地质意义。结果表明:赫南特冰期全球海平面骤降,鄂西地区具有陆源输入量低、上升洋流活跃、滞留程度中等和海洋生产力高的特点,而水体氧化还原条件在不同地区差异明显,这种差异受海平面变化和沉积前古地貌共同控制,进而影响着观音桥段的岩性展布;在隆后凹陷区,底水氧化还原状态受海平面下降影响相对较弱,以贫氧环境为主,有机质和浮游生物的保存条件较好,岩性以富有机质深水硅质页岩沉积为主,与上、下围岩岩性基本一致,体积压裂可以穿越该段同时对两套富气页岩进行产层改造,为勘探开发有利区域;而在隆起区周缘,海平面下降导致水体变浅明显,底水以富氧环境为主,保存条件变差,岩性以贫有机质的浅水介壳灰岩或泥质灰岩沉积为主,对上、下围岩产生明显的隔断,体积压裂难以穿越该段,产层改造效果差,为次级有利区。

东营凹陷南斜坡沙四下亚段—孔店组原油地球化学特征及成因分类

东营凹陷南斜坡沙四下亚段—孔店组为一套紫红色或红色碎屑岩沉积,本身不具备生烃能力,因此对该层段原油成因的研究具有重要意义。在系统分析17个油砂和5个原油样品的生物标志物组合特征的基础上,将该区原油划分为4种成因类型。Ⅰ类原油分布于平方王地区和博兴洼陷,Pr/Ph>0.8,Ph/nC18<0.6,伽马蜡烷含量极低,4-甲基甾烷、重排甾烷含量相对高,Ts/Tm、藿烷/甾烷值相对高,可能来源于一套淡水湖相环境下形成的、富含粘土矿物的泥岩。Ⅱ类原油分布于纯化—乐安构造带、陈官庄构造带,Pr/Ph<0.6,Ph/nC18>2,伽马蜡烷含量高,4-甲基甾烷、重排甾烷含量低,Ts/Tm和藿烷/甾烷值低,可能与一套盐湖相泥岩或灰质泥岩有成因关系。Ⅲ类原油分布于青城北缓坡构造带,检测出25-降藿烷系列,伽马蜡烷含量介于Ⅰ类和Ⅱ类之间,可能为早期充注的Ⅱ类原油遭受生物降解后和晚期充注的Ⅰ类原油形成的混源油,且以晚期充注为主。Ⅳ类原油分布于王家岗地区孔店组,具有C29甾烷绝对优势和高含量的伽马蜡烷,推断为Ⅱ类原油和一种来源于浅湖—沼泽相的原油形成的混源油。

滇黔桂盆地泥盆系页岩气成藏条件及资源潜力分析

通过野外露头观察、剖面测量和样品测试,分析了滇黔桂盆地泥盆系页岩气成藏条件。研究结果表明：滇黔桂盆地中、下泥盆统发育两套台盆相暗色泥页岩沉积,泥页岩单层厚度为10~55 m,累计厚度普遍在100~450 m之间;泥页岩TOC一般为1.0%~2.5%,有机质类型为Ⅰ型-Ⅱ1型,处于高-过成熟热演化阶段;储层物性接近于四川盆地威201井寒武系九老洞组页岩,发育多种储集空间类型,脆性矿物含量平均值为46%,具备储集条件;黔南坳陷西南部和桂中坳陷中西部地区地层相对平缓,断裂密度和剥蚀厚度小,且断裂性质以逆冲、压扭为主,页岩气保存条件相对较好。综合考虑暗色泥页岩厚度、埋藏深度、有机碳含量、热演化程度和保存条件等因素,预测滇黔桂盆地泥盆系页岩气有利层段为塘丁组和罗富组,有利区主要分布于天峨—南丹—河池一带以及桂中坳陷中部的鹿寨—来宾—合山—大化地区。利用地质资源丰度类比法计算出该区页岩气地质资源量为0.66×1012~1.09×1012m3。

不同沉积环境原油的芳烃组成特征及其地质地球化学意义

不同沉积环境下形成的原油其芳烃组成是有差异的。对塔中地区、柴达木盆地、吐哈盆地以及冀中坳陷4个不同沉积盆地的10个原油样品进行全油GC/MS分析。研究结果表明,海相原油未检测出卡达烯和惹烯,其硫芴含量在"三芴系列"中占优势;咸水湖相原油也是以硫芴占优势,并且含有丰富的三芳甾烷系列化合物;沼泽相原油"三芴系列"中氧芴占优势,一系列稠环芳烃化合物的检出揭示了较强的陆源高等植物输入,同时检出了苯并藿烷系列化合物;淡水湖相原油则以芴占优势。

东营凹陷广利-八面河地区沙四上亚段储层流体包裹体特征及油气充注期次

通过流体包裹体显微荧光和均一化温度分析,结合软件模拟埋藏史,认为东营凹陷广利-八面河地区沙四上亚段储层经历过3期油气充注：第1期为距今37.92-29.74Ma,发生于沙一段沉积晚期到东营组沉积早期;第2期为距今11.9-9.06Ma,发生于馆陶组沉积中期;第3期为距今5.21-0Ma,发生于明化镇组沉积期至现今。研究区油气充注以第3期为主。研究表明,第3期油包裹体普遍存在,而第1期和第2期油包裹体仅分布于距排烃中心较近的相对较深的砂组中,反映烃源岩的热演化程度和排烃强度控制了油气运移的范围和充注特征。

东营凹陷南坡古近系红层油气成藏过程——以金26井-滨斜703井剖面为例

东营凹陷南坡古近系红层为沙河街组四段下亚段（EsL4）孔店组一段（Ek1）的一套红色碎屑岩沉积，是该区油气勘探的接替层系，研究其油气成藏过程对指导区内深层油气勘探具有重要意义。以金26井滨斜703井剖面为研究对象，在构造演化恢复、成藏期次划分和“源相势”控藏模型建立的基础上，剖析了油气成藏过程。研究表明：东营凹陷南坡红层经历过2期油气充注，分别发生于明化镇组（Nm）沉积期和平原组（Qh）沉积期现今；从馆陶组（Ng）沉积末期至现今，古近系普遍发育超压， Nm沉积末期超压达到最大（10.30MPa），该时期红层储层孔隙度逐渐减小，减小幅度为3%-12%；Nm沉积期以洼陷带的油气成藏为主，而斜坡带的成藏始于Qh沉积期至现今；多数油气藏分布于“源相势”耦合指数大于0.65的地区。

基于笔石表皮体反射率和拉曼光谱评价海相页岩热成熟度的方法--以川南下古生界五峰组-龙马溪组为例

五峰组(O_(3)w)-龙马溪组(S_(1)l)海相页岩是川南下古生界页岩气勘探的主力层系之一,热成熟度是烃源岩和页岩气评价的一项重要指标。由于缺乏镜质体,一直难以建立准确评价下古生界海相页岩热成熟度的方法。共采集33块川南五峰组-龙马溪组岩心样品,用于观察源内固体沥青及笔石表皮体的光学特征,并测试其随机反射率。同时,利用样品中干酪根的拉曼光谱参数分析热成熟度的演化趋势。研究结果表明,相较于源内固体沥青,笔石表皮体来源单一、颗粒较大、特征明显,且垂直层理切面上非粒状笔石表皮体随机反射率(GRor)数值分布更集中,更适合作为反射率测试对象。干酪根的拉曼光谱参数特征表明,热演化过程中GRor与等效镜质体反射率(EqRo)并非单一的线性关系。利用干酪根的拉曼光谱参数为中间变量,建立了通过GRor计算EqRo的方法。计算结果表明,五峰组-龙马溪组页岩在长宁、泸州-大足和威远地区的热成熟度依次降低,EqRo分布范围分别为2.99%~3.91%,2.87%~3.54%和2.46%~3.03%,平均值分别为3.44%,3.22%和2.77%。长宁西部出现了异常高成熟度区域,需要评价其对页岩气勘探的影响。

声波时差资料在页岩成熟度预测中的应用

通过大量实测数据分析发现,镜质体反射率(Ro)与声波时差(Δt)之间存在较理想的反线性关系。以松辽盆地古龙凹陷下白垩统青山口组(K2qs)和东营凹陷古近系沙河街组沙四下亚段(EsL4)泥质页岩为例,根据实测Ro和Δt建立了Ro的预测模型。最终预测的Ro与实测Ro较为相符,展示了较好的应用效果。

准噶尔盆地西北缘车排子凸起上、下层系原油的地球化学特征差异及其意义

根据原油物性、化学组成、生物标志化合物以及稳定碳同位素等特征,将准噶尔盆地车排子地区各层系的原油划分为2组:一组是储集在侏罗系及以下层系的原油(下层系原油),另一组是储集在白垩系及以上层系的原油(上层系原油)。同一组原油的物理和化学特征相似,而不同组的原油则相差较大。下层系原油为同一来源,来自二叠系烃源岩;上层系原油亦为同一来源,主要来自侏罗系。利用含氮化合物分布特征对该区进行油源划分和对比的结果与用密度、粘度、原油族组成和生物标志化合物等参数所得到的结果完全吻合,可见含氮化合物也可以用于原油类型划分和油源对比方面的研究。最后建立了车排子凸起的油气成藏模式:车排子凸起紧邻凹陷,油源条件充足;构造位置有利,是油气运移的优势指向区;该区发育的众多断层和不整合面,为油气的运移提供了良好的通道。油气沿断裂垂向运移时遇到不整合面则发生侧向运移,从而在空间上构成'Z'字形或呈阶梯状的运移路线,最终形成油藏类型多、含油层系多的成藏面貌。

桂中坳陷上古生界页岩气保存条件

桂中坳陷上古生界中、下泥盆统以及下石炭统页岩具有良好的生烃及储集条件,但受多期构造运动改造,页岩气保存条件复杂。从宏观和微观分析入手,对该区上古生界页岩气保存条件进行综合评价,预测其勘探潜力及有利勘探区。在野外地质调查的基础上,结合钻井资料、镜质体反射率、粘土矿物X-射线衍射、泥页岩物性分析数据以及构造演化史和埋藏史-热史恢复,从盖层封闭性、断裂和抬升剥蚀作用影响等方面评价了桂中坳陷上古生界页岩气保存条件。结果表明：桂中坳陷中泥盆统泥页岩沉积厚度大（暗色泥页岩厚250-650 m）、分布连续且韧性和微观封闭性较好,可作为页岩气直接和区域盖层;下石炭统虽然分布局限,但韧性和封闭性好,可作为局部盖层;燕山期为研究区主要变形期,大量叠瓦状逆冲断裂和高角度逆冲断层在此时发育,对现今残存的页岩气藏分布格局起着决定性影响,坳陷中、西部遭受的构造改造相对较弱;强烈的剥蚀作用破坏了页岩气的保存,但坳陷中、西部地区剥蚀程度较小。总之,桂中坳陷中、西部的柳江低凸起内天山背斜及西部、马山断凸中部和红渡浅凹中部一带页岩盖层分布稳定且韧性和封闭性较好、遭受的构造破坏较弱、剥蚀厚度较小,为页岩气有利勘探区。

渝东南盆缘转换带常压页岩气储层非均质性特征及主控因素

四川盆地东南部及其盆缘转换带(以下简称渝东南盆缘转换带)页岩气资源量较大,但其地质条件复杂、地层呈常压特征,给页岩气的经济开发带来了困难。为了深入认识该区页岩气储层的非均质性,借助X射线衍射、氩离子抛光扫描电镜、低温氮气吸附等手段,从岩石骨架、储集空间的角度研究了该区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气储层的非均质性及其主控因素。研究结果表明:(1)该转换带五峰组—龙马溪组页岩气储层非均质性主要表现在骨架非均质性和孔隙非均质性两个方面,优质页岩层段与上覆页岩段在脆性矿物含量、黏土矿物含量、有机质丰度、孔隙度等方面差异较大,具有较强的纵向非均质性;(2)储层发育有机质孔、脆性矿物孔、裂缝等多种储集空间类型,并且孔隙在形态、分布、孔径、结构特征方面的差异明显,具有较强的微观非均质性;(3)页岩岩石物理参数泊松比、杨氏模量也相应表现出较大的差异;(4)页岩气储层非均质性的主控因素是沉积环境差异导致的岩石骨架变化,构造缝及其多向性增强了储层的非均质性,成岩作用进一步改变了骨架矿物和有机质的含量,对孔隙类型及结构产生影响,进一步加剧了页岩储层的非均质性。结论认为,龙一下亚段应为该区下一步页岩气开发的首选目的层系,平面上以远离构造相对活动带和深大断裂为宜,区块上优选南川区块。

滨里海盆地东南部S区块下二叠统空谷阶盐岩特征及其对盐上层系油气成藏的影响

S区块位于滨里海盆地的东南部,油气富集,但是近年来勘探工作突破不大。从地震和地质资料及其油气藏解剖入手,系统研究了本区块盐岩特征及其对盐上层系油气成藏的影响。通过研究认为,本区盐岩的特点为:就整个盆地而言,盐岩的形成模式属于深盆浅水成盐模式;S区块盐构造的形成模式主要属差异负荷模式,其次为断层阻挡的顺层流动模式;盐构造活动具有多期次性;S区块盐岩层厚度总体表现为东南薄、西北厚,即从盆地边缘向盆地中心逐渐加厚;S区块盐窗较为发育,总体上表现为东部盐窗面积大,西部盐窗面积小。盐岩对S区块盐上层系(包括盐上地层和盐间地层)油气成藏的影响很大,盐岩控制了S区块盐上层系圈闭的类型及分布,盐窗的规模对周围的油藏或含油气构造的聚集程度产生影响。对比盐上层系各种成藏要素的时空匹配关系,可以推断本区盐上层系的油气藏共有3次成藏期,分别为三叠纪末期至早侏罗世末期、晚侏罗世末期和晚白垩世至古近纪。

中扬子地区五峰组—龙马溪组页岩气成藏关键地质因素

中国南方中扬子地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组具有较好的页岩气勘探前景,但目前对于该区复杂的地质条件及页岩气勘探开发潜力的认识尚不够全面,制约了其勘探成效。为了揭示该区五峰组—龙马溪组页岩气富集的主控因素,以单井储层综合评价为基础,结合钻井、测井、岩心、露头及分析测试数据,对五峰组—龙马溪组黑色页岩的沉积环境、储层发育特征及保存条件等页岩气关键富集条件进行研究,并与四川盆地焦石坝和长宁等页岩气主产区块进行对比。研究结果表明:①该区富有机质页岩段形成于五峰组—龙一3亚段沉积期,为深水陆棚沉积,厚度介于15~39 m,由南至北逐渐增厚;②优质页岩段储层岩石相类型以硅质页岩相为主,孔隙度介于1.60%~7.44%,储集空间以有机孔为主、连通性较好,总有机碳含量高,有机质类型为腐泥型—偏腐泥混合型,热演化程度高,含气性较好,可压裂性好;③当阳复向斜内地层保存较好、产状平缓、断裂发育少、顶底板厚度大且分布稳定,页岩气保存条件较好;④较之于长宁、焦石坝等区块,中扬子地区具有埋藏深、两向应力差较大和地层压力系数较低的特点。结论认为,该区五峰组—龙马溪组具有较好的页岩气富集条件,具备进一步开展勘探工作的潜力;但其高应力差、大埋深和相对较低的压力系数也给后期的页岩气经济开发和规模上产带来了挑战。

江汉盆地潜江凹陷古近系盐间页岩层系湖相白云岩储层发育特征及形成机理

以江汉盆地潜江凹陷盐间页岩层系潜江组三段下亚段4油组第10韵律层(潜三下(4-10)韵律层)为研究对象,以钻井、岩心及测井数据为基础,结合薄片鉴定、扫描电镜、压汞、X衍射、岩石冷冻热解及饱和烃色谱-质谱等分析测试数据,对韵律层白云岩储层发育特征及形成机理进行研究。结果表明:(1)目的层矿物组成复杂,主要发育有富炭泥质白云岩相、富炭泥质灰岩相、富炭白云质泥岩相和富炭、钙芒硝充填云质泥岩相4种岩相类型,其中富炭泥质白云岩相为最有利岩相类型,具有有机质丰度高(有机碳含量3.3%~6.3%)、脆性矿物含量高(50%~76%)、粘土矿物含量低(18%~33%)和孔隙度高(10.8%~26.3%)的特点;(2)白云岩类储层储集空间以晶间孔隙为主,溶蚀孔、缝极少发育,孔隙之间的连通性差,孔隙结构不好;(3)泥质白云岩储层宏观分布受沉积环境控制明显,富炭泥质白云岩相主要出现在湖平面下降中期水体盐度适中的区域内,微观上,孔隙发育受压实作用控制明显,胶结和溶蚀作用影响较小;(4)早成岩作用阶段较弱的压实作用、准同生期白云石化作用及储层中油气的充注作用对晶间孔隙的保存具有积极的作用,是研究区储层形成的主要原因。

湘鄂西中生代弧形叠加扩展的变形记录

通过对湘鄂西构造带进行大量的构造形迹测量、解析,结合研究区内构造变形年龄数据的统计分析。明确燕山中期(J;—K_(2))早期弧形构造弧顶方向为330°,并向两侧发散状分布,以大别山、黔中、黄陵隆起为约束点,湘鄂西形成了由南东侧至北东侧构造迹线由NE→NEE→EW→NWW逐渐偏转的弧形构造,最大主应力方向偏转近114°。同时早期弧形构造扩展过程中,分别会在弧形构造两翼,形成近SN向(大耳山-茶园断层、乌江-大千断层)和NW向走滑断裂(仙女山断层);燕山晚期(K_(2)末期—K_(2))晚期弧形构造弧顶方向为296°,由于受到齐岳山断裂的影响,晚期弧形构造分成两幕,K_(2)末期(燕山晚期弧形一幕形成)、K_(2)(燕山晚期弧形二幕形成时期)。以大巴山、黔中、黄陵隆起为约束点,湘鄂西形成了由南东侧至北东侧构造迹线由SN向NE逐渐偏转的弧形构造,最大主应力方向偏转近86°。并逐渐向四川盆地扩展,至到华蓥山断裂。两期弧形构造影响强度范围有一定的差异,研究区北东侧以燕山中期弧形构造主控,西南侧以燕山晚期弧形构造主控,造就湘鄂西北东侧与西南侧油气藏赋存的差异。

基于矿物岩石学和地球化学分析的页岩古环境演化与有机质富集关系——以川西地区下寒武统筇竹寺组为例

川西地区下寒武统筇竹寺组有机质含量在中上扬子地区处于较低水平,富集控制因素认识不清。利用岩心、岩石薄片、全岩X线衍射、有机地球化学和元素地球化学等分析资料,探讨研究区页岩矿物岩石学特征及形成环境,与黔北斜坡区的进行对比,分析古环境与有机质富集的关系。结果表明:川西地区筇竹寺组以硅质页岩相为主,不同沉积时期岩相特征和有机质含量差异较大,筇一段(w(TOC)平均为3.24%)及筇二段上部(w(TOC)平均为2.32%)硅质页岩有机质含量较高,同时发育陆源硅和生物硅,筇二段中下部(w(TOC)平均为1.22%)及筇三段(w(TOC)平均为0.45%)硅质页岩有机质含量较低,以陆源硅为主,有机质含量为筇一段>筇二段上部>筇二段中下部>筇三段的特征;黔北斜坡区筇一段(w(TOC)平均为5.13%)及筇二段(w(TOC)平均为3.82%)以生物成因的硅质页岩相为主,有机质含量远高于川西地区的。富有机质页岩的形成主要受陆源输入、氧化还原条件、古生产力水平及水体滞留程度的综合控制,筇一段及筇二段上部海平面处于相对较高的位置,具有低的陆源输入、缺氧的底水条件、高的古生产力水平和半滞留的水体性质等沉积环境,有机质含量较高;筇二段中下部及筇三段海平面处于相对较低的位置,陆源输入增多,底水含氧量升高,水体滞留程度增强,古生产力水平降低,有机质含量逐渐降低。较弱的上升洋流作用和高的陆源输入是导致研究区有机质含量处于较低水平的主要原因。该结果为川西地区下寒武统筇竹寺组页岩气储层评价和有利区预测提供指导。

咸水湖相原油芳烃组成特征及地化意义——以柴达木盆地西部南区为例

对我国最大的咸水湖相盆地柴达木盆地西部南区40个原油样品进行了色-质分析,结合沉积环境分析其芳烃组成特征。萘、菲和三芳甾烷系列为优势组分,萘系列占总量的43%~59%,菲系列为12%~21%,三芳甾烷系列为6%~28%;芳烃成熟度参数和饱和烃成熟度参数C2920S/（20S＋20R）的相关性分析表明：甲基菲指数、MNR（2-甲基萘/1-甲基萘）和DNR（2,6＋2,7-二甲基萘/1,5-二甲基萘）等芳烃成熟度参数不适用于低成熟原油;而二苯并噻吩和三芳甾烷系列成熟度参数更适用于低成熟度咸水湖相原油,从而利用4,6-DMDBT/1,4-DMDBT比值得到了原油Rc值为0.59%~0.72%;三芴系列中,硫芴含量虽未出现高值,但氧芴的含量较低,反映出了该区咸水湖相厌氧环境,同时C26三芳甾烷的丰度较高也表明生油母质形成于还原性较强的半咸水、咸水环境中。

潜江凹陷毛场—马王庙地区新沟嘴组下段烃源岩地球化学特征

利用大量烃源岩样品有机地球化学资料,系统研究了新沟嘴组下段烃源岩,主要包括烃源岩分布、沉积环境、有机质丰度、有机质类型、有机质成熟度以及生物标志化合物特征。结果表明:研究区新沟嘴组下段烃源岩发育,有机质丰度较高,有机质类型主要为Ⅱ_2型,烃源岩大部分进入成熟阶段。对烃源岩生物标志化合物研究认为,烃源岩形成于半咸水湖相的还原沉积环境,其中不同地区烃源岩沉积环境的水体盐度和还原程度有所差异,生烃母质具有低等水生生物和陆源高等植物双重生源。Pr/Ph、甾烷/藿烷、伽马蜡烷/C_(30)藿烷、C_(35)藿烷/C_(34)藿烷等一系列生标参数的差异可将研究区烃源岩分为两类。

内蒙古银额盆地哈日凹陷下白垩统碎屑锆石U-Pb测年及其物源意义

前人认为银额盆地下白垩统物源主要来自凹陷周缘的造山带或凸起区,但对于下白垩统的物源具体属于何套地层、确切源区位置等问题,并未开展过相关研究。笔者以哈日凹陷为例,通过对该凹陷下白垩统8个沉积岩样品开展地球化学和碎屑锆石U-Pb年代学研究,以期解决以上问题。研究结果表明:(1)碎屑锆石按年龄可以分为三叠纪锆石、二叠纪锆石、石炭纪锆石和古老锆石4类,对应的年龄分别为237. 9±3. 2~238. 3±8. 4 Ma、255. 0±9. 7~285. 9±4. 3 Ma、307. 0±23. 0~330. 0±3. 0 Ma和434. 0±4. 0~2584. 0±14. 0 Ma。(2)微量元素和锆石年龄组成特征表明,下白垩统以二叠系和石炭系物源供给为主,包括二叠纪和石炭纪侵入岩和沉积岩。(3)锆石年龄分布指示哈日凹陷下白垩统物源具有多源区的特征,凹陷西北部的洪格尔吉山、南部的宗乃山和东部的切刀山对其均有物源贡献。(4) 3个物源区对巴音戈壁组和苏红图组的物源贡献率具有一定的差异,如宗乃山地区对苏红图组有较大的物源贡献率,这种差异可能由沉积物迁移距离、源区地质体剥蚀速率、构造运动等原因所致。下白垩统物源特征的确定,对于恢复哈日凹陷早白垩世原型盆地、建立早白垩世沉积古地理模型等均具有重要的意义。

湘西北地区五峰-龙马溪组页岩气地质特征——以龙山红岩溪剖面为例

本文的研究内容来自于对湘西北古生界页岩和烃源岩的调查这一研究项目,重点选取了其中一个剖面,通过对该剖面的实地测量,并对所集的采样品进行有机地化分析测试,综合分析所得地化数据,以对该区域龙马溪组页岩气的地质特征有进一步的认识。