沉积环境对页岩气储层的控制作用——以中下扬子区下寒武统筇竹寺组为例

以＂沉积控相,相控储层＂为研究思路,基于野外露头实测、室内试验测试以及结合前人研究成果,探讨中下扬子区下寒武统筇竹寺组沉积环境对页岩气储层的控制作用。研究表明：中下扬子区下寒武统筇竹寺组富有机质泥页岩主要发育于陆棚相和深海—次深海滞留盆地相中,沉积中心页岩厚度可达100~180 m,有机碳含量（TOC）最高可达18.7%,平均达到5.07%;静水缺氧还原沉积环境岩石类型主要以富含有机质的炭质页岩、硅质页岩、粉砂质页岩以及钙质页岩为主,页岩矿物成分以石英（平均达64.97%）和黏土矿物（平均达23.66%）为主;缺氧还原环境下沉积的大量黄铁矿形成的黄铁矿晶间孔、有机质生烃形成的微孔隙、黏土矿物层间微孔隙以及脆性矿物控制的微裂缝为页岩气提供了良好的储集空间。沉积环境控制下储层发育特征的研究可为页岩展布、有机质丰度、储集空间以及后期有利区评价等研究提供基础。

中下扬子区二叠系露头层序地层研究

按新近国际年代地层划分方案 (ICS ,2 0 0 0 ) ,下扬子区二叠纪地层自下向上分为 3统、9阶和相对应的华南传统 6阶划分 .二叠系从阿瑟尔阶至长兴阶 (44Ma)共划分出 14个三级层序 ,每个三级层序平均时限约为 3.14Ma ,其中“紫松阶”(相当阿瑟尔 +2 / 3萨克马尔阶 ) 1个(船山组中上部 )、“隆林阶”(相当 1/ 3萨克马尔阶 +阿丁斯克阶 ) 2个 (分别对应船山组上部和梁山组或镇江组 )、“栖霞阶”(相当库班甘德阶 +1/ 3罗德阶 ) 3个 (栖霞组 )、“茅口阶”(相当于 2 / 3罗德阶 +沃德阶 +卡皮丹阶 ) 4个 (孤峰组、茅口组、堰桥组、银屏组和武穴组 )、吴家坪阶2个 (龙潭组或吴家坪组 )、长兴阶 2个 (长兴组或大隆组 ) ;共归并为 4个层序组 (sequenceset) .

中下扬子区海相烃源岩分布与生烃潜力评价

以构造、沉积演化为基础,分析了中下扬子区中-古生界海相烃源岩的发育与分布,认为下寒武统烃源岩在中扬子区主要分布在南缘碳酸盐岩缓坡,在下扬子区分布于中央台地相两侧的缓坡;下志留统烃源岩主要分布于扬子北缘海水闭塞环境。通过野外样品的地球化学分析结果,探讨了海相烃源岩的特征及生烃潜力。分析表明,下古生界有机质以腐泥型为主,热演化程度较高;上古生界烃源岩为混合型和腐殖型,热演化程度相对较低,综合评价表明,下古生界台地相区和上古生界烃源岩具有良好的生烃潜力。

中下扬子区三叠纪海相碳酸盐岩成岩作用和成岩环境

中下扬子区广泛分布着三叠纪滩相、潮坪相和岩溶带 3类碳酸盐岩。根据成岩作用类型、成岩组构、孔隙类型和成岩环境等特征对 3类岩石进行比较。滩相碳酸盐岩的主要成岩作用是在海水渗流、潜流和淡水渗流、潜流成岩环境下产生的胶结、云化和溶解作用。潮坪相白云岩和富含石膏的蒸发岩则以高盐度的海水渗流带的准同生毛细管蒸发浓缩云化作用为主 ,在大气淡水渗流或潜流成岩环境下则以去云化、去膏化和溶解作用为主。岩溶带碳酸盐岩—蒸发岩及其岩溶堆积角砾岩主要经历早期海水强烈蒸发作用下准同生云化作用和晚期表生淡水环境下的岩溶作用。上述主要成岩作用使 3类岩石次生孔隙率增加。因此 。

中下扬子区海相三叠纪叠层石及其环境演变

中、下扬子区三叠纪叠层石大多产自中三叠统嘉陵江组白云岩中，仅少数产自下三叠统青龙组灰岩中。这些叠层石可根据各自所处环境分为下列２种类型：１）浅滩相叠层石生物丘；２）潮坪相叠层石生物层。这些叠层石及其围岩常含丰富的石膏晶痕或盐溶角砾，显示了一种干燥炎热气候中一低能水动力环境产物的特征。根据中、下扬子区三叠纪叠层石的形态及发育特点研究，结合有关沉积特征分析，发现该区由早三叠世的陆表海演变为中三叠世早期的潮坪复合体，其较深的部位转变为青盐湖，而较浅的部位则变为藻坪或萨布哈盐坪。这种转变暗示着此期间扬子地块已由主要受热带低气压控制下的赤道附近地区移至常年受副热带高气压或干燥信风控制的回归线附近地区。

二次生烃机理在中下扬子高演化烃源岩评价中的应用

在野外地质观察、油气地球化学和样品分析的基础上,通过总结二次生烃特征和生烃机理,将其应用到中下扬子区海相高演化烃源岩生烃潜力的评价。模拟实验结果表明,二次生烃具有明显的迟缓现象,也仍具有相对的生烃高峰,二次生烃量与一次生烃量的总和小于连续热演化的生烃量,这些特征都与一次生烃的演化程度密切相关,初始演化程度成为评价高演化烃源岩二次生烃潜力的关键因素。中下扬子区中—古生界发育的6套烃源岩中,下二叠统、下志留统和下寒武统烃源岩具有较强的生烃能力,是主要的烃源层。下古生界烃源岩进入生烃时间较早,在强烈的构造运动背景下,生成的油气难以保存;上古生界烃源岩热演化程度相对较低,燕山—喜山期的再次沉降地区成为二次生烃的供源区。因此,下古生界台地相区和上古生界烃源岩具有一定的二次生烃潜力。