方解石双晶古温标基本原理及其利用--以川南上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组为例

我国西部盆地深层—超深层古老碳酸盐岩层系由于缺少传统古温标/地质热温度计,其盆地热史演化与古地温场特征备受争议。笔者等介绍方解石机械双晶形成演化机制及其与变形温度相关性,以川南地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组脉体方解石为例,结合流体地球化学和埋深热史过程恢复,表明方解石机械双晶能有效揭示五峰组—龙马溪组热史特征。方解石机械双晶具有双晶位错形成、双晶增厚和合并生长增厚的3个演化过程,导致方解石不同双晶结构(薄片、板状、锥状弧形等)分别形成于低于170℃、170~200℃和大于200℃环境,且伴随温度增大具有双晶密度减小、宽度增大的趋势特征。川南威远地区五峰组—龙马溪组发育典型板状方解石双晶,双晶宽度为1~4μm、密度30~50条/mm;长宁五峰组—龙马溪组方解石双晶宽度较大(约为3μm)、密度较低(15~20条/mm)。包裹体均一温度和埋深热史综合表明,长宁地区包裹体均一温度峰值为120~140℃、160~180℃和200~220℃,其埋藏热史明显大于威远地区,它们共同揭示长宁地区五峰组—龙马溪组相对威远地区具有较高的机械双晶形成环境温度。因而,方解石机械双晶形态几何学能够作为典型的古温标应用于我国西部古老深层碳酸盐岩层系热史研究。

四川盆地及周边上奥陶统五峰组观音桥段岩相特征及对页岩气选区意义

以钻井和露头资料为基础,依据岩石矿物、地球化学和测井数据,对四川盆地及周边上奥陶统五峰组观音桥段地层分布和岩相特征开展研究。观音桥段地层分布总体受海平面变化控制,与上下围岩接触关系区域变化大,在盆地内呈整合接触,在盆地外存在整合接触区和缺失区;在盆地内一般为深水硅质页岩相和钙质硅质页岩相,岩性与上下围岩基本相似,在盆地外主体为浅水泥灰岩相或缺失区,且在盆地外泥灰岩相整合接触区,岩性与围岩差异大。研究证实:观音桥段岩相是判断五峰组—龙马溪组页岩气储集层质量优劣的重要标志,对页岩气选区具有重要地质意义;川南—川东—川东北坳陷区为优质储集层发育区和页岩气勘探开发的有利区,观音桥段缺失区为"甜点"层缺失和页岩气勘探风险区,观音桥段泥灰岩相区的储集层质量和勘探前景则界于前两者之间。

川东南綦江丁山地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气地质条件综合评价

本文综合利用钻井、测井、地震及分析化验等资料,在对川东南綦江丁山地区DY1井、DY2井上奥陶统五峰组一下志留统龙马溪组页岩气层含气性分析基础上,探讨了各地质要素对气藏富集和产量的影响。结果表明:丁山地区页岩气地质条件好,具有TOC高、热演化程度适中、储集性能好、含气性较好等特点;构造样式是控制页岩气富集的一个重要因素,正向构造是四川盆地内最有利于页岩气富集的构造类型,而位于盆缘、靠近齐岳山断裂的丁山鼻状断背斜构造,同样有利于页岩气富集,但齐岳山断裂决定了其不同构造部位的含气性;在离齐岳山断裂距离较近、埋深较浅的构造部位,裂缝更加发育,页岩横、纵向渗透性增大,页岩气更容易发生大规模逸散,最终造成页岩气层含气性差。在此基础上,综合页岩埋深、构造特征,将丁山构造划分为浅埋平缓区、西部高角度斜坡区、中部低缓区、东部高角度斜坡区、深埋平缓区5个区带;以优质页岩厚度为基础,"构造与保存条件"为关键,并结合页岩埋深,优选出丁山地区中部低缓斜坡区为最有利区带。

四川盆地南缘上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩矿物组成与脆性特征

通过X射线全岩衍射、光学薄片鉴定及扫描电镜等技术手段,对四川盆地南缘上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组页岩野外露头及新钻井岩心样品进行测试分析.结果表明,五峰组-龙马溪组页岩矿物组分以石英和粘土矿物为主,其次为方解石和白云石,还有少量的钾长石、斜长石和黄铁矿.其中石英以陆源碎屑来源为主,部分为生物成因;伊利石与绿泥石组合是粘土矿物的特征组合类型;方解石和白云石多以亮晶胶结物和裂缝填充物的形式存在.以矿物组分为依据,将五峰组-龙马溪组页岩划分为富石英页岩、富粘土页岩及富碳酸盐页岩3类端元岩相,每类岩相在矿物组成、结构、构造及沉积背景等方面均表现出不同特征.经计算该页岩脆性指数为0.36-0.74,平均为0.51,表明该套页岩具备良好的脆性与可压裂性,有利于页岩气的开采.其中,底部页岩石英含量高,脆性指数大且富含有机质,有利于页岩气富集与储层压裂改造,是研究区页岩气勘探开发的重点层位.

黔西北上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气聚集条件分析

根据野外露头地质调查、最新钻井及样品测试等基础资料,以富有机质页岩形成的地质背景及展布特征——页岩气聚集条件—勘探有利区预测为主线,对黔西北地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气成藏条件进行分析,并采用综合信息叠合法对黔西北地区有利区进行预测。研究发现,页岩气发育的富有机质页岩段主要位于五峰组和龙马溪组底部,具有分布面积广、厚度大、有机质含量高、有机质类型好等特点,且具有充足的储集空间和运移通道。现场解吸实验表明,该套富有机质页岩具有良好的含气性能。总体分析,该区域与北美典型页岩气盆地具有良好的地质对比性,具有良好的页岩气聚集条件,是页岩气勘探研究以及后期页岩气开发的重要领域。

南大巴山东段上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组钾质斑脱岩锆石U-Pb年龄及其构造意义

奥陶系-志留系之交的钾质斑脱岩分布范围广,发育层位多,是研究该时期地层年代学、事件地层对比、生物大灭绝和冰期事件及源区构造背景分析的理想对象。本文对南大巴山东段鄂渝交界上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组地层中的斑脱岩开展了锆石U-Pb测年,栗子坪剖面(LZP)黑色泥岩中钾质斑脱岩获得了447.9±2.9Ma年龄,燕子剖面(YZ)黑色硅质岩中钾质斑脱岩年龄为450.9±1.6Ma,间接地限定和约束了地层的沉积年龄。岩石地球化学特征显示,燕子剖面斑脱岩SiO_2为53.61%～56.34%,而栗子坪剖面SiO_2为35.56%～43.81%,其低值可能与高铁含量和高烧失量有关;K_2O含量为5.61%～5.47%,且K_2O>Na_2O,属钾质斑脱岩。燕子剖面和栗子坪剖面钾质斑脱岩稀土元素含量变化较大,前者ΣREE为46.48×10^(-6)～73.70×10^(-6),平均值63.08×10^(-6),后者ΣREE介于113.34×10^(-6)～356.98×10^(-6)之间,平均值164.08×10^(-6),LREE/HREE和La_N/Yb_N均显示轻、重稀土元素分异不太明显,轻稀土轻微富集的特点;两者均具有明显的Eu负异常,Ba、U、Nb和Ti微量元素分异明显,前者微量元素明显亏损Nb、Ta和Ti(TNT异常)。原岩恢复结果表明LZP钾质斑脱岩的原始岩浆为过碱性粗面安山岩,YZ钾质斑脱岩为高钾碱性流纹岩,表明两者可能属不同期次或不同来源的岩浆岩。构造背景判别图解显示,LZP样品主要落入板内花岗岩内;YZ样品落在火山弧花岗岩/同碰撞花岗岩内。结合大巴山区域地质构造背景,笔者认为～450.9Ma钾质斑脱岩可能与古秦岭洋壳向北的俯冲有关,其火山凝灰质可能源自沿古秦岭洋盆北缘的火山弧喷发;～447.9Ma钾质斑脱岩与板内拉张有关,火山物质可能主要以板内火山喷发为主。

四川盆地及周缘上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组关键界面基本特征

以典型剖面详测和重点资料点解剖为基础,结合观音桥段介壳层典型特征分析,以特定斑脱岩层为重点,系统研究四川盆地及周缘上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组内部关键界面基本特征及其与富有机质页岩沉积关系。研究区五峰组—龙马溪组发育特征笔石带、观音桥段介壳层、斑脱岩密集段、结核体等4种具有界面属性的标志层,可成为笔石页岩内地层划分与对比的关键界面:观音桥段介壳层是五峰组—龙马溪组内部最标准的关键界面,也可作为判断重点地区富有机质页岩沉积规模的重要标志;发育两种类型8个斑脱岩密集段,主要赋存于7个笔石带,与观音桥段介壳层在厚度、自然伽马响应等方面具有相似的界面特征,属构造界面(即事件性沉积),并具有全域、大区域和局部3种分布规模,可相应成为三级、四—五级层序界面,对富有机质页岩沉积具有差异控制作用;特征笔石带的首现层位即为等时界面,与富有机质页岩沉积并无直接关系;结核体仅在局部区域产出,且在纵向和横向分布的稳定性较差,与富有机质页岩沉积关系并不明显。

四川盆地上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气藏超压成因及演化规律

四川盆地上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气藏普遍存在超压现象,但目前对于页岩气藏超压形成的原因及演化过程尚不清楚。为了揭示五峰组—龙马溪组页岩气藏超压的形成机制与演化规律,利用测井、数值模拟和激光拉曼实验等方法,综合判识了五峰组—龙马溪组页岩超压成因机理,并基于正演模拟联合反演方法验证了埋藏—抬升全过程的压力动态演化,进而建立了盆内、盆缘和盆外的超压发育模型。研究结果表明:①采用测井组合法、鲍尔斯法、声波速度—岩石密度交汇图版法综合判识出五峰组—龙马溪组页岩的超压成因属于生烃膨胀增压机制;②生烃增压与有机质丰度及类型、原始氢指数、干酪根质量分数及转化率、原油裂解率和滞烃系数等因素密切相关;③焦石坝地区五峰组—龙马溪组页岩干酪根生油可致储层地层压力系数增至1.73,理论计算原油裂解生气可致储层地层压力系数增至2.78,原油裂解生气增压贡献率远大于生油增压;④川南地区五峰组—龙马溪组页岩中流体包裹体的平均捕获压力为163.20 MPa,平均地层压力系数为2.51;⑤焦石坝地区构造抬升过程中因温度下降、孔隙回弹和页岩气散失分别引起地层压力下降44.16 MPa、40.28 MPa和36.50 MPa。结论认为,超压成因和演化的系统研究有助于页岩气差异富集成藏理论的认识,对指导四川盆地及其周缘地区复杂构造背景下海相页岩气选区评价具有重要意义。

黔北务川-正安-道真地区上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组沉积相分析

在充分收集、整理黔北务川-正安-道真地区区域地质背景基础上,通过野外多条露头剖面的实地观测、岩相信息的记录及样品镜下分析等方法研究该区沉积岩物质质组成、构造和结构,明确岩石类型。综合沉积物颜色、岩性、结构构造等相标志,识别研究区上奥陶统五峰组、下志留统龙马溪组的沉积相与亚相,进而精细划分其沉积微相。依据连进剖面对比,认为黔北务正道地区上奥陶五峰组至下志留龙马溪组沉积于局限浅海沉积环境,沉积相为陆棚相。在垂向上,自下而上水体逐渐变浅,从深水陆棚亚相向浅水陆棚亚相过渡;进一步细分,其自下而上依次发育微相有碳质泥棚、含粉砂碳质泥棚、钙质泥棚、含粉砂钙质泥棚和钙质粉砂质泥棚。在横向上,整体表现为由南向北的水体逐渐加深,由深水陆棚逐渐演化为浅水陆棚。最终确认了陆棚相沉积体系为黔北务正道地区五峰组-龙马溪组的沉积模式。

海相黑色页岩甜点类型、特征及页岩气勘探意义——以四川盆地南部五峰组—龙马溪组为例

黑色页岩甜点类型、识别标准及分布规律直接影响勘探层位优选及钻井靶点设计。为此,以四川盆地南部(以下简称川南地区)上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组海相黑色页岩为例,结合岩石学、层序地层学等理论,综合分析了相对海平面变化、裂缝类型与页岩储层品质之间的关系。研究结果表明:①川南地区五峰组—龙马溪组黑色页岩可划分出沉积型和裂缝型2类甜点,其中,沉积型甜点细分为早期海进型、快速海进型、晚期海进型和近滨海进型4类,裂缝型甜点分为网状微裂缝型和网状宏观裂缝型2类。②早期海进型和近滨海进型以半远洋沉积为主,粉砂和黏土混杂堆积,TOC较低;快速海进型以远洋沉积为主,微晶石英发育,TOC高,有机孔发育;晚期海进型以等深流沉积为主,TOC偏低,无机孔相对发育。③裂缝型甜点储层宏观裂缝和微裂缝发育,但基质孔隙度和渗透率不一定高。④早期海进型甜点分布于笔石带WF2—WF3,快速海进型甜点分布于笔石带LM1,晚期海进型甜点分布于笔石带LM2—LM4及LM5,近滨海进型甜点分布于笔石带LM1—LM4,网状微裂缝型甜点主要分布于笔石带LM1,网状宏观裂缝型甜点的分布受断层规模和构造转换带变形程度控制。⑤笔石带LM6—LM8黏土矿物含量高、成岩收缩缝发育的位置可形成网状微裂缝型甜点;构造转换带与调节带具有弱变形与弱改造特征,网状宏观裂缝发育,可形成网状宏观裂缝型甜点。结论认为,川南地区快速海进型和近滨海进型甜点勘探已取得重大突破,早期海进型和晚期海进型是下一步勘探的重要目标;以沉积学及裂缝特征为判识依据的甜点类型划分为页岩气深化勘探和效益开发提供了理论支撑。

四川盆地大安区块五峰组—龙马溪组深层页岩地质特征与勘探有利区

近年来,四川盆地渝西地区大安区块上奥陶统五峰组—下志留统龙一1亚段连续获得多口高产工业气井,展示了该区块页岩气良好的勘探开发前景。但由于该区块页岩埋藏深,勘探程度低,深层优质页岩段沉积微相类型、储层特征及其空间展布规律不清,页岩气有利区优选依据不充分,制约了该区页岩气的深化勘探与开发。为此,通过岩心观察、扫描电镜、地球化学与物性测试、含气量测定和核磁共振等实验手段分析,结合钻测井资料,研究了大安区块五峰组—龙一1亚段各小层地质特征及储层展布规律,建立了深层页岩气有利区评价标准,优选了深层页岩气勘探有利区。研究结果表明:①高碳硅质页岩微相和高碳含黏土硅质页岩微相是最优质页岩气储层发育的沉积微相,主要发育于五峰组—龙一13小层。②龙一11—龙一14小层孔隙度平均超过4%,储集性好;五峰组—龙一13小层超大孔和裂缝较发育,所占比例分别为66%和25%。③五峰组—龙一13小层脆性矿物平均含量为55%,可压性好;含气量平均值不低于4.0 m^(3)/t,含气条件较好;龙一11—龙一13小层各层平均总有机碳含量超过3.0%,生烃条件好;地层压力系数普遍大于1.90。结论认为:①五峰组—龙一13小层页岩储层品质最优;②Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类页岩气有利区资源量分别为3775.78×10^(8) m^(3)、2970.05×10^(8) m^(3)、599.83×10^(8) m^(3);③该区深层页岩气勘探潜力大,是四川盆地重要的天然气产能接替区,其中临江向斜为下一步页岩气勘探的最有利区。

四川盆地五峰组—龙马溪组深水陆棚相页岩生储机理探讨

针对上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组优质页岩生储机理不清的问题,以四川盆地五峰组—龙马溪组深水陆棚相优质页岩为研究对象,结合页岩气形成地质条件和实验分析模拟,从岩石学、矿物学、地球化学等多方面对页岩成烃、成储机制及内在耦合关系等进行分析。结果表明,四川盆地五峰组—龙马溪组优质页岩热演化程度高、生烃强度大、物质基础好,具有良好的顶底板条件;深水陆棚相优质页岩不仅具有高生物成因硅、高有机碳含量,而且具有相对高孔隙度耦合特征。研究认为:①四川盆地五峰组—龙马溪组高演化深水陆棚相优质页岩保存条件好,早期原油滞留效率高,其气源主要来自原油滞留裂解气。②深水陆棚相生物成因的硅质(蛋白石A),在埋藏成岩早期转化成高硬度晶态石英,伴生形成大量微米级粒间孔,而生物成因的硅质格架抗压性强,为优质页岩储集层早期原油充注及纳米级蜂窝状有机孔的发育和保持提供了空间和保护,是有机孔得以保存的关键因素。③五峰组—龙马溪组优质页岩脆性好,均质性强,微米级硅质粒间孔与纳米级有机孔共生,是压裂形成复杂缝网、硅质粒间纳米级有机孔实现高效连通的关键,有利于页岩气高产、稳产。

四川盆地五峰组—龙马溪组页岩气勘探进展、挑战与前景

四川盆地黑色页岩层系多、页岩气资源丰富,是迄今为止中国主要的页岩气勘探开发盆地。为了给今后四川盆地乃至整个中国南方地区页岩气勘探开发提供指导和参考,以该盆地上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气勘探开发实践为对象,总结了其发展阶段与进展,明确了页岩气富集成藏的有利条件,梳理了制约页岩气发展的理论与技术挑战,进而探讨了未来的勘探开发前景。研究结果表明:(1)深水陆棚相形成高富含有机质页岩且连续段厚度大、品质好,复背(向)斜宽缓区构造相对稳定是该盆地五峰组—龙马溪组页岩气持续聚集的有利条件,保存条件是页岩气富集的关键因素,页理(纹理)、微裂缝发育是页岩气高产的重要因素,超压是页岩气高产的重要条件;(2)制约该盆地五峰组—龙马溪组页岩气工业化发展的技术瓶颈,主要包括富有机质页岩沉积相与沉积模式,页岩储层成岩过程与评价体系,页岩气形成与聚集机理,页岩气层地球物理识别与预测,资源动用率低、不确定性大,3500 m以深页岩气勘探开发技术尚未突破。结论认为,四川盆地五峰组—龙马溪组仍是今后相当长一段时间内中国页岩气勘探开发的重点层系。

四川盆地南部深层五峰组—龙马溪组裂缝孔隙评价

根据川南坳陷中部和北部5口评价井资料,对四川盆地南部深层上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组海相页岩进行裂缝孔隙的多方法识别和定量评价,初步揭示了川南坳陷深层五峰组—龙马溪组页岩储集特征。形成4点认识:(1)在川南坳陷中部深层,无论是局部构造高点、翼部还是低部位,五峰组—龙马溪组产层储集空间均以基质孔隙为主,微裂缝总体不发育,与长宁、威远和涪陵气田的基质孔隙相近;(2)在川南坳陷北部深层,五峰组—龙马溪组黑色页岩段以基质孔隙为主,裂缝孔隙主要分布于局部不连续的深度点,总孔隙度为3.5%~6.7%,平均值为5.3%,裂缝孔隙度为0~2.1%,平均值为0.3%;(3)川南坳陷中部和北部五峰组—龙马溪组产层裂缝孔隙欠发育,并以大面积基质孔隙型为主,间接说明该地区构造活动相对较弱,对页岩储集层改造作用不及四川盆地东部涪陵地区;(4)寒武系膏盐岩的发育规模与分布特征是五峰组—龙马溪组裂缝孔隙发育的关键控制因素。研究认为,L7井区、Gs1井区、四川盆地东部、鄂西等地区寒武系膏盐层厚度大且分布稳定,五峰组—龙马溪组"甜点层"在燕山期以来的盐底滑脱构造中易形成裂缝孔隙发育段,是川南坳陷及其周边深层裂缝孔隙发育的潜在有利地区。

页岩气藏超压演化过程:来自四川盆地南部五峰组-龙马溪组裂缝流体包裹体的证据

四川盆地南部(以下简称川南地区)上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气藏普遍存在着超压现象,部分井页岩地层压力系数远高于1.50,目前对于该区页岩气藏压力演化的过程认识尚不清楚。为了揭示该区五峰组—龙马溪组页岩气藏超压的形成机制与演化过程,以川南地区泸州、威远两地典型井页岩裂缝复合脉体样品为研究对象,通过薄片分析、阴极发光扫描电镜观察,明确裂缝复合脉体胶结物的充填期次,开展不同期次裂缝脉体矿物中包裹体测温和激光拉曼分析,结合埋藏史—地热史研究成果,揭示了不同期次裂缝的开启时间,进而探讨了其与页岩气藏超压演化过程的关系。研究结果表明:①研究区典型井页岩裂缝中主要存在着两期脉体充填,第一期脉体主要分布在裂缝壁,矿物颗粒较小,脉体中流体包裹体均一温度与主生气期温度相符,表明第一期裂缝开启过程与生烃增压作用有关,第二期裂缝脉体主要分布在裂缝中部,矿物颗粒较大,脉体中流体包裹体温度范围较广,与抬升过程地层温度相符,指示第二期裂缝开启过程与构造抬升泄压有关;②研究区页岩最大埋深前甲烷包裹体捕获压力介于103.06~139.82 MPa、压力系数介于2.05~2.50,储层抬升过程中甲烷包裹体捕获压力介于101.32~127.73 MPa、压力系数介于1.89~2.18;③页岩气藏超压来自液态烃裂解生气增压作用,抬升阶段是持续泄压的过程。结论认为,川南地区五峰组—龙马溪组页岩气藏具有良好的保存条件,现今仍能保持较高的压力系数。

页岩气储层含水饱和度影响因素及计算方法——以焦石坝区块五峰组—龙马溪组为例

与砂岩、泥岩和碳酸盐岩等常规地层相比,页岩地层黏土含量高,有机孔和无机孔并存,纳米孔非常发育,黄铁矿广泛发育,地层导电性较为复杂,以上因素增大了页岩地层含水饱和度的评价难度。为了提高页岩气储层含水饱和度计算的准确度,以四川盆地焦石坝地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组海相页岩地层为研究对象,对含水饱和度的影响因素进行了探讨。研究结果表明:①黏土矿物中存在吸附水、层间水和结构水等多种形式的束缚水,是页岩气储层束缚水的主要储集空间,容易形成较高的含水饱和度;②有机孔表面具有亲油气性,连通性好,是烃类的主要赋存空间,容易形成较低的含水饱和度;③黄铁矿使地层电阻率降低,导致计算的含水饱和度增大;④对比分析孔隙度—饱和度交会法、Archie公式、Simandoux公式以及Total Shale公式的应用效果和存在的问题,总结出适用于研究区页岩气储层含水饱和度的评价方法。该项研究对四川盆地五峰组—龙马溪组地层水的主要组成形式、含水饱和度影响因素以及不同计算方法之间的异同进行了分析,可以为其他地区页岩地层含水饱和度的评价和计算提供参考。

受显微组分控制的深层页岩有机质孔隙:四川盆地五峰组-龙马溪组有机质组分分类及其孔隙结构特征

目前对于深层页岩有机质组分识别及其中孔隙定量表征的研究不足,给四川盆地深层页岩气勘探开发潜力评价造成了困难。为此,以该盆地上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组深层页岩为例,利用光学显微镜、扫描电镜及面扫描能谱分析,对深层页岩中的有机质组分进行有效识别,并利用PCAS软件定量对比不同有机质组分孔隙的发育特征,探讨了有机质孔隙发育、焦沥青孔隙保存机制及其地质意义。研究结果表明:①深层页岩中的有机质组分主要为沥青和干酪根,其中沥青主要为焦沥青,从中可以识别出有形态和无固定形态焦沥青,从干酪根中可以识别出藻类体碎片、细菌集合体、笔石体和微粒体等;②有机质孔隙发育特征与有机质组分类型密切相关,焦沥青孔隙十分发育,以气泡状、海绵状孔隙为主,藻类体碎片孔隙少量发育或者不发育,细菌集合体可见不规则孔隙发育,笔石体和微粒体基本不发育可视孔隙;③较之于黏土质页岩岩相,硅质页岩岩相中焦沥青孔隙更为发育,并且石英对于孔隙的保护作用优于黄铁矿、碳酸盐岩矿物;④无固定形态焦沥青、细菌集合体和藻类体碎片中孔隙以介孔为主,球状焦沥青主要为大介孔与宏孔,藻类体碎片中孔隙的发育与其原始类型有关。结论认为,深层页岩中焦沥青孔隙的孔径、形状系数等参数在一定程度上可以用来反映地层的压力环境,进而间接反映页岩气的富集状况。

页岩气成藏过程的阶段划分——以四川盆地宁西地区五峰组—龙马溪组页岩气成藏过程为例

四川盆地及其周缘地区普遍经历了多旋回构造演化过程,目前对于该区目标层系中页岩气多期活动和富集成藏规律与区域深埋藏—强隆升剥蚀作用过程具有何种相关性的研究相对薄弱。为此,以该盆地南部长宁页岩气区块西部(以下简称宁西地区)典型井为剖析对象,基于低温热年代学、流体包裹体和盆地热史模拟等综合研究,以上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组生烃动力学及其压力体系变化特征为载体,研究该区五峰组—龙马溪组新生代隆升与页岩气富集与破坏的耦合特征。研究结果表明:①该区磷灰石样品裂变径迹年龄为距今20~40 Ma、(U—Th)/He年龄为距今10~20 Ma,新生代地表剥蚀量为2000 m;②五峰组—龙马溪组埋深沉降热史可划分为早志留世—晚三叠世低—中等成熟度、早—中侏罗世高成熟度和晚侏罗世—白垩纪过成熟度3个热演化阶段;③五峰组—龙马溪组方解石包裹体的流体均一温度呈双峰值特征、分别介于120~140℃和160~180℃,晚期流体盐度变化剧烈表明受到深部、浅表流体混染作用,保存条件被破坏;④五峰组—龙马溪组页岩生烃期长时间具有超压特征,晚侏罗世—白垩纪持续深埋藏使其生气速率达到高峰、形成异常高压,但新生代快速抬升剥蚀作用导致超压系统被破坏、现今为常压体系。结论认为,宁西地区五峰组—龙马溪组页岩气成藏过程具有明显的早期高压富集、深埋藏超高压保持、晚期构造隆升调整/破坏的多阶段特征。

不同构造单元页岩孔隙结构差异及其油气地质意义——以四川盆地泸州地区深层页岩为例

不同构造单元页岩储层品质、含气性差异明显,构造改造作用对页岩气勘探开发具有控制作用,但关于深层页岩气的构造控制作用机理研究较少,相关认识尚不明确,制约了深层页岩气的勘探开发。为此,通过“岩心—薄片—扫描电镜”多尺度观察、全岩矿物X射线衍射分析、核磁共振等技术手段,对比分析了四川盆地南部泸州地区不同构造单元上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组深层页岩孔隙结构和储层特征的差异,探讨了不同构造单元页岩孔隙结构差异与储层品质的耦合关系,明确了页岩气产量差异的内在地质原因,落实了构造改造作用下的页岩气勘探开发有利区。研究结果表明:①向斜区页岩主要以有机质孔隙、非构造裂缝为主,孔径大;背斜区页岩孔隙结构被强烈改造,以矿物粒间孔、构造裂缝为主,矿物粒间孔狭长且定向排列,孔径小。②向斜区构造相对稳定,有机质孔隙、矿物粒间孔以及成岩裂缝保存较好,宏孔占比高,储集性能好,含气量和产量高;背斜区页岩储层发育大量构造裂缝与断层,孔隙和成岩裂缝被压实,孔径减小,储集性能变差,含气量和产量低。③距盆缘剥蚀区越远,构造越稳定的单元,保存条件越好,该类构造单元页岩储层越发育,含气量和产量越高,页岩气勘探开发潜力越大。结论认为,构造运动对于压力系统的影响是形成不同构造单元深层页岩孔隙结构特征差异的重要因素,并控制了页岩储层的含气性与产量;向斜区深层保存条件好,远离剥蚀区,为勘探开发的最有利区,该认识可为深层页岩气勘探开发提供技术支撑。

天文轨道周期及火山活动对中上扬子区晚奥陶世-早志留世有机碳聚集的影响

基于野外露头资料,通过旋回地层学、地球化学等分析方法,运用有机碳同位素组成及化学风化指标数据序列,滤波输出记录在沉积物中的天文轨道参数,探讨天文轨道周期变化及火山活动对中上扬子区晚奥陶世—早志留世有机碳聚集的影响。研究表明,天文轨道周期驱动下的气候变化控制不同级次海平面波动,斜率周期调制的气候变化驱动海洋温盐循环,将位于高纬度区营养物质向中低纬度区转移,温盐循环是低纬度扬子区海洋生产力的主要动力。赫南特晚期海洋生产力指标Ba/Al及Ni/Al值显示,火山活动对海洋生产力贡献有限,对有机碳保存效率有显著影响;古海洋氧化还原环境指标Th/U、V/Cr及V/(V+Ni)值显示,火山活动与古海洋含氧量有显著关系,火山活动通过调节大洋含氧量来控制有机碳的保存效率,不同地区火山活动强度的差异是有机碳差异保存的重要因素。天文轨道周期驱动的有机碳输入动力及火山活动影响有机碳保存效率,二者耦合控制中上扬子区有机碳聚集。图10参74。