浙江省下寒武统荷塘组黑色页岩系地球化学特征

首次根据浙江省西北部荷塘组岩石样品的实测数据,提出了浙江省荷塘组黑色岩系6个岩性层的Pt、Pd、Au、Ag、Cu、As、Sb、Pb、Mo、Ni、V、P、U、B、Cd、Tl、Se、Zn元素的平均值,运用微量元素和稀土元素的配分模式探讨了成岩环境及元素高含量对环境的影响。荷塘组富集元素较多,富集程度高的有Mo、Se、Cd、Ag、Sb、U、As、P;较富集的有V、B、Cu、Tl、Zn,弱富集的为Au、Pt、Pb、Ni。综合地质地球化学特征研究认为,荷塘组黑色岩系具有寻找含钼、磷、矾和有色金属矿产的潜力。

赣东北地区下寒武统荷塘组页岩储层特征

通过显微薄片、扫描电镜及X射线衍射等对赣东北下寒武统荷塘组44块黑色泥页岩进行了实验分析,从地球化学特征、岩石学特征、物性与储集空间特征等方面对泥页岩储层特征进行了研究。研究结果表明:研究区荷塘组泥页岩厚22.1～735.0 m,单层厚度可达19.59～125.16 m;有机质含量在3.32%～11.40%,平均为5.75%;成熟度为2.35%～4.90%,总体偏高,属于过成熟阶段;矿物成分主要以石英、黏土矿物、方解石、黄铁矿和白铁矿为主,脆性矿物含量为18.95%～51.84%,平均含量为40.97%;微孔裂隙发育,形态多样。赣东北荷塘组与北美典型商业性页岩气产区相比具有差异,主要表现在荷塘组页岩的有效厚度较大、TOC含量和吸附气比例较高,其不利条件主要表现为埋藏较深、成熟度过高等方面。

浙西北下寒武统荷塘组页岩气勘探潜力

为了查明浙江地区下古生界页岩气勘探前景,通过分析浙西北地区下寒武统荷塘组页岩有机质丰度、类型、成熟度等地球化学特征,矿物组成、孔隙度等物理特征及沉积、构造环境和分布情况,研究了荷塘组页岩气富集条件和勘探潜力。结果表明：研究区荷塘组页岩有机碳的质量分数为0.32%~4.24%,有机质丰富,生烃潜力较好;镜质体反射率在2.81%~4.83%,热演化程度高,处于过成熟阶段,有利于页岩气藏形成;页岩平均孔隙度为2.74%,微米级孔隙发育,有利于页岩气的储集;等温吸附实验的最大吸附量分别为3.5 m3/t和5.16m3/t,吸附甲烷能力良好;页岩脆性矿物的质量分数达76%~86%,有利于页岩气的压裂开采。荷塘组泥页岩在浙西北地区广泛分布,有效厚度为10~60m,在中洲-昌化一带埋深适中,具备较好的勘探前景。

赣东北地区下寒武统荷塘组页岩气保存条件分析

通过剖面测量等野外地质调查手段和＂X＂射线衍射分析等室内实验测试方法,分析了赣东北地区下寒武统荷塘组页岩气赋存的物质基础、孔隙特征、演化特征及构造发育特征等地质条件,在确认了下寒武统荷塘组页岩具有良好生烃条件的前提下,重点研究了荷塘组页岩气的保存条件及其差异性。研究结果表明：研究区页岩气保存条件整体良好,下寒武统荷塘组页岩含气量在（1.0-5.0）m^3/t之间;受构造和岩浆活动的影响,不同地区页岩气保存条件存在差异;扬子地块、上饶地块及怀玉山区块在断裂、岩浆活动及成岩作用综合影响下,页岩层构造变形程度大,完整度遭到一定破坏,页岩气保存条件相对较差;玉山区块受后期构造运动影响小,岩浆活动弱,褶皱相对宽缓,下寒武统荷塘组页岩埋深和厚度大,页岩气保存条件相对较好。

修武盆地下寒武统荷塘组海相页岩孔隙特征

通过孔隙度实验、低温N2吸附法和CO2吸附法,对修武盆地RDZ01井下寒武统荷塘组页岩孔隙发育特征进行定量表征,结合总有机碳含量、矿物组成及有机质的热演化程度,讨论孔隙发育特征主控因素。结果表明:孔隙形态以楔形孔为主,并发育墨水瓶形孔及狭缝形孔。页岩孔隙度为1.24%~2.91%,具低孔隙度特征;微孔、中孔和大孔3类孔隙分别占总孔体积的35.45%、44.54%和20.01%。页岩总孔体积为5.33×10^-3~20.10×10^-3 cm^3/g,其中低温N2吸附法和CO2吸附法平均孔体积分别为7.40×10^-3 cm^3/g和2.24×10^-3 cm^3/g;总比表面积为7.62~17.84 m^2/g,其中低温N2吸附法和CO2吸附法平均比表面积分别为5.23 m^2/g和7.41 m^2/g。孔径分布的主峰值小于10.00 nm,微孔的结构复杂,0.30~0.70 nm的孔隙较为发育,大的比表面积为页岩气提供更多的吸附位。总有机碳含量是微孔发育的主控因素,同时促进中孔发育,对大孔的影响较弱;黏土矿物增多会降低页岩的孔隙度;高石英含量为总孔体积和总比表面积增大的有利因素。修武盆地下寒武统荷塘组海相页岩和鄂西地区下侏罗统自流井组页岩储集层特征相似,呈现良好的储集能力。

皖南地区荷塘组页岩气成藏条件及有利区预测

通过野外实地观察、样品采集及系列实验分析发现,皖南下扬子区下寒武统荷塘组页岩在研究区内分布广泛,沉积厚度大（约60~360 m）,有机质丰度高（达0.5%~7.2%）,热演化程度较高（Ro为2.0%~5.5%）,达高-过成熟阶段晚期,具有较好的生烃潜力;储集层孔隙度平均为0.716%,为游离气提供了一定的储存空间,等温吸附实验测得吸附气含量平均为0.443 cm3/g,表明研究区页岩具有较强的吸附能力。通过综合研究认为,石台—黟县—泾县—宁国一带为今后的有利勘探区,分布面积约9 100 km2.

赣东北荷塘组页岩气成藏条件及有利区评价

为了探讨赣东北地区下寒武统荷塘组页岩气成藏地质条件,以野外荷塘组页岩实测剖面、露头地质调查资料及样品的分析测试结果为基础,对研究区页岩的分布与沉积特征、地球化学特征、储层特征及页岩气保存条件等方面的综合分析,认为赣东北地区荷塘组页岩的储层物性条件较好.结果表明：赣东北地区下寒武统荷塘组页岩沉积厚度一般在25～200m,分布较广泛,主要为深水陆棚相沉积环境.页岩的有机质类型主要为I型,有机碳含量高,达0.54%～11.40%,平均为5.75%,热演化程度高（Ro为2.35%～4.90%,平均为3.22%）,达到过成熟阶段.页岩脆性矿物含量高,主要为石英及少量的长石、碳酸盐矿物.黏土矿物含量中等,以伊利石为主,其次伊/蒙混层,不含蒙脱石.页岩微孔隙类型主要为矿物晶间孔、有机质孔、粒间溶蚀孔及微裂缝.页岩的孔隙度平均为2.2%,渗透率平均为0.006mD.根据中国海相页岩气有利区的评价标准,优选出赣东北地区页岩气勘探开发的有利区——磨盘山、上饶2个区块。

修武盆地下寒武统海相页岩储层及CH4吸附特征

为了研究修武盆地下寒武统荷塘组海相页岩储层及其含气性特征,连续选取富有机质钻井页岩为研究对象,进行有机地球化学分析、岩石学、孔隙度、低温N2吸附、CO2吸附和超临界CH4等温吸附等系列实验。RO值为1.74%~2.32%,平均为2.10%,为高成熟阶段。页岩TOC含量高,平均为3.21%;矿物组成以石英和黏土矿物为主,平均为52.66%和35.56%,并发育少量长石、碳酸盐和黄铁矿。平均孔隙度为2.05%,具低孔特征,平均孔径为8.416 nm,主要发育开放型圆筒状孔隙、层状狭缝形孔隙和细颈广体墨水瓶状孔隙;比表面积和孔体积普遍较高,分别为6.94~46.48 m2/g、0.0042~0.0201 cm3/g,其中微孔提供较大的比表面积,与四川盆地龙马溪组页岩数值相近,表明其具有充足的储气空间。研究区不但具有良好的生气物质基础,而且具有较强的CH4吸附能力,平均吸附量为1.71 m3/t;影响吸附的主要因素是TOC含量和孔隙结构,石英为有利因素,黏土矿物对吸附影响微弱。页岩厚度大、埋深较浅,有机质类型以生烃能力强的Ⅰ型为主,脆性矿物含量高,综合认为该区具有较好的页岩气勘探潜力。