地质成岩成矿演化过程的太赫兹光谱研究

流体包裹体是研究矿物演化的重要手段之一.不同温度条件下生长的石盐矿物中,其流体包裹体中的个体形态、数量与大小不同,流体包裹体是反映成矿流体的成分、温度和压力的最直接证据.本文利用太赫兹时域光谱系统对石盐体系进行了检测,根据样品的吸收系数变化建立了石盐矿物在温度环境下的演化模型,总结出石盐矿物的成岩过程:即早成岩期、晚成岩期和近似变质阶段,采用XRD和包裹体显微镜测试为辅助手段进行分析,并通过理论模拟进一步验证了演化模型的正确性,实现了利用太赫兹技术对地质成岩成矿演化过程的评价.     

羌塘盆地页岩气成藏地质条件初探*

页岩气作为一种前景巨大的清洁能源资源,近年来迅速成为油气地质领域研究的热点,而发育有多套优质泥页岩质烃源岩的羌塘盆地页岩气勘探还处于探索阶段。通过分析国内外主要页岩气盆地勘探开发关键地质参数,归纳总结了有利页岩气勘探区评价标准。在对羌塘盆地主要泥页岩质烃源岩层厚度、有机质成熟度、有机质类型、有机碳含量等已知关键页岩气地质参数进行综合评价的基础上,提出了羌塘盆地主要发育有两套有利页岩气勘探层：上三叠统泥页岩层、下侏罗统曲色组泥页岩层;遴选了5个有利页岩气勘探区：藏夏河有利区、沃若山有利区、土门格拉有利区、毕洛错有利区、木苟日王有利区。     

楚雄盆地上三叠统舍资组泥页岩储层特征分析 ——以滇禄地3井为例

海陆过渡相泥页岩是页岩气勘探开发的重要领域,以楚雄盆地滇禄地3井上三叠统舍资组泥页岩为研究对象,结合泥页岩的有机地化特征,运用扫描电子显微镜、全岩X-射线衍射分析、孔隙度与渗透率测量实验、现场解析实验、核磁共振等技术对滇禄地3井岩心样品进行分析测试,进而分析泥页岩储层特征。结果表明:滇禄地3井上三叠统舍资组泥页岩干酪根类型均为Ⅱ_2型,舍资组下段泥页岩有机碳(total organic carbon, TOC)含量相对较高,主要集中在0.4%～2.25%,有机质成熟度主要处于过成熟阶段,矿物主要由脆性矿物、碳酸盐矿物、黏土矿物组成,其中脆性矿物含量相对较高,平均为40.87%,有利于页岩气的压裂,孔隙度在0.6%～1.6%,平均为1.01%,渗透率在0.000 965 2×10~(-3)～0.033 542 1×10~(-3)μm~2,平均为0.007 027×10~(-3)μm~2,表现出低孔、低渗特征;储集空间类型以黏土矿物层间缝、颗粒粒缘缝为主,孔隙以微孔、小孔为主,含少量中孔,孔隙之间连通性较差,含气量在0.06～1.00 m~3/t,平均值为0.564 m~3/t。与中国已取得突破的海陆过渡相页岩气勘探区进行页岩气地质条件对比可见:楚雄盆地上三叠统舍资组泥页岩具有良好的页岩气勘探潜力。     

准噶尔盆地下侏罗统页岩气形成条件

准噶尔盆地是中国西部的大型含油气盆地之一,沉积了多套烃源岩层,其中,侏罗系是盆地最重要的气源岩, 蕴含巨大的页岩气资源。通过钻井、录井、露头、岩芯资料及样品分析结果,从泥页岩的展布及埋藏条件、有机地球化 学特征、储层条件和含气特征几方面,研究下侏罗统页岩气的形成条件并对页岩气有利的勘探层位和区带进行了预 测。准噶尔盆地下侏罗统泥页岩广泛发育,以盆地西北缘及南缘沉积厚度最大;埋藏深度1 000～9 000 m,整体上具有 自北向南逐渐增加趋势;泥页岩有机碳含量较高,有机质类型以III 和II2 为主,具有倾气特征,有机质演化处于未成 熟高成熟阶段。泥页岩储层具有孔隙度低、黏土含量高的特点,储集空间以微裂缝为主。实验测得下侏罗统泥页岩 平均吸附含气量为1.42 m3/t。泥页岩段气测显示活跃,通过现场解吸试验证实了泥页岩中有天然气赋存。综合对比研 究认为,准噶尔盆地下侏罗统八道湾组为页岩气最有利的勘探层位,达巴松中拐地区为页岩气勘探最有利目标区。     

渝页1井储层孔隙发育特征及其影响因素分析

位于重庆市彭水县境内页岩气取心井—渝页1井揭示渝东南地区高陡构造带上下志留统龙马溪组黑色页岩的孔隙发育特征和有利的页岩气成藏地质条件。对其孔隙成因类型、识别特征、基本参数及地质控制因素分析认为:渝页1井孔隙非常发育,主要存在裂缝和基质孔隙2种类型,其中裂缝包括构造缝(张性缝、剪性缝和挤压性缝)、成岩缝(层间页理缝、层面滑移缝、溶蚀缝和成岩收缩缝)和有机质演化异常压力缝。基质孔隙包括有机质微孔隙、矿物质孔(残余粒间孔和粒间溶蚀孔)、有机质和矿物间孔隙。在横切面和剖面上主要存在9种裂缝组合构型,这些裂缝组合构型间相互匹配使基岩形成有效的裂缝网络。控制孔隙形成的地质因素复杂,矿物组成和显微组分是控制孔隙发育的基础,构造作用是孔隙形成的关键因素,沉积成岩作用对非构造缝的形成起控制作用。     

川西-川北地区T3x5页岩气成藏地质条件

在参考美国页岩气发育条件的基础上,结合露头剖面实测、测井解释、矿物分析等手段,对川西-川北地区上三叠统须家河组第五段(T3x5)的页岩气成藏地质条件作了详细分析。认为页岩气呈典型的"滞留成藏",主要以游离态和吸附态赋存于泥页岩中;研究区页岩气成藏地质条件优越。其中阆中-德阳-成都-大邑一带T3x5泥页岩主要为滨浅湖沉积,泥页岩层厚度为55~365m,埋深在2.0~3.5km之间,相对较浅;TOC质量分数为2.0%~6.7%,平均值超过3.0%;有机质类型以Ⅲ型干酪根为主,热演化程度高,镜质体反射率(Ro)为1.0%~2.0%,脆性矿物的质量分数约为68.6%:为页岩气勘探开发的有利区块。     

湘中地区涟源凹陷下石炭统页岩气藏形成条件

在观察野外地质露头和综合分析样品测试数据的基础上,对湘中地区涟源凹陷下石炭统暗色泥页岩的厚度与区域分布、有机质丰度、有机质类型、成熟度以及储层矿物学特征、烃源岩热演化史等页岩气藏形成条件进行研究。研究结果表明:与美国主要盆地的页岩气产区相比,该区暗色泥页岩的厚度较大且区域分布广泛,有机质类型以Ⅱ型为主,具有成熟高、脆性矿物丰富、物性较好、储渗空间相对较好等特点;采用地质类比法预测出涟源凹陷3个层位的页岩气总资源量为(0.223~0.460)×1012 m3;涟源凹陷的新化—冷水江一带是页岩气发育的最有利区。     

基于热模拟实验的泥页岩黏土矿物演化及成岩阶段划分

目前成岩作用研究主要集中于砂岩及碳酸盐岩,对泥页岩本身成岩作用及阶段划分的研究较少。随着页岩气研究的兴起,泥页岩成岩作用逐渐受到科研工作者的重视,因此,基于泥岩样品的热模拟实验,对不同演化阶段的样品分别进行X衍射分析、镜质体反射率(R_o)测试、岩石热解(T_(max))分析,应用测试及分析结果进行泥页岩黏土矿物演化的定量表征,并划分泥页岩成岩阶段,为泥页岩储层评价提供参考。研究结果表明,随着泥页岩成岩作用的进行,黏土矿物演化主要表现为高岭石向伊利石和伊/蒙(I/S)混层转化,可将泥页岩成岩作用划分为六个阶段,每个阶段对应的R_o、T_(max)临界值大于砂岩成岩作用相应的R_o、T_(max)临界值。     

基于热模拟实验的泥页岩黏土矿物演化及成岩阶段划分研究

目前成岩作用研究主要集中于砂岩及碳酸盐岩,对泥页岩本身成岩作用及阶段划分的研究较少。随着页岩气研究的兴起,泥页岩成岩作用逐渐受到科研工作者的重视,因此,基于泥岩样品的热模拟实验,对不同演化阶段的样品分别进行X衍射分析、镜质体反射率(R_o)测试、岩石热解(T_(max))分析,应用测试及分析结果进行泥页岩黏土矿物演化的定量表征,并划分泥页岩成岩阶段,为泥页岩储层评价提供参考。研究结果表明,随着泥页岩成岩作用的进行,黏土矿物演化主要表现为高岭石向伊利石和伊/蒙(I/S)混层转化,可将泥页岩成岩作用划分为六个阶段,每个阶段对应的R_o、T_(max)临界值大于砂岩成岩作用相应的R_o、T_(max)临界值。     

塔木铅锌矿床流体包裹体均一温度特征

塔木铅锌矿区属克孜勒塔格—库斯拉甫铜铅锌多金属成矿带,该带铜铅锌多金属矿化十分普遍。铅锌矿化主要产于受断裂构造控制的碳酸盐岩—碎屑岩建造地层中,此地层位于中上古代拗陷沉积的一套浅变质的海相或海陆交互相中(贾涛,2014)。通过对该研究区的区域地质概况、矿区地质特征和矿体特征等地质资料分析的基础上,重点对研究区流体包裹体的形成温度进行研究。流体包裹体测温学是研究成矿成岩介质的最直接手段,通过对包裹体均一温度的分析,可以获得较为真实的成矿成岩介质信息,对于认识成矿机制的认识具有重要作用。     

甲马铜多金属矿床层控矽卡岩流体包裹体特征及其成因意义

甲马铜多金属矿床位于西藏冈底斯火山-岩浆弧中的一个弧后盆地,并赋存于该盆地上侏罗统多底沟组礁灰岩与下白垩统林布宗组下部的砂板岩之间,矿床的含矿岩石为矽卡岩.作者在对其地质特征分析的基础上,通过其中矿物流体包裹体的特征、均一温度、包裹体成分的研究,并与典型岩浆热液接触交代矽卡岩矿物流体包裹体和现代海底热(卤)水的对比,显示该矿床层状矽卡岩矿物的形成温度、流体成分与典型岩浆热液接触交代矽卡岩存在较大差异;而与现代海底热(卤)水有较大的相似性.因此,推断甲马矿床层状矽卡岩的形成与岩浆热液没有直接的成因联系,而很有可能是与盆地演化过程中的热(卤)水活动有关.     

羌塘盆地隆鄂尼-昂达尔错古油藏带白云岩成岩特征

探讨羌塘盆地隆鄂尼-昂达尔错古油藏带中侏罗统布曲组白云岩成岩期次及成岩流体特征。在野外实测剖面的基础上,结合室内测试,对研究区白云岩进行流体包裹体测温及碳、氧同位素分析。结果表明白云岩流体包裹体均一温度(t)主要集中在3个区域:70℃t≤90℃、110℃t≤150℃、150℃t≤190℃;δ~(18)O_(PDB)0,并且变化范围较大,向负值偏移;具有低温白云岩和高温白云岩成因。研究区的白云岩至少经历了3期成岩过程,说明其成岩阶段经历低温-中高温-高温阶段性的变化。根据白云岩-流体同位素分馏方程得到成岩流体δ~(18)O_(SMOW)值,证实研究区白云岩在准同生期经历了海水或混合水成岩阶段,在埋藏期经历了地层水成岩阶段,地层水来自于高温地下卤水。     

牟页1井海陆过渡相页岩发育特征及其含气性?

南华北盆地广泛发育了以上古生界山西组、太原组为代表的海陆过渡相页岩;但是针对该地区的页岩气资源调查存在较多的空白方面。该地区第一口页岩气地质调查井——牟页1井的成功钻探对于获取南华北地区上古生界山西组、太原组泥页岩发育特征及含气量等重要参数有重要意义。通过对岩心样品进行有机地球化学、岩石矿物等实验,确定了牟页1井山西、太原组泥页岩具有中-高含量有机碳(山西组0.44%~5.10%、太原组0.92%~5.06%)、热演化程度高(镜质体反射率Ro2.0),有机质孔受有机质类型影响而不发育的特点。解吸法对岩心进行含气量测试,牟页1井山西组、太原组页岩地层具有较高的含气量,分别介于0.71~3.70 m~3/t、1.09~4.30 m~3/t之间,显示出南华北地区上古生界山西组、太原组具有良好的页岩气勘探开发潜力。同时数据拟合显示含气量与TOC和黏土矿物含量直接相关,说明有机质和矿物组分是影响该地区海陆过渡相页岩含气量的重要因素。     

桂中盆地页岩气地质条件及潜力分析

研究桂中盆地页岩气发育的地质条件并分析其勘探潜力。对桂中盆地近期一口页岩气钻井的产气特征和岩心开展了TOC、Ro等测试分析。该井位于柳城县白芒村附近,钻进过程中在井深为248.33m的下石炭统寺门组泥页岩层系砂岩夹层中出现井涌及天然气喷漏,日产气量3 000~4 000m3,持续几天后无明显衰减迹象,揭示了良好的页岩气潜力。该井寺门组泥页岩TOC的质量分数为0.54%~1.59%,平均值为1.07%,为较好的烃源岩层;砂岩夹层中见丰富的沥青,其反射率Rb为1.64%~2.1%。寺门组泥页岩烃源岩和沥青热裂解生气保证了泥页岩层系充足的气源供应。桂中盆地中下泥盆统和下石炭统深灰色或黑色泥页岩层系广泛发育,为高演化的优质烃源岩层并且具有较大的厚度,构成页岩气大规模赋存的基础地质条件。经过长期的油气勘探,已在不少钻井揭示页岩气的显示,展示了较好的页岩气勘探前景。     

泥页岩对不同赋存状态页岩气的容烃能力定量表征—以伊通盆地双阳组为例*

由于页岩气在泥页岩储层中以多种方式赋存,在开展页岩气资源评价时,需定量表征泥页岩对不同赋存状态页岩气的容烃能力。基于泥页岩等温吸附试验,评价不同丰度、不同成熟度泥页岩的吸附气能力;并通过温、压校正转换至任一温度、任一压力下泥页岩的吸附气能力。借助Vasquez-Beggs模型,评价地质条件下油溶气能力,分析页岩气中不同赋存状态下页岩气含量的比例关系,推算出游离气量。研究表明,在压力达到一定后,泥页岩最大吸附能力主要受到有机质含量的制约;而油溶气量除了受到温、压和原油数量的影响外,气在原油中的溶解度同样至关重要。从伊通盆地评价结果来看,双阳组页岩气最多可达到5 703.74亿m3,其中主要吸附态赋存于泥页岩储层中,其次为游离态页岩气,油溶气量较少,仅为165.54亿m3。     

粤北302铀矿床成矿机制探讨——来自流体包裹体的证据

在对粤北302铀矿床岩相学研究的基础上,划分矿物生成世代,并对成矿期流体包裹体进行岩相学观察,得出成矿期流体包裹体主要有三种类型,按其成分划分为盐水包裹体、含CO2三相包裹体、纯CO2包裹体。盐水包裹体冰点温度为-0.8~-3.4℃,均一温度为106~254℃,盐度为2.39%~5.55%wtNa Cl equiv;含CO2三相包裹体充填度为20%~90%,均一温度为198~354℃,盐度为3.76%~9.24%wtNa Cl equiv;纯CO2包裹体均一温度为17.8~22.1℃。流体包裹体岩相学观察结合显微测温数据说明成矿流体经历过沸腾作用,其成矿温度大约在250℃,压力约为(1.0~1.1)×108Pa,流体沸腾作用可能是导致302铀矿床成矿的重要机制。     

延安探区山西组页岩气包裹体激光拉曼光谱组分及成藏期次

为研究鄂尔多斯盆地延安探区山西组页岩气藏的成藏期,通过对泥页岩夹层中的包裹体镜下形态观察、冷热台测温及对单包体组分激光拉曼光谱测试,研究包裹体的形态、分类、组分及均一温度等特征,借助于盆地模拟软件,使用均一温度和埋藏史热史模拟结合的方法研究页岩气成藏期次.结果表明,山西组页岩气包裹体类型主要为盐水包裹体和含烃盐水包裹体.激光拉曼光谱主要为饱和烃型拉曼光谱图、烷烃+沥青型拉曼光谱图、荧光型拉曼光谱图3种类型,说明当包裹体被捕获时,地层流体成分中含饱和烃和芳烃.包裹体有两个形成时期,结合沉积埋藏史,研究区天然气存在两期充注,第1期充注时间在208～180 Ma,为早侏罗世,是煤系烃源岩的Ⅲ型干酪根早期生成的少量液态烃+气态烃;第2期充注时间在178～125 Ma,为中侏罗世-早白垩世中期.     

广西大福楼锡多金属矿床成矿流体特征

通过流体包裹体岩相学和显微测温学等分析,研究大福楼矿床成矿流体的性质及其演化。研究结果表明:大福楼锡矿共发育6种类型的流体包裹体,即Ⅰ型(单相气相包裹体)、Ⅱ型(单相盐水溶液包裹体)、Ⅲ型(两相富蒸汽包裹体)、Ⅳ型(两相富液体包裹体)、Ⅴ型(含CO2相包裹体)以及Ⅵ型(含NaCl子矿物包裹体)。流体包裹体的均一温度为120~430℃,主要的成矿温度为120~145℃和380~430℃。流体包裹体盐度变化不大,介于17.00%~22.00%之间,属于高盐度流体,具有岩浆热液的标志;流体密度为0.158~1.105 g/cm3,压力为12.0~65.0MPa,属于中高压力的成矿流体。大福楼锡多金属矿床的成矿流体与大厂矿田其他矿床具有很好的一致性,表明其可能相似的来源与演化。     

吐哈盆地胜北洼陷中侏罗统储层流体包裹体特征与油气成藏期次

吐哈盆地胜北洼陷中侏罗统储层油气资源分布广泛,对其流体包裹体特征和成藏期次进行系统研究,有利于油气的精细勘探开发。为厘定胜北洼陷中侏罗统储层油气藏形成和分布规律,基于包裹体岩相学、荧光观测及显微测温技术,分析流体包裹体特征,并结合埋藏史模拟对中侏罗致密砂岩储层油气成藏时间与期次进行研究。结果表明：胜北洼陷中侏罗统储层发育大量烃类包裹体和次生盐水包裹体。其中,油包裹体通常以串珠状成带或成群赋存于石英颗粒愈合裂纹和穿石英颗粒裂纹内,荧光颜色多呈浅黄色和蓝绿,分别指示成熟和高熟油气充注,气包裹体不发荧光;烃类包裹体以及与之共生的盐水包裹体均一温度分布范围较广,呈多幕次分布特征。结合沉积地层埋藏史和热史模拟结果,可见研究区油气成藏主要有两期,早期成藏主要发生在晚侏罗至早白垩世,晚期成藏主要发生在晚第三纪至今,这与基于烃源岩生排烃史及圈闭形成时间所限定的油气成藏时间和期次相一致。该研究对于进一步明确胜北洼陷中侏罗统致密油气勘探有利区具有指导意义。     

黔北凤冈地区页岩气吸附量影响因素分析

页岩气的吸附态是页岩气开采的主要来源之一,为了研究黔北凤冈地区影响页岩气吸附量的因素,选取凤冈1井(FC-1)等的页岩作为实验研究对象,分别进行了有机碳含量、矿物组分、孔隙结构和等温吸附曲线等分析。研究表明:凤参1井及相邻试验井页岩平均有机碳含量为4.97%,主要矿物质以石英、黏土矿物和钠长石为主,页岩孔隙的形状多为不规则的球形、椭球形、三角形;页岩对甲烷的吸附量与有机碳含量、黏土矿物质、有机质孔隙和压力呈正相关,与温度、石英矿物质、水含量呈负相关。适当进行储层改造,改善控制开采过程中页岩气解吸的影响因素,对提高页岩气开采效率、延长开采时间具有重要意义。