二维地震勘探在页岩气勘查空白区的应用效果：以下扬子巢湖地区五峰组-高家边组下段为例

下扬子巢湖地区五峰组-高家边组下段地层富有机质页岩厚度、有机地化、储集物性、岩石学以及含气性特征研究较为薄弱,为查明该地区五峰组-高家边下段页岩气地质条件,利用二维地震勘探方法指导井位部署,取得了较好的钻探地质效果。钻探结果表明,在页岩气空白区,表现为强反射特征的波组即为五峰组-高家边组下段黑色富有机质页岩。针对强反射波组部署的皖含地1井完整揭示了五峰组-高家边组地层,五峰组-高家边组下段实钻深度与预测深度相差156 m,富有机质页岩厚度为43.9 m,生气条件和储层条件较好,见页岩气显示。因此,二维地震勘探为页岩气空白区的有效勘查方法,利用该方法部署的钻井证实巢湖地区五峰组-高家边组下段具有较好的页岩气地质条件。     

下扬子五峰组上升流相烃源岩沉积特征

五峰组层状含放射虫硅质类地层是下扬子地区所发育的区域性优质烃源岩之一,为前陆挠折滞流盆地边缘斜坡上升流沉积产物。受上升流强度和阵发周期频率的控制,形成了多个厚度呈周期性变化、硅质生物组成略有不同的硅质岩和硅质页岩互层韵律沉积。五峰组沉积时期,水体缺氧程度高,有机质组成以无定形为优势,原始生烃潜力高,低等藻类和其它浮游生物是其主要生源。受上升流影响,硅质岩和硅质页岩沉积时期有机质的保护机制存在差异,有机质富集程度主要与粘土矿物对有机质较强的吸附和保护能力以及氧化硅矿物转化过程中有机质的损失相关。     

扬子五峰组上升流相烃源岩沉积特征

五峰组层状含放射虫硅质类地层是下扬子地区所发育的区域性优质烃源岩之一,为前陆挠折滞流盆地边缘斜坡上升流沉积产物.受上升流强度和阵发周期频率的控制,形成了多个厚度呈周期性变化、硅质生物组成略有不同的硅质岩和硅质页岩互层韵律沉积.五峰组沉积时期,水体缺氧程度高,有机质组成以无定形为优势,原始生烃潜力高,低等藻类和其它浮游生物是其主要生源.受上升流影响,硅质岩和硅质页岩沉积时期有机质的保护机制存在差异,有机质富集程度主要与粘土矿物对有机质较强的吸附和保护能力以及氧化硅矿物转化过程中有机质的损失相关.     

湘鄂西地区五峰-龙马溪组泥页岩黄铁矿粒径特征

湘鄂西地区位于中扬子板块,该地区五峰-龙马溪组富有机质页岩有机质类型以Ⅱ1型为主,Ⅱ2型次之,具有高TOC含量(0.55%~4.28%)、高成熟度(2.4%~3.2%)的特征;且富有机质页岩中黄铁矿普遍发育。通过岩心样品及扫描电镜观察发现,龙马溪组黑色页岩常发育自形-半自形黄铁矿,扫描电镜下常见草莓状黄铁矿;五峰组黑色页岩岩心观察无明显晶形,扫描电镜下常现呈微晶黄铁矿颗粒,以细小颗粒状分布在有机质中。草莓状黄铁矿通常由微晶颗粒聚集而来,其草莓状直径大小由硫复铁矿的形成和沉积水动力控制。根据草莓状黄铁矿直径D与深度关系分析出湘鄂西地区黑色页岩的沉积环境表现为五峰组闭塞环境、龙马溪组闭塞环境、龙马溪组贫氧-缺氧环境三种。由草莓状黄铁矿直径D与微晶黄铁矿直径d建立D/d的关系表明:从沉积期到成岩期,五峰组闭塞环境的还原性比龙马溪组闭塞环境的还原性强;且五峰组闭塞环境的沉积水动力要比龙马溪组闭塞环境的沉积水动力要弱,水体更稳定。此外,D与d之间的关系能侧面反映该地区五峰-龙马溪组富有机质页岩孔隙度的变化趋势。D/d值与页岩解吸气量也有良好的对应关系,龙马溪组D/d值越大,解吸气量越少。五峰组D/d值较龙马溪组普遍偏小,解吸气量远大于龙马溪组。上述结果表明水体还原环境的强弱是湘鄂西烃源岩有机质形成和保存的重要因素,从而影响页岩气的富集。     

WHD1井五峰组-高家边组页岩气地质条件初析

WHD1井位于下扬子地块沿江隆凹褶断带,为安徽省境内巢湖地区首口针对上奥陶统五峰组-下志留统高家边组下段目的层位的页岩气地质调查井。通过钻探、录井、测井以及实验分析等方法,对WHD1井及周边区域奥陶系-志留系地层发育,黑色页岩厚度分布、生烃条件、储集条件以及含气条件等特征有了新的认识。研究结果表明,WHD1井自上而下钻遇志留系坟头组、高家边组、奥陶系五峰组、汤头组、宝塔组、庙坡组、牯牛潭组、大湾组以及红花园组等地层。该井首次最大程度地揭露了高家边组地层厚度1 119.18 m,其中五峰组-高家边组下段富有机质页岩(w_(TOC)1%)厚度为43.90 m,优质页岩(w_(TOC)2%)厚度为17.95 m,有机质类型为Ⅰ型,有机质丰度评价为中-好等级,有机质成熟度为过成熟早-中期生干气阶段,具有丰富的物质基础和生气条件。储层条件方面,五峰组-高家边组下段富有机质页岩有机质孔隙度发育,解吸气可点燃,脆性矿物含量较高,以上特征均表明该套层位在储集空间、含气潜力以及后期压裂可改造性方面均具有较好的储层条件。WHD1井的钻探证明,该地区的五峰组-高家边组下段黑色富有机质页岩具有一定的页岩气勘探潜力。     

湘中地区早寒武世牛蹄塘组黑色岩系地球化学特征与有机质富集机理

中国南方扬子板块寒武纪早期广泛发育一套富有机质黑色岩系,为了研究其有机质富集特征及控制因素,对湘中地区AY-1井牛蹄塘组32件岩芯样品总有机碳质量分数w(TOC)、主微量和稀土元素质量分数等地球化学特征参数进行测试。研究结果表明:研究区牛蹄塘组黑色页岩有机质丰度高,与热液相关的Ni和Sb等微量元素富集以及热液指标w(Co)+w(Ni)较高;w(P生物)和w(Ba生物)显示牛蹄塘组生产力在中—高等水平,w(U)/w(Al),w(V)/w(Al),w(Ni)/w(Co),w(V)/w(Cr)和w(U)/w(Th)共同指示水体基本处于缺氧、还原环境;从底部至顶部,页岩受热液作用强度、生产力水平和水体还原性变化均表现为由弱—强—弱的趋势,且与有机质丰度呈现正相关;顶部生产力水平虽然较高且趋于稳定,但沉积时海平面下降使水体还原性减弱,有机质无法良好地保存。强热液活动、高古生产力和强还原环境使牛蹄塘组中部形成高有机碳丰度的页岩层系,成为页岩气勘探的有利层段。     

川南地区五峰组—龙马溪组沉积环境演化及其对页岩发育的控制

基于岩心观察、薄片观察、电镜观察、XRF元素扫描以及全岩X-衍射、ICP-MS元素分析、总有机碳含量测试等手段,对川南地区五峰组—龙马溪组页岩岩相类型及其沉积环境演化进行分析,并探讨沉积环境高频演化对岩相的控制作用。将川南地区五峰组—龙马溪组页岩划分为富有机质层状生物硅质页岩、富有机质纹层状(长英质-钙质)粉砂页岩、富有机质(钙质)粉砂页岩、富有机质纹层状钙质页岩、中有机质纹层状(长英质-钙质)粉砂页岩、中有机质块状黏土质页岩6种岩相类型。在岩相识别基础上借助特征元素比值Sr/Ba、U/Th、V/Cr、V/Ni、Ni/Co、Sr/Cu及Mo、Cu、Sr含量变化进行古沉积环境恢复,划分出7个演化阶段。结果表明：五峰组沉积早期气候温暖潮湿、水体较为氧化、盐度较低;五峰组沉积中期水体还原性增强、古生产力提高;五峰组晚期气候干冷,水体较为氧化,经历了赫南特冰期;龙马溪组自下而上古气候经历了暖湿—相对干热—暖湿—相对干热的演化,同时古水体也经历了还原—相对氧化—还原—相对氧化的演化。沉积环境高频演化对页岩岩相发育以及有机质富集具有明显的控制作用,不同岩相有机质含量与海洋古生产力和水体还原性均呈现...     

湘中南中奥陶统烟溪组页岩地球化学特征及有机质富集机理

为了解湘中南中奥陶统烟溪组黑色页岩有机质富集规律及模式,选择湖南城步撑架坪(CJP)、宁远棉花坪(MHP)、祁东马杜桥(MDQ)这3个剖面的烟溪组页岩样品对有机质丰度、主微量元素质量分数进行测试。研究结果表明:烟溪组有机质丰度较高,CJP黑色页岩TOC质量分数w(TOC)平均为2.52%,MHP黑色岩石w(TOC)平均为1.96%,MDQ黑色岩石w(TOC)平均为2.54%。化学蚀变指数ACI和w(Sr)/w(Cu)显示烟溪组时期为温暖潮湿的气候;生物成因钡w(Ba_(xs))为141.6～738.0μg/g,表明烟溪组沉积环境具有中等生产力;古氧化还原参数w(V)/(w(V)+w(Ni))和w(Th)/w(U)指示水体环境为缺氧—贫氧环境;有机质的富集受古生产力、古地理、海平面变化、陆源碎屑物等多方面因素影响,而闭塞性沉积盆地引起的水体缺氧环境是有机质保存下来的决定因素;烟溪组页岩有机质富集模式是受浊流沉积物影响的"深水滞留盆地"模式,华夏地块浊流沉积物的输入使盆地中部祁东地区的有机质丰度比研究区东南侧的丰度高。     

川南地区五峰-龙马溪组页岩沉积环境及风化作用对页岩含气性指标的影响

通过对四川盆地南部兴文县僰王山镇上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组露头剖面的61个样品进行有机碳质量分数w(TOC)、硫质量分数w(S)和有机质碳同位素(δ~(13)C_(org-PDB))组成分析,并与长宁剖面和长芯一井的分析结果进行对比,研究了w(TOC)、w(S)、δ~(13)C_(org-PDB)等页岩含气性评价指标受风化作用的影响程度.分析结果显示兴文地区五峰-龙马溪组底部约25 m的层段w(TOC)较高,达2.28%~5.06%,平均4.01%,向上残余w(TOC)变低(0.83%~1.93%)并趋于稳定.δ~(13)C_(org-PDB)=-31.5‰~-28.8‰,平均-30.3‰.w(TOC)的分布范围及垂向上的变化特征与长宁剖面和长芯一井有良好的可对比性,表明五峰-龙马溪组页岩中高演化的残余有机质芳构化程度高、抗风化能力强,基本没有受到风化作用的影响.兴文地区五峰-马溪组页岩w(S)=0.02%~3.15%,剖面底部20m层段的w(S)远低于长宁剖面,表明底部高有机质层段页岩中的黄铁矿受风化作用的影响已基本流失(0.1%),w(S)普遍很低,用于反演有机质沉积环境已失去了有效性.兴文地区五峰-龙马溪组页岩w(TOC)与δ~(13)C_(org-PDB)总体上呈负相关关系,随着w(TOC)增大,δ~(13)C_(org-PDB)变小,显示有利于有机质保存的还原条件增强.通过长宁剖面、长芯一井和兴文剖面对比研究,结合五峰组-龙马溪页岩的岩石学和地球化学特征,认为控制龙马溪组烃源岩有机质富集的主要原因是海平面升高和深水还原环境导致有机质保存较好.川南沉积中心五峰组和龙马溪组底部高有机质海相泥岩,是页岩气富集的最有利层段.     

桦甸盆地始新世古湖泊生产力与有机质富集机制

通过对桦甸盆地桦甸组泥岩和油页岩样品的地球化学分析并利用有机碳法定性和定量恢复始新世古湖泊生产力,探讨湖泊演化过程中生产力变化、水体环境及其有机质富集机制。结果表明:桦甸组古湖泊生产力的演化由大到小为中部含油页岩段、上部含煤段、下部含黄铁矿段;中部油页岩段沉积时期湖泊生产力最高,最大值达1 033.09 g/(m2.a),为富营养湖,该时期有机质来源以藻类和细菌为主,湖泊水体环境为稳定缺氧的淡水—半咸水还原环境,反映了高的湖泊生产力与藻类勃发有关,直接影响有机质来源和丰度,湖水盐度的交替变化使底层水处于稳定的缺氧条件,是有机质保存的良好环境;上部含煤段和下部黄铁矿段沉积时期为明显的贫营养湖,水体均为缺氧的淡水环境,生产力平均值分别为153.26和143.82 g/(m2.a);高湖泊生产力是油页岩中有机质富集的首要条件,高的湖泊生产力和稳定的底层水缺氧是有机质富集的最理想环境。     

涪陵焦石坝地区五峰组—龙马溪组页岩古氧相研究

焦石坝五峰组—龙马溪组页岩下段与龙马溪组页岩上段两类页岩层开发效果迥异,为了探索其产生差异的根本原因,以地球化学特征分析为依据,结合晚奥陶世—早志留世的沉积学和古生态学资料,研究了焦石坝五峰组—龙马溪组页岩古氧相。五峰组—龙马溪组页岩下段地层Fe、Mn含量低,U含量高,w(U)/w(Th)0.75,Uau(即自生U质量分数)大于5×10-6,生物化石和沉积纹层保存完好,表现为典型的贫氧-厌氧沉积环境,有利于生物遗体的富集和保存,有机质含量高;随深度增加,龙马溪组页岩上段地层Fe、Mn含量逐渐降低,U、S含量增高,沉积水体还原性逐渐增强,S含量与TOC含量呈明显的正相关关系,地层上部为典型的富氧沉积环境,生物遗体难以保存,有机碳含量低,地层下部为贫氧—富氧过渡性沉积环境,TOC含量较高,具有一定的勘探潜力。古氧化-还原环境的差异是导致两类页岩品质差异的根本原因。     

下扬子地区五峰组—高家边组页岩气形成条件

 页岩气是一种清洁、高效的非常规能源。通过露头观测、钻井资料、有机地化与储集物性等资料,分析了下扬子地区上奥陶统五峰组—下志留统高家边组页岩的沉积环境、厚度、分布、埋深、有机质丰度、类型、热演化程度、孔缝特征及岩石矿物组成等。研究结果表明,该页岩主体为陆棚沉积,沉积厚度大,主要分布在300~400m之间、埋深适中;页岩有机碳含量主要分布在0.5%~1.0%之间,有机质类型为Ⅰ型和Ⅱ型,镜质组反射率主体分布在1.5%~2.5%之间,处于高成熟-过成熟阶段;页岩石英含量较高,普遍分布在34.2%～55.1%之间,微裂缝发育,有利于压裂改造。研究表明页岩气形成的有利区分布在苏北高邮—海安—句容、皖南泾县—宁国和浙西临安等地区。     

鹿邑凹陷太原组-山西组泥岩元素地球化学特征及对沉积环境的指示

鹿邑凹陷上古生界太原组和山西组暗色泥岩有机质丰度较高,是重要的页岩气勘探层位,为深入探讨其沉积环境,对近期实施的LY1井进行了元素地球化学分析,选择对沉积环境比较敏感的元素或组合,结合岩石学特征,对古气候、古盐度、古氧化还原条件、相对沉积速率、有机质保存条件等进行研究,结果表明：蚀变指数法、SiO2/Al2O3和Sr/Cu比值指示太原组和山西组沉积期具有温暖湿润的古气候背景；V/(V+Ni)、V/Cr、Ni / Co、Cu/Zn等比值的变化和岩石学特征指示太原组-山西组下部沉积期水体属还原-弱还原环境,山西组上部则为弱氧化-弱还原的过渡环境；Li、Ni、Ga、Sr的含量变化、Sr/Ba比值和TOC/TS比值的变化特征显示太原组和山西组沉积期水体属半咸水-淡水沉积环境,自下而上,淡水注入量逐渐增加,盐度呈震荡式降低；结合Rb/Zr比值,推测太原组、山西组为浅水沉积环境,自下而上深度逐渐变浅；LREE/HREE和LaN/YbN的变化特征反映太原组沉积速率相对稳定,山西组沉积速率波动幅度较大,且略高于太原组；太原组和山西组下部的沉积环境相对于山西组上部更有利于有机质保存。     

准噶尔盆地顶山地区乌伦古河组古气候特征及其对铀成矿影响

准噶尔盆地顶山地区乌伦古河组发现有砂岩型铀矿化显示,为了满足砂岩型铀矿进一步勘察的需要,利用沉积岩微量元素特征对乌伦古河组古气候特征进行探讨。结果表明:乌伦古河组碎屑沉积岩为淡水沉积,古气候为干旱炎热环境,沉积水体总体为氧化-还原环境,部分过渡为氧化环境。乌伦古河组碎屑沉积岩为干旱-氧化环境下形成,不利于有机质的保存,地层还原容量差,是制约铀成矿的重要因素之一。乌伦古河组铀矿化均位于第二岩性段下部,推测与地层有机质含量较高,且沉积期后古气候由氧化-还原环境转化为氧化环境密切相关。     

下扬子皖南地区下寒武统大陈岭组页岩特征及其沉积环境

下扬子皖南地区下寒武统大陈岭组发育富有机质页岩,前期对该套页岩的关注和研究较为薄弱。为探索大陈岭组页岩特征及其沉积环境,以该区页岩气探井WY1井为研究对象,基于岩心、测井资料,通过全岩X射线衍射、氩离子抛光扫描电镜、有机地球化学、元素地球化学等测试手段,重点分析页岩岩石矿物组成特征、有机地球化学特征、孔隙特征,讨论其沉积环境。结果表明：大陈岭组页岩矿物组成以石英、黏土矿物为主,为生物成因硅质页岩,过量硅含量为33.77%～61.79%,占总硅质含量的46%～75%;页岩有机质丰度高,TOC分布在2.27%～7.42%之间,平均值为4.06%,等效镜质体反射率（Ro,eqv）为3.37％～5.53％,均处于过成熟演化阶段,有机质严重碳化,测井电阻率普遍低于1 ?·m;发育无机孔隙、有机质孔隙和微裂缝3种孔隙空间类型,有机质孔隙较发育,但主要为孔径10～20 nm的小孔,有效孔隙度平均为1.25%;大陈岭组形成于深海至滞流浅海,自下而上水体滞留程度增强,整体处于贫氧—厌氧的古水体环境,沉积期气候温暖湿润,古生物繁盛,古生产力较高,生物Ba含量为1 738.15～5 687.74 ug/g,平均值为3 309.63 ug/g,沉积环境有利于有机质的富集保存;皖南地区大陈岭组富有机质页岩发育,具备页岩气形成的基本条件,深化过热演化程度页岩气富集主控因素研究,评价优选保存条件较好的稳定区,有望实现勘探新突破。     

准噶尔盆地顶山地区乌伦古河组古气候特征及其对铀成矿的影响

准噶尔盆地顶山地区乌伦古河组发现有砂岩型铀矿化显示,为了满足砂岩型铀矿进一步勘察的需要,利用沉积岩微量元素特征对乌伦古河组古气候特征进行探讨。结果表明:乌伦古河组碎屑沉积岩为淡水沉积,古气候为干旱炎热环境,沉积水体总体为氧化-还原环境,部分过渡为氧化环境。乌伦古河组碎屑沉积岩为干旱-氧化环境下形成,不利于有机质的保存,地层还原容量差,是制约铀成矿的重要因素之一。乌伦古河组铀矿化均位于第二岩性段下部,推测与地层有机质含量较高,且沉积期后古气候由氧化-还原环境转化为氧化环境密切相关。     

米仓山-汉南隆起区牛蹄塘组页岩古氧相及其与有机质富集的关系

为了探讨上扬子北缘米仓山-汉南隆起区下寒武统牛蹄塘组页岩形成环境及其与有机质富集的关系,利用大量野外露头页岩样品,进行微量元素、稀土元素、氩离子抛光-场发射扫描电镜、w(总有机碳)等测试分析.牛蹄塘组稀土元素北美页岩标准化配式比较平坦,轻重稀土元素分异程度较小,且稀土元素总量相对较低;亲氧Sr元素强烈亏损, V、U、Mo等元素共同富集;草莓状黄铁矿粒径较窄且集中分布在2.0～6.0μm; w(U)/w(Th)、w(Ni)/w(Co)、w(V)/w(Cr)偏低,多指示次氧-氧化条件.米仓山-汉南隆起区牛蹄塘组页岩在以深水缺氧沉积环境为主,伴随后期短暂次氧-氧化环境中形成保存.牛蹄塘组页岩中U、V、Mo等指示还原条件的元素以及指示海洋古生产力或有机质通量的w(Ba)、w(Ni)、w(Cu)均与w(总有机碳)呈一定正相关性,揭示深水还原条件以及较高的藻类、微生物等古海洋生产力是牛蹄塘组页岩有机质形成、保存、富集的主控因素.     

湖北恩施地区栖霞组下部泥质石灰岩生物标志物特征

我国华南地区的二叠系栖霞组岩层中沉积有多套富有机碳的深暗色岩系,是华南地区油气勘探的潜在烃源岩。但这套烃源岩详细的古海洋条件特征尚未完全清楚。选择湖北省恩施剖面的栖霞组下部中的泥质灰岩夹钙质页岩作为研究对象,开展有机质生物标志物组成研究与分析。研究表明,恩施剖面栖霞组下部泥质灰岩生物有机质的来源以海洋浮游藻类为主。恩施剖面栖霞组有机质可能已经达到成熟,已经达到或接近"生油窗"阶段。恩施地区栖霞组早期的水体不是一个缺氧的环境,可能是一个氧化至贫氧的环境。在该环境中有机质较为富集,说明长期贫氧环境也有利于有机质富集。     

中上扬子晚奥陶世赫南特期岩相古地理

晚奥陶世赫南特期发生了全球性的气候变冷事件.中上扬子地区典型沉积为观音桥组,富产全球广泛分布的赫南特动物群,对应冰盖扩张引起的全球海平面下降阶段.根据岩性、沉积构造、生物组合及其保存状态,赫南特阶划分出潮坪相及浅海陆棚相.湖坪相主要沉积观音桥组炭泥质灰岩、钙质泥岩,底栖生物繁盛.浅海陆棚相主要沉积五峰组上部Normal...     

黔西北五峰-龙马溪组页岩气成藏条件综合评价

通过黔西北五峰-龙马溪组页岩岩心样品地球化学、岩石矿物学、储层孔隙和含气量等成藏条件分析发现,五峰-龙马溪组有机质产率高,还原环境强,有机碳含量4.15%～8.46%,古生物以甲藻等水生生物占优势,有机质类型以I型为主,有机质成熟度2.34%～3.96%,处于成熟-高成熟阶段。页岩矿物成分以黏土矿物和石英为主,平均含量分别为42.6%和27.9%,具有良好的脆性。页岩孔隙类型主要为粒间孔、粒内孔、有机质孔和微裂缝,孔隙表面粗糙程度中等,吸附能力中等,孔隙结构复杂。现场解析实验数据测得五峰-龙马溪组的含气量为0.04～2.81m3/t,气体主要成分为CH4。黔西北五峰-龙马溪组虽然具有良好的页岩气成藏条件,但不同地区页岩含气性差异较大,后期保存条件是影响页岩气能否富集的关键因素。