四川盆地五峰组-龙马溪组页岩储层中黄铁矿特征及地质意义

黄铁矿是页岩储层中含量最多的重矿物,其质量分数普遍在1%～4%之间。为了研究海相页岩储层中黄铁矿与沉积环境、有机质的关系,采用野外剖面、光学显微镜和扫描电子显微镜等手段在宏观和微观尺度下进行黄铁矿类型及特征研究。黄铁矿的主要产状类型有黄铁矿结核、黄铁矿条带、草莓状和立方体黄铁矿及其集合体、几丁虫状黄铁矿及其集合体等生物交代黄铁矿,在野外剖面中还存在黄铁矿条带和结核伴生、黄铁矿与方解石沿裂缝充填、黄铁矿结核内部存在裂隙等现象。对扫描电镜下草莓状黄铁矿和立方体黄铁矿的粒径进行统计分析,发现四川盆地海相页岩储层中草莓状黄铁矿直径与其单晶直径之间存在正相关关系,草莓状黄铁矿平均粒径集中在2.571 0～6.239 3μm,草莓状黄铁矿单晶平均粒径分布在0.318 8～0.703 7μm,而图像分析显示黄铁矿粒径集中在2～6μm。五峰组-龙马溪组下段页岩储层草莓状黄铁矿平均粒径分布稳定,平均值为4.830 9μm,沉积水体环境为硫化和次氧化环境;而草莓状黄铁矿与有机质含量存在正相关关系。页岩中与黄铁矿相关的孔隙类型主要有草莓状黄铁矿单晶间的有机质孔、晶间孔及黄铁矿与周围有机质之间的孔隙,有机质孔隙较小,但有利于储层中天然气吸附。     

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。     

松辽盆地北部青山口组页岩气资源潜力浅析

北美地区成功勘探开发非常规资源的实践揭示,页岩气是近年来发展最快、潜力最大的非常规能源。松辽盆地北部页岩气的勘探还处于起步阶段,需要从北美地区借鉴成功经验,本文在总结页岩气成功探区成藏条件的基础上,分析松辽盆地青山口组页岩气的成藏条件。研究表明：松辽盆地青山口组在泥页岩发育规模、沉积环境等多个方面与国外具有广泛的相似性,具备多方面的有利成藏要素：稳定的长期还原沉积环境;广泛分布的厚层泥页岩;发育丰度高、类型好、高成熟度的优质气源岩;合适的埋藏深度。尽管松辽盆地陆相泥页岩与国外海相泥页岩在发育的构造背景、沉积体系、岩性发育等多个方面还存在较大的差距,不能像北美地区一样形成大规模的页岩气藏,但是在中央凹陷局部地区仍可找到页岩气的勘探甜点区。     

松辽盆地北部青山口组黑色页岩的地质特征与海水侵入的成因模式

以松辽盆地青山口组黑色页岩为研究对象，对页岩的岩石学特征、岩相组合、平面分布和有机碳分布规律进行研究，并结合古气候、古盐度、氧化还原环境探讨海侵事件对富有机质页岩的影响。研究认为，盆地东西两大凹陷页岩的地质地化特征存在较大差异：西部齐家—古龙凹陷页岩厚度大，有机碳丰度中—高，粉砂岩、介壳灰岩夹层发育；东部三肇—朝长地区页岩厚度相对薄，有机碳丰度极高，灰岩、白云岩薄夹层发育。白垩纪全球海侵造成青山口组湖海沟通，海水从盆地东南方向侵入造成东西水体盐度不均一、不对称格局。古生物、微量元素和分子标志化合物等证据证明，海侵提升了水体古盐度和古生产力，促进水岩界面的还原环境，为有机质的生产、聚集和保存提供了有利条件。青山口组页岩成因模式为海侵背景下的水体分层模式，可与白垩纪Cenomanian-Turonian期大洋缺氧事件层对标，是白垩纪全球缺氧事件在陆相湖盆的地质响应。     

湖北省恩施地区二叠系低丰度草莓状黄铁矿的两种成因

湖北省西部恩施地区恩施剖面中二叠统栖霞组氧化环境与赵家坝剖面上二叠统大隆组还原环境中草莓状黄铁矿丰度均较低,甚至缺失。通过对比这两个剖面中富草莓状黄铁矿与贫草莓状黄铁矿层位的总有机碳(TOC)含量以及总铁含量,结果展示在恩施剖面栖霞组缺乏草莓状黄铁矿的氧化碳酸盐岩层段中TOC含量较低而富草莓状黄铁矿层位TOC含量较高;在赵家坝剖面大隆组缺乏草莓状黄铁矿层段的还原的硅质岩中总铁含量较低而富草莓状黄铁矿层段总铁含量较高。分析认为氧化层段中缺乏草莓状黄铁矿是因为较低的有机质导致细菌硫酸盐还原反应形成的硫化氢浓度较低,从而形成的草莓状黄铁矿丰度较低;还原层段中缺乏草莓状黄铁矿是因为较低的总铁浓度导致细菌硫酸盐还原反应生成的硫化氢与铁直接生成黄铁矿单晶,没有胶黄铁矿的生成,从而由于较弱的磁性没有聚合形成草莓状黄铁矿。     

川东南地区龙马溪组页岩笔石与沉积环境的关系

通过总结研究川东南龙马溪组富笔石页岩沉积环境与笔石种类、结构、分布、分带特征来探讨页岩笔石与沉积环境的关系,进而分析笔石的页岩气地质意义。研究区龙马溪组划分8个笔石带,早期(G.persculptus-Pr.leei)主要发育局限的深水陆棚,晚期(D.triangulatus-M.sedgwicki)以较强水动力及开放性、富氧的浅水陆棚为主;笔石呈厚约10μm的薄细条状并发育微纳米级孔隙,高笔石丰度带与富有机质页岩层段对应良好;沉积环境影响笔石有机质赋存并控制其在层理面的叠加分布,富笔石纹层丰富的层间缝可以为储层提供渗流通道及一定储集空间。笔石、富笔石水平层理、笔石有机质、笔石沉积环境的进一步研究,将为龙马溪组优质页岩储层发育机理、成藏富集机理及页岩气勘探开发等提供科学依据。     

川东南地区龙马溪组页岩笔石与沉积环境关系的探讨

通过总结研究川东南龙马溪组富笔石页岩沉积环境与笔石种类、结构、分布、分带特征来探讨页岩笔石与沉积环境的关系,进而分析笔石的页岩气地质意义。研究区龙马溪组划分8个笔石带,早期(G.persculptus-Pr.leei)主要发育局限的深水陆棚,晚期(D.triangulatus-M.sedgwicki)以较强水动力及开放性、富氧的浅水陆棚为主;笔石呈厚约10μm的薄细条状并发育微纳米级孔隙,高笔石丰度带与富有机质页岩层段对应良好;沉积环境影响笔石有机质赋存并控制其在层理面的叠加分布,富笔石纹层丰富的层间缝可以为储层提供渗流通道及一定储集空间。笔石、富笔石水平层理、笔石有机质、笔石沉积环境的进一步研究,将为龙马溪组优质页岩储层发育机理、成藏富集机理及页岩气勘探开发等提供科学依据。     

松辽盆地长岭坳陷上白垩统页岩油有利区优选及资源潜力

松辽盆地长岭坳陷的页岩油勘探尚处于起步阶段,上白垩统页岩油资源潜力研究将为该坳陷页岩油勘探提供科学依据和理论支撑。从泥页岩空间展布特点和有机地球化学特点等方面对该区上白垩统嫩江组和青山口组富有机质页岩进行了系统的分析。研究结果表明:松辽盆地长岭坳陷嫩江组一、二段和青山口组一段整体具有泥页岩厚度大、分布面积广,高有机质丰度、演化程度适中和偏生油型干酪根的特点。在此基础上,对松辽盆地长岭坳陷上白垩统页岩油进行了有利区的预测并初步分析了勘探潜力。     

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.     

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。     

鄂尔多斯盆地南部延长组7段泥页岩储层特征及其控制因素

厘清鄂尔多斯盆地延长组7段泥页岩储层发育特征及其与不同成岩作用的关系,能够为分析页岩气储层储集性能以及“甜点区”预测评价提供指导。本次研究在大量岩石薄片鉴定、扫描电镜、X射线衍射等分析实验基础上,对鄂尔多斯盆地南部延长组7段泥页岩储层的矿物含量变化、组成类型、纵向分布规律、储集空间分布以及成岩作用类型进行研究。结果显示：研究区泥页岩可划分为富伊利石型、富伊利石和伊蒙混层型、含长石富伊蒙混层型、含长石富伊利石型四种类型;纵向上,随着埋深增加,伊蒙混层的含量变化由高到低,伊利石的含量变化由低到高。泥页岩中微观储集空间相对发育,类型多样,发育有压实作用、黄铁矿形成作用、黏土矿物转化作用、溶蚀作用以及有机质生烃等成岩作用,不同成岩作用对储集空间的影响有一定的差异;分析不同成岩作用对储集空间发育的影响,对认识研究区储层特征和进一步勘探均具有重要意义。     

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...     

松辽盆地茂206井青山口组一段有机地球化学特征

松辽盆地白垩纪青山口组下部分布一套富含有机碳的黑色泥岩、页岩和油页岩沉积,是全盆地划分泉头组与青山口组的一级标志。茂206井青山口组黑色泥岩、页岩的地球化学特征研究表明：它具有相对高的有机碳、干酪根碳同位素正偏、重排甾烷含量低,普遍存在伽玛蜡烷生物标志化合物等有机地球化学特征,表征为白垩纪温室效应时间窗内古湖泊缺氧事件的产物。而青山口组底部出现的一些具重要时代意义的被子植物花粉,也证实了青山口组底界已属Turonian期,而非Cenomanian期。     

川南龙马溪组页岩中黄铁矿微观特征及激发极化机制

从微观角度探讨黄铁矿在页岩中的极化效应机制,为时-频电磁法应用于页岩气勘探提供理论基础。通过对川南龙马溪组页岩样品进行显微扫描电镜、有机地球化学测试和复电阻率测量,结果显示:黄铁矿微观形态为草莓状和晶形较好的立方体,它们的形态指示页岩的形成环境为富有机质的沉积水体,且H_2S含量较高;非氧化-还原环境利于黄铁矿产生完全极化的界面极化现象。黏土矿物和黄铁矿在页岩中的赋存关系密切,作为具有阳离子交换能力的黏土矿物并没有对页岩的极化产生积极贡献,相反在一定程度上减弱了黄铁矿的极化效应。页岩中黄铁矿的含量与页岩的极化率呈明显的正相关关系,黄铁矿和TOC具有储层空间上的对应关系。     

鄂尔多斯盆地上古生界富有机质泥页岩特征分析

通过国内外页岩气勘探研究现状给我们带来的启示,对鄂尔多斯盆地上古生界页岩气勘探研究现状进行了阐述,并对上古富有机质泥页岩特征进行了描述,通过对富有机质泥页岩分布,地化特征(有机碳含量、成熟度等)的分析得出以下几点认识:(1)鄂尔多斯盆地虽然为陆相沉积盆地,但多种非常规资源共存,有勘探页岩气的潜力;(2)上古生界富有机质泥页岩分布广泛,机质丰度高(TOC>2%),热演化程度高(Ro>1.3%),鄂尔多斯盆地或许将会成为陆相页岩气勘探的重要突破口。     

鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7段富有机质页岩裂缝特征及形成机制

为了解研究区页岩中裂缝发育状况,考察鄂尔多斯盆地东南部地区地表露头,分析得出延长组长7段富有机质页岩中发育构造裂缝,以高角度为主,倾角大于70°,走向集中在NW、NE、近EW、近SN向。岩心观察表明,富有机质页岩段以高角度缝为主,裂缝多被方解石充填。裂缝的成因与基底断裂的再活动和古构造应力场(方向)的作用有关,其形成时期为燕山期和喜山期。     

川东地区龙潭组页岩气成藏地质条件与有利区评价

为查明川东地区龙潭组泥页岩成藏地质条件,对泥页岩沉积环境、有机质丰度、泥页岩厚度、有机质热演化程度、储集空间类型及孔渗性等烃源及储集条件进行进行分析。结果表明:川东地区龙潭组富有机质泥页岩形成于浅水陆棚及深水陆棚还原性沉积水体,泥页岩厚度以开江—云阳地区为中心向四周减薄,泥页岩平均厚度在50 m以上,有机质丰度介于0.47%～12.3%,平均含量为3.86%,开江—云阳一带有机质平均含量最高。有机质显微组分主要为镜质组及惰质组,干酪根δ~(13)Cker介于-28.4‰～-22.1‰,表明干酪根类型主要为Ⅲ型,有机质来源主要为高等植物。有机质成熟度呈现区域性差异变化,华蓥山地区有机质镜质体反射率介于0.84%～1.46%,平均为1.09%,处于低成熟阶段,其他地区有机质镜质体发射率介于2.23%～3.14%,平均为2.73%,处于过高-成熟阶段,生烃强度大,显示了良好的生烃条件。储层黏土矿物含量普遍较高,主要储集空间为无机质孔隙及微裂缝,有机质孔少量发育,泥页岩总孔体积及比表面积大,其中中孔对总孔体积及比表面积的贡献最大,渗透率适中,裂缝的存在有效改善储层渗透性。综合生烃及储集条件认为,川东地区东北部的开江—云阳地区为龙潭组泥页岩勘探的最有利区。     

松辽盆地齐家—古龙凹陷泥页岩特征及成藏期次

研究松辽盆地齐家-古龙凹陷泥页岩特征及潜力区。利用上白垩统青山口组泥页岩地球化学指标,分析油源潜力、储集性能及含油气性,并结合沉积背景,精细分析页岩油富集机理,寻找勘探潜力区。齐家-古龙凹陷青山口组泥页岩厚度大(70～120 m),有机质丰度较高,有机碳质量分数集中于2%～5%,干酪根类型以Ⅰ型和Ⅱ_1型为主,处于成熟-高成熟阶段,总体上具有较好的生油能力和条件,为页岩油成藏提供了充足的油源;泥页岩储层孔隙度主要在10%～15%,储集空间整体上以粒内溶孔和微裂缝为主,是油气重要的运移通道和储存场所。齐家-古龙凹陷储层具有3期成藏,依次为嫩江组沉积末期、白垩纪末期和新近纪末。金53井区与英7井区为有利勘探区,以寻找基质型和裂缝型页岩油藏为主。     

鄂西地区陡山沱组页岩段有机质富集的差异性

探讨鄂西地区下震旦统陡山沱组黑色页岩段有机质富集的差异性。通过鄂西地区陡山沱组野外露头、地质、地球化学综合研究分析,结果表明鄂西地区陡山沱组沉积环境主要为潮坪、台内盆地、台缘浅滩和斜坡。黑色页岩段主要发育于台内盆地,而潮坪主要发育白云岩;鄂西地区陡山沱组黑色页岩发育于B段和D段,其TOC的质量分数大多数2%,D段TOC的质量分数高于B段,两者相差3%,这种差异与页岩形成的沉积环境密切相关。环境的差异性表现为水体动力条件、古盐度环境和氧化-还原环境的地球化学指标差异。     

上扬子地区下志留统龙马溪组页岩气成藏条件及有利区预测

上扬子地区下志留统龙马溪组页岩气具有较好的勘探前景。早志留世龙马溪期为浅水-深水陆棚沉积环境,笔石页岩尤为发育。利用最新的钻井资料以及野外露头等样品的分析测试资料,以龙马溪组富有机质页岩分布特征、有机地球化学特征、储集条件、保存条件及页岩含气性等为重点,研究龙马溪组页岩气的成藏条件与资源潜力。研究表明上扬子地区下志留统龙马溪组页岩底界深度2 000~8 000 m(一般在4 500 m以内),分布广泛,连续沉积厚度大(一般在50~500 m);机碳含量较高(0.15%~12.5%),有机质类型为Ⅰ-Ⅱ1型,有机质成熟度达到高-过成熟阶段;富有机质页岩脆性矿物含量高,储层空间丰富;多处勘探井中龙马溪组显示气测异常。综合研究认为宜宾-习水-正安一带和彭水-咸丰-鹤峰一带是研究区最有利勘探区带。