焦石坝区块富有机质页岩段沉积微相特征研究

涪陵焦石坝区块上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组(O3w-S1l)发育一套富有机质泥页岩,在沉积构造背景认识的基础上,通过对研究区的6口典型取心井进行单井沉积相划分,确立相标志,明确了研究区沉积微相的展布和变化规律。富有机质页岩段主要为深水陆棚和浅水陆棚沉积环境,自下而上可划分出5种沉积微相类型,分别为深水硅泥质陆棚微相、深水泥质陆棚微相、深水砂泥质陆棚微相、深水混积陆棚微相以及浅水砂泥质陆棚微相。还原性较强的深水硅泥质陆棚和深水泥质陆棚微相有利于富有机质泥页岩发育,其次为深水混积陆棚微相,深水砂泥质陆棚微相和浅水砂泥质陆棚微相较差。     

塔中地区志留系风暴沉积

在大量岩心观察肽岩相与环境分析的基础上，首次在 塔中地区志留系识别出两种风暴沉积序列，它们分别产出于海滩和陆棚环境。海滩风暴沉积序列与发育冲洗层理或槽状交错层理等的前滨－上临滨砂共生，主要由块状或具有正粒序的砾岩以及含砂岩、具近平行层理或丘状交错层理的砂岩等岩相单元组成。     

鄂尔多斯盆地志丹-富县地区三叠系延长组长8油层组风暴沉积特征及意义

根据露头勘查和岩心观察描述，系统分析了鄂尔多斯盆地志丹-富县地区延长组长8油层组风暴沉积的特征及沉积模式。分析表明，风暴岩的岩性以细砂岩和泥质粉砂岩为主，缺乏粗粒沉积，沉积构造主要包括截切构造、"V"字形泥砾、泥岩撕裂屑、冲刷面、丘状和洼状交错层理、浪成沙纹层理、波状交错层理、准同生变形构造等。风暴沉积序列在垂向上具备"似鲍马序列"的特征，自下而上可划分为底面侵蚀构造段（A段）、平行层理段（B段）、丘状和洼状交错层理段（C段）、浪成沙纹层理段（D段）、波状层理段（E段）和泥岩段（F段）。沉积序列主要包括5种类型，其中Ⅰ型的层理构造（A段-F段）发育齐全，Ⅱ型缺失丘状和洼状层理段、Ⅲ型缺失平行层理段、Ⅳ型缺失底面侵蚀构造和平行层理段、Ⅴ型仅发育浪成沙纹层理、波状层理段和泥岩层段。志丹-富县地区半深湖相的主要物源来自其NE方位的三角洲前缘沉积，根据风暴岩的沉积特征和搬运距离，可将志丹-富县地区发育的风暴岩划分为近源型和远源型2种类型。风暴岩的发现完善了志丹-富县地区沉积体系和沉积演化的认识，并可为古纬度与古环境的恢复、地层的划分与对比提供依据，拓展志丹-富县地区延长组油气勘探的新思路。     

上扬子地区下寒武统筇竹寺组页岩沉积环境

上扬子地区下寒武统页岩展现出了良好的页岩气勘探前景，是油气资源的重要战略接替领域。通过露头观测、岩心描述、薄片观察、扫描电镜分析以及主微量元素地球化学分析，对该套页岩沉积环境进行了综合研究。根据矿物学、岩石组构及沉积构造的不同，在筇竹寺组识别出5大类12小类岩相类型，进一步总结了浅水陆棚、深水陆棚、斜坡-盆地沉积体系中发育的6类典型的沉积序列，建立了相应的沉积模式。浅水陆棚沉积处于氧化、相对低的古海洋生产力条件下，发育磷质-云质-泥质沉积序列和砂质-泥质-灰质沉积序列，有机质含量普遍偏低。深水陆棚以及斜坡-盆地沉积处于贫氧-缺氧、高海洋生产力的条件下，发育富含有机质的泥质-磷质-云质沉积序列、硅质-泥质沉积序列和泥质沉积序列。在四川盆地资阳-长宁一线陆内裂陷槽内部以及四川盆地之外东南部黔中、黔北及鄂西-渝东等大部分深水陆棚沉积区是富有机质页岩发育的有利区域。此外，热液活动为黔西北地区下寒武统牛蹄塘组黑色页岩提供了必要的物质基础和保存条件，有利于形成富有机质的页岩。     

川中地区北部下寒武统沧浪铺组一段风暴岩特征及沉积地质意义

川中地区北部下寒武统沧浪铺组风暴岩发育,但对该风暴岩沉积以及该区早寒武世沉积环境、古地理和沉积古地貌的研究较为薄弱。通过详细岩心观察及镜下薄片鉴定,研究了沧浪铺组风暴沉积序列和沉积模式,并揭示其地质意义。研究区沧浪铺组发育砾屑层、粒序段、平行层理和丘状交错层理等风暴沉积构造,可划分出5个风暴沉积序列,即：序列Ⅰ由砾屑段(A)、平行层理段(C)和丘状交错层理段(D)组成,在正常浪基面之上沉积;序列Ⅱ由平行层理段(C)、丘状交错层理段(D)和水平层理泥岩段(E)组成,位于风暴浪基面附近;序列Ⅲ由底冲刷面和砾屑段(A)和粒序段(B)构成,于正常浪基面和风暴浪基面之间;序列Ⅳ由粒序段(B)和平行层理段(C)组成,距离风暴中心远,沉积环境更靠近风暴浪基面附近;序列Ⅴ由底冲刷面和砾屑段(A)构成,位于平均海平面与正常浪基面之间且靠近正常浪基面。川中地区北部风暴岩的发现证实,沧浪铺组一段为陆棚—斜坡—台地边缘沉积,指示上扬子板块在沧浪铺组沉积期处于低纬度地区,这为岩相古地理恢复提供了约束;同时风暴作用形成连片分布的颗粒滩,有效提升储集相带的规模,有助于对颗粒滩相带的分布进行预测。     

川西中三叠统天井山组风暴沉积的发现及古地理意义

笔者首次发现川西地区中三叠统天井山组（T2t）中有大量的风暴岩。其中包含许多典型的与风暴相关的沉积构造．包括冲刷一充填构造、粒序层理和块状层理、丘状和凹状交错层理、扁平砾屑岩层等。该区风暴岩有6种沉积层序,Ⅰ型、Ⅱ型层序为远源风暴岩,Ⅲ型、Ⅳ型、Ⅴ型和Ⅵ型层序为近源风暴岩。风暴岩的区域展布差异和广泛分布表明,拉丁期上扬子西缘处于风暴活动频繁的低纬度陆棚缓坡沉积环境。天井山组风暴岩是四川盆地的一种新型储层。     

昭通页岩气区块龙马溪组下段海相页岩气储层沉积微相与测井识别

四川盆地昭通页岩气藏发育在奥陶系五峰组志留系龙马溪组下段,为黑色、灰黑色泥页岩,主要形成于弱氧化强还原的海相深水陆棚沉积环境。根据海相页岩基本特征、沉积相类型与沉积环境,结合观察岩心、分析实验薄片、录井等资料,将五峰组龙马溪组下段深水陆棚沉积亚相进一步划分为砂泥质、灰泥质、硅泥质、泥质深水陆棚4种沉积微相类型。在此基础上,根据不同沉积微相其元素俘获测井及能谱测井响应特征差异,形成基于元素俘获与能谱测井的页岩气储层沉积微相识别与划分技术。应用该技术对Y9井进行沉积微相划分,结果与薄片鉴定、岩心观察结论相一致。区域连井相对比分析明确了富有机质深水硅泥质陆棚是昭通页岩气示范区五峰组龙马溪组页岩气藏勘探开发的有利相带。该技术对四川盆地海相页岩储层沉积微相划分及勘探有利相带优选有一定借鉴意义。     

中国上扬子区下古生界页岩气形成条件及特征

从露头、钻井、岩心等资料出发,以沉积、地球化学、储层及含气性等为重点,对上扬子区下寒武统筇竹组和下志留统龙马溪组页岩气形成的地质条件与特征进行了初步探索,指出上扬子区早古生代的浅海-深水陆棚沉积环境控制了筇竹组、龙马溪组富有机质黑色页岩的发育与分布,深水陆棚沉积中心黑色页岩厚度最大;黑色页岩有机碳含量(TOC)普遍较高,平面上富有机碳黑色页岩(TOC2%)与深水陆棚相分布一致,纵向上富有机碳黑色页岩集中发育在各组的中下部-底部,连续厚度约30～50 m,有机碳含量在4%以上;黑色页岩脆性矿物丰富、含量大,粘土矿物单一、无蒙脱石,与美国产气页岩相似;基质孔隙、微裂缝发育,成丝状、网状及蜂窝状分布,岩心实测孔隙度为2%～16%,具有较好的孔、渗能力;黑色页岩钻井气显示活跃,岩心含气量在最低工业开发含气门限之上,等温吸附模拟甲烷吸附能力强,综合含气性特征与北美产气页岩类似。总体认为,中国上扬子区下古生界筇竹寺组、龙马溪组具有优越的页岩气形成地质条件,是较现实的页岩气勘探开发领域。     

陆表海页岩沉积微相类型及微相分布模式——以川南地区五峰组—龙马溪组为例

针对黑色页岩纹层和层理难识别、粒度难测定、生物遗迹不发育等难题，以川南地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组为例，综合大薄片全尺度成像、氩离子抛光片场发射扫描电镜分析和干酪根镜检等分析，揭示陆表海浑水沉积页岩的微相类型、特征及主要微相的沉积模式。结果表明：(1)陆表海浑水环境发育三角洲相、潮坪相和陆棚相，其中，三角洲前缘的水下分流河道和分流间湾微相，潮间坪的钙质坪和黏土坪微相，浅水陆棚亚相的钙质陆棚和黏土质陆棚微相，深水陆棚亚相的深水斜坡、深水平原和深水洼地微相，重力流沉积亚相的漫溢沉积微相均发育黑色页岩；(2)由近源端向盆地方向，页岩中粉砂纹层减少、泥纹层增加，颗粒粒度由以粗粉砂为主转变为以细粒泥为主，硅质含量由20%左右增加至大于55%，钙质和黏土矿物含量由大于40%降至10%左右，有机质类型由Ⅱ₂型转变为Ⅱ₁型和Ⅰ型；(3)物源和古地形控制页岩沉积微相类型与分布，物源供给充分区发育水下分流河道、分流间湾、黏土坪、黏土质陆棚、漫溢沉积等微相页岩，物源供给不足区发育钙质坪和钙质陆棚微相页岩，3级地形坡折将深水陆棚亚相页岩沉积区细分为深水斜坡、...     

鄂西—渝东北地区五峰组—龙马溪组页岩气成藏地质条件分析

上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组是鄂西-渝东北地区页岩气勘探的重要层位，目前勘探尚未取得突破，页岩气富集成藏的主控因素不清。通过对鄂西建始地区JD1井及其邻区钻井岩心和野外露头资料的测试分析，研究了鄂西-渝东北地区五峰-龙马溪组深水陆棚相优质页岩时空分布、有机地化、储集物性以及含气性等特征。鄂西-渝东北地区五峰-龙马溪组富有机质页岩发育，深水陆棚相富有机质页岩主要分布在凯迪阶、赫南特阶和鲁丹阶3个层段，具有厚度大、有机碳含量高、热成熟度适中、储集条件好、埋藏深度适中等特点，具有良好的页岩气成藏地质条件。凯迪阶、赫南特阶和鲁丹阶3个层段深水陆棚相沉积的富有机质页岩、断裂欠发育的稳定构造、中下三叠统区域盖层发育是鄂西-渝东北地区五峰-龙马溪组页岩气富集成藏的主控因素。      

深水陆棚富有机质页岩沉积微相-微地貌及其对储层的控制作用——以四川盆地南部五峰组-龙马溪组页岩为例

根据钻井、测井、岩心描述、岩石薄片鉴定和岩心实验分析资料,结合现代海洋的沉积特征,研究了四川盆地南部泸州地区奥陶系五峰组-志留系龙马溪组富有机质页岩中的矿物含量分布、岩相特征和沉积类型,划分了深水陆棚的沉积微相和微地貌,分析了深水陆棚沉积微相-微地貌对储层的影响。研究结果表明:①研究区五峰组-龙马溪组富有机质页岩的陆源碎屑来自北侧川中水下高地,其岩相主要包括硅质页岩、含黏土硅质页岩和混合页岩3种类型。②目的层的沉积类型以半远洋沉积和浊流沉积为主。③深水陆棚沉积微相可细分为钙质陆棚、钙-硅质陆棚、钙-硅-泥混合陆棚、硅-泥质陆棚、硅质陆棚和富泥扇6种类型,在研究区以发育硅质陆棚、硅-泥质陆棚和钙-硅-泥混合陆棚为主;沉积微地貌可细分为陆棚高地、陆棚斜坡、陆棚沟、陆棚丘和陆棚平原5种类型,在研究区以发育陆棚平原和陆棚斜坡为主。④深水陆棚沉积微相通过控制储集能力而控制富有机质页岩的储层质量,钙-硅-泥混合陆棚和硅质陆棚具有最好的储层品质;沉积微地貌通过控制富有机质页岩的厚度从而影响页岩储层质量,其中以陆棚平原中储层厚度最大。⑤在深水陆棚环境,随着沉积水体加深,沉积微地貌的演化由陆棚高地经陆棚斜坡(陆棚沟、陆棚丘)过渡到陆棚平原(陆棚丘),沉积微相的演化由钙-硅质陆棚经钙-硅-泥混合陆棚过渡到硅-泥质陆棚(富泥扇),并最终演化为硅质陆棚。深水陆棚沉积微相模式可为深层富有机质页岩的储层评价与预测提供科学支撑。⑥深水陆棚富有机质页岩沉积在陆棚边缘,其沉积水深可超过200 m。     

鄂西地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩含气性特征及保存条件

上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组为鄂西地区重要的页岩气勘探目的层。利用鄂西地区20多口调查井资料,对其五峰组—龙马溪组岩性、沉积相、含气性特征及保存条件进行了分析。五峰组以黑色含碳硅质页岩为主,为深水硅泥质陆棚相,龙马溪组以灰黑色碳质页岩为主,为深水泥质陆棚相;五峰组—龙马溪组与下志留统新滩组下部组成2个三级层序且含气量符合TST1 > TST2 > HST2 > HST1的特征,五峰组含气性略好于龙马溪组,天阳坪断裂以北及咸丰断裂带以东含气量好,由于多数钻井处于深水陆棚相,沉积相对含气性的平面差异影响较小;目的层顶板下志留统新滩组粉砂质泥岩和底板奥陶系致密灰岩横向分布稳定,为区域良好盖层;五峰组—龙马溪组埋藏史可以划分为4个阶段,与四川盆地相比鄂西地区的埋藏史呈现“抬升时间偏早”和“抬升速率过快”的特征。埋深、距离正断层的远近对含气性有一定影响,但断裂和褶皱的匹配样式是影响含气量高低的最关键因素,远离正断层且位于向斜核部或翼部,离正断层较远、位于断层下盘且上倾方向未与断裂沟通这2种构造样式有利于页岩气的聚集成藏。      

上扬子地区下寒武统页岩气资源潜力

上扬子地区下寒武统普遍发育黑色泥页岩,这套黑色泥页岩是早寒武世早期全球性海平面上升时,在上扬子地区形成区域性深水滞留缺氧的陆棚到斜坡环境沉积的,其岩性为黑色碳质页岩、黑色硅质页岩、石煤及深灰色粉砂质页岩。泥页岩有机碳含量高,最高达到12%,在剖面上有机碳含量由下向上逐渐减小,高有机质含量泥页岩主要分布在剖面下部。在空间上富含有机质的厚层泥页岩分布在川西南—黔北、渝东—湘鄂西和川东北,为泥页岩勘探最有潜力的地区。     

川东南盆缘复杂构造区深层页岩气富集特征

以川东南盆缘复杂构造区南川地区为研究对象，基于钻井、实验分析测试等资料，开展深层页岩气富集特征研究，重点讨论地层温度、地层压力等成藏环境变化对深层页岩气富集的影响作用。研究认为：①优势沉积相带是页岩气藏成烃的基础，研究区五峰组—龙马溪组一段形成于深水陆棚沉积环境，优质页岩发育，具备形成页岩气藏的良好物质条件。②有机碳含量控制纳米级有机质孔隙的发育程度，高压—超高压环境有利于孔隙的保持，对改善深层页岩物性发挥积极作用。③深层页岩气具有高温、高地应力的典型地质特征。温度较压力对页岩吸附能力的影响更为明显，深层页岩气赋存方式以游离气为主；高上覆地层压力导致页岩渗透率呈指数下降，页岩气运移能力显著减弱，逸散程度降低，有利于页岩气原位聚集。④温度、压力变化对气体扩散作用影响复杂，高温会增大气体的扩散系数，加剧气体的运移和逸散，而高压可以减缓或抑制气体的流动，有利于页岩气保存。⑤埋深与压力系数呈现一定的正相关性，埋深对向斜型页岩气藏压力系数的影响作用显著，表明深层向斜型页岩气保存条件趋好。埋深较大的残留向斜核部、凹中隆、有反向逆断层遮挡的斜坡区是复杂构造区页岩气勘探的有利目标。     

上扬子地区下寒武统牛蹄塘组富有机质页岩岩相及沉积环境分析

贵州温水村剖面发育有一套完整的下寒武统牛蹄塘组富有机质黑色页岩,为厘清下寒武统牛蹄塘组页岩岩相类型,明确不同岩相形成环境特征,通过采集25块该剖面页岩样品,进行岩石薄片观察、X射线衍射（全岩）分析、总有机碳含量（TOC）测定及主微量和稀土元素分析,划分出温水村剖面下寒武统页岩的岩相类型,并明确了该层位页岩的沉积环境和有机质富集特征,建立了沉积模式。根据TOC值、沉积构造和矿物组成,同时考虑岩石脆性特征,共划分出9类页岩岩相：①富有机质块状强脆性硅质细粒岩;②富有机质纹层状强脆性硅质页岩;③高有机质块状强脆性硅质细粒岩;④高有机质纹层状强脆性硅质页岩;⑤高有机质块状中等脆性硅/黏土混合质细粒岩;⑥中有机质块状强脆性硅质细粒岩;⑦中有机质纹层状强脆性硅质页岩;⑧低有机质块状强脆性硅质细粒岩;⑨低有机质纹层状中脆性硅/黏土混合质页岩。其中,前5类页岩相形成于深水缺氧、暖湿型气候和以低温热水沉积作用为主的环境,初级生产力和古盐度较高,有机质富集受控于古氧化还原条件、古生产力、古盐度、古水深、暖湿型气候和热液活动,而其他岩相有机质富集则不受热液活动影响,沉积环境初级生产力和古盐度有所下降;建立了一个受氧化还原条件、古生产力、古盐度、热液活动及暖湿型气候影响的深水陆棚相沉积模式。     

上扬子区下寒武统富有机质页岩沉积环境及其对有机质含量的影响

选取上扬子区3个下寒武统地层剖面,对岩石样品进行了有机碳含量和主、微量元素测试,结合前人研究成果,分析了早寒武世不同沉积阶段生物初级生产力及氧化还原条件的变化特征,及其对有机质富集的影响。结果表明:第Ⅰ-Ⅱ阶段,浅水陆棚以缺氧铁化海水为主,具有较高的初级生产力;深水陆棚为缺氧硫化环境,生物初级生产力较低;斜坡-盆地区为缺氧铁化环境且上升洋流带来大量营养物质,生物初级生产力最高。第Ⅲ阶段,陆棚区与开阔海沟通良好,为氧化环境,有机质难以有效保存;斜坡-盆地区演化为氧化-贫氧环境,由于初级生产力依然很高,大量有机质在氧化分解之前快速堆积埋藏而形成有效烃源岩。总体而言,陆棚区富有机质页岩主要受海水氧化还原条件控制,有机质在还原环境中更易保存;斜坡-盆地区富有机质页岩中有机质含量主要受生物初级生产力和沉积环境控制,相同沉积条件下,有机质丰度相较于陆棚区更高。下寒武统富有机质页岩是页岩气勘探开发的有利层系,有机质含量可影响页岩中的含气量,因此发育的陆棚及斜坡-盆地相页岩是页岩气勘探开发的层位。