渝东南牛蹄塘组与龙马溪组高演化海相页岩全孔径孔隙结构特征对比研究

中国南方主要富有机质海相页岩寒武系牛蹄塘组和志留系龙马溪组是当前页岩气勘探的重要目标地层,但演化程度普遍偏高,孔隙结构复杂。为加深对这种复杂性的认识,通过场发射扫描电镜、高压压汞实验与低温低压吸附实验(CO_2与N_2),对页岩全孔径孔隙结构特征进行对比研究。研究发现,牛蹄塘组孔体积与龙马溪组页岩的孔体积分别介于0.0202~0.0402 m L/g与0.0255~0.0310 m L/g之间,介孔在两套页岩孔体积中所占比例最大。两套页岩比表面积分别介于13.74~41.26 m~2/g与21.42~27.82 m~2/g之间,微孔与介孔几乎提供了两套页岩全部的比表面。孔隙结构的差异主要表现为牛蹄塘组页岩内溶蚀孔和粒间孔较为发育,有机质孔隙发育不均匀;而龙马溪组页岩内粒内孔、粒间孔和有机质孔隙均较为发育;牛蹄塘组在微孔范围内的孔体积与比表面积占有优势,而介孔与宏孔范围内的孔体积与比表面积均小于龙马溪组。根据实验数据结果与文献的调研,两套页岩孔隙结构差异的主要原因主要是成熟度与埋深的不同影响而形成的。     

过成熟页岩在半封闭热模拟实验中孔隙结构的演化特征

为研究过熟页岩孔隙结构的演化规律及控制因素,选用上扬子寒武系牛蹄塘组和志留系龙马溪组2套过熟页岩开展热模拟实验,结合X-衍射、氮气和二氧化碳吸附以及扫描电镜研究其孔隙结构的演化特征.龙马溪组样品孔体积在500℃时得到最大提高,为原样的1.35倍; 牛蹄塘组样品孔体积在450℃时上升为最高,较原样提高到1.13倍.利用吸附数据计算出牛蹄塘组样品微孔体积是龙马溪组样品的1.72倍,龙马溪组中孔体积是牛蹄塘组样品的1.44倍.结果表明:（1）牛蹄塘组页岩有机质生烃潜力弱且原始微孔体积高,生烃量少又不易排出,孔隙结构改善较差; （2）龙马溪组页岩石英含量较高抗压能力较强,利于中-大孔隙的发育与保存,也有利于烃类生成后排出,孔体积得到较大提高.      

黔北牛蹄塘组和龙马溪组沉积环境及有机质富集机理——以RY1井和XY1井为例

下寒武统牛蹄塘组和下志留统龙马溪组是我国南方海相页岩气勘探的优选层位,调查结果显示RY1井牛蹄塘组总有机碳含量平均为4.24%,XY1井龙马溪组总有机碳含量平均为2.08%,且中国南方牛蹄塘组总有机碳含量普遍高于龙马溪组。为探究二者有机质富集差异,研究基于RY1井和XY1井样品,采用具有环境意义的矿物学和微量元素地球化学方法,对这两套富有机质页岩的古气候、古氧化还原条件、深部物源和上升洋流等沉积环境条件展开讨论。RY1井样品Sr/Cu除去异常点后平均值为2.69,XY1井样品Sr/Cu平均值为5.205,认为牛蹄塘组形成条件更为温湿,有利于有机质的富集;还原条件有利于有机质的保存,V/Cr值结果表明牛蹄塘组还原性更强,但其有机质的富集可能还受到其他因素影响;RY1井样品Co/Zn平均值为0.098,XY1井样品Co/Zn平均值为0.153,结合微量元素、铂族元素等分析结果,认为牛蹄塘组和龙马溪组在形成时受深部物源的作用,且牛蹄塘组受到的作用更显著;上升洋流将洋底的营养物质带到陆棚环境中,提高有机质的生产率,使有机质富集,稀土元素数据显示上升洋流对牛蹄塘组作用显著,而对龙马溪组作用不明显,因此有机质富集程度不如牛蹄塘组。     

川南地区龙马溪组有机质特征及其对页岩气富集规律的影响研究

四川盆地南部（简称“川南”） 广泛发育多套下古生界海相泥页岩层系,其中龙马溪组为该区一套优良的烃源岩 层,具备优越的页岩气形成条件。根据长宁和威远页岩气探区的钻井岩心、露头样品分析资料,对川南地区下志留统龙马 溪组页岩有机质特征及其对页岩气富集规律的影响进行研究后表明,川南龙马溪组页岩的有机质类型为Ⅰ～Ⅱ1型,有机 碳含量较高（平均为2.52%）,热演化程度为2.0%～3.8%,达到了高-过成熟阶段;研究区的有机质特征对页岩气的富集具 有重要的影响,干酪根的类型决定着甲烷吸附能力强弱,有机质丰度和有机演化程度决定了页岩的生气量和含气量,同时 高TOC和Ro也能促进有机质微孔隙的发育,为页岩气的富集提供更多有利空间。因此,研究认为川南地区龙马溪组有机质 特征较好,有利于页岩气的富集成藏。     

贵州省主要黑色页岩层页岩气成藏规律及找矿潜力

贵州发育多套黑色页岩层,其中最重要的页岩层为寒武系牛蹄塘组/渣拉沟组、奥陶系五峰组-志留系龙马溪组和石炭系打屋坝组/旧司组,前期实施了多口探井调查其页岩气资源条件,勘查结果显示不同的黑色页岩页岩气富集成藏特征有明显差异。牛蹄塘组/渣拉沟组页岩层在全省分布最广,有机质丰度最高,但热演化程度同样很高,页岩气含量偏低甚至局部地区以氮气为主,受构造破坏影响很大;五峰组—龙马溪组、打屋坝组/旧司组页岩层分布范围和有机质丰度不如牛蹄塘组/渣拉沟组,但生烃演化历程相对要短,热演化程度适中,受构造破坏影响相对较小,页岩气富集受有机质丰度、微观孔隙发育、矿物成分影响明显。三个主要页岩层中,五峰组—龙马溪组和打屋坝组/旧司组页岩气勘查显示较好,资源条件较佳,找矿潜力大,是下一步贵州页岩气勘查开发的重点层位。     

黔北地区牛蹄塘组页岩气成藏条件及有利区评价

为评估黔北地区下寒武统牛蹄塘组页岩气资源潜力,根据井下岩心和露头岩样的地球化学实验分析结果,对黔北地区牛蹄塘组页岩气成藏条件进行了研究,并评价了该区页岩气成藏的有利区。研究表明:黔北地区牛蹄塘组页岩主要形成于深水陆棚相沉积,页岩埋深适中(<3 000 m),富有机质页岩厚度较大(30~110 m),有机碳含量高(平均TOC>3.0%),有机质类型主要为Ⅰ型,热演化程度高(R_o>2.0%,为过成熟),页岩储层物性为低孔渗,发育大量的微米-纳米级孔裂隙,富含石英等脆性矿物(平均含量>40%),页岩含气量较高(平均1.5 m3/t),具备良好的页岩气成藏条件。在上述基础上,提出东南部的石阡-余庆-施秉一带为黔北地区牛蹄塘组页岩气成藏有利区。      

过成熟页岩孔隙结构变化的石英管热模拟研究

对上扬子区寒武系牛蹄塘组和志留系龙马溪组两套过成熟页岩开展了系列温度点石英管热模拟实验,在应用氦孔隙度测试法、高压压汞实验和氮气吸附法等测试技术分析模拟样品孔隙结构参数的基础上,研究了页岩孔隙结构随温度的变化特征。结果表明:(1)两组页岩孔隙度、成熟度随热模拟温度的升高有增加的趋势,热模拟后牛蹄塘组页岩孔隙度变化范围介于4.2%?12.2%之间,成熟度介于3.04%?3.46%之间,龙马溪组页岩孔隙度介于5.8%?11.1%之间,成熟度介于2.87%?3.38%之间。页岩孔容的增加主要源于介孔、矿物微裂缝以及基质微裂缝的显著增多;(2)牛蹄塘组页岩热模拟后孔体积和比表面积变化范围分别为0.0031?0.031 cm~3/g和0.47?2.93 m~2/g,而龙马溪组页岩的变化范围分别为0.015?0.054 cm~3/g和3.62?13.93 m~2/g;两组页岩原样的比表面积均来自孔径小于10 nm的纳米孔的贡献,而热模拟后的页岩比表面积则主要来自大于10 nm的孔隙贡献。(3)热模拟后的牛蹄塘组页岩和龙马溪组页岩比表面积与有机碳(TOC)含量减少量成一定的正相关性,与脆性矿物变化量和黏土矿物含量之间的相关性较小,显示比表面积的变化主要与有机质热演化导致的有机纳米孔的增加有关,而黏土矿物在过成熟阶段趋于稳定,对比表面积变化影响较小。     

基于PetroMod四川盆地长宁地区五峰-龙马溪组优质页岩段吸附模拟研究

通过建立长宁地区五峰-龙马溪组优质页岩段地质模型和页岩吸附模型,利用PetroMod软件模拟计算了页岩吸附能力及其油气吸附过程的演化,系统研究了区域构造-热演化对页岩吸附能力、页岩内部油气组成变化,以及油气吸附过程的影响。模拟结果显示,有机质丰度是影响页岩吸附能力的关键因素,页岩的生烃和有机质丰度的降低通常会伴随着页岩吸附能力的降低,而常规地质条件下的温压变化对页岩吸附能力的影响有限。长宁地区五峰-龙马溪组页岩气成藏经历了4个构造演化阶段,其页岩吸附能力及油气吸附过程同样受控于这4个阶段:分别包括沉积成岩期(晚加里东-早海西期)、早成藏期(晚海西-印支期)、主成藏期(燕山早期)和调整期(燕山-喜马拉雅期)。根据4个构造演化阶段我们进一步将五峰-龙马溪组优质页岩段的油气吸附过程划分为液态烃不饱和吸附(小于7.0万t/km2)、液态烃饱和吸附(7.0～24.5万t/km2)、液态烃-气态烃饱和吸附(24.5～23.5万t/km2)和气态烃饱和吸附(23.5～24.3万t/km2)。其中,气态烃吸附过程主要发生在后3个阶段,具体表现为:早成藏期(干燥系数小于50%,含气量小于0.30 m3/t),页岩开始大量生成以吸附态为主的气态烃,成分以乙烷和C3+为主,甲烷含量低;主成藏期(干燥系数50%～95%,含气量0.30～2.73 m3/t),液态烃大量裂解生成甲烷,导致甲烷吸附气量迅速升高至21万t/km2,而乙烷和C3+的吸附气量经历了先增大后减小的过程并最终稳定在1万t/km2左右;调整期(干燥系数大于等于95%,含气量大于等于2.73m3/t),甲烷吸附气量从21万t/km2缓慢上升到最终的21.56万t/km2,而乙烷和C3+的吸附气量分别稳定在1万t/km2左右。值得注意的是,虽然模拟的甲烷吸附气量与实际相符,但是模拟的甲烷游离气量以及干燥系数却明显小于模拟结果。这是因为在实际地质条件下,甲烷更高的浓度和更强的运移扩散能力使得游离态甲烷能够在有利位置进一步富集,形成高游离气含量、高干燥系数的页岩气藏。     

黔东南地区牛蹄塘组页岩孔隙结构多尺度表征及其对页岩气富集的影响

【研究目的 】研究黔东南地区牛蹄塘组页岩孔隙结构特征及其对页岩气富集的影响,抛开不利因素,为黔东南地区页岩气勘探提供建议。【研究方法 】通过聚焦离子束扫描电镜（FIB-SEM）、场发射扫描电镜（FE-SEM）和氮气吸附等手段,对页岩微纳米孔隙结构进行多尺度表征,并结合研究区牛蹄塘组页岩的生烃及埋藏史,研究构造运动与孔隙结构关系,进而分析对页岩气富集的影响。【研究结果 】牛蹄塘组页岩主要发育毫米级微裂缝、微米级黄铁矿晶间孔以及纳米级有机质孔隙,以墨水瓶状孔隙和平板结构的狭缝孔为主,孔隙结构复杂;结合FIB-SEM三维重构结果,有机质在页岩中占比较高,其孔隙度在0.04%～2.48%,对总孔隙的贡献率介于14%～96%,与有机质共生的黄铁矿晶间孔是沟通裂缝的主要孔隙类型;该地区页岩气赋存状态以欠饱和的吸附气为主,游离气含量偏低。【结论 】牛蹄塘组页岩大量构造裂缝,沟通了有机质孔及黄铁矿晶间孔,改变了原有孔隙结构,致使原位聚集的页岩气沿裂缝逸散,是牛蹄塘组页岩含气量低的关键因素。热演化程度适中、构造保存好的区域是古隆起周缘下一步页岩气勘探的有利方向。     

川东焦石坝五峰-龙马溪组页岩气赋存机理及其主控因素

页岩气是重要的非常规天然气资源,主要以游离气与吸附气状态赋存于页岩中,研究和阐明其含量、主控因素和演化规律对于揭示页岩气成藏机理具有重要意义.采用不同条件下页岩高温高压等温吸附实验、FE-EM、CO₂吸附、N₂吸附、压汞等实验方法综合研究页岩气藏中的游离气与吸附气的主控因素.结果表明,游离气主要受页岩孔隙类型、孔隙结构、储层温度与压力等条件控制;OC、成熟度和水分影响吸附气含量.基于吸附气体积校正、地质模型和数值计算综合表征,五峰-龙马溪组页岩中以游离气为主,其平均含量约为%,吸附气含量约为4%.在抬升阶段,储层温度和压力发生改变,页岩气赋存形式随之变化,游离气减少,吸附气增加.      

黔北牛蹄塘组的地球化学特征及形成环境

贵州北部早寒武世的黑色岩系-牛蹄塘组。主要为黑色页岩,含浮游生物,其中产钼、钒等矿床。其具有独特的元素地球化学特征:K、Ti元素在黑色页岩中的含量高于底部硅质岩,而P元素的含量却相反,硅质岩中的含量显著高于其上覆的黑色页岩;岩孔和菜园两地的共同特点是V、Ba、U的含量明显偏高,富集系数在3以上,显著的差别是Ta元素,其在岩孔是亏损的,而在菜园却明显富集;西部岩孔的稀土总量高于东部菜园,稀土配分曲线形态近于水平或略向左倾,具弱的负Eu异常或不显异常。硅质岩较页岩的负Ce异常程度高。地层特征、元素地球化学特征及特征元素和比值,所反映的是下寒武统牛蹄塘组形成于缺氧的还原环境。     

浙江省老虎洞组和黄龙组地层划分与对比

浙江省老虎洞组、黄龙组生物地层的研究较薄弱，尤其是笾化石带的建立不够系统，使地层的正确划分和对比存在一些问题。笔者通过精测浙江省桐庐县杨家老虎洞组、黄龙组地层剖面，系统采集了筵化石样品，经筵薄片研究。自下而上新建2个筵化石带：Profusulinella simplex带和FusulineUa bocki—Fusulina mayiensis带(二带化石归属达拉阶)。并与浙江长兴、杭州、常山地区的老虎洞组、黄龙组剖面进行了生物地层和岩石地层的划分对比。对比结果表明：Profusulinella simplex带上延至黄龙组中一下部，     

山东肥城煤田本溪组——太原组牙形刺

通过对山东肥城煤田本溪组和太原组牙形刺动物群的系统研究，共鉴定出牙形刺化石6属14种及部分未定种，根据牙形刺化石在地层中的分布和垂向变化规律自上而下建立了两个牙形刺组合：Ⅱ．Streptognathodus barskovi组合和Ⅰ．Streptognathodus parvus-Idiognothodus magnificus组合。通过与邻区及华北部分地区对比，本区本溪组和太原组中牙形刺动物群的地质时代应分别为晚石炭世晚期（组合Ⅰ）和早二叠世早期（组合Ⅱ），本区C—P界线应在四灰之底。     

辽西髫髻山组的形成时代及地球化学特征

正髫髻山组在辽西—冀北地区广泛分布,在辽西地区,主要分布在金岭寺—羊山盆地、北票盆地、凌源地区等。在辽西—冀北地区,髫髻山组与之上的土城子组常同时出露,两者的接触关系是平行不整合;底部整合压盖于海房沟组复成分砾岩之上。髫髻山组火山岩测年数据较多,但是测年数据差异较大,导致对髫髻山组的形成时代、背景等方面的认识不同。因此,本文对辽西朝阳地区的髫髻山组火山岩进行了锆石U-Pb测试及地球化学研究。     

新疆准噶尔地层区黑山头组的重新厘定及阿克塔木组新建

黑山头组在新疆东准噶尔、西准噶尔两个地层分区均有产出,分布最为广泛,可作为两个地层分区对比的标志性地层单位。最初确立该组为一套海相正常陆源碎屑岩,但因最初建组剖面上的黑山头组更名为那林卡拉组,加之补立黑山头组层型剖面中火山地层的并入,特别是对并入火山地层的划分归属分歧和时代争议,使得黑山头组的划分与时代认识出现严重分歧,导致其上覆和下伏多个组级地层单位的使用混乱,引发了这些地层的区域地层划分与对比困难。野外调查确认,原黑山头组的海相正常陆源碎屑岩与并入上部的火山地层岩性差异显著,二分性界面清楚,区域延伸性和可对比性标志清晰,且两者之间发育明显的喷发不整合界面,故建议对其解体和重新厘定。新厘定的黑山头组只保留(原下部)陆源碎屑岩层位,其上的火山地层确信为早石炭世(非前人所述的中泥盆世),故新建早石炭世阿克塔木组。这一新方案为准噶尔地层区石炭系地层的正确划分和区域地层合理对比等提供了重要佐证,提升了黑山头组在两个地层分区的对比价值。     

西藏当惹雍错晚侏罗世-早白垩世扎列拿组、郎穷组和荣纳组的建立

通过1：25万邦多区幅地质调查，发现晚侏罗世-早白垩世则弄群中存在2个喷发-沉积不整合界面，将则弄群自然分成3个部分，对应3个火山喷发-沉积旋回。新创建扎列拿组、郎穷组和荣纳组。描述了3个组的定义及层型、次层型的岩性、岩相、古生物、同位素年代特征及其分布情况。     

西藏当惹雍错晚侏罗世—早白垩世扎列拿组、郎穷组和荣纳组的建立

通过1∶25万邦多区幅地质调查,发现晚侏罗世—早白垩世则弄群中存在2个喷发-沉积不整合界面,将则弄群自然分成3个部分,对应3个火山喷发-沉积旋回。新创建扎列拿组、郎穷组和荣纳组。描述了3个组的定义及层型、次层型的岩性、岩相、古生物、同位素年代特征及其分布情况。     

滇西南石炭纪平掌组火山岩与鱼塘寨组的接触关系

在永德县班卡安信槽村和澜沧县老厂等地发现几条出露良好的界线剖面,清楚地揭示了鱼塘寨组和下伏平掌组火山岩之间的沉积接触关系,并可分为３种不同的接触类型,这对于阐明昌宁—孟连带的地质演变历史具有重要意义。互冲推覆的构造模式已经失去存在的依据     

黄骅坳陷古近系沙河街组生物灰岩分布特征及其形成条件

黄骅坳陷古近系沙河街组的生物灰岩发育于沙一段下部的"特殊岩性段"内,其分布具有北区零星、中区集中、南区广泛的特点。沙一段生物灰岩在坳陷北区仅在板桥地区的唐家河一带零星见到;在中区主要见于港西凸起和孔店凸起之间,沿着大中旺-周清庄-王徐庄-扣村一带分布;在南区则分布广泛,主要有4个发育带:沧州发育带、舍女寺发育带、盐山发育带和集北头-灯明寺发育带。综合分析认为,沙一段生物灰岩分布的控制因素主要有古气候、古水体介质条件、古水深、古地形坡度以及陆源碎屑的供给等。     

四川盆地奥陶系十字铺组与宝塔组接触关系新认识

内容提要：四川盆地奥陶系十字铺组和宝塔组自上世纪20年代命名以来,在地层学界一直被认为是连续沉积,整合接触。四川盆地东-南缘中-上奥陶统习水良村和武隆黄草两条剖面的牙形石生物地层与碳同位素地层学研究指示,十字铺组与宝塔组之间存在沉积间断,即二者并非整合接触关系。该不整合可与北美地区的M4/M5不整合面对比,二者可能是由桑比期早、晚期的海平面下降引发。与此时代相近的不整合在新疆巴楚地区、塔里木盆地亦有发现。由于十字铺组在四川盆地广泛分布于覆盖区,且岩性多以碳酸盐岩为主,因此不整合的发现将促使我们重新认识并评估该组的油气勘探潜力。