滨岸闭塞环境中有机质富集模式 ——以川西南峨边葛村剖面筇竹寺组为例

上扬子地区筇竹寺组是我国四川盆地页岩气勘探的重点层位之一.目前对于筇竹寺组细粒沉积岩的有机质富集研究集中于绵阳—长宁拉张槽内的深水陆棚中,对川西南地区滨岸浅水环境中有机质富集的研究较少.以峨边葛村剖面为例,通过开展剖面及薄片观察、X射线衍射分析、有机地球化学测试、元素地球化学分析等工作,恢复研究区的沉积古环境并探讨了有...     

四川盆地下寒武统筇竹寺组烃源岩有机质差异富集机制与天然气勘探领域

四川盆地以下寒武统筇竹寺组为烃源岩的海相高演化天然气系统是全球这一领域的一个典范,为进一步深化地质理论认识,拓展勘探领域,针对当前川中、川东北2个热点勘探区块,通过地球化学方法,从古生产力、氧化还原条件、陆源输入三方面入手,对不同区域该套烃源岩质量及其有机质富集机制展开了差异对比研究,探讨了天然气勘探领域。结果表明:川中GS17井、ZJ2井所在的裂陷槽内深水陆棚相烃源岩有机碳含量整体高于川东北小洋坝浅水陆棚相烃源岩,两者有机质富集均主要受控于氧化还原环境;川中烃源岩形成于缺氧环境,相较于川东北烃源岩所形成的贫氧环境更有利于有机质的保存;川东北烃源岩形成过程中陆源输入对有机质的稀释作用尤为显著,烃源岩质量不如川中烃源岩。筇竹寺组天然气系统的勘探仍需围绕裂陷槽及周缘展开,同时盆地周缘的深水陆棚地区也值得加以重视,且常规与非常规天然气资源并重。      

四川盆地下寒武统筇竹寺组海相页岩气高产井突破与富集模式

多年来下寒武统筇竹寺组页岩气勘探开发进展缓慢,资201井获高产气流大大增加了该套页岩气规模商业化开发的信心,不同区域及层段富集规律差异及下一步勘探开发方向是筇竹寺组页岩开发面临的首要问题。以四川盆地57口钻井资料为基础,对多口重点井的古生物、沉积、储层等特征进行分析,详细剖析资201井的部署理论依据、筇竹寺组页岩气富集条件及下一步勘探开发方向。从地层研究入手,建立了筇竹寺组地层划分标准,明确筇竹寺组主体发育4套深水陆棚相的富有机质页岩((1)至(4)号层段),其分布受裂陷槽发育控制,裂陷槽内厚度最大。分析了页岩储层发育特征,指出储层压力、孔隙度、含气饱和度从下向上、从裂陷槽外到内呈现增大趋势,储层超压对页岩孔隙保存起到重要作用;基于此结合保存条件等建立了“多层异相、超压保孔”的页岩气超压差异富集模式,指出远离散失通道的超压孔隙发育区(层段)是页岩气富集有利区(层段)。文章指出资201井及周边是未来筇竹寺组页岩气增储上产的主要区域,资源量为8.06×10¹²m³;川西地区具有相当的开发潜力,资源量为0.72×10¹²m     

川东北地区筇竹寺组优质烃源岩分布特征及形成环境

下寒武统筇竹寺组烃源岩是四川盆地及周缘最重要的烃源岩层之一。为明确川东北地区筇竹寺组优质烃源岩分布规律及形成环境,利用测井资料、有机地球化学特征及主-微量元素分析资料等对筇竹寺组烃源岩进行研究。结果表明:筇竹寺组优质烃源岩形成于温暖潮湿、水动力相对较弱的深水陆棚及斜坡-盆地环境,具有中-高的古生产力,整体处于还原-弱氧化条件,为有机质生成及保存提供了有利的沉积环境;纵向上主要发育于地层下部,平面上存在城口-开县裂陷区、巴中-通江地区及五峰-鹤峰一带3个厚度中心,为油气来源奠定了良好的物质基础;与龙王庙组、灯影组优质储层形成良好的源-储配置关系,城口-开县地区及巴中-南江地区是油气勘探的有利区带,值得下一步积极勘探。     

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。     

川西坳陷天井山古油藏油源判识及其与深层油气成藏关系厘定

四川盆地西部坳陷北段天井山古隆起区具有丰富油气显示,古油藏油源示踪与成藏破坏过程厘定对川西坳陷北段深层油气成藏过程与机理研究具有重要意义.天井山古隆起构造解析明确寒武纪—奥陶纪之交的构造事件在川西坳陷北段有显著表现.天井山古隆起的形成是早古生代绵阳—长宁拉张槽形成后构造—沉积性质由拉张转向挤压的重要节点.川西坳陷北段油...     

川中地区寒武系沧浪铺组沉积特征

基于区域构造特征、野外露头、钻井、测井等资料,对川中地区寒武系沧浪铺组沉积特征进行了研究,重建了古沉积环境,明确了各沉积相的横向展布特征并预测了有利储层发育区。研究结果表明：①川中地区德阳—安岳裂陷槽内发育深水陆棚相,以碎屑岩沉积为主;裂陷槽以东高磨—龙女寺—北斜坡地区为浅水陆棚相,可细分为3种亚相,碳酸盐浅水陆棚亚相以细晶或颗粒灰岩、细晶或颗粒白云岩为主,见古杯、腕足类等生物,自然伽马和电阻率曲线均呈箱形;碎屑浅水陆棚亚相以粉砂岩或粉砂质泥岩为主,自然伽马和电阻率曲线均呈钟形或漏斗形;混积浅水陆棚亚相表现为砂质白云岩、砂质灰岩和泥岩互层,自然伽马和电阻率曲线均呈齿状。②研究区整体上为西高东低的沉积古地貌格局,由西向东水体逐渐加深,地层厚度逐渐增大;高磨—龙女寺—北斜坡地区沧一下亚段主要为混积浅水陆棚,沧一上亚段主要为碳酸盐浅水陆棚;沧二段主要为碎屑浅水陆棚相。③研究区沉积相的展布控制着优质储层的发育,沧一上亚段碳酸盐浅水陆棚中,颗粒滩白云岩储层最为有利、灰岩储层次之;平面上优质储层主要沿德阳—安岳裂陷槽边缘的构造高部位发育,呈条带状展布。     

川南地区金页1井早寒武世烃源岩沉积地球化学特征

为了深入研究四川盆地南部下寒武统麦地坪组-筇竹寺组烃源岩发育环境及源岩沉积地球化学特征,通过分析川南井研-犍为地区金页1井麦地坪组与筇竹寺组烃源岩岩矿组成、有机碳含量、成烃生物组合、氧化还原性指标及各项指标之间的内在联系,发现麦地坪组与筇竹寺组烃源岩岩矿组成与成烃环境存在很大差别：麦地坪组烃源岩为含硅质云岩,有机碳丰度中等,δU大于1.7,指示超强还原环境,其成烃生物主要为具有浅水生活习性的小壳生物形成的微生物席,推测其强还原性可能与大量繁盛并死亡的小壳生物迅速消耗海底水中氧气有关,并非由深水相环境造成,虽还原性很强,但烃源岩有机碳丰度并不高,各种沉积地球化学参数关联性分析认为麦地坪组应形成于潮坪沉积环境。筇竹寺组烃源岩主要由硅质与粘土质页岩组成,下、上两段有机碳丰度高低不一,成烃生物以无定形絮状有机聚集体为主,δU指数0.8~1.7,有机碳含量与氧化还原性之间对应关系明显,沉积环境应为氧化至较强还原环境的浅水-深水陆棚相。川南地区早寒武世时期的构造-沉积-岩相古地理环境、原始生物类型、岩石矿物质组成等多种因素共同决定了烃源岩品质的优劣及其沉积地球化学特征。     

从优质烃源岩到储层：构造——沉积分异格局下的四川盆地中西部下寒武统页岩气勘探前景

四川盆地下寒武统麦地坪组—筇竹寺组是继上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组后的又一个页岩气重点勘探开发层系,但关于该盆地中西部地区下寒武统地层划分比对尚存在着争议,因而制约了对该区下寒武统页岩气的研究和评价。为此,在系统梳理作为常规油气烃源岩的四川盆地中西部地区下寒武统地层与时间框架、黑色泥页岩形成与分布规律的基础上,结合其深埋藏—强隆升—强改造的构造背景,研究了下寒武统页岩有机质热演化过程与页岩气富集条件,并指出了有利区。研究结果表明:(1)参照国际寒武纪地层与时间对比序列,该区下寒武统黑色岩系的时间—空间分布关系受震旦系—寒武系界面差异性控制,麦地坪组—筇竹寺组并不都是纯黑色岩系;(2)构造—沉积分异格局下的四川盆地中西部麦地坪组—筇竹寺组厚度差异大,绵阳—长宁拉张槽中北段内是富有机质黑色页岩的沉积中心,是页岩气的最佳富集区;(3)麦地坪组—筇竹寺组在四川盆地存在局部中等成熟度的分布区域。结论认为,在有效解决4 000 m深层工程压裂技术问题的基础上,除了四川盆地威远构造以东资阳—内江—大足为最有利勘探地区以外,川西坳陷北段前陆扩展变形带的矿山梁—碾子坝—河湾场地区与米仓山前缘地区也可以作为下一步页岩气勘探的有利区。     

四川盆地筇竹寺组富有机质页岩沉积主控因素

目前对于四川盆地下寒武统筇竹寺组富有机质页岩形成主控因素的认识并不十分清楚，致使对该套页岩储层评价和“甜点”选择存在着较大的盲目性。为此，以钻井资料为基础，结合地球化学元素测试和生物地层资料，从构造活动、海流作用、古生产力、古地理环境等方面对该盆地筇竹寺组页岩的沉积要素进行剖析，揭示了富有机质页岩的分布规律和沉积主控因素。结果表明：①受川西—川南大型内裂陷发育特征的控制，川南及周边富有机质页岩主要形成于筇竹寺组早期，其次为中期，沉积厚度和分布面积大；②海平面升降和上升洋流作用是黑色页岩形成的重要控制因素，黑色页岩沉积在威远地区受裂陷拉张作用影响大，受海平面变化影响相对较小，在长宁地区受拉张作用影响较小，但受海平面变化影响较大；③上升洋流在川南南区较活跃，在川南中北部基本较平静，反映威远地区总体处于半封闭海湾环境，长宁地区总体处于弱封闭环境，古生产力为后者高；④富有机质页岩的规模沉积和分布主要受到缓慢沉降的稳定海盆、相对较高的海平面、半封闭水体和低沉积速率等4类因素的控制，在局部地区上升洋流则是形成高有机质丰度页岩的重要控制因素之一；⑤川南地区富有机质页岩发育规模呈现早期大、中晚期小的变化特征，有机质丰度则显示出早期高、中晚期低和南区高、北区低的变化趋势。     

四川盆地大中型气田分布特征及勘探前景

大中型气田储量规模大,对增加能源储备,减少对外依存度起到至关重要的作用;同时其稳产周期长,具有较好的经济效益。根据已发现的大中型气田分布特征,从古构造运动、区域沉积环境方面分析烃源条件、储层规模、油气聚集等形成大中型气田的主控因素,探讨其下一步勘探方向。结果表明:(1)四川盆地大中型气田以海相层系为主,集中分布于"三隆、两台缘、两拗陷"地区,以岩性、复合圈闭气藏为主;(2)大型构造运动形成的2大古裂陷槽、2大沉积拗陷、4大古隆起、5大侵蚀面控制了大中型气田的成藏,即古裂陷槽、沉积拗陷控制生烃中心,侵蚀面控制规模储层发育,古隆起控制早期油气聚集;(3)充足的烃源供给、层状规模储层、大型圈闭及适时形成的古隆起是形成大中型气田的关键,继承性的大型古今构造叠合区是形成特大型气田最有利区。结论认为:(1)川西北上古生界台缘带是继高石梯—磨溪地区震旦系—下古生界之后重要接替领域;(2)川东"达州—开江"古隆起和台缘带是重要突破领域;(3)川中"乐山—龙女寺"古隆起区北斜坡是重要拓展勘探领域;(4)川西南雷口坡组、栖霞组台缘带是盆地积极准备的勘探领域。     

四川盆地长宁地区震旦系—寒武系裂陷槽的发现及其地质意义

四川盆地安岳气田位于德阳—安岳裂陷槽东台缘,已探明近1×10~(12)m~3天然气储量。前期天然气勘探开发揭示,震旦系—寒武系的德阳—安岳裂陷槽是油气富集的有利区,但对其往南延伸情况及分布一直认识不清。通过对三维地震资料和钻井资料的综合分析,发现长宁地区发育震旦系—寒武系裂陷槽,并精细刻画了该区裂陷槽的边界与空间展布。研究揭示:①长宁地区台缘带筇竹寺组具有超覆现象,而灯影组地震削截特征明显;②地震解释震旦系灯影组厚度从台缘带至槽内显著减薄,从台内至台缘带有增厚趋势;③该裂陷槽为德阳—安岳裂陷槽南延的东侧部分。结论认为,四川盆地南部长宁地区裂陷槽周缘筇竹寺组烃源岩优越、台缘带灯影组丘滩相储层发育,灯影组天然气成藏配置条件好,区内台缘带为下步重要的勘探有利区带。     

四川盆地震旦—寒武系高演化烃源岩无机地球化学特征与评价

高演化烃源岩评价因有机质的损耗而使得传统有机地球化学参数逐渐失效，而烃源岩中的无机元素不易受成熟度的影响。为探索无机地球化学方法在高演化烃源岩评价中的应用，以四川盆地震旦—寒武系为例，基于无机(主量、微量和稀土元素)地球化学方法，从烃源岩发育的三大控制因素(古生产力、沉积环境和沉积速率)分析入手，开展了烃源岩无机地球化学研究。结果表明，综合运用Ba和Ni元素丰度确定烃源岩古生产力，Mo_EF、U_EF、Ce异常特征确定沉积水体氧化—还原条件，TiO₂/Al₂O₃比值确定沉积速率，揭示研究区烃源岩有机质富集主要受控于沉积环境与古生产力，而受沉积速率的影响相对较小；川中与威远—资阳地区下寒武统筇竹寺组烃源岩古生产力高、沉积环境最为还原，烃源岩质量最好，属于高生产力和好保存模式。无机地球化学方法是高演化烃源岩评价的一种有效途径。      

川东北地区胡家坝震旦系灯影组古油藏特征及其油气勘探意义

四川盆地东北缘米仓山前带胡家坝灯影组古油藏主要分布于灯影组四段,越靠近顶部丰度越高,储层沥青主要为油层沥青和运移沥青。油源对比分析表明,胡家坝灯影组古油藏油气主要来自于侧向的优质筇竹寺组烃源岩,不排除灯影组三段泥质烃源岩供烃的可能。川东北地区筇竹寺组烃源岩在晚志留世进入初期生油阶段;在二叠纪末进入生油高峰,此时油气侧向运移至胡家坝灯影组储层中形成古油藏;在中三叠世有机质演化进入高成熟阶段,古油藏中原油裂解;晚白垩世至今,构造抬升剥蚀使得古油藏遭到破坏,形成现今残留古油藏。胡家坝灯影组古油藏的发现对四川盆地震旦系灯影组油气勘探有重大意义。灯影组四段主要为一套台缘丘滩相沉积,优质储层发育,以一、二类储层为主,灯影组四段上覆筇竹寺组作为区域和直接盖层,封盖条件好,表明川东北地区震旦系灯影组具有较好的勘探潜力。     

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。      

四川盆地麦地坪组—筇竹寺组沉积充填规律及勘探意义

为进一步深化四川盆地下寒武统烃源岩的地质认识,弄清烃源岩层的沉积演化过程及天然气成藏规律,重点通过岩性特征、测井响应及地球化学示踪等分析,对下寒武统麦地坪组—筇竹寺组进行沉积旋回序列划分与对比,揭示烃源岩层系在绵阳—长宁裂陷槽及周缘不同区域的沉积充填规律,并结合各旋回有机碳含量探讨天然气勘探领域。研究结果表明:①裂陷槽区域麦地坪组—筇竹寺组沉积最为完整,典型井如GS17井、Z4井自下而上可划分出5个沉积旋回序列SC1、SC2、SC3、SC4和SC5,并依次对应于麦地坪组、筇一段、筇二段、筇三段以及筇四段;②裂陷槽周缘台地区域下部地层往往缺失而上部地层保留,典型井如GS1井、WT1井仅可识别出最上部的一个筇四段回序列SC5;③沉积旋回横向对比发现,麦地坪组与筇竹寺组一段、二段、三段主要分布在裂陷槽内,而筇四段则以广覆式分布为特征,进一步结合筇竹寺组沉积旋回有机质含量特征发现,筇一段至筇三段厚度大且有机碳含量相比最高;筇竹寺组天然气的勘探今后仍需紧紧围绕裂陷槽及周缘展开,且北斜坡将是下一步重点勘探区域。     

四川盆地晚震旦世—早寒武世德阳—安岳裂陷槽南段地质特征

基于最新钻井、地震和野外露头资料，对四川盆地德阳—安岳裂陷槽南段的地层发育与沉积充填演化等地质特征进行深入研究。结果表明：(1)四川盆地晚震旦世—早寒武世裂陷南段地层发育较全，灯一+灯二段厚度较稳定，为400～550 m；灯三+灯四段槽缘与槽内厚度差异较大，厚度差最大可达250 m；川南寒武系麦地坪组和筇竹寺组厚度相对较薄，且地层厚度变化较大，厚薄变化频繁。(2)灯四段沉积期德阳—安岳裂陷槽向南延伸，影响至川南地区。与裂陷槽中段和北段相比，南段总体具有宽、缓、浅的特征，且存在多个台阶，隆凹相间，呈指状展布。(3)川南地区灯一—灯二段沉积期以碳酸盐台地为主，沉积分异不明显；而灯四段沉积期存在较明显沉积分异，由槽内向槽缘发育盆地—斜坡—次级斜坡—斜坡—次级斜坡—台地边缘—局限台地。(4)川南地区裂陷槽的演化经历了灯一—灯二段沉积稳定期、灯三—灯四段开启期、麦地坪组—筇竹寺组充填期以及沧浪铺组消亡期等4个关键阶段。     

四川盆地北缘下寒武统页岩生物标志化合物特征及其地质意义

针对四川盆地绵阳-长宁拉张槽北段米仓山地区下寒武统筇竹寺组黑色页岩开展了系统的有机地球化学分析,以正构烷烃、类异戊二烯烃、萜类化合物、甾类化合物等生物标志化合物为重点,探究绵阳-长宁拉张槽的成因机理及沉积环境。扬子板块北缘下寒武统黑色页岩中的有机质主要来自低等浮游生物与细菌的共同贡献;盐度一定的情况下,分层的海水不仅为水体表层浮游生物的繁殖发育提供良好环境,还给厌氧的喜盐细菌的繁殖提供了有利条件;筇竹寺组黑色页岩中检测出的4-甲基甾烷为典型热液喷口微生物的分子化石,其产出为绵阳-长宁拉张槽的拉张成因提供了证据。据此构建了该区古海洋模型,甲烷氧化菌、硫酸盐还原菌等热液喷口微生物,不仅为有机质提供了生物来源,还促进了浅部水体藻类的繁殖,提高了古生产力。      

四川盆地德阳—安岳侵蚀裂陷槽分段性演化分析和油气勘探意义

基于野外、钻井和地震资料分析,恢复四川盆地德阳—安岳侵蚀裂陷槽形成演化过程,并对勘探领域进行划分和评价.结果表明:①德阳—安岳侵蚀裂陷槽及周缘震旦系灯影组沉积特征具有明显差异.侵蚀裂陷槽北段灯影组发育深水沉积,盆地北部灯影组发育盆地—斜坡—台地边缘—局限台地沉积模式,中—南段灯影组为碳酸盐台地沉积环境.②德阳—安岳侵蚀...     

中上扬子地区下寒武统筇竹寺组结核体发育特征及沉积环境意义

以四川盆地及周缘露头和钻井资料为基础,系统研究了下寒武统筇竹寺组结核体发育特征及沉积环境意义,得到3点认识：①筇竹寺组结核体产出层位与岩相特征区域差异大。在川东—鄂西—湘黔和川南坳陷区,结核体主要发育于SQ1段,并以钙质硅质混合页岩相、硅质页岩相、云质页岩相和白云岩相为主,黏土含量普遍在25%以下且明显低于围岩,TOC含量为下部核体高、上部核体低。在川中—川北坳陷区,结核体在SQ1段和SQ2段均发育,且以钙质页岩相和泥灰岩相为主,钙质明显高于围岩,黏土质较围岩显著降低,TOC含量普遍在1.50%以下。结核体内岩石矿物成分差异明显,钙质、硅质等脆性矿物主要富集于结核体中心区,黏土质和有机质则富集于结核体边缘,GR值大多表现为在核体中央区为相对低值响应、在核体边缘响应值明显升高的显著特征。②结核层普遍赋存于TOC含量在0.7%以上的炭质页岩、粉砂质页岩和硅质页岩中,在SQ1段TOC>2.0%的炭质页岩和硅质页岩中尤其发育,在TOC>0.2%深灰色粉砂质页岩中也偶尔产出,显示结核体与深色页岩（尤其优质页岩）具有共生关系。③结核体为扬子海盆裂陷活动的重要沉积响应,根据筇竹寺组结核体分布特征及其与黑色页岩的配置关系,将筇竹寺期扬子海盆的裂陷活动划分为发展期（SQ1时期）、调整期（SQ2时期）和萎缩期（SQ3时期）3个期次。受SQ1时期大规模裂陷作用和上升洋流活动共同控制,扬子海盆结核体和富有机质页岩广泛发育于筇竹寺组下部。在裂陷调整期和萎缩期,随着裂陷活动减弱和萎缩,构造活动以区域抬升为主,水体变浅,洋流活动向东南方向退却,结核体和富有机质页岩仅在少部分裂陷区呈小规模沉积。