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川西南下寒武统筇竹寺组页岩旋回地层学研究

沉积学报 2024年第1期42卷 142-157页

作者：周杨金思丁刘岩刘四兵张全林成都理工大学能源学院成都610059 油气藏地质及开发工程全国重点实验室(成都理工大学) 成都610059 中石化西南油气分公司成都610041

[目的]四川盆地下寒武统的泥页岩不仅包含重要的环境生命演化信息,同时也是我国当前页岩气勘探开发的重点层位,对其开展精细地层年代学研究具有生产及科研的双重价值。[方法]为了更准确地探明四川盆地下寒武统筇竹寺组黑色页岩层序沉积... 详细信息

[目的]四川盆地下寒武统的泥页岩不仅包含重要的环境生命演化信息,同时也是我国当前页岩气勘探开发的重点层位,对其开展精细地层年代学研究具有生产及科研的双重价值。[方法]为了更准确地探明四川盆地下寒武统筇竹寺组黑色页岩层序沉积特征,对川西南地区金页1井筇竹寺组页岩地层开展了旋回地层学研究。[结果与结论](1)通过分析不同测井曲线测井响应特征,认为钾元素测井序列是最适合古环境、古气候的替代指标。(2)将钾元素深度序列进行频谱分析和滑动窗口频谱分析,识别出偏心率和斜率周期(405 kyr,131 kyr,95 kyr,36.4 kyr,28.2 kyr);并结合相关系数分析,以不同沉积速率为限,将整段曲线划分为四段,分别进行405 kyr长偏心率周期的带通滤波;以周缘地区的年代地层年龄526.86±0.16 Ma为年龄控制点,建立了金页1井筇竹寺组的“浮动”天文年代标尺。(3)筇竹寺组共记录了29个长偏心率周期,四段地层的最优沉积速率分别为2.5,2.9,3.4和4.8 cm/kyr。(4)以405 kyr的轨道调谐为基础的沉积噪音模型DYNOT及ρ1曲线重建了筇竹寺组沉积时期相对海平面变化曲线;以该曲线为理论参照,在筇竹寺组中划分了4个三级层序,识别出4个最大海泛面及与之对应的T-R旋回;4个三级层序的沉积时限从下到上为3.18,2.03,2.97和3.63 Ma,分别包含了8个,5个,7个和9个长偏心率周期。(5)海平面变化曲线的低值对应了全球碳同位素负偏,推测是由于海平面的下降引起的有机质发生氧化,并向海水释放碳同位素偏轻的无机碳,形成碳同位素负偏。

关键词：金页1井最优沉积速率计算浮动天文年代标尺沉积噪音模型相对海平面变化

四川盆地川中—川西过渡带中侏罗统沙溪庙组致密砂岩相对优质储层成因机制

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吉林大学学报（地球科学版） 2024年第2期54卷 371-388页

作者：宋林珂刘四兵曾青高周栋唐大海王锦西中国石油西南油气田公司致密油气勘探开发项目部成都610059 油气藏地质及开发工程国家重点实验室(成都理工大学) 成都610059

川中—川西过渡带沙溪庙组天然气勘探潜力巨大,是四川盆地近几年勘探的热点。目前,制约沙溪庙组致密砂岩天然气勘探开发的问题较多,其中,“相对优质储层”的形成机理和综合预测是亟需解决的关键问题之一。针对这一科学问题,本次研究通... 详细信息

川中—川西过渡带沙溪庙组天然气勘探潜力巨大,是四川盆地近几年勘探的热点。目前,制约沙溪庙组致密砂岩天然气勘探开发的问题较多,其中,“相对优质储层”的形成机理和综合预测是亟需解决的关键问题之一。针对这一科学问题,本次研究通过系统的物性分析、铸体薄片鉴定、扫描电镜分析以及储层地球化学分析等,开展了研究区沙溪庙组相对优质储层成因机制研究。研究结果表明:沙溪庙组致密砂岩以岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩为主。沙二段砂岩石英平均体积分数为35.27%,长石平均体积分数为35.37%,岩屑平均体积分数为29.36%,沙一段砂岩石英平均体积分数为37.79%,长石平均体积分数为24.01%,岩屑平均体积分数为38.20%,沙一段长石体积分数较高,沙二段岩屑体积分数较高。沙二段以变质岩岩屑为主(占岩屑体积分数的55%),沙一段则以岩浆岩岩屑为主(占岩屑体积分数的43%)。储层孔隙类型以原生孔为主,长石溶蚀孔为辅,沙一段具有相对更高比例的原生孔和裂隙孔。沙二段砂岩中38.00%的样品孔隙度大于12%,25.25%的样品渗透率大于1×10^(-3)μm^(2),沙一段砂岩仅3.09%的样品孔隙度大于12%,但41.22%的样品渗透率大于1×10^(-3)μm^(2)。总体表现为致密背景下发育一定的相对优质储层。其中沙二段储层孔隙度发育较好,而沙一段储层渗透性更佳,说明沙一段储层孔隙结构相对较好。沙溪庙组致密砂岩储层发育受控于岩矿组合-烃源体系-成岩系统。岩矿组合为成岩作用的演化提供物质基础,烃源体系决定溶蚀作用发育的强度,并为砂岩中主要自生矿物的沉淀提供必要的离子来源;成岩系统的开放程度则决定了体系内外离子的带进带出,进而影响了溶蚀作用和相应成岩产物的沉淀。沙二和沙一段砂岩岩矿组合的差异、沉积环境的不同、烃源体系以及成岩系统的开放程度是导致其成岩作用差异的主要原因。综上认为,高能沉积环境、早期保持性成岩作用(孔隙衬垫绿泥石)、多期次和多种类型的溶蚀作用以及局部微裂缝的发育改造,是研究区沙溪庙组相对优质储层发育的主要机制。

关键词：川中—川西过渡带沙溪庙组致密砂岩相对优质储层成因机制四川盆地

川东南地区寒武系洗象池组碳、氧同位素特征及其意义——以贵州吼滩剖面为例

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成都理工大学学报（自然科学版） 2024年第2期51卷 210-221,246页

作者：李笑天郭艳波梁金同罗鑫刘四兵徐姁叶朝阳成都理工大学沉积地质研究院成都610059 中国石油西南油气田分公司重庆气矿重庆400021 油气藏地质及开发工程全国重点实验室(成都理工大学) 成都610059 成都理工大学能源学院(页岩气现代产业学院) 成都610059

川东南地区寒武系洗象池组碳酸盐岩普遍发生白云石化,且缺乏生物化石,长期以来在地层对比与划分方面未形成统一认识。本研究在野外剖面和岩石学特征观察分析的基础上,对川东南地区中—上寒武统洗象池组41个碳酸盐岩样品进行了碳、氧同... 详细信息

川东南地区寒武系洗象池组碳酸盐岩普遍发生白云石化,且缺乏生物化石,长期以来在地层对比与划分方面未形成统一认识。本研究在野外剖面和岩石学特征观察分析的基础上,对川东南地区中—上寒武统洗象池组41个碳酸盐岩样品进行了碳、氧同位素分析。结果显示,研究区洗象池组以泥晶—细粉晶白云岩为主,含少量残余砂屑白云岩、粗粉—细晶白云岩;样品的δ18 O值分布在-11.05‰~-8.29‰范围,平均为-9.67‰,δ13 C值介于-2.29‰~1.36‰之间,平均为-0.73‰,且δ18 O值和δ13 C值无明显正相关性,基本保留了同期海水的原生碳、氧同位素组成。分析表明,中—晚寒武世洗象池期川东南地区整体处于海相环境,其中中—晚期盐度相对早期盐度整体略微升高,海水温度分布在15.2℃~27.5℃,属于温暖或炎热的亚热带气候。SPICE(steptoean positive carbon isotope excursion)事件在吼滩剖面有很好的可对比性,可与全球其他地区进行对比,反映一次全球范围的海退事件。此外,通过对比川东南地区吼滩剖面与太和1井和渝东北地区利1井的碳同位素特征,认为渝东北地区盐度相对川东南地区较高,洗象池期盐盆地由川东南向渝东北演化,对于寻找盐类矿床和油气地质具有重要意义。

关键词：川东南地区洗象池组碳、氧同位素古环境地层对比

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下寒武统牛蹄塘组富有机质页岩岩相及沉积环境分析——以贵州温水村剖面为例

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天然气地球科学 2023年

作者：李丹龙伏美燕邓虎成胥旺刘四兵吴冬成都理工大学能源学院成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室

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，为理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... 详细信息

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，为理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、以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，建立了沉积环境模式。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，前五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、热液活动以及暖湿型气候影响的深水陆棚相沉积环境模式。

关键词：贵州温水村下寒武统牛蹄塘组页岩岩相类型沉积环境有机质富集

广西雪峰山南缘石炭系寺门组储层特征及其控制因素

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石油与天然气地质 2022年第4期43卷 902-916页

作者：刘自亮张明何刘四兵王均杰郝景宇陈义才周月成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610059 成都理工大学能源学院四川成都610059 中国石化勘探分公司四川成都610041

广西雪峰山南缘石炭系寺门组具有较好的油气成藏背景条件,查明寺门组储层的形成发育机制及其控制因素对该区油气勘探具有重要意义。利用野外露头、钻井和岩心资料,结合运用扫描电镜、铸体薄片、包裹体和孔-渗分析等手段,明确了广西雪峰... 详细信息

广西雪峰山南缘石炭系寺门组具有较好的油气成藏背景条件,查明寺门组储层的形成发育机制及其控制因素对该区油气勘探具有重要意义。利用野外露头、钻井和岩心资料,结合运用扫描电镜、铸体薄片、包裹体和孔-渗分析等手段,明确了广西雪峰山南缘石炭系寺门组储层的基本特征,探讨了储层发育的控制因素及优质储层形成模式和有利区分布。研究表明,寺门组储层岩石类型主要为细粒石英砂岩和岩屑质石英砂岩;储集空间包括原生粒间孔、次生溶蚀孔和裂缝;储层类型属于孔隙-裂缝型和孔隙型,整体呈低孔、低渗特征。储层质量主要受沉积、成岩及构造作用的共同控制:沿岸砂坝、砂泥质滨岸和混合坪微相控制了寺门组储层砂体的分布;强烈的压实作用是储层致密化的最主要原因,造成的孔隙损失率约85.2%;溶蚀作用使储层质量得到有效提升(增孔量约2.3%);构造裂缝极大地促进了储层的输导能力,使局部地区仍具备优质储层发育的物性条件。最后,建立了储层发育模式,预测研究区存在德胜和洛埠2个有利储层分布区。

关键词：储层特征储层发育模式储层有利区分布致密砂岩寺门组石炭系雪峰山南缘

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——以贵州温水村剖面为例

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天然气地球科学 2023年第3期34卷 445-459页

作者：李丹龙伏美燕邓虎成胥旺刘四兵吴冬成都理工大学能源学院四川成都610059 成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610059

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... 详细信息

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。

关键词：贵州温水村下寒武统牛蹄塘组页岩岩相类型沉积环境有机质富集

川西须家河组超致密砂岩成岩作用与相对优质储层形成机制

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岩石学报 2009年第10期25卷 2373-2383页

作者：吕正祥刘四兵中石化西南油气分公司勘探开发研究院成都610081 油气藏地质及开发工程国家重点实验室成都理工大学成都610059

川西须家河组砂岩是我国重要的天然气储层和产层,同时也是我国埋藏深度最大和最为致密的碎屑岩储层之一,在其超致密背景下发育有对天然气聚集有利的相对优质储层。须家河组砂岩埋藏后经历了复杂的成岩作用,相对优质储层中次生孔隙与原... 详细信息

川西须家河组砂岩是我国重要的天然气储层和产层,同时也是我国埋藏深度最大和最为致密的碎屑岩储层之一,在其超致密背景下发育有对天然气聚集有利的相对优质储层。须家河组砂岩埋藏后经历了复杂的成岩作用,相对优质储层中次生孔隙与原生孔隙并存。本文基于对川西须家河组超致密砂岩的岩石学、矿物学、地球化学和其它储层特征研究,总结了川西深埋藏条件下须家河组砂岩的成岩作用特征及其相对优质储层的形成机制。

关键词：川西须家河组致密砂岩成岩作用优质储层形成机制天然气聚集天然气储层碎屑岩储层作用特征原生孔隙特征研究埋藏条件埋藏深度地球化学次生孔隙岩石学矿物学总结发育

致密砂岩储层物性及非均质性特征--以四川盆地中部广安地区上三叠统须家河组六段为例

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石油与天然气地质 2022年第3期43卷 597-609页

作者：岳亮孟庆强刘自亮杨威金惠沈芳张军建刘四兵江苏建筑职业技术学院江苏徐州221116 成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610059 中国石化石油勘探开发研究院北京100083 成都理工大学能源学院四川成都610059 中国石油勘探开发研究院北京100083 山东科技大学地球科学与工程学院山东青岛266590

中国西南地区四川盆地上三叠统须家河组碎屑岩地层为典型的非常规致密砂岩储集层,迄今已探明天然气储量已达万亿立方米,其中四川盆地中部广安地区须家河组六段(须六段)具有较大的勘探开发潜力。以须六段气藏段致密砂岩为研究对象,通过... 详细信息

中国西南地区四川盆地上三叠统须家河组碎屑岩地层为典型的非常规致密砂岩储集层,迄今已探明天然气储量已达万亿立方米,其中四川盆地中部广安地区须家河组六段(须六段)具有较大的勘探开发潜力。以须六段气藏段致密砂岩为研究对象,通过镜下薄片、物性和压汞等测试,结合分形理论研究,系统分析了其孔隙结构、物性特征和储层非均质性。结果表明:须六段砂岩储集层可明显划为3类。Ⅰ类储层(平均孔隙度12.27%,平均渗透系数6.0376×10^(-3)μm^(2))以大孔或中孔为主,分形维数范围为2.42~2.59;Ⅱ类储层(平均孔隙度9.26%,平均渗透系数1.1523×10^(-3)μm^(2))以中孔为主,小孔为次,大孔发育差,分形维数范围为2.47~2.56;Ⅲ类储层(平均孔隙度5.20%,平均渗透系数0.3517×10^(-3)μm^(2))以小孔或中孔为主,大孔发育差或不发育,分形维数范围为2.45~2.81。孔隙类型的差异分布导致各类储层非均质性变化明显,主要表现为Ⅲ类储层非均质性强于Ⅰ类储层。相关性分析表明物性条件耦合于储层非均质性,且存在关键临界值,分形维数范围在2.45~2.60时,孔隙度与分形维数为正相关关系,渗透系数与分形维数的关系无明显规律;而分形维数大于2.60时,孔隙度与分形维数为负相关关系,渗透系数与分形维数为斜率接近0的线性关系。基于致密砂岩储层物性条件与分形特征的定量研究,探讨非常规天然气优质储层的评价标准,对指导中国非常规储层的勘探与开发研究具有重要理论与现实意义。

关键词：分形维数物性条件储集层须家河组广安地区四川盆地

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

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天然气地球科学 2022年第4期33卷 588-604页

作者：李依林伏美燕邓虎成刘四兵胥旺吴冬成都理工大学能源学院四川成都610059 成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610059

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... 详细信息

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机质富集的主控因素。结果表明:峨边地区筇竹寺组发育富有机质泥页岩,有机质富集是古气候、古生产力及水体氧还原性质协调作用的结果。导致滨岸环境有机质富集的根本原因是滞留的水体及古水深的变化,筇竹寺组沉积晚期温暖的气候和古水深的增加促使生物繁盛,古生产力提高。古水深的变化先后导致水体分层和滞留水体的形成,使沉积水体还原性进一步提高。研究认为川西南地区筇竹寺组沉积晚期古水深变化的过程有利于有机质的富集,滨岸闭塞环境的富有机质泥页岩段发育于水体深度波动变化时期,在此基础上建立了滨岸环境下的有机质富集模式。

关键词：峨边葛村剖面筇竹寺组滨岸闭塞环境有机质富集古水深沉积古环境