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上扬子南缘五峰组——龙马溪组页岩地球化学特征及其对风化、物源与构造背景的指示

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地质论评 2024年第4期 1314-1334页

作者：秦何星陈雷卢畅胡月熊敏谭秀成计玉冰陈鑫王高翔西南石油大学地球科学与技术学院天然气地质四川省重点实验室中国石油天然气集团有限公司碳酸盐岩储层重点实验室西南石油大学研究分室中海石油(中国)有限公司深圳分公司甘肃省地质矿产勘查开发局第三地质矿产勘查院中国石油浙江油田公司中国石油西南油气田分公司页岩气研究院

为深入探讨上扬子地区南缘晚奥陶世—早志留世黑色页岩的物质来源、风化作用和源区构造背景，本文选取典型野外剖面，对五峰组—龙马溪组页岩主量、微量和稀土元素地球化学特征进行系统研究并探讨其地质意义。结果显示：上扬子南缘五峰... 详细信息

为深入探讨上扬子地区南缘晚奥陶世—早志留世黑色页岩的物质来源、风化作用和源区构造背景，本文选取典型野外剖面，对五峰组—龙马溪组页岩主量、微量和稀土元素地球化学特征进行系统研究并探讨其地质意义。结果显示：上扬子南缘五峰组—龙马溪组黑色富有机质页岩具有与上地壳相似的贫高场强元素、富集大离子亲石元素特征，∑REE值(103.66×10-6～295.98×10-6,平均180.57×10-6)整体较高，稀土元素标准化配分模式与上地壳极为相似，呈现“V”型向右倾斜、轻稀土元素富集、重稀土元素平坦、轻重稀土分异明显、Eu负异常明显的特征；特征微量、稀土元素含量及比值，如：La、Ce、La/Yb、Sc/Cr,均表现出与被动大陆边缘特征值相接近；样品成分变异指数ICV值（0.55～14.1,平均2.28）和Zr/Sc—Th/Sc图解指示物源为构造带首次快速沉积产物，不具备沉积再循环特征；较低的CIA值（54.89～71.61,平均65.27）、A—CN—K图解和K2O/Al2O3—Ga/Rb图解表明物源受化学风化作用较小，沉积环境为寒冷、干燥环境；K2O、Rb、Al2O3/TiO2含量较高及Eu负异常指示其源岩以长英质火成岩及花岗岩类的偏酸性地质体为主；综合物源、构造背景判别图解，推断上扬子南缘五峰组—龙马溪组页岩主体形成于被动大陆边缘，物源主要来自于西侧康滇古陆新元古代早期地台盖层，黔中隆起次之，伴随扬子板块东南部中酸性火山物质涌入沉积。

关键词：五峰组—龙马溪组地球化学风化作用物源构造背景上扬子南缘

滇黔北昭通地区晚奥陶世—早志留世黑色页岩地球化学特征及其地质意义

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沉积学报 2024年第3期42卷 738-756页

作者：李娟陈雷胡月计玉冰卢畅董建华谭秀成杨莉杨琳陈鑫西南石油大学地球科学与技术学院成都610500 天然气地质四川省重点实验室成都610500 中国石油天然气集团有限公司碳酸盐岩储层重点实验室西南石油大学研究分室成都610500 甘肃省地质矿产勘查开发局第三地质矿产勘查院兰州730000 中国石油浙江油田公司杭州310023 中海石油(中国)有限公司深圳分公司广东深圳518000 四川页岩气勘探开发有限责任公司成都610051 中国石油川庆钻探工程公司钻采工程技术研究院四川广汉618300 中国石油西南油气田分公司页岩气研究院成都610500

【目的】滇黔北昭通示范区地处四川盆地边缘,在晚奥陶世—早志留世时期,相较于盆内的长宁—威远地区,其沉积水体相对更浅、更靠近物源区,该地区五峰组—龙马溪组页岩的沉积可能与盆内存在差异。因此,厘清滇黔北昭通示范区晚奥陶世—早... 详细信息

【目的】滇黔北昭通示范区地处四川盆地边缘,在晚奥陶世—早志留世时期,相较于盆内的长宁—威远地区,其沉积水体相对更浅、更靠近物源区,该地区五峰组—龙马溪组页岩的沉积可能与盆内存在差异。因此,厘清滇黔北昭通示范区晚奥陶世—早志留世黑色页岩的硅质成因、物质来源以及源区背景,具有重要意义。【方法】以昭通示范区太阳区块为研究区,利用区内四口井样品的主量元素、微量元素和稀土元素测试数据,探讨研究区五峰组—龙马溪组页岩的源区背景、源岩属性及硅质来源。【结果】研究区五峰组—龙马溪组黑色页岩中的硅质主要来自硅质生物和陆源碎屑物质,生物成因硅自下而上先增加后减小,表现出与陆源成因硅相反的变化规律;晚奥陶世存在短暂的冰期,直到早志留世冰川发生融化,海侵事件发生,随后海平面逐渐下降,水体不断变浅,陆源输入总体表现为先减小再增加的特征,沉积速率也呈现相同的规律。部分样品稀土元素球粒陨石标准化配分模式曲线小幅度波动,反映研究区五峰组—龙马溪组页岩沉积可能存在混合物源。【结论】研究区五峰组—龙马溪组页岩原始物质可能主要来自康滇古陆和黔中隆起的花岗岩和沉积岩,沉积时受一定海底热液的影响,但原始热液组分极少;相关指标综合反映五峰组—龙马溪组页岩物源区的构造背景主要为被动大陆边缘。

关键词：黑色页岩地球化学物源分析构造背景滇黔北

碳酸盐岩致密气成藏地质条件分析——以四川盆地大安区块茅一段为例

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断块油气田 2024年第2期31卷 216-224页

作者：栗维民马立桥何方雨王鹏万计玉冰徐云俊徐政语曹全斌贾丹中国石油浙江油田分公司浙江杭州310023 中国石油杭州地质研究院浙江杭州310023 中国石油天然气集团有限公司碳酸盐岩储集层重点实验室浙江杭州310023

四川盆地大安区块大安2、大安1、大坝1井相继在茅一段石灰岩中获得天然气发现,由于勘探程度低,对天然气成藏地质条件认识不清。文中以该区茅一段为例,综合野外地质调查、单井分析,以及有机碳分析、薄片鉴定、X射线衍射、场发射扫描电镜... 详细信息

四川盆地大安区块大安2、大安1、大坝1井相继在茅一段石灰岩中获得天然气发现,由于勘探程度低,对天然气成藏地质条件认识不清。文中以该区茅一段为例,综合野外地质调查、单井分析,以及有机碳分析、薄片鉴定、X射线衍射、场发射扫描电镜等测试成果,开展烃源岩岩性、地球化学特征、储层沉积相、矿物组分、微观孔隙特征及含气系统研究,分析致密气成藏地质条件,建立成藏模式。研究结果表明:茅一段眼球、眼皮灰岩沉积受控于中缓坡沉积环境,构成了自生自储的物质基础;眼皮灰岩是一套有效烃源岩,提供充足的烃源供给;眼球、眼皮灰岩为低孔低渗致密储层,互层状叠置,纳米孔、微米孔发育,微裂缝贯通穿插,有利于大面积成藏;成藏模式为致密气源储一体、源内聚集、就近吸附,天然气动态生成,动态聚集,不易逸散;该区在燕山中晚期成藏,喜马拉雅期保存,中缓坡的眼皮灰岩带具有高脆性、中高TOC、中含气性特点,是致密气有利勘探方向。

关键词：致密气碳酸盐岩成藏茅一段大安区块四川盆地

浅层海相页岩含气性特征及其主控因素——以昭通太阳区块下志留统龙马溪组为例

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石油实验地质 2023年第2期45卷 296-306页

作者：李娟陈雷计玉冰程青松西南石油大学地球科学与技术学院成都610500 天然气地质四川省重点实验室成都610500 中国石油天然气集团有限公司碳酸盐岩储层重点实验室西南石油大学研究分室成都610500 中国石油浙江油田公司杭州310023

浅层页岩气(埋深小于1500 m)的勘探开发具有成本低、建产快等特点,受到广泛关注。昭通国家级页岩气示范区太阳区块下志留统龙马溪组页岩气具有埋深浅、高含气量的特点,显示出良好的勘探潜力,但前人对该区浅层页岩气的含气性分布及主控... 详细信息

浅层页岩气(埋深小于1500 m)的勘探开发具有成本低、建产快等特点,受到广泛关注。昭通国家级页岩气示范区太阳区块下志留统龙马溪组页岩气具有埋深浅、高含气量的特点,显示出良好的勘探潜力,但前人对该区浅层页岩气的含气性分布及主控因素研究较少。为了丰富这方面的研究,利用太阳区块龙马溪组一段页岩样品的分析测试资料,对其含气性特征及主控因素进行分析。研究区龙一_(1)^(1)小层总含气量最高,自下而上含气量逐渐降低,平面上龙一_(1)亚段页岩含气量高值区位于研究区北部和南部;有机质含量、矿物组分、储层物性及外部保存条件等对研究区龙一_(1)亚段浅层页岩含气性具有一定的控制作用。有机质是生成页岩气的原始物质,同时其生烃裂解形成的有机质孔为页岩气提供大量的储存空间,有机质含量是总含气量的最主要控制因素;硅质矿物含量高,有利于后期压裂开发。研究区龙一_(1)亚段顶底板地层岩性致密,封闭性良好,具有微超压—超压特征,有效阻止了页岩气逸散,勘探前景广阔。

关键词：浅层页岩气龙马溪组含气性特征控制因素昭通地区

昭通东北地区五峰组—龙马溪组龙一1亚段页岩岩相类型及其储层特征

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石油实验地质 2023年第3期45卷 443-454页

作者：任官宝陈雷计玉冰程青松西南石油大学地球科学与技术学院成都610500 天然气地质四川省重点实验室成都610500 中国石油天然气集团有限公司碳酸盐岩储层重点实验室西南石油大学研究分室成都610500 中国石油浙江油田公司杭州310023

页岩岩相对页岩储层有着重要的影响,一定程度上控制着页岩的生烃能力、储集和压裂性能。基于岩心、薄片、X射线衍射及各类地化测试数据,对昭通东北地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩岩相特征、储层特征和评价进行了研究。研究... 详细信息

页岩岩相对页岩储层有着重要的影响,一定程度上控制着页岩的生烃能力、储集和压裂性能。基于岩心、薄片、X射线衍射及各类地化测试数据,对昭通东北地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩岩相特征、储层特征和评价进行了研究。研究区主要发育含灰/硅混合质页岩相、混合质页岩相、含黏土/硅混合质页岩相、混合硅质页岩相、含黏土硅质页岩相,南部与北部岩相纵向分布存在差异,南部五峰组—龙一_(1)亚段岩相呈现出从黏土质页岩相组合向硅质页岩相组合再向混合质页岩相组合过渡的特征,北部呈现出从混合质页岩相组合向硅质页岩相组合再向混合质页岩相组合的过渡趋势;横向上岩相展布非均质性强,连续性差。不同岩相储层特征存在差异,硅质页岩储层性能较好,具有有机碳(TOC)含量高、含气量高、脆性矿物含量高的特征;黏土质页岩TOC含量和含气量较高,但脆性矿物含量极低;混合质页岩储层性质复杂,总体上硅质含量高的混合质页岩储层性质较好。基于TOC含量、含气量、脆性矿物含量,利用层次分析法和熵值法相结合的方法,建立了页岩岩相评价标准,确定了优势岩相,研究区混合硅质页岩相、含灰硅质页岩相和含灰/硅混合质页岩相为I类优势岩相;含黏土硅质页岩相、混合质页岩相和含黏土/硅混合质页岩相为Ⅱ类优势岩相;混合黏土质页岩相和含硅黏土质页岩相为非优势岩相。

关键词：页岩岩相储层特征储层评价五峰组奥陶系龙马溪组志留系昭通地区

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海相页岩纹层特征、成因机理及其页岩气意义

中南大学学报（自然科学版） 2022年第9期53卷 3490-3508页

作者：熊敏陈雷陈鑫计玉冰吴佩津胡月王高翔彭浩天然气地质四川省重点实验室四川成都610500 西南石油大学地球科学与技术学院四川成都610500 中国石油集团碳酸盐岩储层重点实验室西南石油大学研究分室四川成都610500 中国石油浙江油田公司浙江杭州310023 昆仑数智科技有限责任公司北京102206 中国石油西南油气田分公司页岩气研究院四川成都610056 四川长宁天然气开发有限责任公司四川成都610051

基于前期研究及文献调研,结合薄片分析、扫描电镜、地球化学相关测试等方法,分析海相页岩纹层及纹层组的类型和发育特征,讨论其多源成因机制、储层非均质性的影响以及其与页岩气富集的关系。研究结果表明:基于纹层形态学和矿物学特征,... 详细信息

基于前期研究及文献调研,结合薄片分析、扫描电镜、地球化学相关测试等方法,分析海相页岩纹层及纹层组的类型和发育特征,讨论其多源成因机制、储层非均质性的影响以及其与页岩气富集的关系。研究结果表明:基于纹层形态学和矿物学特征,以川南地区五峰组—龙马溪组海相页岩为例,纹层多发育4种产状(板状、条带状、波状和透镜状)、6种类型(硅质纹层、黏土纹层、富有机质纹层、碳酸盐岩纹层、黄铁矿纹层和斑脱岩纹层)、3种纹层组(硅质−黏土纹层组、硅质−富有机质纹层组和硅质−黏土纹层组);海相页岩纹层成因复杂,通常是在不同水深范围内受不同水动力条件作用而成,或在沉积过程中具有悬浮沉降、沉积物输入变化、生物生产力波动以及后期成岩作用等多种地质因素的叠加效应;纹层的多样性影响页岩的储集空间类型、孔隙结构和微裂缝展布,导致海相页岩储层具有强非均质性;五峰组—龙马溪组海相页岩中高有机碳质量分数、高孔隙度、高含气性层段往往发育富有机质纹层、生物硅质纹层以及二者的纹层组合,不同笔石带纹层和纹层组类型均具有特殊性,大量有机质呈纹层状分布,LM1—LM7生物笔石带页岩纹层及纹层组合类型从单一向多元化发展,为页岩气提供了更多的储集空间。

关键词：纹层海相页岩成因机制非均质性页岩气富集

鄂西地区奥陶纪—志留纪之交海盆水体滞留程度与页岩有机质富集的关系

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石油学报 2023年第10期44卷 1599-1611页

作者：沈均均王玉满李辉计玉冰邱振王鹏万孟江辉长江大学非常规油气省部共建协同创新中心湖北武汉430100 中国石油勘探开发研究院北京100083 中海油田服务股份有限公司油田生产事业部天津300459 中国石油浙江油田公司勘探开发一体化中心浙江杭州310023 中国石油杭州地质研究院浙江杭州310023

奥陶纪—志留纪之交的水体滞留程度是否对有机质富集产生影响目前还存在一定的争议。在生物地层格架划分的基础上,分析了鄂西地区不同时期页岩沉积学及地球化学特征,探讨了水体滞留程度与有机质富集的关系。研究结果表明:鄂西地区奥陶... 详细信息

奥陶纪—志留纪之交的水体滞留程度是否对有机质富集产生影响目前还存在一定的争议。在生物地层格架划分的基础上,分析了鄂西地区不同时期页岩沉积学及地球化学特征,探讨了水体滞留程度与有机质富集的关系。研究结果表明:鄂西地区奥陶纪—志留纪之交由早至晚可划分出冰期前(WF2-WF3笔石带)、冰期(WF4笔石带—观音桥段)和冰期后(LM1—LM5笔石带)3个时期,均处于较深的水体环境中。水体滞留程度对有机质保存条件无明显影响,主要控制海洋生产力,进而影响有机质富集:冰期前WF2笔石带沉积期处于台-棚转换期,海平面相对较低,同时周缘古陆和局部水下古隆起剧烈隆升,水体滞留程度最强(强滞留),与外海营养物质交换能力最弱,导致古生产力水平最低,TOC含量最低(平均为2.9%)。进入WF3笔石带沉积期后,海平面持续上升进入高位,水体滞留程度明显减弱(中等滞留),古生产力水平升高,TOC含量随之升高(平均为3.6%);冰期海平面虽然处于最低位,但上升洋流异常活跃,水体滞留程度最弱,营养物质随上升洋流大量涌入扬子海盆,导致古生产力水平达到最高,TOC含量最高(平均为4.6%);冰期后,气候回暖,冈瓦纳冰川快速消融,构造活动稳定,海平面大幅上升进入高位,水体滞留程度中等,古生产力水平较高,TOC含量较高(平均为4.0%)。

关键词：中扬子黑色页岩五峰组—龙马溪组水体滞留程度有机质富集

昭通国家级页岩气示范区五峰组—龙马溪组页岩气富集地质主控因素

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天然气工业 2023年第4期43卷 93-102页

作者：张廷山陈雷梁兴张介辉任官宝计玉冰秦何星张涵冰西南石油大学·天然气地质四川省重点实验室西南石油大学地球科学与技术学院中国石油浙江油田公司

昭通国家级页岩气示范区(以下简称示范区)地处四川盆地边缘,由于其具有典型“强改造、过成熟、复杂应力”的盆外山地页岩气特征,进而导致示范区页岩气富集具有复杂性。为了明确示范区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气富集主控地... 详细信息

昭通国家级页岩气示范区(以下简称示范区)地处四川盆地边缘,由于其具有典型“强改造、过成熟、复杂应力”的盆外山地页岩气特征,进而导致示范区页岩气富集具有复杂性。为了明确示范区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气富集主控地质因素,从沉积古地貌、岩性岩相、水文环境、储集空间以及保存条件等方面对页岩气的富集控制因素进行分析。研究结果表明:①示范区龙马溪组沉积时期古地貌具有分区分带特征,直接控制了页岩气储层在不同地貌单元内具有不同的储层品质,其中斜坡带和水下隆起区页岩储层品质相对较好;②五峰组—龙马溪组页岩岩相具有“控储控气”的特征,含黏土/灰混合质页岩(M-3)和混合质页岩(M-2)为示范区优势岩相;③五峰组—龙马溪组页岩有机质富集的关键在于水体的氧化还原保存条件;④纳米孔隙的大量发育为页岩气的富集提供了充足的储集空间;⑤良好的顶底板封盖是示范区页岩气富集的关键地质因素。结论认为,“水下古地貌是基础、有机质保存是关键、优势岩相控储控气、纳米孔隙系统发育、顶底板封盖”是示范区五峰组—龙马溪组页岩气富集的关键地质构成要素,该认识可以为我国具有类似地质条件的页岩气新区勘探提供理论指导和依据参考。

关键词：昭通国家级页岩气示范区五峰组—龙马溪组古地貌页岩岩相有机质富集页岩气富集地质主控因素

上扬子地区龙马溪组黑色富有机质页岩的浅水超覆沉积模式

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古地理学报 2023年第3期25卷 614-627页

作者：陈雷谭秀成郑健陈鑫杨扬熊敏王高翔计玉冰天然气地质四川省重点实验室西南石油大学四川成都610500 中国石油集团碳酸盐岩储层重点实验室西南石油大学研究分室四川成都610500 油气藏地质及开发工程国家重点实验室西南石油大学四川成都610500 四川长宁天然气开发有限责任公司四川成都610051 中国石油西南油气田分公司页岩气研究院四川成都610056 中国石油浙江油田公司浙江杭州310023

细粒沉积作用决定着页岩储集层的物质基础,对优质页岩的形成具有重要作用。文中以上扬子地区龙马溪组黑色页岩为研究对象,通过岩心、露头、薄片、地震资料等分析,对该套黑色页岩的沉积发育模式进行研究。结果表明:(1)研究区龙马溪组黑... 详细信息

细粒沉积作用决定着页岩储集层的物质基础,对优质页岩的形成具有重要作用。文中以上扬子地区龙马溪组黑色页岩为研究对象,通过岩心、露头、薄片、地震资料等分析,对该套黑色页岩的沉积发育模式进行研究。结果表明:(1)研究区龙马溪组黑色富有机质页岩段发育粉砂岩与页岩互层,见生物扰动、交错纹层、波状纹层、粒序纹层、泥砾定向排列、底部侵蚀面等沉积构造,具明显的浅水沉积特征;(2)黑色页岩内部发育多期受波浪作用影响而形成的页岩—粉砂质页岩—粉砂岩反粒序沉积旋回,显示出波浪作用对龙马溪组黑色页岩的形成具有重要影响;(3)风暴作用对于龙马溪组黑色页岩的形成具有一定的影响,表现为在不规则侵蚀面之上形成粉砂岩—黑色页岩正粒序沉积旋回;(4)从地震剖面以及连井剖面对比可以看出,随着海平面的不断上升,页岩总体上具有向古隆起边缘不断超覆迁移的特征。推测上扬子地区龙马溪组黑色页岩形成于水体较浅且受限的沉积环境,易受波浪以及风暴作用的影响,具有随着海平面上升而不断超覆迁移的特征。研究区龙马溪组富有机质黑色页岩的浅水超覆模式对于上扬子地区富有机质页岩的勘探具有重要的指导意义。

关键词：黑色页岩浅水沉积超覆龙马溪组上扬子地区