0 引言
1 地质背景
2 富有机质页岩基本特征
2.1 富有机质页岩岩石学特征
2.1.1 黏土质钙质混合页岩
图3 四川盆地雷口坡组富有机质页岩岩性特征(a)CT1井,井深3 561.39~3 561.46 m,黑色黏土质钙质混合页岩,页理发育,雷三段,岩心照片;(b)CT1井,井深3 568.05~3 568.26 m,黑色黏土质钙质混合页岩,炭质、有机质含量高,雷三段,岩心照片;(c)CT1井,井深3 567.00~3 567.06 m,黑色黏土质钙质混合页岩,炭质、有机质含量高,雷三段,岩心照片;(d)CT1井,井深3 560.14~3 560.30 m,灰黑色钙质页岩,见波状与交错纹层,雷三段,岩心照片;(e)CT1井,井深3 568.28~2 568.49 m,灰色灰岩与灰黑色钙质页岩突变接触;(f)CT1井,井深3 599 m,钙质页岩被方解石胶结,见构造缝,雷三段,岩心薄片,单偏光;(g)CT1井,井深3 599 m,钙质页岩被方解石胶结,见构造缝,雷三段,岩心薄片,单偏光;(h)CT1井,井深3 565.81 m,黏土质钙质混合页岩中泥质呈片状、纹层状分布,大量分布莓状黄铁矿,雷三段;(i)CT1井,井深3 560.2 m,钙质页岩中泥质纹层与莓状黄铁矿,雷三段 Fig.3 Lithology characteristics of organic-rich shale of Leikoupo Formation in Sichuan Basin |
2.1.2 钙质页岩
2.2 富有机质页岩发育分布特征
2.3 富有机质页岩有机地球化学特征
表1 CT1井有机碳、镜质体反射率数据Table 1 Organic carbon and vitrinite reflectance data of Well CT1 |
序号 | 岩性 | TOC/% | R O/% |
---|---|---|---|
平均值 | 0.74 | 2.39 | |
1 | 钙质页岩 | 0.60 | 2.36 |
2 | 钙质页岩 | 0.81 | 2.40 |
3 | 钙质页岩 | 0.58 | |
4 | 灰岩 | 0.80 | |
5 | 灰岩 | 0.49 | |
6 | 灰岩 | 0.57 | 2.41 |
7 | 灰岩 | 0.65 | |
8 | 钙质页岩 | 0.96 | |
9 | 黏土质钙质混合页岩 | 0.83 | |
10 | 黏土质钙质混合页岩 | 1.08 |
表2 高过成熟地区海相烃源岩有机碳丰度评价标准Table 2 Evaluation criteria of organic carbon abundance of marine source rocks in over-mature areas |
烃源岩级别 | 泥质岩有机碳丰度/% | 碳酸盐岩有机碳丰度/% | ||
---|---|---|---|---|
成熟阶段 | 高过成熟阶段 | 成熟阶段 | 高过成熟阶段 | |
非烃源岩 | <0.4 | <0.16 | <0.1 | <0.04 |
差烃源岩 | 0.4~0.6 | 0.16~0.24 | 0.1~0.3 | 0.04~0.12 |
中等烃源岩 | 0.6~1.0 | 0.24~0.4 | 0.3~0.74 | 0.12~0.28 |
较好烃源岩 | 1.0~2.0 | 0.4~0.8 | 0.74~1.7 | 0.28~0.68 |
好烃源岩 | >2.0 | >0.8 | >1.7 | >0.68 |
3 富有机质页岩沉积环境
表3 CT1井雷口坡组样品主量、微量元素分析结果及计算结果Table 3 Analytical results and calculation results of major quantities and trace elements of Leikoupo Formation samples from Well CT1 |
样品 | 测试结果/(μg/g) | 计算结果 | |||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
B | V | Ni | Cu | Ga | Sr | Ba | Th | U | Th/U | V/ (V+Ni) | Sr/Ba | B/Ga | Sr/Cu | 气候指数C | 古氧相替代系数Y 1 | 古生产力替代系数Y 2 | |
平均 | 164.15 | 58.37 | 16.01 | 20.82 | 8.33 | 336.52 | 612.63 | 3.88 | 3.79 | 1.00 | 1.04 | 1.59 | 17.81 | 28.16 | 0.21 | 37.45 | 34.93 |
CT1-1 | 260.90 | 76.98 | 21.40 | 23.07 | 10.82 | 241.90 | 160.74 | 4.66 | 3.28 | 1.42 | 0.68 | 1.50 | 24.11 | 10.49 | 0.36 | 48.05 | 42.64 |
CT1-2 | 322.80 | 91.89 | 23.75 | 24.10 | 12.83 | 230.55 | 188.90 | 5.05 | 3.43 | 1.47 | 1.04 | 1.22 | 25.16 | 9.57 | 0.37 | 57.01 | 47.10 |
CT1-3 | 168.12 | 64.93 | 15.64 | 17.63 | 8.48 | 278.18 | 513.21 | 3.37 | 3.06 | 1.10 | 1.58 | 0.54 | 19.83 | 15.78 | 0.15 | 40.74 | 32.08 |
CT1-4 | 45.42 | 25.42 | 6.89 | 22.51 | 3.31 | 354.09 | 317.86 | 1.64 | 3.40 | 0.48 | 1.18 | 1.11 | 13.72 | 15.73 | 0.07 | 17.32 | 23.52 |
CT1-5 | 20.74 | 14.67 | 4.57 | 4.84 | 1.74 | 341.67 | 54.92 | 1.12 | 2.02 | 0.55 | 0.45 | 6.22 | 11.94 | 70.58 | 0.08 | 10.07 | 10.32 |
CT1-6 | 55.57 | 28.12 | 7.26 | 8.46 | 3.53 | 374.15 | 212.03 | 2.14 | 3.63 | 0.59 | 0.28 | 1.76 | 15.76 | 44.20 | 0.09 | 19.39 | 15.88 |
CT1-7 | 323.68 | 93.70 | 26.45 | 29.70 | 14.81 | 239.76 | 232.16 | 7.10 | 4.98 | 1.43 | 0.89 | 1.03 | 21.85 | 8.07 | 0.36 | 58.89 | 53.34 |
CT1-8 | 251.02 | 78.43 | 21.76 | 25.10 | 11.89 | 272.11 | 262.14 | 5.62 | 4.80 | 1.17 | 1.81 | 1.04 | 21.11 | 10.84 | 0.29 | 49.70 | 43.43 |
CT1-9 | 29.11 | 21.56 | 6.58 | 17.86 | 2.34 | 374.99 | 100.00 | 1.31 | 2.81 | 0.47 | 0.18 | 3.75 | 12.43 | 21.00 | 0.09 | 14.63 | 19.92 |
CT1-10 | 296.53 | 112.47 | 36.64 | 37.67 | 18.67 | 196.58 | 244.15 | 8.69 | 5.50 | 1.58 | 0.70 | 0.81 | 15.88 | 5.22 | 0.54 | 70.41 | 67.73 |
CT1-11 | 340.91 | 124.77 | 38.52 | 41.47 | 21.37 | 156.41 | 285.96 | 9.85 | 6.06 | 1.62 | 2.14 | 0.55 | 15.95 | 3.77 | 0.56 | 78.22 | 74.09 |
CT1-12 | 32.22 | 19.86 | 4.92 | 8.90 | 2.42 | 331.39 | 175.50 | 1.48 | 2.45 | 0.60 | 0.80 | 1.89 | 13.30 | 37.22 | 0.07 | 13.72 | 13.01 |
CT1-13 | 34.01 | 20.06 | 6.25 | 14.17 | 2.48 | 354.69 | 177.30 | 1.45 | 2.50 | 0.58 | 0.19 | 2.00 | 13.74 | 25.04 | 0.07 | 13.88 | 27.68 |
CT1-14 | 349.41 | 98.04 | 29.90 | 32.76 | 16.41 | 225.74 | 249.56 | 7.16 | 4.28 | 1.67 | 0.88 | 0.90 | 21.29 | 6.89 | 0.39 | 61.12 | 63.67 |
CT1-15 | 280.06 | 81.31 | 19.82 | 26.59 | 11.12 | 308.67 | 164.65 | 4.65 | 3.41 | 1.36 | 0.80 | 1.87 | 25.18 | 11.61 | 0.29 | 50.71 | 46.76 |
CT1-16 | 241.03 | 82.12 | 19.40 | 20.99 | 12.98 | 342.18 | 823.65 | 5.40 | 5.30 | 1.02 | 1.23 | 0.42 | 18.57 | 16.30 | 0.13 | 53.00 | 37.54 |
CT1-17 | 108.55 | 47.23 | 13.30 | 11.27 | 7.30 | 505.63 | 104.97 | 3.68 | 3.97 | 0.93 | 1.29 | 4.82 | 14.88 | 44.87 | 0.14 | 30.61 | 24.28 |
CT1-18 | 30.05 | 23.29 | 7.08 | 20.92 | 2.28 | 325.97 | 155.41 | 1.26 | 3.15 | 0.40 | 0.53 | 2.10 | 13.18 | 15.58 | 0.10 | 16.15 | 24.24 |
CT1-19 | 101.16 | 37.26 | 11.06 | 18.54 | 5.64 | 343.77 | 841.10 | 3.48 | 3.46 | 1.01 | 1.75 | 0.41 | 17.95 | 18.55 | 0.07 | 24.80 | 27.76 |
CT1-20 | 9.85 | 10.28 | 3.98 | 4.08 | 0.99 | 880.73 | 501.33 | 0.57 | 2.14 | 0.27 | 0.13 | 1.76 | 9.98 | 215.71 | 0.02 | 7.60 | 8.48 |
CT1-21 | 207.75 | 72.88 | 20.44 | 20.96 | 10.75 | 268.56 | 212.12 | 4.20 | 3.51 | 1.19 | 1.17 | 1.27 | 19.33 | 12.81 | 0.28 | 45.93 | 40.79 |
CT1-22 | 32.53 | 41.85 | 5.83 | 21.69 | 1.72 | 344.25 | 4 524.06 | 1.25 | 8.97 | 0.14 | 1.38 | 0.08 | 18.91 | 15.87 | 0.01 | 31.29 | 22.48 |
CT1-23 | 24.27 | 24.51 | 5.34 | 12.09 | 1.79 | 593.29 | 4 404.74 | 1.65 | 1.69 | 0.98 | 0.29 | 0.13 | 13.55 | 49.08 | 0.01 | 16.59 | 15.85 |
CT1-24 | 243.80 | 78.60 | 21.16 | 27.25 | 10.86 | 264.15 | 203.32 | 4.98 | 3.65 | 1.37 | 0.71 | 1.30 | 22.45 | 9.69 | 0.30 | 50.02 | 44.05 |
CT1-25 | 294.23 | 88.97 | 22.38 | 27.86 | 11.70 | 263.65 | 205.96 | 5.22 | 3.30 | 1.58 | 3.98 | 1.28 | 25.15 | 9.46 | 0.32 | 56.38 | 46.51 |
表4 CT1井雷口坡组样品沉积古环境微量元素判别指标Table 4 Identification index of trace elements in sedimentary paleoenvironment of Leikoupo Formation samples from Well CT1 |
判别类型 | 沉积环境判别参数 | 判别标准 | 范围值 | 平均值 | 沉积环境 | 资料来源 | |
---|---|---|---|---|---|---|---|
古气候 | Sr/Cu | >10 | 干热气候 | 3.77~215.71 | 28.16 | 干热气候 | 文献[20] |
1~10 | 温湿气候 | ||||||
气候指数(C) | <0.2 | 干旱环境 | 0.01~0.56 | 0.21 | 半干旱环境 | 文献[22] | |
0.2~0.4 | 半干旱环境 | ||||||
0.4~0.6 | 半潮湿环境 | ||||||
0.6~0.8 | 潮湿环境 | ||||||
古盐度 | B/Ga | >5 | 咸水 | 9.98~25.18 | 17.81 | 咸水 | 文献[24] |
3~5 | 半咸水 | ||||||
<3 | 淡水 | ||||||
古氧相 | V/(V+Ni) | >0.6 | 缺氧环境 | 0.13~3.98 | 1.04 | 缺氧环境 | 文献[29] |
0.45~0.6 | 贫氧环境 | ||||||
<0.45 | 富氧环境 | ||||||
古氧相代替系数(Y 1) | <10.5 | 富氧环境 | 7.60~78.22 | 37.45 | 贫氧—缺氧环境 | 文献[30] | |
10.5~50 | 贫氧环境 | ||||||
50~100 | 缺氧环境 | ||||||
>100 | 无氧环境 |
3.1 源区风化程度
3.2 古气候
3.3 古盐度
3.4 古氧相
3.5 古生产力
3.6 富有机质页岩形成主控因素
3.6.1 生物产率控制有机质丰度
3.6.2 缺氧环境控制有机质保存
4 油气地质勘探意义
4.1 油气地质意义
4.2 勘探有利区带
图8 四川盆地雷口坡组三段盐下、盐上成藏模式Fig. 8 The sub-salt and supra-salt accumulation model of the Leikoupo Formation in the Sichuan Basin |
图9 四川盆地雷口坡组三段盐下、盐上勘探有利区带Fig.9 Sub-salt and upper-salt exploration favorable zones of Leikoupo Formation in Sichuan Basin |
表5 四川盆地雷口坡组盐下、盐上成藏组合及有利勘探区带Table 5 The sub-salt and supra-salt pools and favorable exploration zones of Leikoupo Formation in Sichuan Basin |
区域 | 眉山—南充—巴中 | 雅安—洪雅 | 遂宁—广安 |
---|---|---|---|
领域 | 盐下 | 盐下 | 盐上 |
成藏组合 | 自生自储 | 旁生侧储 | 下生上储 |
沉积相 | 蒸发潟湖 | 台缘滩 | 台内滩 |
岩性 | 黏土质钙质混合页岩、钙质页岩 | 砂屑白云岩、粉晶白云岩 | 砂屑白云岩、粉晶白云岩 |
厚度/m | 6~60(25) | 8~21(15) | 1.8~26(17) |
孔隙度/% | 0.96~4.93(2.04) | 3.6~5.9(4.8) | 3.0~15.29(8.2) |
渗透率/(10-3 μm2) | 0.72~39.48(20.10) | 0.13~14.21(7.76) | 0.000 1~134.23(4.32) |
主要储集空间 | 纳米孔、粒间孔、晶间孔、微缝 | 溶蚀孔、晶间孔 | 溶蚀孔、晶间孔 |
分布面积/km2 | 16 000 | 3 000 | 3 500 |
预计资源量/(108 m3) | 11 000 | 3 700 | 3 600 |
|
4.2.1 眉山—南充—巴中自生自储型成藏组合勘探有利区
图10 四川盆地雷口坡组储集空间微观特征照片(a)CT1井,井深3 560.30 m,溶蚀孔,雷三段;(b)CT1井,井深3 560.44 m,黏土矿物间孔隙,雷三段;(c)CT1井,井深3 560.44 m,黄铁矿晶间孔,雷三段;(d)H1井,井深3 584.35 m,砂屑白云岩,针孔发育,雷三段,岩心照片;(e)H1井,井深3 605 m,砂屑云岩,见晶间溶孔、粒间溶孔,雷三段,岩心铸体薄片,单偏光;(f)H1井,井深3 478.65 m,砂屑白云岩,见一条高角度缝,雷三段,岩心照片;(g)M030-H16,井深2 311.09 m,粉晶化砂屑云岩,晶间溶孔,雷三段,岩心薄片,单偏光;(h)M22井,井深2 337.4 m,粒内溶孔,雷三段,岩心铸体薄片,单偏光;(i)S47井,井深2 611.20 m,晶间孔发育,见一条构造缝,雷三段,岩心铸体薄片,单偏光 Fig.10 Photograph of the microscopic characteristics of the reservoir space of Leikoupo Formation in Sichuan Basin |