四川盆地下古生界页岩成熟度表征和成熟过程研究

来源 :中国石油大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:g348386408
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四川盆地下古生界海相页岩是常规大中型气田的重要烃源岩,也是页岩气勘探的主要目标。有机质成熟度是页岩品质和油气生成评价的重要指标,由于下古生界缺乏镜质体,使得有机质成熟度的确定一直是有机岩石学研究的难点与热点问题。本文以四川盆地上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组页岩和下寒武统筇竹寺组页岩为研究对象,利用有机岩石学光学反射率、低熟下古生界页岩与镜煤封闭体系共置热模拟实验、激光拉曼光谱等技术方法与手段,研究了下古生界有机质(笔石、几丁虫和固体沥青)成熟度指标。在大量五峰-龙马溪组页岩反射率测试的基础上,通过激光拉曼光谱技术刻画了自然演化序列样品笔石的热演化特征,通过与先前拉曼光谱表征镜质体参数的对比,建立了笔石随机反射率评价五峰-龙马溪组页岩成熟度的评价指标。根据本文所建立的有机质成熟度指标,结合埋藏史、热史,阐明了四川盆地重点地区下古生界两套页岩成熟度演化特征的差异。主要研究结果如下:生物碎屑(笔石、几丁虫)随机反射率、固体沥青反射率和镜质体反射率均随着热模拟温度的升高而增高,并且笔石随机反射率高于固体沥青反射率,笔石随机反射率略高于或与几丁虫反射率近似相等;形态上观测出,几丁虫壁有机质比笔石表皮体更抗热解;当镜质体反射率小于1.0%~1.5%,固体沥青反射率低于镜质体反射率;而当镜质体反射率超过1.0%~1.5%,固体沥青反射率与镜质体反射率近似相等。笔石最大反射率为笔石随机反射率的近似两倍,并且二者均随着热演化程度的增加而增高;相比笔石最大反射率,笔石随机反射率由于具有更小的标准方差,进而更为精确,更适合作为五峰-龙马溪组页岩的成熟度指标。在整个热演化过程之中,笔石随机反射率与镜质体反射率的关系并不是单一的线性关系。筇竹寺组页岩热演化程度更高,固体沥青各向异性更大,页岩底部可能会受到后期热液的的影响,造成反射率的高异常。通过分析对比干酪根与固体沥青拉曼光谱特征,揭示出拉曼光谱直接测试干酪根可以有效的表征筇竹寺组页岩成熟度。筇竹寺组页岩在早奥陶世-早志留世均已进入生烃早成熟阶段,表现为早期生油,晚期生油气的特征。而五峰-龙马溪组页岩在加里东期未成熟或只达到生油窗的阀值,表现为晚期生油气的特征。总之,这种生烃时序的差异性使得五峰-龙马溪组页岩更有利生成与聚集页岩气。
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