1. 明确了黔北地区五峰—龙马溪组C-O同位素对页岩封闭性的指示意义。显生宙以来海相碳酸盐岩的平均δ13C(PDB标准)值为0±4‰,δ18O(SMOW标准)值为20‰~24‰之间。黔北地区狮溪向斜五峰—龙马溪组δ18OSMOW为15.4‰~22.18‰,大部分属于海相碳酸盐岩类(图1a),黔北地区狮溪向斜五峰—龙马溪组脉体及围岩均不同程度受地层流体影响,为碳酸盐溶解再结晶的产物,所有脉体样品均落在混合流体域,表明成脉流体来源的多样性,脉体与围岩之间C-O同位素存在差异,形成脉体的流体为外源成因,除了有机质脱羧作用外,还可能受到高温流体的影响。通过顶底板(S1x和O3b)及龙马溪组(S1l)的C-O同位素分布特征来看(图1b),顶板新滩组(S1x)δ13C正偏,与龙马溪组(S1l)和底板宝塔组(O3b)存在较大差异,顶板封闭性较好,未受外源流体破坏,龙马溪组流体未和顶板进行沟通。相对于龙马溪组,底板宝塔组具有明显的δ13C和δ18O负偏,说明底板被外源流体或深部热液改造,龙马溪组流体与底板存在沟通。页岩方解石脉δ18O值多数与同层位的石灰岩非常接近,指示裂缝形成阶段地层含水饱和度低,页岩裂缝与外界的沟通性差,在封闭的、低水/岩比环境中氧同位素分馏弱。SX1井脉体的同位素与围岩(Δ13C=δ13C围岩-δ13C方解石)、Δ18O值(Δ18O=δ18O围岩-δ18O方解石)变化范围具有高度的一致性,Δ13C变化范围为-1.44‰~0.32‰,Δ18O变化范围为-1.11‰~-0.29‰,脉体中的流体可能主要来源于围岩,这种相似性反映了流体在形成脉体的过程中,其化学成分与围岩的化学成分保持了一致性。氧同位素值小于围岩且碳同位素值与围岩相当,指示了低水/岩比例的封闭系统。而SD1井Δ13C和Δ18O分布范围为-3.34‰~-0.14‰和-1.39‰~0.47‰,均远小于SD1井的变化范围。说明SD1井成脉流体不仅来自于同层位的灰岩溶解,同时裂缝系统的水/岩比例相对较高,氧同位素在方解石与热液中发生同位素分馏,因此SX1井成脉流体环境更稳定,保存条件相对更好。
(a)裂缝脉体流体来源综合判识(b)五峰组-龙马溪组裂缝方解石脉与页岩围岩碳氧同位素关系
图2 狮溪向斜SX1井和SD1井埋藏史图
(a)SX1井(b)SD1井
表1 狮溪向斜五峰—龙马溪组页岩捕获压力恢复结果
编校:江蕊希
排版:张 敏
审核:罗 强 黄 东
Natural Gas Industry B 创刊于2014年,是天然气工业杂志社与KeAi公司合作出版的一本开放获取型国际期刊,在爱思唯尔旗下的ScienceDirect平台上双月出版。创刊至今,Natural Gas Industry B 始终秉承“报道天然气领域前沿学术研究,展示工程技术发展趋势,以理论研究成果推动工程技术进步”的办刊宗旨,服务全球天然气产业,并积极推动能源行业碳减排和低碳转型的发展。近年来,期刊逐渐获得了国际学术界的广泛认可,论文下载量超20万次/年,读者来自于全球85个国家和地区,论文被71个国家和地区的1310个机构引用。2024年6月Web of Science影响因子4.2,在ENERGY & FUELS学科类的Q2区。2023年12月入选《2023年中国科学院文献情报中心期刊分区表》。根据谷歌最新学术指标排行榜显示,期刊位居全球石油、天然气工程类学术期刊第10名。
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