页岩气构造地质学研究(转)

二叠盆地: Barnett & Woodford
瓦尔贝尔德盆地
马
马尔法盆地: Barnett & Woodford
克尔盆地
拉
松
-沃
福特沃斯: Barnett
希
托逆 冲
褶
黑勇士: Floyd/Neal
皱
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晚古生代 前陆盆地
阿
巴
图
例
拉
圣胡安盆地: Lewis & Mancos
勒
阿纳达科 : Woodford & Caney 帕洛杜罗 盆地: Bend
为碳质页岩、中部为碎屑岩、顶部为碳酸盐岩。沉积了奥陶系的Utica页岩层、志留系
的Rochester Sodus/Williamson页岩层以及泥盆系的Marcellus/Millboro、Geneseo、 Rhinestreet、Dunkirk、Ohio页岩层，这些页岩均具有有机碳含量高、成熟度高、埋 藏浅等特点，且都发现了页岩气藏或页岩气显示。该盆地的Big Sandy页岩气田发现于 1915年，储量963亿立方米，在1921-1985年期间，该气田钻了一万多口页岩气井，生 产了超过708亿立方米的天然气。
二叠盆地: Barnett & Woodford
瓦尔贝尔德盆地
马
马尔法盆地: Barnett & Woodford
克尔盆地
拉
松
-沃
福特沃斯: Barnett
希
托逆 冲
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黑勇士: Floyd/Neal
皱
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晚古生代 前陆盆地
阿
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图
例
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圣胡安盆地: Lewis & Mancos
勒
阿纳达科 : Woodford & Caney 帕洛杜罗 盆地: Bend
拉顿盆地
亚
粉河盆地: 大角盆地 Gammon:Mowry 大绿河盆地: Lewis, Mowry & Niobrara 尤因塔盆地: 丹佛盆地: 皮申斯盆地:Niobrara Shale & Chalk Mancos Green River 森林城盆地: 帕拉多盆地: Excello/Mulky Cane Creek
阿克玛: Fayetteville / Caney & Woodford
契
拉顿盆地
亚
粉河盆地: 大角盆地 Gammon:Mowry 大绿河盆地: Lewis, Mowry & Niobrara 尤因塔盆地: 丹佛盆地: 皮申斯盆地:Niobrara Shale & Chalk Mancos Green River 森林城盆地: 帕拉多盆地: Excello/Mulky Cane Creek
二叠盆地: Barnett & Woodford
瓦尔贝尔德盆地
马
马尔法盆地: Barnett & Woodford
克尔盆地
拉
松
-沃
福特沃斯: Barnett
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托逆 冲
Baidu Nhomakorabea
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黑勇士: Floyd/Neal
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晚古生代 前陆盆地
阿
巴
图
例
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圣胡安盆地: Lewis & Mancos
勒
阿纳达科 : Woodford & Caney 帕洛杜罗 盆地: Bend
页岩气的分布主要与原始沉积盆地所在的板块构造
位置有关，与后期的构造运动及逆冲断裂带活动有关。 前者控制了页岩的沉积和发育，后者控制了页岩的保 存和分布。 纵观北美产页岩气盆地分布的大地构造位置、盆地
类型和性质，页岩气主要分布于阿巴拉契亚早古生代
逆冲褶皱带、马拉松-沃希托晚古生代逆冲褶皱带和
科迪勒拉中生代逆冲褶皱带前缘的前陆盆地及其相邻
地台之上的克拉通盆地。
前陆盆地
按时代可分为早古生代、晚古生代和中生代，分别发育在三个
逆冲褶皱带的前缘。
早古生代前陆盆地主要位于阿巴拉契亚褶皱带前缘，伴随造山带的隆起形成，以 北东—南西向展布，有东倾的大逆掩断裂带为边界，造山带西侧为前陆盆地 。 阿巴拉契亚盆地是早古生代发育起来的前陆盆地，主要有三次大的构造事件：Taconic、 Acadian和Alleghanian构造运动。晚寒武世—早中奥陶世，为北美板块被动大陆边缘
1. 美国页岩气盆地分布大地构造背景分析与盆地类型 Shale gas basin distribution law in America
500km 威利斯顿: Bakken shale
皱
带
风河盆地
逆
中生代 前陆盆地
拉
迪
科
盆地 页岩气生产区 逆冲褶皱带 美国页岩发育带 密执安盆地: Antrim 盆地名称: 页岩名称
褶
伊利诺斯盆地: New Albany
逆
早古生代 前陆盆地
冲
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克拉通盆地
密执安盆地: Antrim 阿巴拉起亚盆地: Devonian / Ohio
冲
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美国东部阿巴拉契亚盆地页岩气构造地质条件
1. 美国页岩气盆地分布大地构造背景分析与盆地类型 Shale gas basin distribution law in America
2.中国页岩气盆地分布 大地构造背景分析 与盆地类型
与北美环加拿大地盾形成
一系列沉积盆地的格局不
同，中国分布着扬子、华 北和塔里木三个交互影响
的板块，相互之间的共同
作用决定了中国不同时期 沉积盆地及其中页岩的沉 积，后期的构造变动决定
据李国玉等
了页岩现今的宏观分布。
中国古生界板块与含油气盆地图
0 西
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伊利诺斯盆地: New Albany
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早古生代 前陆盆地
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克拉通盆地
密执安盆地: Antrim 阿巴拉起亚盆地: Devonian / Ohio
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克拉通盆地
产页岩气的克拉通盆地主要包括密执安盆地、伊利诺斯盆地和 威利斯顿盆地。其中，密执安盆地和伊利诺斯盆地是内陆克拉通 盆地，盆地基底为前寒武系，演化开始于早中寒武世超大陆裂解 时期，由衰亡的裂谷拗拉槽或地堑开始，随后演化为一克拉通海 湾。裂谷演化阶段后期，盆地开始热沉降阶段，在裂谷沉积地层 之上沉积了砂岩和碳酸盐岩地层，中奥陶世到中密西西比世，主 要为岩石圈伸展的构造均衡沉降阶段，且伸展范围受早期裂谷范 围的限制，沉积相对缓慢，富含有机质的黑色页岩就是这一时期 沉积的。 在古生代的大部分时间里，该盆地和阿克玛、黑勇士等克拉通 边缘盆地是相通的，石炭纪晚期到白垩纪晚期的构造运动，造成 了盆地现今的构造形态。在这类盆地的泥盆系发现了大量的页岩 气资源量，如密执安盆地的Antrim页岩气藏和伊利诺斯盆地的 New Albany页岩气藏。
准噶尔盆地 焉耆 吐哈盆地 盆地 塔里木盆地
540km
区
松辽盆地
地
二连盆地
古生代 克拉通盆地 主要包括
北 地
柴达木盆地
部
鄂尔多 斯 盆地
东
区 中
阿克玛: Fayetteville / Caney & Woodford
契
拉顿盆地
亚
粉河盆地: 大角盆地 Gammon:Mowry 大绿河盆地: Lewis, Mowry & Niobrara 尤因塔盆地: 丹佛盆地: 皮申斯盆地:Niobrara Shale & Chalk Mancos Green River 森林城盆地: 帕拉多盆地: Excello/Mulky Cane Creek
阿巴拉契亚盆地为代表。阿巴拉契亚褶皱带为加里东期北美板块和非洲板块碰撞形成的，
的一部分，晚奥陶世，北美板块向古Iapetus洋板块俯冲，导致Taconic构造运动，形成
晚奥陶世前陆盆地；中晚泥盆世的陆-陆碰撞，导致Acadian构造运动并形成泥盆纪前陆 盆地；中石炭世的Alleghanian构造运动形成盆地现今的形态。 地层沉积在向东倾斜的三期前陆盆地内，形成三套主要的沉积旋回，每一旋回底部
1. 美国页岩气盆地分布大地构造背景分析与盆地类型 Shale gas basin distribution law in America
500km 威利斯顿: Bakken shale
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风河盆地
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中生代 前陆盆地
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盆地 页岩气生产区 逆冲褶皱带 美国页岩发育带 密执安盆地: Antrim 盆地名称: 页岩名称
二、页岩气形成的区域构造背景分析
1. 研究富有机质页岩发育时期的大 地构造位置、古盆地类型和构造古地貌 （古地理）特征及其对页岩层发育的沉 积环境、岩性、厚度和分布的控制作用。 2. 分析在多期次构造运动和多种构 造应力作用下，页岩发育地区的现今区 域构造格架及其构造演化。
二、页岩气形成的区域构造背景分析
1. 美国页岩气盆地分布大地构造背景分析与盆地类型 Shale gas basin distribution law in America
500km 威利斯顿: Bakken shale
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风河盆地
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中生代 前陆盆地
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盆地 页岩气生产区 逆冲褶皱带 美国页岩发育带 密执安盆地: Antrim 盆地名称: 页岩名称
500km 威利斯顿: Bakken shale
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中生代 前陆盆地
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盆地 页岩气生产区 逆冲褶皱带 美国页岩发育带 密执安盆地: Antrim 盆地名称: 页岩名称
二叠盆地: Barnett & Woodford
瓦尔贝尔德盆地
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马尔法盆地: Barnett & Woodford
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伊利诺斯盆地: New Albany
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密执安盆地: Antrim 阿巴拉起亚盆地: Devonian / Ohio
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前陆盆地
晚古生代前陆盆地主要是马拉松—沃希托造山运动形成的， 该造山运动是由泛古大陆变形引起的北美板块和南美板块碰撞形 成的，沿着与拗拉槽有关的薄弱处发生下坳沉降形成弧后前陆盆 地，主要包括福特沃斯、黑勇士、阿科马、二叠等盆地，马拉松沃希托逆冲带构成了这类盆地靠近逆冲带的边界。这些盆地均在 泥盆系和密西西比系黑色页岩中发现了页岩气藏或页岩气显示， 资源量很大，具有代表性的是福特沃斯盆地。 福特沃斯盆地是一个边缘陡、向北加深的盆地，主要地层有 寒武系、奥陶系、密西西比系、宾夕法尼亚系、二叠系和白垩系。 寒武纪—晚奥陶世为被动大陆边缘沉积，大部分为碳酸盐岩沉积， 密西西比纪为前陆沉积，沉积了Barnett组页岩层和Chappel组、 Marble Fall组等灰岩层，宾夕法尼亚纪，为代表与沃希托构造前 缘推进有关的沉降过程和盆地充填。该盆地的Newark East气田 的储量居全美天然气田第三，产量居全美天然气田第二，是美国 最大的页岩气田，占全美页岩气总产量的一半以上 。
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伊利诺斯盆地: New Albany
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早古生代 前陆盆地
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密执安盆地: Antrim 阿巴拉起亚盆地: Devonian / Ohio
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前陆盆地
中生代前陆盆地主要位于美国中西部，是科迪勒拉逆冲褶皱 带（法拉隆板块和北美板块碰撞形成）的一部分。该地区在前寒 武纪、寒武纪、奥陶纪为被动大陆边缘沉积，奥陶纪末到泥盆纪 抬升剥蚀，密西西比纪为浅海沉积，宾夕法尼亚纪和二叠纪形成 原始落基山，中侏罗世重新接收沉积，并在白垩纪海侵时期形成 海道，南北海水相通，沉积了一套区域性的黑色页岩。白垩纪末 发生的拉腊米块断运动，形成目前山脉和盆地相间的盆山格局， 这一类的盆地主要有圣胡安、帕拉多、丹佛、尤因塔、大绿 河等。其中在圣胡安、丹佛和尤因塔等盆地的白垩系黑色页岩层 发现了页岩气藏。最具代表性、储量产量最大的是圣胡安盆地， 该盆地横跨科罗拉多州和新墨西哥州，是一个典型的不对称盆地， 南部较缓，北部较陡。按照地质时代和商业开发时间，该盆地的 Lewis页岩气藏都是美国最年轻的页岩气藏。
页岩气构造地质学研究
报告人：陈昭年 丁文龙 中国地质大学（北京）
二O一一年一月五日
内容提纲
• • • • • • 一、页岩气构造研究意义及主要内容 二、页岩气形成的区域构造背景分析 三、不同类型盆地页岩气藏特征 四、褶皱与断裂体系特征及形成演化 五、页岩气储层裂缝发育规律研究 六、页岩气保存条件研究
阿克玛: Fayetteville / Caney & Woodford
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拉顿盆地
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粉河盆地: 大角盆地 Gammon:Mowry 大绿河盆地: Lewis, Mowry & Niobrara 尤因塔盆地: 丹佛盆地: 皮申斯盆地:Niobrara Shale & Chalk Mancos Green River 森林城盆地: 帕拉多盆地: Excello/Mulky Cane Creek
拉
松
-沃
福特沃斯: Barnett
希
托逆 冲
褶
黑勇士: Floyd/Neal
皱
带
晚古生代 前陆盆地
阿
巴
图
例
拉
圣胡安盆地: Lewis & Mancos
勒
阿纳达科 : Woodford & Caney 帕洛杜罗 盆地: Bend
阿克玛: Fayetteville / Caney & Woodford
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