二维地震勘探在页岩气勘查空白区的应用效果：以下扬子巢湖地区五峰组-高家边组下段为例

下扬子巢湖地区五峰组-高家边组下段地层富有机质页岩厚度、有机地化、储集物性、岩石学以及含气性特征研究较为薄弱,为查明该地区五峰组-高家边下段页岩气地质条件,利用二维地震勘探方法指导井位部署,取得了较好的钻探地质效果。钻探结果表明,在页岩气空白区,表现为强反射特征的波组即为五峰组-高家边组下段黑色富有机质页岩。针对强反射波组部署的皖含地1井完整揭示了五峰组-高家边组地层,五峰组-高家边组下段实钻深度与预测深度相差156 m,富有机质页岩厚度为43.9 m,生气条件和储层条件较好,见页岩气显示。因此,二维地震勘探为页岩气空白区的有效勘查方法,利用该方法部署的钻井证实巢湖地区五峰组-高家边组下段具有较好的页岩气地质条件。     

盐津--珙县地区五峰组--龙马溪组页岩气富集成藏条件

利用野外观察及实验数据资料,对盐津-珙县地区五峰组-龙马溪组页岩气形成条件进行分析,并探讨其富集成藏的主控因素.研究结果表明盐津-珙县地区五峰组-龙马溪组下部黑色页岩是深水陆棚沉积产物,该区页岩气“甜点段”五峰组—段—四段和龙马溪组一段—五段发育完整,有机碳质量分数在2.7%~6.0%之间,主要为中高-高有机碳含量,富有机质黑色页岩厚度分布在30~50 m.在高含气层位,纳米级有机质孔和黄铁矿晶间孔大量发育,平均孔隙度为2.28%~3.48%,为吸附气和游离气提供良好的储集空间.研究区内构造强度较弱,通天断层少,具有良好的顶底板条件,压力系数平均大于1.0,因而保存条件良好.分析表明,高有机碳含量、纳米级孔隙发育、高脆性矿物含量、高压力系数是盐津-珙县地区页岩气富集成藏的主控因素.     

复杂地质条件区页岩气聚集差异性及其意义：以湘西北古生界为例

针对湘西北地区寒武系牛蹄塘组和奥陶系五峰组—志留系龙马溪组富有机质海相页岩勘探效果巨大差异,比较复杂地质条件区聚集特征,分析差异性原因,指出未来勘探方向。研究结果表明:1)牛蹄塘组页岩有机质质量分数w(TOC)及厚度异常高,明显比五峰组—龙马溪组的高;2)牛蹄塘组以热水沉积作用下的硅质页岩为主,黏土矿物以伊利石为主,而五峰组—龙马溪组以生物作用下的硅质页岩和硅质岩为主,黏土矿物主要为伊/蒙混层;3)牛蹄塘组储层中孔(孔径为2～50 nm)和小孔(孔径2 nm)更加发育,吸附能力比五峰组—龙马溪组的强;4)牛蹄塘组热演化程度高,主要生气期与燕山—喜山期构造运动时期相一致;5)牛蹄塘组含气量低,甲烷体积分数低,残余气体积分数超过65%;而五峰组—龙马溪组含气性较好,甲烷体积分数超过90%,解吸气体积分数超过50%。产生这种差异性的原因在于:不同的沉积环境影响页岩品质,尤其是w(TOC)及厚度;牛蹄塘组顶底板条件较差,影响页岩气保存;燕山—喜山期断裂与滑脱双重作用导致牛蹄塘组含气性较差。复杂地质条件区页岩气聚集的关键因素为:沉积条件控制页岩气聚集的物质基础,保存条件控制页岩气富集程度。未来牛蹄塘组勘探应该重视寻找"外源供给型"气藏,五峰组—龙马溪组应重视残留向斜内滑脱作用形成的"甜点区"。     

下扬子地区五峰组—高家边组页岩气形成条件

 页岩气是一种清洁、高效的非常规能源。通过露头观测、钻井资料、有机地化与储集物性等资料,分析了下扬子地区上奥陶统五峰组—下志留统高家边组页岩的沉积环境、厚度、分布、埋深、有机质丰度、类型、热演化程度、孔缝特征及岩石矿物组成等。研究结果表明,该页岩主体为陆棚沉积,沉积厚度大,主要分布在300~400m之间、埋深适中;页岩有机碳含量主要分布在0.5%~1.0%之间,有机质类型为Ⅰ型和Ⅱ型,镜质组反射率主体分布在1.5%~2.5%之间,处于高成熟-过成熟阶段;页岩石英含量较高,普遍分布在34.2%～55.1%之间,微裂缝发育,有利于压裂改造。研究表明页岩气形成的有利区分布在苏北高邮—海安—句容、皖南泾县—宁国和浙西临安等地区。     

宁镇地区五峰组-高家边组页岩U-Mo协变模式与古海盆水体滞留程度

通过对下扬子的宁镇地区SY1井五峰组-高家边组页岩U、Mo元素和有机质含量的地球化学分析,探讨在还原环境下痕量元素富集特征与水体滞留情况的对应关系。通过MoTOC和U-Mo协变模式研究表明:五峰组沉积时期尽管海平面降低,但强烈的滞留海盆环境使得水体交换速率缓慢,降低有机质的消耗,形成了利于有机质保存的缺氧环境;高家边组沉积时期海盆的滞留程度明显弱于五峰组沉积时期,但由于志留纪早期受全球性海侵事件影响,海平面快速上升触发上升流,促进了生物复苏、提高了海洋表层生产力,进而加强和维持了底部水体的还原环境,导致海底进一步缺氧是高家边组第一段有机质富集和保存的关键因素。高家边组底部是下扬子地区页岩气的有利目标层。     

四川长宁地区龙马溪组-五峰组页岩有机质热演化史

研究四川盆地长宁地区龙马溪组第一段下亚段-五峰组主力产气层的有机质演化历史.在15口钻井岩心薄片的沥青反射率测定和地层厚度趋势法估算喜马拉雅期的地层剥蚀厚度基础上,应用盆地模拟软件对20口完钻评价井和24口人工虚拟井的埋藏史和有机质的热演化史进行模拟计算,结果显示:(1)页岩的沥青反射率在2.15％～4.57％,平均等效镜质体反射率为2.41％;(2)页岩有机质在中二叠世-早三叠世达到生油高峰,中三叠世-早白垩世处于大量生气期;(3)古近纪以来,受喜马拉雅构造抬升与地层剥蚀作用影响,地层温度大幅度降低,页岩有机质生烃作用趋于停止.长宁地区龙马溪组第一段下亚段-五峰组页岩生气高峰较早,保存条件对页岩气富集具有重要影响.     

四川盆地及其周缘五峰组—龙马溪组黑色页岩特征

从源岩到储层的思路,探讨了四川盆地及其周缘上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组沉积特征、储层特征及含气性特征。通过对野外露头样品进行地球化学分析、矿物学分析和等温吸附实验,表明五峰组-龙马溪组:①下段黑色页岩段沉积环境为深水陆棚;②岩性有硅质岩、黑色页岩、粉砂岩、生物灰岩及斑脱岩等5种;③下段黑色页岩段有效页岩厚度达到50m,TOC质量分数平均值为3.81%,成熟度平均值为1.62%,脆性矿物中石英的质量分数平均值为54.94%,从底到顶石英含量与TOC含量成正相关;④微孔可分为粒间孔、粒内孔、有机质孔及微裂缝4类,最具油气意义的是有机质孔和黏土片间孔;⑤吸附量Langmuir体积参数介于1.52～3.01cm3/g之间,均值为2.33cm3/g,黑色页岩中的有机质微孔是控制含气量的主要因素。     

江西宜春地区北型乐平组页岩气成藏条件分析

依据钻探资料,结合地球化学特征、矿物组成、岩石储集特征等实验数据,从沉积环境、展布特征、地球化学特征、储集物性、含气性等方面,分析了上古生界北型乐平组富有机质泥页岩在萍乐坳陷西段宜春袁州地区的成藏条件。结果表明,北型乐平组泥页岩在区内地层厚度大、有机质丰度高、有机质类型以Ⅰ型和III型为主、高成熟-过热演化程度、孔隙微裂隙发育。研究区属于典型高角度逆断层向斜成藏模式,页岩气、致密气、煤层气互层共存,结合资料井气显情况认为,研究区具备较好的成藏条件。     

大巴山前缘田坝剖面五峰组-龙马溪组页岩储层特征

为拓展四川盆地五峰组-龙马溪组页岩气勘探地域,以大巴山前缘巫溪县田坝剖面为基础,通过有机地球化学、矿物组分、扫描电镜、比表面积-孔径和等温吸附等方法,对五峰组-龙马溪组页岩储层的各项参数进行研究。结果显示五峰组-龙马溪组硅质泥页岩富含生物化石,按照TOC质量分数2%为优质页岩的划分标准,仅龙马溪组发育优质页岩段,厚54.31m,TOC质量分数平均为3.80%、Rb平均为2.90%、Ro平均为2.28%;TOC与硅质、脆性矿物含量呈反比,与黏土矿物、黄铁矿含量和BJH总孔容呈正比,黏土矿物含量与BJH总孔容呈正比。有机质孔与层间页理缝构成最主要的储集空间,以两端开口的中孔为主,为页岩气的赋存提供了储集空间与渗流通道。TOC与黏土矿物含量共同控制页岩储层微观孔隙结构的发育。储层孔隙度与渗透率稳定,比表面较大,吸附量大,吸附能力强。与焦页1井对比分析,发现巫溪田坝地区龙马溪组页岩具有高TOC、高Rb、高硅质含量、高白云石含量和低长石、低碳酸盐岩、低孔隙度、低渗透率的"四高四低"特征,热演化程度适中,微孔隙-裂缝系统发育,有利于页岩气富集。     

上扬子地区下志留统龙马溪组页岩气成藏条件及有利区预测

上扬子地区下志留统龙马溪组页岩气具有较好的勘探前景。早志留世龙马溪期为浅水-深水陆棚沉积环境,笔石页岩尤为发育。利用最新的钻井资料以及野外露头等样品的分析测试资料,以龙马溪组富有机质页岩分布特征、有机地球化学特征、储集条件、保存条件及页岩含气性等为重点,研究龙马溪组页岩气的成藏条件与资源潜力。研究表明上扬子地区下志留统龙马溪组页岩底界深度2 000~8 000 m(一般在4 500 m以内),分布广泛,连续沉积厚度大(一般在50~500 m);机碳含量较高(0.15%~12.5%),有机质类型为Ⅰ-Ⅱ1型,有机质成熟度达到高-过成熟阶段;富有机质页岩脆性矿物含量高,储层空间丰富;多处勘探井中龙马溪组显示气测异常。综合研究认为宜宾-习水-正安一带和彭水-咸丰-鹤峰一带是研究区最有利勘探区带。     

渝东南地区页岩气富集区差异性分布成因

为了揭示我国南方海相页岩分布广泛,但含气性差异巨大的原因,选取渝东南地区五峰组—龙马溪组页岩含气量不同的2个典型井区A井区和B井区进行对比分析,结果表明:含气量高的A井区页岩具有有机碳含量高、成熟度高的特点,而含气量低的B井区页岩具有有机碳含量低、成熟度相对低的特点;A井区页岩具有伊/蒙混层含量低、比表面积大、有机质孔十分发育的特点,而B井区页岩具有伊/蒙混层含量高、比表面积小、有机质孔发育较少、矿物溶蚀孔十分发育的特点;A井区页岩裂缝基本不发育,而B井区页岩裂缝十分发育。因此,A井区生烃条件、储集条件和保存条件均优于B井区,是页岩气富集于A井区而未富集于B井区的原因。预测页岩气地质甜点需综合考虑生烃条件、储集条件和保存条件,三者相匹配是页岩气成藏的关键。     

四川盆地西南雷波地区五峰组——龙马溪组页岩储层特征

通过野外实测剖面,运用岩石学、地球化学、岩石物理学等手段,探讨了四川盆地西南雷波地区上奥陶统-下志留统五峰组-龙马溪组页岩的储层特征。研究结果表明:(1)五峰组-龙马溪组下段由黑色(富有机质)泥/页岩、粉砂质泥/页岩、泥质粉砂岩、钙化含放射虫微晶灰岩结核、白云质泥/页岩、钙质泥/页岩6种岩相组成。(2)雷波剖面TOC质量分数(wTOC)平均值为3.81%,有机质类型为Ⅰ型和Ⅱ1型,Ro平均值为2.16%,有机质演化程度高,有利于页岩气的生成,黑色页岩有效厚度约为60m。(3)泥/页岩中脆性矿物含量高,五峰组-龙马溪组下段wTOC>2%的岩层以石英和黏土含量居多,五峰组上段和龙马溪组上段wTOC<2%的岩层碳酸盐岩和黏土含量高。石英有2种来源:陆源粉砂碎屑和生物成因。(4)泥页岩微观孔隙主要可以分为4大类型:微裂缝、有机质孔、粒间孔和粒内孔。(5)wTOC与石英、碳酸盐岩呈正相关关系,与黏土呈负相关关系;wTOC、石英含量对于比表面积起主要的控制作用。     

海相页岩优势储集相划分—以重庆周缘下志留统龙马溪组和下寒武统牛蹄塘组页岩为例

页岩岩相划分在中国南方海相页岩气的勘探开发过程中曾得到广泛研究,但由于在岩相划分过程中未考虑控制页岩有机质孔隙发育的热演化程度这一关键参数,从目前针对演化程度过高的海相页岩气的开发成果来看并不理想,因此页岩岩相划分并不适用于演化程度过高的海相页岩。提出基于页岩有机碳含量、储层热演化程度及有机质孔隙有效赋存空间组合的优势储集相概念及划分。页岩优势储集相是指储层的热演化程度、有机碳含量与有机质孔隙的组合。此次研究以重庆周缘下志留统龙马溪组和下寒武统牛蹄塘组页岩为研究对象,选取岩心样品进行有机碳含量测试、等效镜质体反射率测定及聚焦离子束扫描电子显微镜(FIB-SEM)等实验,明确龙马溪组和牛蹄塘组页岩的总有机碳(TOC)含量、镜质体反射率(Ro)及不同岩相页岩内有机质孔隙发育等特征。结果表明:龙马溪组页岩的富泥硅质页岩和硅质页岩均发育大量有机质孔隙,而同样岩相的牛蹄塘组页岩样品均不发育有机质孔隙。页岩中的有机质孔隙发育受控于储层的热演化程度,与页岩的岩相特征并无关系。优势储集相划分结果表明:研究区龙马溪组页岩属于适宜演化富有机质储集相(RC-1),由于热演化程度适宜,TOC含量高,储层内部发育大量有机质孔隙,使烃类气体得到有效赋存;而牛蹄塘组页岩属于过演化富有机质储集相,虽然TOC含量高,但热演化程度过高,导致储层内部有机质孔隙大量消失,烃类气体无法有效赋存。页岩优势储集相概念的提出与划分可进一步为南方高—过成熟度海相页岩气的高效勘探开发提供更准确的参数指标。     

松辽盆地梨树断陷营城组一段页岩气成藏条件分析

松辽盆地梨树断陷下白垩统发育的泥页岩是页岩气成藏的有利物质基础;其中,苏家屯次洼以及桑树台洼陷东南部的营城组一段地层是含气泥页岩的有利勘探目标,目的层埋深较深,且泥页岩最大厚度超过200 m,具有有机质丰度、热演化程度较高、储集和保存条件较好的特点。通过对梨树断陷营一段的地质条件、地化条件、物性条件、保存条件及区域展布特征等几个方面来分析评价页岩气成藏条件,为该区页岩气资源的勘探提供依据。     

四川盆地外复杂构造区页岩气地质条件及含气性特征:以湘西北五峰组—龙马溪组为例

以永页2井页岩气地质条件分析为基础,结合其他钻井及前人成果,对比国内外页岩气田地质特征,系统研究四川盆地外复杂构造区湘西北五峰组—龙马溪组页岩气地质特征及含气性,指出未来勘探方向。研究结果表明湘西北五峰组—龙马溪组与四川盆地涪陵地区的页岩气聚集条件相近,具有4个显著特征:1)深水陆棚相发育富有机质页岩厚度超过20 m,富含有机质、硅质、黄铁矿以及笔石化石;2)有机质属于Ⅰ型干酪根,有机碳质量分数w(TOC)普遍大于2.0%,自西向东逐渐减小,镜体反射率Ro主要在2.0%~3.0%之间,热演化达到过成熟阶段;3)矿物成分以石英为主,平均质量分数为47.9%,黏土矿物(主要是伊/蒙混层)次之,平均质量分数为26.9%,碳酸盐岩矿物质量分数低于10%,页岩普遍发育微孔隙(主要为有机质孔、晶间孔、溶蚀孔)和微裂缝,储层吸附能力强;4)五峰组—龙马溪组页岩含气量为1.0~3.5 m3/t,以解吸气为主,甲烷体积分数超过90%。深水陆棚相发育丰富有机质,奠定了五峰组—龙马溪组页岩气聚集基础,但含气性受控于盖层、埋深及断裂等保存条件。未来勘探方向应集中于桑植—石门复向斜内龙山—永顺一带向斜核部。     

黔西北五峰-龙马溪组页岩气成藏条件综合评价

通过黔西北五峰-龙马溪组页岩岩心样品地球化学、岩石矿物学、储层孔隙和含气量等成藏条件分析发现,五峰-龙马溪组有机质产率高,还原环境强,有机碳含量4.15%～8.46%,古生物以甲藻等水生生物占优势,有机质类型以I型为主,有机质成熟度2.34%～3.96%,处于成熟-高成熟阶段。页岩矿物成分以黏土矿物和石英为主,平均含量分别为42.6%和27.9%,具有良好的脆性。页岩孔隙类型主要为粒间孔、粒内孔、有机质孔和微裂缝,孔隙表面粗糙程度中等,吸附能力中等,孔隙结构复杂。现场解析实验数据测得五峰-龙马溪组的含气量为0.04～2.81m3/t,气体主要成分为CH4。黔西北五峰-龙马溪组虽然具有良好的页岩气成藏条件,但不同地区页岩含气性差异较大,后期保存条件是影响页岩气能否富集的关键因素。     

川南地区五峰-龙马溪组页岩沉积环境及风化作用对页岩含气性指标的影响

通过对四川盆地南部兴文县僰王山镇上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组露头剖面的61个样品进行有机碳质量分数w(TOC)、硫质量分数w(S)和有机质碳同位素(δ~(13)C_(org-PDB))组成分析,并与长宁剖面和长芯一井的分析结果进行对比,研究了w(TOC)、w(S)、δ~(13)C_(org-PDB)等页岩含气性评价指标受风化作用的影响程度.分析结果显示兴文地区五峰-龙马溪组底部约25 m的层段w(TOC)较高,达2.28%~5.06%,平均4.01%,向上残余w(TOC)变低(0.83%~1.93%)并趋于稳定.δ~(13)C_(org-PDB)=-31.5‰~-28.8‰,平均-30.3‰.w(TOC)的分布范围及垂向上的变化特征与长宁剖面和长芯一井有良好的可对比性,表明五峰-龙马溪组页岩中高演化的残余有机质芳构化程度高、抗风化能力强,基本没有受到风化作用的影响.兴文地区五峰-马溪组页岩w(S)=0.02%~3.15%,剖面底部20m层段的w(S)远低于长宁剖面,表明底部高有机质层段页岩中的黄铁矿受风化作用的影响已基本流失(0.1%),w(S)普遍很低,用于反演有机质沉积环境已失去了有效性.兴文地区五峰-龙马溪组页岩w(TOC)与δ~(13)C_(org-PDB)总体上呈负相关关系,随着w(TOC)增大,δ~(13)C_(org-PDB)变小,显示有利于有机质保存的还原条件增强.通过长宁剖面、长芯一井和兴文剖面对比研究,结合五峰组-龙马溪页岩的岩石学和地球化学特征,认为控制龙马溪组烃源岩有机质富集的主要原因是海平面升高和深水还原环境导致有机质保存较好.川南沉积中心五峰组和龙马溪组底部高有机质海相泥岩,是页岩气富集的最有利层段.     

蜀南地区五峰-龙马溪组页岩微观孔隙结构及分形特征

南方上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组海相页岩是中国页岩气主力开发层位,页岩微观孔隙结构特征的研究对于页岩含气性和开发储量的评价有重要意义。采用场发射扫描电镜和低温氮气吸附实验方法对蜀南地区长宁区块五峰-龙马溪组页岩微观孔隙结构进行了定性评价和定量表征。实验结果表明,蜀南地区五峰-龙马溪组页岩以有机质孔隙为主,局部可见粒间孔和粒内孔发育。氮气吸附回滞环属于H4型,对应纳米级孔隙类型为狭缝型;五峰-龙马溪组页岩平均比表面积17.35 m~2/g,平均孔体积16.70 mm~3/g,平均孔径9.82 nm;页岩纳米级孔隙表面具有分形特征,分形维数平均值为2.681;有机碳含量的增加使得纳米级孔隙数量增多,页岩分形维数增大,孔隙表面粗糙程度增大,页岩比表面积增大,页岩吸附能力增强。     

五峰-龙马溪组页岩有机质赋存特征及其对孔隙结构的影响

有机质是页岩气富集成藏的物质基础,是选区评价的重要参数。本文选择上扬子地台东南缘的YY-1井五峰-龙马溪组为研究对象,基于岩心观察、扫描电镜观测（自然断面及氩离子剖光面）、低温氮气吸附等测试手段,研究了五峰-龙马溪组有机质赋存特征（显微组分、形态、孔隙）及其对页岩气储层储集能力（孔隙度、孔隙结构参数）的影响。结果表明：五峰-龙马溪组有机质以菌藻体和固体沥青为主,呈现四种形态,发育四种类型的有机质孔隙。有机质丰度是影响页岩储层储集能力的关键因素。在适宜的有机质丰度范围内,孔隙度随着有机碳含量的增加而逐渐增大,孔隙结构的非均质性逐渐增强。     

涪陵地区五峰-龙马溪组页岩气储层裂缝特征及其控制因素

黑色含炭富泥硅质页岩作为页岩气储层的优质岩相在中国南方广泛分布,尤其是奥陶系五峰组和志留系龙马溪组黑色页岩在部分地区已经实现了工业化开采。页岩低孔隙度、低渗透率的特征决定了天然裂缝和压裂改造产生的诱导裂缝对于实现增产至关重要。通过对涪陵地区五峰-龙马溪组典型钻井的测井资料进行分析、对岩芯裂缝特征观察,结合薄片的镜下观察,探讨了天然裂缝的发育机制、控制因素以及对诱导裂缝的影响,总结了涪陵地区页岩储层裂缝发育模式与北美地区以及周缘地区的差异,以及该模式在区域尺度、宏观与微观尺度对于页岩气渗流储集的影响。结果表明,该地区的页岩气聚集成藏模式为北美典型模式与受构造作用影响的气藏模式所结合的复合模式。在储层裂缝发育的前提下,封闭成藏、构造高点的特征不可忽视。该模式对于在构造变形强烈的中国南方地区进行页岩气勘探具有指导意义。