湘西北牛蹄塘组页岩气形成条件及有利区预测

基于野外露头和剖面资料,应用薄片观察、有机岩石学分析、扫描电镜、压汞、比表面和等温吸附实验等分析
测试成果,研究了湘西北地区下寒武统牛蹄塘组形成条件及其有利区分布情况。研究表明：牛蹄塘组黑色页岩具有沉
积面积广、厚度大、有机碳含量高（平均1.87%）和成熟度较高（大于1.0% 以上）等特点。在储层物性方面,页岩孔隙度
变化差异大（0.2%～25.9%）,平均孔径12.5±3.0 nm,分选性好,有利于含气页岩储层改造后的运移;孔隙结构以微小孔
为主,比表面积大,吸附甲烷能力较强,具有较好的含气潜力;对比美国五大盆地页岩气选区参数,认为永顺-桑植和
慈利-石门一带为页岩气形成有利区带。     

湘西北牛蹄塘组页岩气储层岩矿特征及意义

基于页岩矿物组成特征分析是页岩气储层评价的基础,也是影响页岩气成藏的关键因素,以湘西北下寒武统牛蹄塘组页岩为研究对象,在岩心观察的基础上,应用薄片鉴定、XRD、场发射扫描电镜和低温液氮等温吸附实验系统分析牛蹄塘组页岩的矿物组成特征及其意义。研究结果表明:湘西北牛蹄塘组页岩矿物组分复杂,具有"两低一高(石英质量分数高(41.40%~60.81%)、黏土矿物质量分数低(21.43%~26.40%)和碳酸盐矿物质量分数低(3.28%~16.10%)"的特点,此外,样品中还普遍含有方解石、斜长石、白云石、黄铁矿及钾长石等矿物;与国内外不同地区的页岩相比,湘西北下寒武统牛蹄塘组页岩脆性矿物种类丰富、质量分数高、脆性指数大,有利于储层的压裂改造;黏土矿物的组合类型反映了牛蹄塘组沉积时总体处于干冷气候条件下静水、缺氧的沉积环境,有利于页岩中有机质的富集和保存;在沉积及成岩埋藏过程中水介质偏碱性,盐度较高,富含K+,Fe2+和Mg2+;已经历晚成岩阶段B—C亚期,有机质演化属于高成熟—过成熟阶段;与矿物成分有关的储层孔隙主要是纳米级黏土矿物粒间孔、黄铁矿晶间孔以及微米级微裂缝,BJH总孔体积和BET比表面积经总有机碳归一化处理后,黏土矿物质量分数与BET比表面积呈正线性关系,表明黏土矿物质量分数对页岩的吸附性能有一定控制作用。     

湘西北下寒武统牛蹄塘组页岩气藏条件及其勘探潜力分析

利用野外露头地质剖面、有机地球化学分析数据等资料研究了湘西北下寒武统牛蹄塘组页岩气成藏条件及其勘探潜力.研究结果表明,湘西北下寒武统发育的海相泥页岩分布面积广、厚度大、有机碳含量高、有机质类型好,已达高-过成熟阶段,具有良好的页岩气形成条件.黑色泥页岩厚度分布明显受沉积相带控制,从深水陆棚相至斜坡相,黑色泥页岩厚度逐渐减薄.生储盖分析结果表明,桑植-石门复向斜一带具有优越的页岩气成藏条件,页岩气勘探开发前景良好.古丈复背斜一带虽然经历了多期构造活动与改造,上覆地层剥蚀严重,但页岩气自生自储自盖特征和吸附性能,同样可能让其页岩气具有良好的勘探开发前景.     

湘西北下寒武统牛蹄塘组页岩气藏形成条件与资源潜力

在野外地质露头观察和样品测试数据综合分析的基础上,对湘西北地区下寒武统牛蹄塘组暗色泥页岩的区域分布、有机质丰度、有机质类型、成熟度以及储层特征等页岩气藏形成条件进行研究。研究结果表明:研究区下寒武统牛蹄塘组页岩具有区域分布广、厚度大、埋藏深度适中,有机质丰度高、热演化程度高、脆性矿物丰富、物性良好、储渗空间发育等特点,具备页岩气聚集成藏的有利地质条件。认为吉首—花垣—龙山一带和桑植石门复向斜南翼斜坡带是研究区牛蹄塘组页岩气发育最有利区;采用体积法对研究区下寒武统牛蹄塘组页岩气资源储量进行估算,资源储量区间值为(0.5~2.1)×1012 m3,中值为1.3×1012 m3。     

湘西北牛蹄塘组探井页岩气富集要素的对比和启示

基于湘西北地区牛碲塘组是近年来南方页岩气勘探的重点目标,以该区井花页1井、慈页1井及常页1井为研究对象,根据目的层实钻地层及气显示特征,系统对比页岩气生烃、储集及保存等方面的富集条件。研究结果表明:慈页1井和常页1井的原牛牛蹄塘组可进一步划分为杷榔组和牛碲塘组,与花页1井一致;牛蹄塘组烃源岩具有良好的生烃条件,已经历大规模生烃的过程;各探井以吸附状态页岩气为主,且均含有一定的氮气,历史上牛蹄塘组含气层可能受到过破坏;牛蹄塘组基本表现出极低孔隙度及渗透率的物性特征,有较强的压裂改造能力;研究区具有生烃时期早、抬升时期早及幅度大的特征,大规模构造改造及断裂发育,总体上对页岩气保存不利;有机质丰度、成熟度、埋深、地层压力、储层物性、脆性矿物质量分数等因素与地层含气量的相关性均不明显,高吸附能力仅是牛蹄塘组页岩气富集的1个必要非充分条件;慈页1井及常页1井在局部较好的保存条件下有较高的含气性,常页1井高含气性反映出最后1次抬升的时间晚,对页岩气的保存非常有利,因此,保存条件是页岩气富集的关键指标,在勘探过程中需从构造样式、断裂空间分布特征、目的层产状和完整程度、埋藏深度及演化历史等方面进行综合分析和重点评价。     

湘西北下寒武统牛蹄塘组页岩气储层可压裂性评价

通过对湘西北地区实地勘察及采样分析,对湘西北下寒武统牛蹄塘组页岩储层的宏观和微观参数对可压裂性的影响进行评价;基于SEM技术与Image J软件相结合的方法,实现页岩孔裂隙率的定量评价;采用组合赋权法建立可定量评价研究区页岩储层可压裂性的可压裂系数数学模型。研究结果表明:研究区下寒武统牛蹄塘组页岩具有脆性矿物质量分数高、脆性系数高、热演化程度高、微孔裂隙较发育的特点,具备页岩储层压裂的有利条件;运用可压裂系数模型计算研究区页岩储层的可压裂系数为0.504 0,咸丰、龙山、桑植和慈利的可压裂系数较高,是研究区页岩较理想的压裂区域;基于储层各参数特征,将研究区的页岩可压裂性分为3个级别,即可压裂性差(可压裂系数小于0.277 4,压裂效果差)、可压裂性中等(可压裂系数为[0.277 4,0.436 3],压裂效果一般)和可压裂性好(可压裂系数为(0.436 3,0.653 8],缝网压裂效果较理想),应选择可压裂系数大于0.436 3的页岩层进行水力压裂。     

湘西北马金洞地区下寒武统牛蹄塘组含钒石煤矿产地质特征研究

本文以湘西北马金洞地区为研究区,采用地质填图、实测剖面、探槽揭露、实验测试及数学分析等方法研究了区内下寒武统牛蹄塘组含钒石煤的地质特征。研究结果表明区内下寒武统牛蹄塘组下段为主要的石煤赋存层位,石煤的厚度介于10.2~41.7 m,平均27.6 m,基本发育稳定;石煤的发热量与灰分、挥发份、水分及硫含量均有关系;石煤层顶底板的主要岩性均为黑色炭质页岩;伴生钒矿V₂O₅最高品位可达1.02%,达到工业品位,可与石煤共采。     

湘西北马金洞地区下寒武统牛蹄塘组含钒石煤矿的地质特征

以湘西北马金洞地区为研究区,采用地质填图、实测剖面、探槽揭露、实验测试及数学分析等方法研究了区内下寒武统牛蹄塘组含钒石煤的地质特征。研究结果表明区内下寒武统牛蹄塘组下段为主要的石煤赋存层位,石煤的厚度介于10.2~41.7 m,平均27.6 m,基本发育稳定;石煤的发热量与灰分、挥发分、水分及硫含量均有关系;石煤层顶底板的主要岩性均为黑色炭质页岩;伴生钒矿V_2O_5最高品位可达1.02%,达到工业品位,可与石煤共采。     

四川盆地及周缘地区牛蹄塘组页岩气概况及前景评价

探讨四川盆地及周缘地区下寒武统牛蹄塘组页岩的基础地质概况,并对牛蹄塘组页岩气前景进行评价。通过野外露头和盆地内的钻井资料分析,结果表明牛蹄塘组页岩除川西有剥蚀外,其他地区都有分布,且黑色页岩段厚度大,主要集中在下段;由川中地区向北、向东和向南3个方向分布,厚度一般在40m以上;有机碳含量高,多数地区有机碳的质量分数>2%;页岩已达成熟晚期—过成熟早期。该套页岩埋藏较深,演化时间长,保存条件复杂,因此勘探开发均有难度。四川盆地的西部、北部和东部,牛蹄塘组页岩埋深超过7km,只能作为页岩气勘探潜力区;勘探最有利的地区是川南地区,其次有利的地区为鄂西渝东地区。     

川东地区龙潭组页岩气成藏地质条件与有利区评价

为查明川东地区龙潭组泥页岩成藏地质条件,对泥页岩沉积环境、有机质丰度、泥页岩厚度、有机质热演化程度、储集空间类型及孔渗性等烃源及储集条件进行进行分析。结果表明:川东地区龙潭组富有机质泥页岩形成于浅水陆棚及深水陆棚还原性沉积水体,泥页岩厚度以开江—云阳地区为中心向四周减薄,泥页岩平均厚度在50 m以上,有机质丰度介于0.47%～12.3%,平均含量为3.86%,开江—云阳一带有机质平均含量最高。有机质显微组分主要为镜质组及惰质组,干酪根δ~(13)Cker介于-28.4‰～-22.1‰,表明干酪根类型主要为Ⅲ型,有机质来源主要为高等植物。有机质成熟度呈现区域性差异变化,华蓥山地区有机质镜质体反射率介于0.84%～1.46%,平均为1.09%,处于低成熟阶段,其他地区有机质镜质体发射率介于2.23%～3.14%,平均为2.73%,处于过高-成熟阶段,生烃强度大,显示了良好的生烃条件。储层黏土矿物含量普遍较高,主要储集空间为无机质孔隙及微裂缝,有机质孔少量发育,泥页岩总孔体积及比表面积大,其中中孔对总孔体积及比表面积的贡献最大,渗透率适中,裂缝的存在有效改善储层渗透性。综合生烃及储集条件认为,川东地区东北部的开江—云阳地区为龙潭组泥页岩勘探的最有利区。     

湘西北下志留统龙马溪组页岩气成藏条件及勘探潜力分析

对湘西北地区下志留统龙马溪组进行野外地质勘查和样品采集,并进行相关实验分析。研究认为:龙马溪组黑色页岩厚度大,最厚可达150 m;有机碳含量高,平均1.02%;Ro值处于1.06%~4.28%之间,热演化程度高;页岩中微孔隙和微裂缝较发育,为页岩气提供了足够的储集空间。等温吸附实验也表明,龙马溪组页岩具有较强的气体吸附能力,平均1.58 m3/t。因此,湘西北地区下志留统龙马溪组具有形成页岩气藏的良好潜力。根据研究区页岩厚度、有机碳含量、成熟度分布特征以及储层物性等方面的综合分析,认为桑植东北部、龙山—永顺一带为页岩气勘探有利区。     

牛蹄塘组页岩气储层有机质微生物来源的证据

针对牛蹄塘组页岩气储层中有机质来源的问题,从微体古生物化石和有机地球化学两方面开展了研究。采
用环境扫描电镜–能谱系统（ESEM – XEDS）对岩芯中的微生物化石形态和化学组成进行了研究;此外,还采用气相色
谱–质谱法（GC – MS）对岩芯抽提物进行了检测。结果表明,牛蹄塘组页岩中发现的微生物化石C 和N 元素含量较
高（大于30%）,从外部形态大致可将其分为3 类：同心环状结构,表面光滑的球体以及细胞壁开口的球体。岩芯抽提
物检测结果表明,牛蹄塘组页岩nC12 ∼ nC32 的正构烷烃均有检出,且具有低碳数（主峰碳nC16）偶碳优势;此外,抽提
物中还检出了含量较高的类异戊二烯烃,包括,姥鲛烷、植烷和角鲨烯。这些微生物化石的发现和有机地球化学组成
特征为晚震旦-早寒武世扬子浅海微生物的繁盛和牛蹄塘组烃源物质的微生物起源提供了有力的证据。     

苏皖地区二叠系页岩气成藏地质条件

探讨苏皖地区二叠系页岩气成藏地质条件。通过对苏皖地区二叠系页岩的野外露头地质剖面及有机地球化学的综合研究,表明苏皖地区于海相深水环境条件下沉积的二叠系孤峰组、龙潭组和大隆组发育有3套优质高碳暗色页岩,此3套页岩出露范围广,厚度大,埋藏深度适度,有机质含量高、成熟度适中,孤峰组和大隆组页岩干酪根以ⅡB型和ⅠA型为主,龙潭组煤系地层暗色页岩干酪根以Ⅲ型为主,各层系页岩中的脆性矿物含量高(质量分数≥50%),微裂缝发育。孤峰组和大隆组具备优越的页岩气成藏条件;而龙潭组兼具页岩气和煤层气成藏条件,可列为近期非常规能源规划的首选勘探区之一。     

湘西民乐地区马底驿组-牛蹄塘组板岩类稀土元素地球化学特征及其意义

湘西民乐地区沉积了一套新元古代马底驿组-寒武纪纽芬兰世牛蹄塘组的浅变质板岩类,地层倾角为10°~20°,南东向倾向,层理发育。为了探讨该区的浅变质板岩类的原岩特征和原岩形成时大地构造环境,本文采用等离子体质谱分析仪对样品进行稀土元素分析测试。结果表明:板岩类稀土元素总量REE,轻、重稀土比和Eu,Ce的异常与沉积岩基本一致,表明了民乐地区板岩类的原岩与沉积岩近似。由ΣREE-La/Yb图解和稀土元素特征与不同大地构造背景沉积岩的稀土元素特征比较,得出变质板岩类的原岩为沉积的碎屑物质(火山喷发的玄武岩、泥岩和杂砂岩)形成沉积岩,大地构造环境为活动大陆边缘。     

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。     

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。     

四川盆地外复杂地质条件区海相页岩气“甜点区”优选:以湘西北地区古生界为例

针对湘西北地区古生界页岩气勘探困难等问题,分析多年来钻井地质成果,对海相页岩气聚集条件进行研究,提出四川盆地外复杂地质条件区"甜点区"评价参数体系,量化界线及权重,涵盖4个方面16个指标,并强调生烃条件和保存条件,优选勘探"甜点区"。研究结果表明:黑色页岩主要发育于深水陆棚相,有机质类型较好,以Ⅰ型干酪根为主;牛蹄塘组富有机质页岩厚度及其丰度明显比国内其他勘探层系的高;五峰组—龙马溪组有机质丰度与四川盆地的相似,但厚度(仅20～30 m)不足;有机质热演化进入高成熟阶段,有利于勘探与开发;页岩矿物质量分数具有"两低—高"的特征,即低质量分数的碳酸盐岩、低质量分数的黏土矿物和高质量分数的石英;页岩储层微观发育多种类型孔隙和微裂缝,但有机质孔控制储层特征,如渗透率、吸附能力等;对于五峰组—龙马溪组,向斜核部属于残留型保存构造样式;对于牛蹄塘组,背斜核部属于破坏型保存构造样式,而向斜核部属于残留型或完整型保存构造样式;优选牛蹄塘组"甜点区"位于雪峰隆起的北西缘逆冲推覆带下盘,而五峰组—龙马溪组"甜点区"应该靠近四川盆地龙山一带的残留向斜。     

黔北地区牛蹄塘组页岩储层裂缝特征

以黔北地区下寒武统牛蹄塘组页岩储层为研究对象,通过岩心、薄片、场发射扫描电镜和测试分析等手段,对牛蹄塘组页岩储层裂缝发育特征和主控因素进行了分析.结果表明:研究区牛蹄塘组页岩岩心裂缝以构造裂缝为主,包括高角度剪性裂缝、高角度张性裂缝、低角度滑脱缝,岩心裂缝充填程度较高,以方解石充填为主;镜下微观裂缝以非构造缝为主,包括...     

页岩气储层含气性影响因素分析—以湘西下寒武统牛蹄塘组为例

页岩气藏属于一种自生自储的非常规天然气藏,在进行页岩储层评价时,应重点考虑其含气性。根据湘西地区下寒武统牛蹄塘组页岩样品现场含气量测试数据及等温吸附试验结果,从含气量入手,针对有机碳含量、热成熟度、黏土矿物含量和石英含量等方面讨论页岩储层含气性影响因素。研究发现,含气量与有机碳含量呈良好的正相关关系,气体的吸附能力随热成熟度的增高有逐渐增大的趋势,同时含气量与黏土矿物含量呈一定的正相关关系,与石英含量呈一定的负相关关系。     

黔北地区牛蹄塘组富有机质泥岩储层特征

为全面研究黔北地区牛蹄塘组富有机质泥岩储层特征,对该组7口页岩气调查井和4口地质浅钻的岩芯进行了系统采样,并做了矿物学分析、地球化学分析、孔隙度和渗透率测定、含气性分析等实验。结果表明,牛蹄塘组富有机质泥岩主要发育于深水陆棚相带,岩性以含粉砂炭质泥岩、粉砂质炭质泥岩为主,脆性矿物以石英+长石组合为主,方解石、白云石、黄铁矿等自生脆性矿物含量总体较低;黏土矿物含量较低,变化范围较大,成分以伊利石为主。有机碳含量普遍较高,在1.5%~15.7%,有机质成熟度1.74%~3.40%,总体演化程度较高;平均岩石密度2.52 g/cm³,BET比表面积0.33~33.76 m²/g;微观储集空间以粒间（晶间）孔为主,其次为粒内孔,有机质孔发育较差,微裂缝总体不发育,具有低孔低渗低孔超低渗的储层特征;总含气量0.02~2.05 m³/t,现场解析气中N₂、H₂含量异常,CH₄等烃类气体含量较低。