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"。     

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。     

中国南方页岩气牛蹄塘组与龙马溪组成藏条件对比研究——以渝东南地区为例

下寒武统牛蹄塘组与下志留统龙马溪组页岩是我国南方下古生界发育的两套富有机质黑色页岩,由于其分布面积广、厚度大、有机质丰度高的特点而成为页岩气勘探的重点层位。涪陵礁石坝页岩气田的发现标志着龙马溪组页岩气已取得了重大突破,但是牛蹄塘组页岩气至今还未取得实质性的突破。通过对渝东南两套富有机质黑色页岩的沉积环境、厚度、埋深、有机质丰度、类型、成熟度、岩矿特征,孔渗物性等方面的对比分析,发现两套页岩的差别主要体现在三个方面——孔渗物性、伊/蒙混层黏土矿物(I/S)的相对含量和热成熟度,其中成熟度的高低起着决定性的作用。在漫长的地质历史过程中,过高的热演化程度已严重影响了牛蹄塘组的微观孔隙结构和成岩作用,出现孔隙体积和比表面积均明显小于龙马溪组页岩的情况,不利于页岩气的吸附富集,从而导致了牛蹄塘组页岩的富气程度不如龙马溪组的结果。     

中上扬子地区下古生界海相页岩气储层特征及勘探潜力

中上扬子地区下古生界海相地层中发育多套富有机质泥(页)岩,成为中国南方页岩气勘探开发的重点地区。作者在对油气藏成因类型进行划分的基础上,认为该类泥(页)岩油气藏属于源岩油气藏的一种。按照控制源岩型气藏分布的主要地质参数,分析了中上扬子地区下寒武统筇竹寺组/牛蹄塘组和下志留统龙马溪组2套富有机质页岩储层的有机碳含量、有机碳质量分数>2%的页岩层厚度及Ro分布特征。通过分析认为这2套地层有机质丰度高、热演化程度高、分布广泛,具备页岩气赋存的基本地质条件。根据这2套页岩气储层分布特征,确定筇竹寺组/牛蹄塘组泥(页)岩气藏有利勘探区块在川南、鄂西和黔北地区;龙马溪组泥(页)岩气藏勘探有利区块分布在川南-滇北区块、川东-鄂西区块和川北区块。     

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。     

昭通示范区太阳-海坝浅层页岩气富集模式

基于昭通页岩气示范区太阳浅层气田不同构造部位典型井的页岩气气组分及烷烃碳同位素、页岩裂缝充填物及围岩碳氧同位素、流体包裹体及磷灰石低温年代学等分析测试资料,系统探讨太阳-海坝浅层页岩气田富集保存模式。结果表明：五峰-龙马溪组目的层与致密顶底板隔层整合接触,为侧向封闭性良好的压扭性断层所围限而形成“三维封存箱”;流体地球化学特征揭示太阳-海坝浅层气田五峰-龙马溪组成岩成藏为封闭环境,页岩气总含气量、气组分及游离气占比指示“三维封存箱”富集保存条件存在差异性,其中深部云山坝向斜页岩气富集程度优于浅层太阳和海坝背斜;太阳和海坝浅层背斜具有晚抬升、页岩自封闭能力强、深部向斜游离气短距离向浅层背斜运移补充的特点。     

湘西北地区牛蹄塘组页岩气有利地质条件及成藏区带优选

在对湘西北地区下寒武统牛蹄塘组黑色页岩露头观察和取样分析基础上,对黑色页岩的平面展布、岩性特征、有机质类型、有机碳质量分数、页岩成熟度、储层矿物特征、页岩气储盖特征等参数进行评价。应用地质类比法评价研究区的各地质参数。研究结果表明:区内页岩厚度大,平面分布稳定,有机质类型以Ⅰ和Ⅱ1型为主,有机碳质量分数高,成熟度高,脆性矿物丰富,储盖条件较好;研究区与沃斯堡盆地Barnett页岩较相似;评价区下寒武统牛蹄塘组黑色页岩的评价参数的地质风险得分为0.052,下寒武统牛蹄塘组页岩气地质资源量为(2.54~3.38)×1012 m3;温塘—大庸—慈利一带为页岩气勘探目标区,花垣—保靖—永顺及龙山茨岩塘一带为勘探有利区,桑植—石门复向斜南翼为勘探远景区。     

滇黔北探区YQ1井页岩气的发现及其意义

YQ1井钻遇的龙马溪组—五峰组优质黑色页岩单层厚度大,有机碳含量高,有机质成熟度较高,微孔隙、微裂缝发育。分析化验结果表明,YQ1井页岩层甲烷吸附气含量随埋藏深度、地层压力、有机质及黏土含量的增加而增大,含气量达1.0～3.0 m3/t,证实龙马溪组底部是本区页岩气勘探的现实目的层,为具有商业开采价值的优质页岩气层。针对"强改造、高演化"的中国南方海相勘探领域,页岩气成藏赋存具有"构造沉积控局势→保存条件控气藏→岩性物性控甜点"的地质特色,落实富有机质、超常地层压力、脆性微孔缝发育的页岩气甜点区是页岩气勘探评价的第一要务,寻找构造变形较弱、远离通天断层、区域盖层发育和整体保存良好的宽阔向斜区是海相构造坳陷页岩气甜点区评价优选的首要因素。     

湘中地区早寒武世牛蹄塘组黑色岩系地球化学特征与有机质富集机理

中国南方扬子板块寒武纪早期广泛发育一套富有机质黑色岩系,为了研究其有机质富集特征及控制因素,对湘中地区AY-1井牛蹄塘组32件岩芯样品总有机碳质量分数w(TOC)、主微量和稀土元素质量分数等地球化学特征参数进行测试。研究结果表明:研究区牛蹄塘组黑色页岩有机质丰度高,与热液相关的Ni和Sb等微量元素富集以及热液指标w(Co)+w(Ni)较高;w(P生物)和w(Ba生物)显示牛蹄塘组生产力在中—高等水平,w(U)/w(Al),w(V)/w(Al),w(Ni)/w(Co),w(V)/w(Cr)和w(U)/w(Th)共同指示水体基本处于缺氧、还原环境;从底部至顶部,页岩受热液作用强度、生产力水平和水体还原性变化均表现为由弱—强—弱的趋势,且与有机质丰度呈现正相关;顶部生产力水平虽然较高且趋于稳定,但沉积时海平面下降使水体还原性减弱,有机质无法良好地保存。强热液活动、高古生产力和强还原环境使牛蹄塘组中部形成高有机碳丰度的页岩层系,成为页岩气勘探的有利层段。     

赣东北地区下寒武统荷塘组页岩气保存条件分析

通过剖面测量等野外地质调查手段和"X"射线衍射分析等室内实验测试方法,分析了赣东北地区下寒武统荷塘组页岩气赋存的物质基础、孔隙特征、演化特征及构造发育特征等地质条件,在确认了下寒武统荷塘组页岩具有良好生烃条件的前提下,重点研究了荷塘组页岩气的保存条件及其差异性。研究结果表明:研究区页岩气保存条件整体良好,下寒武统荷塘组页岩含气量在(1.0~5.0)m3/t之间;受构造和岩浆活动的影响,不同地区页岩气保存条件存在差异;扬子地块、上饶地块及怀玉山区块在断裂、岩浆活动及成岩作用综合影响下,页岩层构造变形程度大,完整度遭到一定破坏,页岩气保存条件相对较差;玉山区块受后期构造运动影响小,岩浆活动弱,褶皱相对宽缓,下寒武统荷塘组页岩埋深和厚度大,页岩气保存条件相对较好。     

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。     

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。     

沁水盆地石炭-二叠系煤系页岩气储层特征及生烃潜力分析——以山西省临汾市Y1井为例

沁水盆地发育了多套煤系泥页岩,具备页岩气成藏的物质条件。为探讨沁水盆地石炭系、二叠系页岩气储层特征和勘探潜力,通过对山西临汾地区Y1井钻遇的富有机质页岩进行采样测试,利用X射线衍射、高压压汞、扫描电镜等测试方法,研究了山西省临汾地区Y1井岩芯样品的有机地球化学特征、储层物性特征和含气性特征,并对研究区页岩气的勘探潜力做了初步评价。结果表明:Y1井山西组和太原组地层基础地质条件优越,单层厚度大。页岩有机质丰度为0.28%～16.87%,平均2.15%,多数大于1%;有机质类型混源,为Ⅱ～Ⅲ型,以腐殖质为主;有机质热演化程度高,镜质组反射率为1.71%～2.10%,岩石热解峰值温度整体位于470℃左右,普遍达到高成熟阶段。页岩矿物组分以黏土矿物和石英为主,石英质量分数平均41.57%;黏土质量分数平均56.79%,主要为高岭石和伊利石。黑色页岩具有较高的含气量和吸附能力,含气量最高可达4.41 m~3/t,甲烷占总气量的76%。通过烃源岩、储层和气含量等方面的结果,初步确定该区石炭系、二叠系页岩具备优质的勘探潜力。     

下扬子地区宁国凹陷大隆组-孤峰组泥页岩储层特征

以皖宣页1井为对象,研究皖南宁国凹陷二叠系深水陆棚相黑色硅质页岩储层特征,探讨宁国凹陷二叠系页岩的成藏条件。对二叠系大隆组和孤峰组页岩开展有机地化特征、X射线衍射全岩矿物成分、含气性以及储层的测井响应特征等研究,结果表明:大隆组和孤峰组有机碳含量高,大隆组有机碳质量分数为1.71%～9.28%,平均为4.13%(29个样品),孤峰组有机碳质量分数平均为8.02%;有机质类型为Ⅱ_2-Ⅲ型;R_o值为1.23%～3.03%(大隆组平均为1.35%,孤峰组平均为2.83%);泥页岩中普遍发育原生矿物晶间孔、有机质孔等次生孔隙,以及微裂缝,内部孔隙连通性好,有利于页岩气的赋存;页岩内石英和黏土矿物等含量高,大隆组脆性矿物指数为37%～51%,孤峰组脆性矿物指数为71.8%～85.8%。宁国凹陷大隆组和孤峰组具备页岩气富集的基本条件,是勘探的有利区域。孤峰组在生烃条件、脆性矿物指数、含气性等方面都优于大隆组,应该是宁国凹陷的主探层位。     

WHD1井五峰组-高家边组页岩气地质条件初析

WHD1井位于下扬子地块沿江隆凹褶断带,为安徽省境内巢湖地区首口针对上奥陶统五峰组-下志留统高家边组下段目的层位的页岩气地质调查井。通过钻探、录井、测井以及实验分析等方法,对WHD1井及周边区域奥陶系-志留系地层发育,黑色页岩厚度分布、生烃条件、储集条件以及含气条件等特征有了新的认识。研究结果表明,WHD1井自上而下钻遇志留系坟头组、高家边组、奥陶系五峰组、汤头组、宝塔组、庙坡组、牯牛潭组、大湾组以及红花园组等地层。该井首次最大程度地揭露了高家边组地层厚度1 119.18 m,其中五峰组-高家边组下段富有机质页岩(w_(TOC)1%)厚度为43.90 m,优质页岩(w_(TOC)2%)厚度为17.95 m,有机质类型为Ⅰ型,有机质丰度评价为中-好等级,有机质成熟度为过成熟早-中期生干气阶段,具有丰富的物质基础和生气条件。储层条件方面,五峰组-高家边组下段富有机质页岩有机质孔隙度发育,解吸气可点燃,脆性矿物含量较高,以上特征均表明该套层位在储集空间、含气潜力以及后期压裂可改造性方面均具有较好的储层条件。WHD1井的钻探证明,该地区的五峰组-高家边组下段黑色富有机质页岩具有一定的页岩气勘探潜力。     

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。     

鄂东通山地区下寒武统牛蹄塘组富有机质页岩矿物组成及意义

中扬子作为南方重要页岩气资源勘探开发接替区,正逐渐成为研究的热点,但不同地区、不同层系认识程度不一。为了对研究程度较低的鄂东通山地区下寒武统牛蹄塘组富有机质泥页岩的沉积及矿物特征的初步认识,为该区页岩气的进一步勘查研究与评价提供指导。通过野外实测界水岭和珍珠口剖面并选取露头样品进行X射线衍射分析,结果表明：通山地区下寒武统牛蹄塘组矿物成分较为复杂、类型多样,石英含量最高,含量为31.9%～47.2%,平均42.1%,黏土矿物含量在18.3%～21.9%之间,平均20.6%,酸盐岩矿物中以方解石含量变化最大,含量在1.3%～27.5%之间,平均值为15.1%;长石平均含量为12.0%,主要成分为斜长石,微晶矿物石膏在样品中普遍存在;黏土矿物主要成分为伊利石,平均含量达63.9%,其次为绿泥石和伊/蒙混层,只有或者极少含量的高岭石,不含蒙脱石,沉积及埋藏成岩过程中水介质沉积总体处于缺氧的还原环境,已进入晚成岩阶段;脆性矿物含量在62.3%～76.3%之间,平均69.73%,脆性指数在0.74～0.81之间,平均0.77,脆性指数与脆性矿物含量有着很好的对应性;矿物组成及含量与周边及北美、威远、涪陵页岩气田有着很好的对比性,参考北美及焦页1井储层优选条件,认为研究区下寒武统牛蹄塘组具备页岩气藏的形成和保存的基础地质条件,有着很好的可压裂性,具备一定的开采潜力。     

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.     

樊庄地区山西组煤层控气综合因素分析

煤层气藏最典型的特征是煤层自生自储,因此煤储层的特征是煤层气成藏的核心要素。为了研究樊庄地区山西组3#煤储层的富集成藏特征,现在主要从樊庄地区3#煤源岩条件、物性特征、保存条件、构造控藏模式这几个方面分析该地区煤层气富集的原因。综合结论认为该地区突出的优势是煤层厚度大,稳定,物性好,含气量大,加之较好的保存条件和构造控藏模式,因此在该地区形成煤层气富集。这项研究对该地区煤层气后续勘探和开发都具有重要的意义。