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。     

贵州下志留统龙马溪组页岩气成藏条件分析

针对贵州地区页岩气成藏条件复杂的问题,从钻井、岩芯、露头样品等实验测试资料出发,以下志留统龙马溪组页岩为研究对象,对贵州地区龙马溪组海相页岩气成藏条件进行研究。研究结果表明:贵州地区龙马溪组潜质页岩主要形成于深水陆棚沉积环境,其特点为潜质页岩厚度大,有机碳质量分数高(潜质页岩段平均w(TOC)4%),有机质类型为Ⅰ型和Ⅱ1型,有机质热演化程度处于成熟—过成熟阶段,页岩中脆性矿物质量分数高,孔隙度中等,含气量高。通过与成功勘探开发页岩气的北美以及四川盆地的成藏条件相比,认为贵州地区下志留统龙马溪组具有良好的页岩气成藏条件,且龙马溪底部炭质页岩段是页岩勘探的目标层系,并预测了其页岩气富集有利区。     

黔北地区志留系下统龙马溪组页岩气成藏潜力

在野外地质露头观察和样品测试数据综合分析的基础上,对黔北地区志留系下统龙马溪组页岩的沉积特征及展布、地球化学特征、埋藏热演化史、储层特征等页岩气藏形成条件进行研究。研究结果表明:研究区龙马溪组页岩区域分布广,残余面积约为14 600 km~2;厚度大,最厚可达200 m;有机质类型好,干酪根为腐泥型;有机质质量分数高,残余有机碳质量分数w(TOC)高达3.92%;含气量好,饱和吸附量高达2.77 m~3/t;热演化程度高,镜质体反射率高达2.68%;埋藏深度适中,大部分地区埋深为1~2 km;脆性矿物质量分数高,平均值为43.2%;非均质性强,脆性矿物质量分数横向、纵向上变化都大;孔隙度较低,集中在4%~10%;渗透率低,平均值为0.088×10~(-3)μm~2。因此,研究区龙马溪组具备良好的页岩气成藏地质条件和压裂开采条件,习水—仁怀地区和道真—务川—沿河地区为最有利的页岩气勘探区带。研究区龙马溪组页岩资源丰富,运用概率体积法和地质类比法算出的资源量吻合很好,为(3.52~4.69)×10~(12) m~3。     

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。     

由北美页岩气勘探开发看我国页岩气选区评价

美国是世界上最早对页岩气进行商业性勘探开发的国家.2009年,美国页岩气勘探开发更是取得了惊人成就,页岩气产量接近900×108 m3.页岩气快速勘探开发使得美国天然气储量增加了40%.加拿大是继美国之后世界上第二个对页岩气投入勘探开发的国家,勘探开发的地区主要集中在不列颠哥伦比亚省东北部中泥盆统Horn River盆地与三叠纪Montney页岩,近年来又逐渐扩展到了其他省份.分析北美地区页岩气勘探开发特点与成功经验,对比我国页岩气形成的地质条件,可以得出以下几点启示:(1)页岩气是一种潜力巨大、近期可实现经济勘探开发的现实资源,应引起勘探开发决策的高度重视;(2)页岩气是一种广分布、低丰度、易发现、难开采的自生自储连续型非常规低效气藏,其勘探开发需要先进的技术、严格的成本控制、优惠的税收扶持政策以及考虑必要的环境保护;(3)我国页岩气形成的地质背景比北美地区复杂,页岩气的选区评价需要建立适合我国页岩气形成地质条件特点的标准.     

滇黔北地区筇竹寺组元素地球化学特征及古环境意义

南方下志留统龙马溪组页岩气已实现规模效益开发,下寒武统筇竹寺组为滇黔北地区潜在的页岩气接替层系.筇竹寺组页岩元素地球化学特征及形成的古环境研究,对于筇竹寺组页岩气评层选区具有一定的指导作用.通过A井筇竹寺组有机碳、主微量元素和稀土元素的系统测试,结合测井资料,按层段分析A井黑色页岩相关元素地球化学参数的变化特征,探讨黑...     

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。     

中国西南镇雄-赫章地区筇竹寺组高演化页岩气勘探方向

勘探实践表明中国西南的镇雄-赫章地区下寒武统筇竹寺组页岩气成藏条件优越,受强改造与高演化制约,筇竹寺组页岩气勘探尚未获得突破。为寻找热演化程度相对较低的有利保存区,基于钻井、露头、地震资料,通过编制关键期次岩相古地理图及古地质图,结合各沉积-剥蚀分区典型埋藏史分析,精细刻画镇雄-赫章地区沉积-剥蚀分区特征。结果表明:镇雄-赫章地区发育加里东期-海西期古隆起,控制二叠纪前沉积充填过程,沉积-剥蚀差异性明显。其中Ⅰ区及Ⅱ区缺失层系较多,且热演化间断时间长,热演化程度相对较低,为筇竹寺组页岩气有利勘探区。古隆起及周缘地区为海相高演化页岩气勘探的有利指向。     

贵州早石炭世岩相古地理演化及页岩气成藏特征

根据野外剖面层序地层研究和室内资料分析,结合最新钻井资料、区域地质调查资料等,并与国内外典型页岩气特征参数及聚集条件对比,综合研究贵州下石炭统页岩气富集条件、优选有利地区.贵州下石炭统发育4个层序,以台地相石灰岩为主,夹潮坪沼泽潟湖相白云岩和泥页岩,惠水、长顺以及六盘水等地区下石炭统旧司组(打屋坝组,第2层序)页岩、泥岩较发育.从页岩、泥岩的分布、厚度、有机质丰度、有机质类型、有机质热演化程度等特征,并与美国Barnett页岩等五大含气页岩主要评价参数以及涪陵焦石坝页岩气的分布、产出状态(游离气体积分数＞50％)等对比,认为黔南、黔西南地区旧司组具有页岩气聚集发育的条件,具有很好的勘探前景.其中,黔南最有利的地区是紫云-惠水一带,黔西南最有利的地区位于威宁-水城一带.该区页岩气应重视保存条件的研究,同时应重视游离气、夹层气的贡献.     

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。     

鄂尔多斯盆地上古生界富有机质泥页岩特征分析

通过国内外页岩气勘探研究现状给我们带来的启示,对鄂尔多斯盆地上古生界页岩气勘探研究现状进行了阐述,并对上古富有机质泥页岩特征进行了描述,通过对富有机质泥页岩分布,地化特征(有机碳含量、成熟度等)的分析得出以下几点认识:(1)鄂尔多斯盆地虽然为陆相沉积盆地,但多种非常规资源共存,有勘探页岩气的潜力;(2)上古生界富有机质泥页岩分布广泛,机质丰度高(TOC>2%),热演化程度高(Ro>1.3%),鄂尔多斯盆地或许将会成为陆相页岩气勘探的重要突破口。     

伊陕斜坡东南部延长组页岩气地球化学特征分析

鄂尔多斯盆地陆相页岩气勘探潜力巨大,但对于陆相页岩气成因类型的研究相对滞后,限制了对页岩气的进一步勘探和开发。通过综合化学组分分析和碳、氢同位素分析的手段对伊陕斜坡东南部延长组页岩气和原油伴生气的地球化学特征及成因进行研究。研究结果表明延长组页岩气(生产气和真空解吸气)和原油伴生气都以烷烃类气体为主,其中甲烷含量都小于95%,非烃气体含量比较低。页岩解吸气中,非烃气体比例相对较高,且氧气含量异常高,这与解吸装置密封性不好或者装置本身残留空气清除不彻底有关。页岩气和原油伴生气的甲烷含量低、干燥系数(C_1/C_(1~5))主要集中在0.6~0.9之间、C_2/C_3都小于3,δ~(13)C_1值分布于-52.0‰~-44.9‰之间、δ~(13)C_2值都小于-29‰,δ~(13)C_3值都小于-25.5‰和δD_1都小于-150‰,指示研究区页岩气和原油伴生气以陆相环境热成因的热解湿气(油型气)为主。页岩气和原油伴生气样品有相对高的正庚烷含量和正构烷烃(nC_(5-7))含量,δ~(13)C_2值分布于-41.1‰~-31.1‰之间,说明延长组页岩气与原油伴生气都属于偏腐泥型天然气。此外,延长组页岩气和原油伴生气碳同位素系列基本都属正碳同位素系列,且δ~(13)C_1与δ~(13)C_2值,δ~(13)C_2值与δ~(13)C_3值有较好的正相关关系,这也表明页岩气和原油伴生气具有相同或相似的母质来源。     

黔北凤冈地区页岩气吸附量影响因素分析

页岩气的吸附态是页岩气开采的主要来源之一,为了研究黔北凤冈地区影响页岩气吸附量的因素,选取凤冈1井(FC-1)等的页岩作为实验研究对象,分别进行了有机碳含量、矿物组分、孔隙结构和等温吸附曲线等分析。研究表明:凤参1井及相邻试验井页岩平均有机碳含量为4.97%,主要矿物质以石英、黏土矿物和钠长石为主,页岩孔隙的形状多为不规则的球形、椭球形、三角形;页岩对甲烷的吸附量与有机碳含量、黏土矿物质、有机质孔隙和压力呈正相关,与温度、石英矿物质、水含量呈负相关。适当进行储层改造,改善控制开采过程中页岩气解吸的影响因素,对提高页岩气开采效率、延长开采时间具有重要意义。     

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。     

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"。     

赣西北与焦石坝页岩气地质条件对比及启示

中上扬子地区上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组页岩气勘探已获得了突破,下扬子地区上奥陶统新开岭组-下志留统梨树窝组同样也具备一定的页岩气勘探潜力。两套页岩在形成构造背景、沉积环境、有机地化参数、储层特征等方面具有一定的相似性,均形成于深水陆棚-浅水陆棚的沉积环境,均经历了多期构造运动与改造,具有有机质丰度高、以Ⅰ型-Ⅱ1型干酪根为主、有机质成熟度达到了高成熟-过成熟演化阶段的特点。两套页岩在埋深与沉积环境的变化具有一定的差异性,主要表现为新开岭组-梨树窝组在修水-武宁向斜埋深相对较浅,沉积环境由深水陆棚相快速过渡至浅水陆棚相,优质泥页岩厚度较小。通过两区的地质条件对比分析,认为赣西北地区九瑞复向斜的正向背斜构造具有较好的页岩气成藏前景。     

页岩气选区评价方法与关键参数

页岩气是产自泥页岩等细粒沉积岩层中,并需要通过水平井钻探以及多段水力压裂技术才能商业开采的一类非常规天然气。在北美地区"页岩气革命"取得巨大成功的示范下,以及对页岩气资源量乐观评估结果的鼓舞下,国内近年来掀起了页岩气开发热潮。然而,北美地区页岩气取得的成功并非一蹴而就,经验之一是通过20世纪70年代以来即已实施的地质研究与工程技术研发计划,选择了一批页岩气资源禀赋高的页岩气区开展水平井钻探与多级水力加砂压裂。通过页岩气选区评价工作,按照页岩气评价参数标准,优选页岩气资源禀赋较高的有利区块以及具有商业开采价值的页岩气储层(即含气页岩)进行勘探,这是页岩气开采能否取得商业成功的关键一步。本文论述了页岩气选区评价的一些具体方法,对影响页岩气藏规模和产能大小的关键评价参数及其取值标准进行了探讨,并且对目前在页岩气评价认识上存在的一些问题进行了初步讨论。分析认为,有机质含量是评价页岩气资源禀赋高低的一个关键参数。北美地区主要页岩气开发区的含气页岩TOC质量分数均在2%以上。四川盆地南部龙马溪组底部伽马值最高的页岩气储层段的TOC质量分数一般在3%以上,为整个龙马溪组页岩层系中页岩气资源禀赋最高的层段,也是目前页岩气勘探的重要目的层段。埋藏浅、有机质高度富集的页岩以吸附气资源为主,而深层、高温高压条件下的页岩则以游离气资源占主导地位。页岩储层压力异常高有利于页岩气的保存与富集。在构造条件极为复杂、油气保存条件较差的中国南方地区开展海相页岩气勘探工作,不仅要面临钻完井工程技术上的巨大挑战,而且更要面临页岩气资源规模、水资源、地面管网设施以及开发经济性等诸多方面的挑战。     

牟页1井海陆过渡相页岩发育特征及其含气性?

南华北盆地广泛发育了以上古生界山西组、太原组为代表的海陆过渡相页岩;但是针对该地区的页岩气资源调查存在较多的空白方面。该地区第一口页岩气地质调查井——牟页1井的成功钻探对于获取南华北地区上古生界山西组、太原组泥页岩发育特征及含气量等重要参数有重要意义。通过对岩心样品进行有机地球化学、岩石矿物等实验,确定了牟页1井山西、太原组泥页岩具有中-高含量有机碳(山西组0.44%~5.10%、太原组0.92%~5.06%)、热演化程度高(镜质体反射率Ro2.0),有机质孔受有机质类型影响而不发育的特点。解吸法对岩心进行含气量测试,牟页1井山西组、太原组页岩地层具有较高的含气量,分别介于0.71~3.70 m~3/t、1.09~4.30 m~3/t之间,显示出南华北地区上古生界山西组、太原组具有良好的页岩气勘探开发潜力。同时数据拟合显示含气量与TOC和黏土矿物含量直接相关,说明有机质和矿物组分是影响该地区海陆过渡相页岩含气量的重要因素。     

浙西北下寒武统荷塘组页岩气勘探潜力

为了查明浙江地区下古生界页岩气勘探前景,通过分析浙西北地区下寒武统荷塘组页岩有机质丰度、类型、成熟度等地球化学特征,矿物组成、孔隙度等物理特征及沉积、构造环境和分布情况,研究了荷塘组页岩气富集条件和勘探潜力.结果表明:研究区荷塘组页岩有机碳的质量分数为0.32％～4.24％,有机质丰富,生烃潜力较好;镜质体反射率在2.81％～4.83％,热演化程度高,处于过成熟阶段,有利于页岩气藏形成;页岩平均孔隙度为2.74％,微米级孔隙发育,有利于页岩气的储集;等温吸附实验的最大吸附量分别为3.5 m3/t和5.16m3/t,吸附甲烷能力良好;页岩脆性矿物的质量分数达76％～86％,有利于页岩气的压裂开采.荷塘组泥页岩在浙西北地区广泛分布,有效厚度为10～60 m,在中洲-昌化一带埋深适中,具备较好的勘探前景.     

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。