四川盆地及周缘地区五峰—龙马溪组页岩气概况及前景评价

探讨四川盆地及周缘地区上奥陶统-下志留统五峰-龙马溪组黑色页岩的基础地质特征,并对该层页岩气前景进行评价。通过野外露头、钻井和地震剖面资料研究表明,四川盆地及周缘地区五峰-龙马溪组泥页岩分布于环乐山-龙女寺和黔中加里东古隆起地区,向川南、川北和川东方向逐渐变厚,厚度达200～500m;其中黑色页岩厚度的分布趋势与之相似,一般为20～80m。有机碳质量分数>1%,属腐泥型Ⅰ型干酪根,一般Ro>2%。黑色页岩段为海侵至最大海平面时的沉积产物,现今埋藏较浅,盆地内川南地区埋深1.5～3km,鄂西渝东地区埋深1.5～3km。川东及鄂西渝东过渡带埋深2～3.5km的黑色页岩段将是页岩气勘探的主要目标区,大巴山前缘是未来勘探的潜在有利区。     

川南盆地长宁页岩气田五峰组-龙马溪组成藏动力学过程及其意义

川南地区上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组黑色页岩层系是我国南方海相页岩气勘探开发最具代表性和示范性的地区,但其油气成藏过程及特征研究相对薄弱.基于含油气系统成藏动力学过程的基本原理,结合量化构造地质学、低温热年代学和盆地数值模拟等研究,以多期构造变形过程中五峰组-龙马溪组生烃动力学及其压力体系变化特征为载体,实现对其成藏过程的模拟表征和再现.以川南长宁页岩气田五峰组-龙马溪组页岩层系为研究对象,流体包裹体测试揭示其均一温度呈双峰分布特征,分别为120～140℃和160～180℃,捕获压力压力系数为1. 0～1. 1和1. 1～1. 3;低温热年代学定年和热史模拟揭示该区新生代地表抬升剥蚀量达2. 0～2. 5 km,五峰组-龙马溪组页岩热史模拟表明,中志留纪-中二叠世、晚二叠世-晚三叠世、早侏罗世-早白垩世和早白垩世以来烃源岩分别进入低成熟、中等成熟、高成熟和过成熟阶段.压力模拟结果显示,长宁地区五峰组-龙马溪组页岩层系早期长时间属于常压系统,至晚侏罗世地层持续埋深增温导致五峰组-龙马溪组生气速率达到高峰,地层压力剧增,逐步形成超压,早-中白垩世埋深达到最大,地层压力系数达2. 0左右...     

四川盆地五峰-龙马溪组深层页岩气勘探开发进展及建议

四川盆地五峰-龙马溪组页岩气资源量主要集中在大于3 500 m埋深范围内,对其实施勘探开发具有重要意义。通过明确四川盆地深层页岩气藏的主要分布范围,在总结分析深层页岩气藏中关于应力与物性关系、脆性与岩石破裂模式、水平应力差与压裂改造效果等方面的特征基础上,深入剖析在对四川盆地五峰-龙马溪组深层页岩气实施勘探与开发过程中出现的关于勘探开发风险深度、钻完井以及压裂技术等相关问题。对此提出以下几个方面的建议:埋深4 500 m为目前深层页岩气藏的勘探风险深度;在钻完井方面,建议采用强抑制水基钻井液,加强地震解释,优化水平井钻井轨迹和方位,采用旋转导向钻井工具等;在水力压裂方面,建议改变射孔方式,采用拉链式同步压裂,使用多尺寸粒径支撑剂以充填多级裂缝,考虑使用液氮等环保型压裂介质,建立和优化多流体运移机制的试井数学模型等。     

四川盆地南缘骑龙村剖面五峰——龙马溪组黑色页岩孔隙大小特征的重新厘定

以四川盆地南缘习水骑龙村剖面的上奥陶统—下志留统五峰-龙马溪组页岩气储层为例,探讨黑色页岩的孔隙大小特征与气体赋存的相关性。运用氮气吸附法对储层的微观孔隙进行定量测定,通过扫描电镜对页岩孔隙的微观特征进行定性分析,再结合页岩有机碳含量、Si/Al比值,对页岩的孔隙结构特征进行表征:(1)在排除SiO2质量分数>70%的页岩样品(孔隙主要以>1μm的宏孔为主)基础上,SiO2质量分数≤70%的页岩样品的孔隙中3～10nm的微孔,占孔隙总体积的50%～83%(平均值为71%),占比表面积的范围为86%～97%(平均值为94%);(2)甲烷吸附量、Si/Al和有机碳含量分别与3～10nm微孔的孔隙体积、比表面积成明显的正相关。综合表明四川盆地南缘五峰-龙马溪组页岩中孔隙<10nm的微孔才是主要气体存储空间。     

四川盆地下志留统龙马溪组页岩气勘探前景

利用野外露头、岩心、薄片及相关测试分析对四川盆地南部龙马溪组页岩气勘探前景分析。页岩厚度可达700m,有机碳丰度为0.15%～8.75%、生烃潜力大;页岩裂缝较发育,为页岩气提供了充足的储集空间。页岩其本身具有较强的抗破坏能力,是良好的盖层。四川盆地南部龙马溪组页岩层与美国成功开采的页岩气盆地的成藏条件相似,展示了该套页岩层具有良好的勘探潜力。     

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。     

四川盆地下志留统龙马溪组底部界线研究

针对下志留统龙马溪组底部界线划分问题,在前人研究的基础上,通过对四川盆地及周缘地区的野外剖面和
钻井岩芯的宏观与微观观察以及对录井、测井、分析化验等资料的分析,发现龙马溪组底部界线上下地层具有以下特
征上的差异：五峰组顶部灰质含量较高,腕足类化石丰富,测井曲线上表现为低伽马高电阻率,TOC 值较低,矿物组分
中方解石含量较高;而龙马溪组底部不含灰质,不含腕足类化石,笔石化石丰富,测井曲线上呈高伽马低电阻率,高黏
土和石英含量,TOC 出现峰值。研究认为检测灰质含量和对比电测曲线是现场划分龙马溪组底界最快捷和准确的方
法,能为四川盆地龙马溪组页岩气勘探提供一定的理论基础。     

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。     

四川盆地五峰组黑色页岩放射性元素含量特征及其地质意义

四川盆地五峰组中下部黑色页岩具有高总有机碳(total organic carbon, TOC)、高硅质含量、低黏土含量的特征,且硅质放射虫大量发育,通常认为其沉积水体深度较大,应超过上覆龙一₁亚段。对涪陵地区五峰组黑色页岩段与龙一₁亚段放射性元素含量特征开展了分析与对比,其中U含量、Th/U以及计算得到的平均相对水深,显示五峰组黑色页岩沉积时期其水体深度稍大于龙一₁亚段上部但小于龙一₁亚段下部,最大水深没有超过龙一₁亚段。同时五峰组黑色页岩Th、K含量反应的陆源碎屑注入量小于整个龙一₁亚段。涪陵地区五峰组闭塞的水体条件、较强的还原环境和较少的陆源碎屑注入量,加之温暖、湿润的气候条件,藻类和硅质生物发育和保存的适合程度超过了水深更大的龙一₁亚段下部,从而形成了与其相当甚至略高的TOC和硅质矿物含量。通过对四川盆地不同地区五峰组黑色页岩放射线元素含量特征分析,明确了中下部具有全盆地水体逐渐加深,陆源碎屑注入量逐渐减少的沉积环境变化特征,...     

四川盆地五峰组-龙马溪组有机质类型与有机孔配置的放射虫硅质页岩岩石学证据

通过氩离子抛光结合扫描电镜技术对四川盆地五峰组-龙马溪组放射虫硅质页岩有机质类型与有机孔的配置关系进行研究。结果表明：3种类型的过成熟有机质与有机孔的配置关系清晰地记录沉积有机黏粒复合体的成岩演化历程;岩化阶段,沉积有机黏粒复合体转化为干酪根黏粒复合体;低熟阶段,干酪根黏粒复合体转化为油前沥青黏粒复合体和迁移油前沥青;成熟阶段,油前沥青降解生成石油,相应地油前沥青黏粒复合体转化为固体沥青黏粒复合体,迁移油前沥青转化为固体沥青;高—过成熟阶段,有机质裂解产生湿气和干气,固体沥青黏粒复合体转化为焦沥青黏粒复合体,固体沥青化迁移油前沥青转化为焦沥青,石油也转化为焦沥青;焦沥青黏粒复合体和焦沥青化迁移油前沥青发育有机孔,即Ⅰ类和Ⅱ类有机质;焦沥青化石油缺乏有机孔,即Ⅲ类有机质;建议推广利用放射虫硅质页岩的岩石学特征研究页岩储层有机质类型和有机孔配置关系,并将有机黏粒复合体作为沉积有机质的重要赋存形式来判识原地有机质与迁移有机质。     

低勘探程度区页岩气水平井地质导向方法与应用——以渝东南地区LY1HF井为例

中国南方(除四川盆地外)海相页岩气勘探程度整体较低,地质条件复杂,水平井地质设计与导向难度大。为了提高低勘探程度区水平井钻探效果,从水平井地质设计、地质导向流程、标志层厘定与识别、地质模型建立与修改、最优甜点段优化等方面开展了地质导向方法研究。结果表明:①基于导眼井测井、地震、地层资料,建立钻前地质模型,利用空间几何关系,可较为准确的计算靶点的坐标和垂深;②总结出入窗前和水平段"两段式"地质导向方法,提出地质导向的关键是准确识别标志层、正确计算地层倾角、及时修改地质模型、适时优化最优甜点段、合理调整水平井轨迹,以提高最优甜点段钻遇率,同时确保井眼轨迹光滑,为后期完井和压裂顺利施工奠定基础;③LY1HF井使用该地质导向方法,甜点段钻遇率100%,气测显示良好,井眼轨迹光滑,取得了良好的钻探效果。     

四川盆地北部大隆组页岩气地质条件及勘探潜力

以最新钻井LB1井、7个野外露头剖面及部分老井资料为依托,探讨了四川盆地北部大隆组优质页岩的平面及纵向展布规律,认为优质页岩的展布受沉积相控制,呈NW—SE走向。在广元—旺苍地区发育盆地相,泥页岩厚度较小(10～20 m);盆地相两边发育深水陆棚相,泥页岩厚度较大(20～45 m);外围依次发育浅水陆棚或斜坡相,泥页岩厚度逐渐变小(0～15 m)。从斜坡相到陆棚相,再到盆地相,呈现出灰质逐步减少,硅质含量逐渐增加的特征,泥页岩厚度呈先大(深水陆棚相)后小(盆地)的趋势。另外,对LB1井地化特征、储层微观特征开展研究,并与已突破的焦石坝、丁山、东溪地区志留系页岩对比,分析认为,四川盆地北部大隆组优质页岩具有高有机碳、高含气量、有机质类型好、成熟度适中及可压性好等特点。根据高有机碳的特点,认为无定形体有机质的广泛发育是高有机碳含量的基础,缺氧硫化环境是保存的关键。根据高含气量的特点,认为含气性和比表面积具有较好的相关性,而对比表面积贡献较大的主要是有机质含量。最后评价了中国石化矿权内大隆组勘探潜力,认为资源量较大,值得进一步开展工作。