我国富含有机质泥页岩发育特点与页岩气战略选区

我国页岩气勘探才刚刚起步,目前研究主要集中在页岩气成藏条件和有利区评价方面。页岩气有利区优选还处于富含有机质泥页岩优选阶段,优选出的主要是页岩气发育远景区。受复杂地质背景和多阶段演化过程的影响,我国含油气盆地类型多、盆地结构复杂,盆地的不同演化规律直接控制着富含有机质泥页岩的发育与分布。为此,依据形成环境将富含有机质泥页岩划分为海相厚层富含有机质泥页岩、海陆交互相及陆相煤系地层富含有机质泥页岩、湖相富含有机质泥页岩这3种类型,并分别探讨了其页岩气勘探开发前景。结论认为：①海相厚层富含有机质页岩是我国近期页岩气勘探的首选;②海陆交互相及陆相煤系地层富含有机质泥页岩单层厚度较薄,但与致密砂岩气和煤层气有共生条件,发展页岩气与致密砂岩气等多类型天然气资源多层合采技术具有十分现实的意义;③湖相富含有机质泥页岩成岩程度普遍不高,需要进一步优选岩石强度较大、具备裸眼完井条件的层位进行勘探开发。     

四川盆地页岩气成藏地质条件

与传统上的“泥页岩裂缝气”并不完全相同，页岩气是主体上以吸附相和游离相同时赋存于泥岩及页岩地层中的天然气。四川盆地经历了克拉通和前陆盆地演化过程中复杂的构造变动，形成了与美国典型页岩气盆地相似的构造演化特点和地质条件，其中的古生界页岩不仅是盆地内常规气藏的烃源岩，而且还是页岩气成藏及勘探的主要对象，目前已发现了页岩气存在的大量证据。根据演化及勘探地质特点，四川盆地非常规天然气具有两分格局，东南部以页岩气为主而西北部以根缘气为主，古生界主体发育页岩气而中生界主体发育根缘气。川东和川南地区（包括川西南）古生界生气页岩发育厚度大、有机质含量高、埋藏深度小，下寒武统和下志留统具有良好的页岩气成藏及勘探地质条件；川中地区同时发育中、古生界烃源岩，上三叠统、下志留统和下寒武统可作为页岩气勘探的有利层位；川西中生界泥/页岩常与致密砂岩形成频繁互层并产生具有砂岩底部含气特点的根缘气，整体上存在着页岩气发育和勘探的远景条件，局部埋藏相对较浅的高碳泥/页岩是页岩气勘探的基本对象。     

阿尔金南缘山前侏罗系页岩气地质特征

阿尔金南缘山前侏罗系泥页岩发育,但页岩气勘探尚未涉及。以野外地质调查和岩心观察描述为基础,通过采样分析测试,厘定了阿尔金山前侏罗系泥页岩层段的分布和有机地化特征,识别出了有效页岩的赋存层位和分布区域。发育于半深湖环境的大煤沟组,是侏罗系泥页岩层段的主体,沿山前呈NE-SW向条带状展布。泥页岩总有机碳含量主要分布于1.00%~5.19%,有机质成熟度主要分布于1.11%~2.87%,有机质类型以Ⅱ₁-Ⅱ₂型为主。借鉴北美经验,认为山前大煤沟组泥页岩层厚较大,有机质丰度高,类型和热演化阶段适宜生气,页岩气发育的地质条件较好;月牙山区带、黑石山-三脚架区带、柴水沟-清水河区带以及茫崖1号沟区带为4个页岩气有利区。      

中国首个大型页岩气田典型特征

2012年11月28日JY1井龙马溪组页岩气层测试获得日产20.3×104 m3高产页岩气流,宣告了涪陵页岩气田的发现,并于2014年7月10日向国家储量委员会提交了国内第一块页岩气探明地质储量。勘探开发实践证明,涪陵页岩气田储层为海相深水陆棚相优质泥页岩,厚度大,分布稳定,中间无夹层。气田具有气井产量高、气藏压力高、天然气组分好、试采效果好的特点,属于中深层、高压、优质天然气藏。通过区域沉积背景、岩性、微观孔隙结构、物性、气源、气藏特征、测井响应特征及气井生产特点等方面的综合研究,表明:1涪陵页岩气田龙马溪组属于深水陆棚静海沉积环境,富有机质泥页岩发育;2龙马溪组泥页岩热演化程度适中,纳米级有机质孔隙发育;3天然气源于龙马溪组自身的烃源岩母质;4涪陵龙马溪组页岩气藏具有与北美典型页岩气藏类似的地质特征和开发生产规律。从而较全面证实了涪陵龙马溪组页岩气田是典型的原地滞留、自生自储页岩气。     

川西须家河组泥页岩气成藏条件与勘探潜力

四川盆地川西坳陷上三叠统须家河组具备泥页岩气藏形成的地质条件，其泥页岩厚度大，分布广；有机质丰度高、母质类型好、成熟到过成熟，概略计算资源量为8.4×10¹² ~33.5×10¹²m³，为第四次全国资源评价同一地区常规天然气聚集资源量的3.8~15.3倍，川西坳陷泥页岩气具有广阔的勘探前景，有望成为该区天然气资源接替的新类型。目前在对上三叠统的钻探中，须家河组泥页岩普遍表现出超高压和活跃的气显示，在砂、泥岩频繁互层段已经获得工业气流。川西致密砂岩气藏勘探技术可直接为泥页岩气勘探服务，同时还需要发展钻探深层泥页岩气藏的水平井钻井、完井技术和泥页岩储层改造技术。     

桂中坳陷中泥盆统罗富组富有机质泥页岩特征及意义

通过全岩X衍射、黏土矿物X衍射、有机地球化学特征分析，研究桂中坳陷中泥盆统罗富组富有机质泥页岩特征。该泥页岩主要发育于台盆环境，岩性主要为黑色泥页岩、碳质页岩、硅质页岩和硅质泥页岩；鹿寨南部有机碳含量最高超过2.55%，合山-上林一线西北部最高超过3.0%；有机质类型为Ⅰ-Ⅱ₁型为主的混合型，生烃潜力较大，热演化程度高，具备页岩气藏发育的良好地质条件。页岩气富集因素分析表明，南丹-天峨一线与合山附近区域页岩气聚集条件较优越，是桂中坳陷中泥盆统罗富组页岩气勘探开发的有利区域。      

海陆过渡相岩性频繁互层型页岩气潜力评价方法——以鄂尔多斯盆地临兴区块下二叠统山西组为例

海陆过渡相页岩气高效勘探亟需建立有利区评价流程及选区参数体系。为此,以鄂尔多斯盆地东缘临兴区块下二叠统山西组2段（以下简称山2段）页岩气为例,在对区内4口页岩气探井的泥页岩层段岩心观察和含气量、地球化学、岩矿、储层物性、岩石力学等实验测试参数分析的基础上,建立了海陆过渡相页岩气勘探评价流程和参数指标,评价了山2段页岩气有利区及勘探潜力。研究结果表明：(1)相比于海相页岩,该区海陆过渡相煤系泥页岩层段中相对富气的泥页岩层段中—薄层泥页岩与煤层（线）、致密粉砂岩（砂岩）频繁互层,具有“含气泥页岩层段岩性复杂多样、砂质夹层发育”的特点;(2)该区海陆过渡相泥页岩有机质类型以混合型、腐殖型干酪根为主,有机质丰度和成熟度较高,生气能力强;储集层具备高储集能力,介孔和微裂缝发育;富有机质夹薄层砂岩条带的岩性组合相对有利富气,且脆性矿物含量高,有利于改造;(3)结合页岩气富集性与可压性地质参数测井解释、地质综合相类比等方法,建立了“五步四关键三原则”的海陆过渡相页岩气评价流程,形成了海陆过渡相页岩气的有利区评价方法。结论认为,该区山2段海陆过渡相页岩气勘探前景中等偏上,并落实区内山2段3类页岩气勘探...     

中国陆相页岩气的形成条件

虽然目前北美工业性开发的页岩气资源均在海相沉积地层中,但我国已在陆相泥页岩中获得了页岩气勘探开发的重要突破,陆相页岩气的资源潜力也正随着勘探实践的深入而被逐步揭示。为此,在研究我国陆相富有机质泥页岩分布特点的基础上,分析了主要盆地陆相富有机质泥页岩的基本地质条件和有机地球化学参数。结果认为,我国形成陆相页岩气富集具有6个方面的有利条件：累计厚度大、有机质类型多样、储集空间丰富、保存条件好、资源丰度高、地表条件好。结论指出：我国陆相富有机质泥页岩主要分布在华北及东北区、西北区及南方局部地区的中-新生界,形成陆相页岩气富集主要具有上述有利条件,而且我国陆相富有机质泥页岩发育区多与常规油气勘探开发成熟区重叠,具有资料和基础设施等方面的优势,因此具有更好的经济可采性;虽然我国陆相富有机质泥页岩具有相对较低的有机质热演化成熟度,目前多处于生油和湿气窗阶段,页岩气和页岩油在微观和宏观上呈共生伴生关系,但通过异同点对比分析后认为,我国陆相页岩气比页岩油具有更好的可采潜力。     

中国页岩气资源前景与战略地位

随着页岩气开采技术进步和勘探投入条件的改善,页岩气的开采活动将进一步繁荣和快速扩展。在介绍国内外页岩气资源量的基础上,分析了中国页岩气资源勘探开发前景以及页岩气资源的战略地位。研究表明：从我国油气总体发展的战略角度,积极寻找天然气后备资源已是当务之急;我国地质历史时期广泛发育的富含有机质的页岩地层具有优越的页岩气形成与富集条件,资源潜力巨大,勘探开发前景广阔,必将成为新的天然气勘探开发重要领域。建议加大页岩气资源的研究力度和勘探投入,形成我国的页岩气资源储备和勘探开发特色技术;我国南方的古生界下组合泥页岩、北方中生界泥页岩等层系具有较好的页岩气勘探前景,建议通过老井复查优选有利井段进行试气和试采,以点带面,开创页岩气勘探开发新局面     

四川盆地陆相页岩气形成条件及勘探开发前景

与北美页岩气主要形成于海相富有机质泥页岩层系相比,我国主要含油气盆地页岩气具有赋存于陆相及海陆过渡相富有机质泥页岩层系的特点,是未来非常规油气资源勘探开发新的重要领域。为此,综合应用野外地质剖面勘测、岩心及其测试分析资料,对四川盆地陆相页岩气形成条件、含气特征及可采性等进行了分析。结果表明：四川盆地上三叠统须家河组和下侏罗统自流井组的河、湖相泥页岩具分布广、厚度大、有机质丰度较高、保存条件好、脆性矿物含量高的特点,有利于页岩气的成藏和压裂改造。通过老井复查和常规兼探,已在川东建南、涪陵地区和川东北元坝地区自流井组,川西新场地区须家河组泥页岩中获得良好的天然气显示和工业气流。结论认为：四川盆地陆相页岩气与北美海相页岩气形成条件相当,优于圣胡安盆地海陆过渡相Lewis页岩,具有良好的勘探开发前景。初步优选川中阆中-平昌、三台-广安,川东南涪陵-长寿为自流井组页岩气勘探的有利地区,川西孝泉-新场、川中三台-广安为须家河组（须五段）页岩气勘探的有利地区。     

北美TMS页岩油地质评价及勘探有利区预测

北美页岩油气的商业开发已引起全球各国的高度关注,中国能源企业也将目光投向海外市场,因此,及时掌握海外页岩油气区块地质特征及资源潜力意义重大。对于资料不够丰富、要求快速评价出勘探有利区的海外页岩油气区块来讲,页岩的资源条件和开采条件是最基础的评价内容。对北美X地区TMS(Tuscaloosa Marine Shale)页岩油资源条件和开采条件分析表明,TMS页岩具有页岩厚度大、有机碳含量高、有机质处于生油高峰阶段、页岩埋深和黏土矿物含量适中、页岩储层顶底板保存条件较好等特点,具有很好的页岩油勘探潜力。利用多层次模糊综合评判法优选TMS页岩油有利区,其勘探选区可分为5类,Ⅰ类区综合评价系数大于0.75,为极有利区,主要分布在研究区的中部;25个地理区块中,V区块页岩油勘探潜力最大,P1区块页岩油勘探潜力丰度最高。     

Geological characteristics and gas potential analysis of the Biluocuo oil shale in the southern Qiangtang Basin,China

Shale gas exploration in the Qinghai–Tibet area has lagged behind as compared to the other regions of China, and no shale gas reservoir has been discovered till yet. The analysis of the geological and reservoir characteristics of the Biluocuo oil shale samples from the southern Qiangtang Basin indicates the following findings. The oil shale has a high organic matter content, and the average mass fraction of organic carbon is 4.62%. Additionally, the organic matter is type II. The thermal evolution of organic matter has reached from a low to a high mature stage, and the porosity and permeability are 1.25% and 0.0102 mD, respectively. The rocks are highly brittle, and the primary mineral components are calcite and quartz, whose average contents are 58% and 22%, respectively. Moreover, the rock has a high adsorption capacity. Furthermore, a comparison with the five major shale gas systems in North America found the following. The Biluocuo oil shale is similar to the Barnett shale and Ohio shale, particularly to the Barnett shale. This comprehensive analysis indicates that the Biluocuo oil shale has considerable gas potential and is a key formation for shale gas exploration in the Qinghai–Tibet area.     

页岩气形成条件及成藏影响因素研究

美国5大页岩气盆地的勘探开发实践已证明,页岩气是一个很有潜力的非常规油气勘探新领域,资源丰富。页岩气与深盆气、煤层气一样属于"持续式"聚集的非常规天然气。在页岩气系统中,富含有机质的页岩既是系统的烃源层又是储层,也可能是盖层,各产层地质、地球化学条件迥异。页岩气存在形式主要以吸附气与游离气为主,形成机制可划分为生物成因、热成因及二者混合成因。页岩气的地质储量丰富,影响其成藏的因素主要有总有机碳、有机质类型和成熟度、产层孔隙度、地层压力及裂缝发育程度等,同时还要兼顾各参数之间的联系。四川盆地发育2套优质页岩(下寒武统筇竹寺组和下志留统龙马溪组),与美国5大页岩气盆地相比,具备形成裂缝性油气藏所需的优越的地质、地球化学条件,是一个天然气勘探开发值得高度重视的新领域。     

鄂尔多斯盆地富县区块中生界页岩气成藏条件与勘探方向

鄂尔多斯盆地富县区块靠近盆地中心,发育大套黑色页岩,是页岩气成藏的有利区,分析其成藏条件对于明确该区页岩气下一步勘探方向具有重要意义。为此,根据页岩气成藏类型及成藏要素,对该区页岩分布、页岩埋藏深度、有机质丰度及类型、有机质热演化程度、孔隙度和渗透率、微裂缝、等温吸附特征与含气性等成藏条件进行了分析。结论认为：该区中生界延长组“张家滩页岩”具备页岩气富集成藏的条件;页岩厚度、有机碳含量、干酪根类型、成熟度、埋深和裂缝发育程度是该区页岩气勘探选区评价的关键地质参数。结合勘探过程中钻井气测异常的分布情况,指出该区块西南部和中部为下一步应关注的2个有利勘探目标。     

美国密歇根盆地安特里姆页岩气区带成藏特征

安特里姆页岩广泛覆盖在北美古大陆的中下泥盆统之上,其中,生物成因的天然气富集于埋深浅、欠压实、富含有机质的页岩储集层内,气体多被有机质和黏土吸附。诺伍德段和拉钦段有机质含量最高,为区带内最主要的页岩气勘探层。对密歇根盆地的安特里姆页岩气区带的烃源岩及其厚度、物性特征、矿物含量以及裂缝系统和成藏作用进行了探讨,并对区带的勘探潜力进行了评价。该区安特里姆页岩经历较深的埋深后又被抬升遭受大气淡水淋滤,在适宜的条件下生成生物气并成藏。安特里姆页岩气成藏特征的研究将会对中国页岩气勘探有所裨益。     

国内页岩气地质理论研究进展

随着北美页岩气勘探、开发所取得的巨大成功,国内页岩气的研究也迅速发展起来。近年来发表了大量的相关文献,但大多都着重对某一方面进行论述。在对大量相关文献研究的基础上,从成藏机理、地质特征、勘探方法、选区评价与资源量计算等方面对页岩气的地质理论进行了系统的总结与分析。对照北美页岩气的研究进展,分析了中国在页岩气研究中存在的问题,并认为中国页岩气的勘探开发应首先选择地质、经济条件合适的地区进行技术攻关,然后再向全国推广。     

上扬子地区早古生代页岩气与北美Barnett页岩气潜力对比

上扬子地区早古生代牛蹄塘组和龙马溪组发育两套分布广、厚度大、有机质含量高的页岩,目前相关的试验性页岩气开采较少,对其潜力缺少定量或相对定量方面的评估。北美地区Barnett页岩是页岩气开采历史最长,产量最高的页岩,建立了可靠的页岩气潜力的评价标准,对比评价上扬子地区早古生代页岩气潜力不失为经济有效的方法。通过比较发现,上扬子地区早古生代页岩与Barnett页岩具有相似的构造沉积背景和发育规模,二者之间具有很强的可比性。地球化学特征对比发现,上扬子地区早古生代页岩的有机质丰度、类型、成熟度、页岩气类型和有机质转化率等相关参数与Barnett页岩类似或更有利,认为其资源潜力不低于Barnett页岩,具有进行较大规模试验性开采的条件。