四川盆地侏罗系湖相页岩油气地质特征及勘探开发新认识

近年来,中石油、中石化、壳牌等国内外能源公司相继对四川盆地侏罗系自流井组大安寨段湖相页岩开展了油气勘探工作。为了有效地指导湖相页岩油气的相关勘探开发工作,针对该盆地侏罗系湖相油气资源量与储量不匹配、致密储层物性与油气产量不匹配等矛盾,综合岩心、露头、钻井、测井、试油、分析化验等资料,对侏罗系湖相油气系统开展了页岩油气地质特征、勘探开发对象等方面的研究工作。研究结果表明:①四川盆地侏罗系发育自流井组东岳庙段、大安寨段以及凉高山组上段共计3套优质页岩层系,具有源储一体、源储紧邻的特点,是典型的页岩油气发育层系,其中又以大安寨段为典型代表;②大安寨段页岩层系具有有机质含量高、有机质类型好、热演化程度适中、生烃能力强、页岩物性好、储集性能优、脆性矿物含量高、源储配置关系好、页岩厚度大、含油气性好等特征,是典型的页岩油气藏;③通过对大安寨段万吨井的解剖以及页岩有机质含量、热解参数、储层物性等试验数据揭示,该页岩油气藏存在着页岩与介壳灰岩两类储层的油气补给,并且前者的补给能力可能更强,故而页岩层系是侏罗系湖相页岩油气储量有效动用的主要对象;④基于目前的新认识,以页岩油气为勘探对象,通过非常规油气的技术手段,采用水平井+体积压裂技术,该层系一定会取得新的油气勘探突破。结论认为,该项研究成果可以为四川盆地侏罗系湖相页岩油气的资源发现以及储量有效动用等提供理论和技术支撑。     

川东地区侏罗系自流井组大安寨段致密储层油气成藏特征

川东地区侏罗系自流井组大安寨段具有“近源成藏”特征。通过烃源岩评价、流体包裹体分析、埋藏史恢复等方法,对川东地区侏罗系自流井组大安寨段储层特征与油气成藏进行了研究。研究结果表明: ①川东地区侏罗系自流井组大安寨段泥页岩有机质类型主要为Ⅱ型,实测残余有机碳质量分数平均为0.67%,生烃潜量为1.53mg/g,有机质热演化程度为1.1%～1.3%,总体上,大安寨段烃源岩有机质丰度中等偏下,处于生烃高峰期。②研究区大一亚段岩性以介壳灰岩和灰岩为主,构造缝为最主要的储集空间类型,其次为沿构造缝发育的溶孔(洞)、溶蚀微孔,储层物性较差,为特低孔特低渗储层。③研究区大安寨段油气藏存在2期原油充注和1期天然气充注,2期原油充注时间分别为距今约140Ma和25Ma,其中第一期为相对低成熟度的原油充注,第二期为相对高成熟度的原油充注,且后者为主要充注期,天然气充注时间与第二期原油充注时间一致,主要为原油伴生气。     

川东地区下侏罗统大安寨段页岩气（油）成藏条件

近期在四川盆地东部地区万县向斜南段,于下侏罗统自流井组大安寨段湖相黑色页岩夹薄层介壳灰岩组合中,有多口井钻获中、高产油气流。为证实大安寨段具备良好的页岩气（油）成藏条件和勘探潜力,首先分析了其油气地质特征：①大安寨段为淡水湖泊沉积体系,发育有滨湖、浅湖、湖坡和深-半深湖4种亚相,对应完整的湖侵-湖退旋回过程,可划分为低位、湖侵、早期高位和晚期高位4个沉积体系域;②穿越各亚相带的等时地层格架控制了大安寨段自生、自储、自盖页岩气（油）成藏组合条件;③以湖侵体系域的凝缩段和早期高位体系域中偏向深湖一侧的浅湖滩缘、湖坡和半深湖亚相为有利页岩气（油）储集相带,储层并非为单一的岩石类型,而是碳质页岩与泥质介壳灰岩的薄互层组合体。在此基础上,以有机质丰度、成熟度、厚度、埋藏深度及脆度为页岩气（油）的五度评价标准,结合该区页岩的成分特征和裂缝发育状况对大安寨段页岩气（油）的成藏地质条件进行了深入分析。结论认为：川东地区大安寨段具备优越的页岩气（油）成藏地质条件,可列为四川盆地非常规能源规划的主要目标和有利勘探区之一。     

川东北地区大安寨段陆相页岩气藏地质特征

为探索陆相页岩气藏地质特征及勘探开发潜力,以川东北元坝、涪陵地区侏罗系自流井组大安寨段为例,通过岩心观察、薄片鉴定、X射线衍射、有机碳含量分析、扫描电镜、高压压汞和氮气吸附等测试手段,重点研究了陆相页岩沉积环境与岩性、有机地球化学特征、储集空间与含气性、矿物组成、流体性质等气藏地质特征。研究结果表明,大安寨段发育浅湖—半深湖相富有机质页岩,岩性以页岩夹条带状或薄层状砂岩、介壳灰岩为主,有机质类型为Ⅱ_2型或Ⅲ型,TOC为0.33%～3.78%,R_o为1.11%～1.82%,总体处于成熟—高成熟演化阶段;页岩储层以无机质孔为主,孔隙度为1.5%～6.7%,以小于2nm的微孔和2～50nm的介孔为主,具有良好的含气性(含气量平均为1.49m~3/t);页岩可压裂性较好,脆性矿物含量平均达51%。已有12口井获高产油气流,总体表现出良好的勘探开发潜力。在对比研究陆相页岩与海相页岩特征差异性基础上,进一步明确有利沉积相是川东北地区大安寨段陆相页岩气富集高产的重要基础,同时受控于岩石组合及岩性成分、有机碳含量、物性参数、流体压力和微裂缝发育程度,以上认识可为四川盆地侏罗系陆相页岩气最佳勘探开发层系优选提供依据。     

四川盆地陆相页岩油成藏地质特征与重大发现

四川盆地下侏罗统发育陆相湖盆页岩,烃源岩品质好、有机质丰度高、页岩油资源丰富,以往研究主要关注自流井组大安寨段,其他层位研究较少。通过分析侏罗系页岩沉积环境、有机质丰度、类型、成熟度等地球化学特征,以及页岩储集性能、储集空间类型等地质条件,明确了下侏罗统湖相页岩油的地质特征及资源潜力。结果表明：四川盆地发育自流井组东岳庙段、大安寨段和凉高山组3套湖相页岩,页岩TOC含量一般大于1.0%;有机质类型为Ⅱ₁—Ⅱ₂型,3套页岩均具有较好的生烃潜力;R_o值为1.00%～1.82%,热演化程度为中等偏高。页岩厚度大、分布面积广,页岩平均孔隙度为4%～9%,页理缝发育。东岳庙段为平缓的广盆静水沉积环境;大安寨段为侏罗系最大湖泛期沉积,表现为深盆深水环境;凉高山组为广盆浅水环境。页岩发育纯页岩型、页岩-碳酸盐岩互层型、页岩-砂岩互层型3种组合样式。通过对页岩油富集层段进行评价,明确纵向上划分5个甜点段,平面上划分稀油区、轻质油区和凝析油气区3个区带。特别是平安1井等的重大发现,证实了四川盆地侏罗系具备良好的页岩油勘探开发潜力。     

陆相页岩气成藏地质条件及富集高产主控因素分析-以元坝地区为例

元坝地区在下侏罗统泥页岩层段获得高产页岩油气流。其中,千佛崖组页岩气水平井产量稳定,油气并产;自流井组大安寨段直井常规侧试单井气产量最高达21 × 104 m3/d。文中通过分析总结元坝陆相页岩气特点和勘探开发成果认为：元坝地区泥页岩主要发育在浅湖、半深湖沉积相带,具有厚度大、有机质丰度高、有机质类型好、热演化程度适中、储集物性及含气性好,以及可压性等特点,具备陆相页岩气形成的有利地质条件;沉积相带控制了富有机质泥页岩的空间展布,岩相控制了物性特征及可压裂性,裂缝和超压控制了页岩气的高产。同时,初步建立了陆相页岩气有利区选区标准：半深湖一浅湖相带,暗色泥页岩累计厚度不小于30 m,TOC不小于1%,Ro不小于1.1%,孔隙度不小于2%,含气量不小于0.5 m3/t,理深在500-4200 m,裂缝发育,地层压力系数不小于1.30     

川东南涪陵地区下侏罗统页岩油气地质特征

结合钻井、岩心、野外露头、测井等成果,从富含有机质页岩空间展布、地化特征、岩石矿物学、孔渗性特征和地质力学性质等方面,采用页岩气目标优选评价综合分析方法,对川东南涪陵地区下侏罗统大安寨页岩油气地质特征进行了综合研究,着重定量评价了有机碳含量、镜质体反射率、含气量、孔隙度、脆性矿物含量、岩石矿物成分、岩石力学参数等评价指标,初步证实该区页岩与美国Bakken页岩具有类似特征。涪陵大安寨泥页岩与灰岩、砂岩互层频繁,半深湖-深湖页岩为有机质富集的有利岩相。大安寨上亚段灰岩厚10~30 m,物性表现为低孔、特低渗特征;下亚段富有机质页岩夹薄层灰岩、砂岩,微孔缝发育,孔隙度高。页岩有机碳含量平均为1.33%,粘土矿物平均含量为51.7%~56.1%,石英平均含量为33%,现场实测平均含气量为1.66 m³/t,处于凝析油-湿气的高成熟阶段;杨氏模量为29 GPa,泊松比为0.30,有利于压裂形成网络裂缝。大安寨段中部浅湖相区岩性组合特征更有利于裂缝发育,是大安寨段页岩气勘探有利地区,评价优选出有利区面积820 km²。     

四川盆地侏罗系大安寨段湖相页岩油气形成地质条件及勘探方向

随着认识的不断深入和工程技术的进步,页岩油气已经正式进入我国储量序列,正在有序开发。通过岩心、露头、钻井、测井以及大量的分析化验资料,对四川盆地侏罗系大安寨段湖相页岩油气的形成地质条件和资源潜力进行系统分析和评价。研究结果表明:①大安寨段湖相页岩主要发育在大一三亚段浅湖、半深湖泥,有机碳含量平均为1.15%,有机质类型均以Ⅱ型干酪根为主,镜质体反射率介于0.8%～1.4%,处于成熟—高成熟阶段,页岩厚度大,生烃能力强,具备形成页岩油气的物质基础。②大安寨段页岩以黑色、灰黑色页岩与生物介壳灰岩不等厚互层为主,脆性矿物平均含量为63.4%含量较高;页岩孔隙度平均为5.92%,储集条件好,储层发育微米—纳米级孔隙,具备储集页岩油气的储集空间,有利于页岩储层的改造。③大安寨段湖相页岩油气具有埋藏浅、保存条件好、压力系数高等优越条件,按照有机碳含量大于1.5%的范围,计算页岩油资源量为70×10~8 t,页岩气的资源量为3.5×10~(12) m~3,结合大安寨段页岩油气评价指标,优选出射洪—遂宁—南充—蓬安—仪陇—南部页岩油气勘探有利区近1×10~4 km~2,并建议在公山庙、龙岗地区开展先导试验工作。     

四川盆地中部侏罗系大安寨段致密油富集高产控制因素

基于岩心观察、铸体薄片鉴定、储集层荧光、油气地化特征以及测试资料分析,研究四川盆地中部侏罗系自流井组大安寨段致密油富集高产控制因素。川中侏罗系大安寨段介壳灰岩、泥质介壳灰岩以及致密灰岩均含油;不仅介壳灰岩中溶蚀孔和裂缝含油,而且致密灰岩基质孔(微裂隙和晶间孔)也均含油,呈现大面积普遍含油特征,其是油气井低产周期长的主要原因。在大面积普遍含油基础上,来自上三叠统须家河组的天然气为川中低幅度无水大安寨段致密灰岩储集层中石油运聚提供了动力,驱动致密灰岩基质孔中分散原油的运移聚集,使得高气油比井分布较多的川中西部构造石油富集程度较高,而川中东部受华蓥山大断裂的影响,断裂普遍断穿大安寨段,导致储集层中的天然气沿断裂运移到大安寨段以上地层富集或者散失,储集层缺乏天然气驱动,导致其油气富集程度不如西部。     

川东北地区下侏罗统自流井组大安寨段陆相页岩脆性特征及其控制因素

以川东北地区下侏罗统自流井组大安寨段页岩层系为研究对象，通过系统开展岩相与矿物组分、动态和静态岩石力学性质以及成岩作用等研究，明确了大安寨段不同夹层类型页岩的脆性特征及其控制因素。结果表明：(1)大安寨段陆相页岩层系内主要包括黏土质页岩、粉砂质页岩、介壳灰质黏土质页岩和介壳灰岩4种岩石类型，整体表现为高黏土矿物含量、碳酸盐矿物局部富集特征。长英质矿物以陆源碎屑来源为主，有机质丰度与黏土、长英质和碳酸盐矿物含量间相互关系复杂。(2)页岩脆性受矿物含量、矿物结构及其相互关系共同影响。大安寨段处于中成岩阶段，固结程度较低，长英质矿物对脆性影响弱于碳酸盐矿物。钙质介壳含量的增加导致动、静态岩石力学参数的差异，并降低了岩石破裂及裂缝扩展所需的能量消耗。(3)大安寨段夹层类型多样，矿物组成与结构复杂。夹层结构均一型页岩动、静态力学参数具有良好正相关性，夹层结构不均一型（介壳夹层）页岩动、静态杨氏弹性模量总体负相关。因此，应充分考虑岩性、夹层类型、岩石力学性质差异性和成岩作用等因素，建立侏罗系陆相页岩脆性与可压裂性评价体系。上述结论对深化复杂夹层类型陆相页岩油气储层脆性认识与地质-工程甜点评价具有重...     

川东北地区侏罗系油气地质特征与成藏主控因素

基于四川盆地东北部(川东北)地区区域构造演化和侏罗系油气地质条件研究,分析了研究区侏罗系油气地质特征与成藏主控因素。认为川东北地区经历了从内陆克拉通之后的大型淡水坳陷湖盆阶段向大巴山前陆盆地阶段的转换过程。同时,通过对川北前陆盆地生烃演化与油气运移特征,大巴山构造演化与圈闭发育特征,及其对油气成藏作用分析,剖析了川东北地区侏罗系自流井组大安寨段、凉高山组、沙溪庙组油藏成藏主控因素和富集规律,指出川东北地区侏罗系油藏为成岩后期油藏,即成岩压实作用之后烃源岩才大量生烃,聚集成藏,表现为储层成岩演化与生烃演化的不协调性,导致研究区含油气层系多、发育不规则、油气分布分散而又不均匀,且油气层只产油气、不产水。     

四川盆地陆相页岩油气富集主控因素及类型

四川盆地陆相页岩气勘探虽然已在涪陵、元坝等地区下侏罗统大安寨段获得工业气流,但与海相下志留统龙马溪组页岩气相比,富集条件存在较大的差异,勘探潜力尚待探索。通过X衍射矿物组分、有机地化、氩离子抛光-扫描电镜、压汞-吸附联合测定、脉冲渗透率、纳米CT、含气性测试等方法技术,对控制陆相页岩气富集的岩性组合、成熟度和压力3个关键因素进行了研究。湖相碳酸盐湖坡风暴滩沉积的页岩与介屑灰岩不等厚互层,具有良好页岩气生烃(有机质丰度大于1.4%)、储集(孔隙度大于3%)、渗透(水平缝发育)和可压裂(脆性指数大于0.6)的配置条件,为最有利的岩性组合类型;成熟度控制着页岩储层有机质孔的发育和页岩油气的生成(以成熟度1.3%为界);超压(压力系数大于1.2)是陆相页岩油气富集高产的关键。据此将陆相页岩油气富集类型划分为超高压高成熟页岩与灰岩互层页岩气型和超压低成熟页岩与灰岩互层页岩油气型;优选涪陵北东岳庙段和元坝大安寨段为页岩气有利目标,涪陵北和阆中-平昌大安寨段、建南东岳庙段、元坝千佛崖组二段为页岩油气较有利目标。     

四川盆地致密油勘探开发新认识与发展潜力

在国内加大油气勘探开发力度的大环境下,非常规领域成为目前常规油气勘探开发的有力补充,在部分油田呈现出常非并举的发展势头,除页岩气而外,致密油是目前增储上产的重要对象。在系统梳理、分析、总结四川盆地侏罗系大安寨段致密油特征基础上,根据最新烃源岩、储层、源储配置等分析实验样品以及勘探开发成效的系统分析,提出：侏罗系大安寨段烃源岩有机碳中等,页岩油气显示频繁;储层致密化程度高,发育相对优质储层;源储配置类型多样,致密油充注效率高;致密油大面积分布,分相带建立有利区标准;致密油生产差异大,创建勘探开发新模式五大创新认识。根据目前的勘探开发实际情况和资源情况,提出了大安寨段具备页岩油气与致密油气两大非常规油气勘探开发潜力的新思路,并指出了页岩油气主要发育在半深湖区,致密油主要发育在滨浅湖区的认识,为该层系下步的整体勘探开发指明了方向。     

四川盆地东部地区下侏罗统自流井组页岩储层特征

四川盆地侏罗系下统自流井组主要为淡水湖相沉积,盆地东部地区为沉积次中心.东部地区自流井组富有机质页岩主要分布在大安寨段和东岳庙段,过去主要作为烃源层进行研究,作为湖相页岩储层研究较少.本次研究利用野外剖面、岩心、薄片、X衍射、场发射、扫描电镜、N2吸附等方法,开展大安寨段和东岳庙段页岩储层岩石学特征、物性特征及孔隙空间...     

川中侏罗系勘探潜力及勘探目标再认识

川中侏罗系油区50多年来勘探没有重大突破,被认为是贫矿。最早确认大安寨段大一亚段、大三亚段介壳灰岩(孔隙度小于1%)是主要储层,定为裂缝性油田,地质资源量仅为11×10~8t;后发现含泥质介壳灰岩储层(孔隙度为1.56%),扩大了勘探潜力,资源量增至35×10~8t。目前研究发现,烃源层大二亚段泥页岩平均孔隙度为2.35%,含有机质泥页岩平均孔隙度为3.8%,钻井中油气显示很好,有不少高产井,为主要储层,据此认为川中侏罗系是源生源储的页岩油田。川中26000km~2半深水湖相区,泥页岩厚度大于40m,TOC含量为1.5%~2%,是页岩油勘探有利区。以容积法估算川中侏罗系大安寨、凉高山两段页岩油地质资源量为164×10~8t。建议对侏罗系泥页岩烃源层含油气情况进一步深入研究;开辟川中页岩油开发试验区,选择公山庙、桂花油田大安寨段,南充构造凉高山组页岩油进行先导开发试验,加快该领域探索进程。     

川东下侏罗统自流井组页岩储层特征及勘探潜力评价

通过对侏罗系自流井组页岩层系的岩心和野外露头观察、薄片鉴定、氩离子抛光、扫描电镜、压汞和气体吸附等手段,研究了页岩层系的岩石类型及储层微观类型和特征。页岩层系的岩石类型以黑色页岩为主,黑色页岩储层以矿物质粒间残留孔为主,微裂缝和有机质孔发育较少,孔隙度分布在1.4%～4.9%,孔隙结构以直径小于100 nm的孔隙为主,占85%以上。与研究区海相页岩相比,陆相侏罗系页岩微观储层有机质气孔较少、孔隙度较小且孔喉直径也较小。在勘探上,考虑到侏罗系大面积和全层系油气显示以及页岩油气在个别地区的突破,建议在侏罗系页岩（烃源岩）厚度较大和成熟度较高的区域开展研究.这些地区具有较好的页岩油气形成物质基础和储集条件,在紧邻页岩的致密砂岩或灰岩也可能具有致密油气或常规圈闭油气成藏的良好条件。     

川东北元坝区块中下侏罗统页岩油气地质分析

结合钻井、岩心、野外露头、测井等成果,从富含有机质页岩空间展布、地化特征、岩石矿物学、储集空间特征、孔渗性特征和地质力学性质等方面,对川东北元坝区块中下侏罗统页岩油气地质特征进行了综合研究。显著地质特征是:富有机质泥页岩主要发育于自流井组大安寨段和千佛崖组千一—二段,为浅湖—半深湖沉积,黑色泥页岩夹灰岩或砂岩。有机质较为发育,有机碳含量平均为1.14%,有机质类型以Ⅱ₂型为主,镜质体反射率（R_o）介于1.4%~1.6%之间,均处于凝析油—湿气的成熟—高成熟阶段。总体上,中下侏罗统页岩气构造简单、稳定,断裂不发育,保存条件良好,有利于烃类形成。大安寨段湖相页岩油气总体与北美Eagle Ford页岩气特征相似。大安寨段暗色泥页岩厚40~115 m,孔隙类型丰富,发育水平缝和微裂缝,脆性矿物含量平均为52.7%,杨氏模量平均为37 GPa,泊松比平均为0.30,有利于压裂形成网络裂缝。      

四川盆地大安寨段非常规储层的储集空间类型与评价

四川盆地下侏罗统自流井组大安寨段是储层较致密和勘探难度较大的层系。 以野外剖面及钻井岩 心描述、薄片鉴定和场发射扫描电镜分析为基础,结合岩相古地理、测井和孔渗等资料,研究了大安寨段 的储层特征,确定其为特低孔、特低渗裂缝-溶蚀孔、洞、缝型非常规储层,位于浅湖介壳滩与半深湖-深 湖过渡带的湖坡为有利储层的发育相带,储集空间由不同尺度的各类裂缝,溶蚀孔、洞、缝,粒缘孔（或 缝）、粒内孔和晶间孔等次生孔隙,以及泥页岩中的纳米-微米级有机质孔（或缝）和黏土矿物层间孔（或 缝）组成。 储层发育条件可归结为“层、相、位”三要素：“层”要素为区域分布较稳定的大二亚段,其厚度较 大,泥页岩中有机质与脆性矿物含量均较高和基质岩中纳米-微米级有机质孔与黏土矿物层间孔（或缝） 均较发育;“相”要素为黑色泥页岩与介壳灰岩不等厚互层组合的湖坡相带,该相带在成岩过程中因差异 压实作用往往可形成分布较密集的成岩压裂缝;“位”要素为多类型与多期次破裂作用和溶蚀作用追踪 叠加发育的部位,该部位是大安寨段致密储层中相对优质储层的分布位置,即大安寨段页岩气（油）非常 规储层勘探与开发的“甜点”位置。     

川中侏罗系自流井组大安寨段页岩油储层特征及其勘探启示

为进一步指导四川盆地侏罗系自流井组大安寨段页岩油的勘探与开发,亟需理清页岩油的有利赋存岩相。通过岩心观察、薄片鉴定、高压压汞、核磁共振、岩石热解等实验,分析大安寨段页岩层系不同岩相的储集空间类型、孔隙结构特征及含油性。结果表明,大安寨段主要发育块状(泥质)介壳灰岩、层状泥质介壳灰岩、层状介壳页岩、纹层状含介壳页岩、块状含介壳黏土质页岩和页理状含粉砂黏土质页岩6类岩相;页岩物性远优于介壳灰岩,且随着灰质含量的增加孔径逐渐增大,但总孔体积和总连通体积逐渐减小;大安寨段页岩层系平均游离油(S₁)值为1.31 mg/g,含油性中等,页理状含粉砂黏土质页岩与纹层状含介壳页岩S₁值较高,分别为2.37 mg/g与1.82 mg/g。页理状含粉砂黏土质页岩和纹层状含介壳页岩的储集性较好、含油性较高,两者构成的岩相组合可作为大安寨段页岩油的重点勘探对象。     

川中地区大安寨段页岩油气储层测井评价指标体系

四川盆地侏罗系大安寨段页岩有机碳(TOC)含量高,厚度较大,物性与含油气性均较好,开发潜力巨大,但在常规油气储层和海相页岩气储层研究中形成的孔隙度、TOC含量等关键参数计算方法和测井评价标准在该段页岩油气评价中并不适用。以岩石物理实验分析为基础,将自然伽马测井、声波时差测井和电阻率等常规测井与核磁共振、岩性扫描等测井等新技术相结合,建立了川中大安寨段页岩油气储层TOC含量、孔隙度、含气饱和度、游离烃(S1)含量等关键参数的计算模型,形成了大安寨段页岩油气储层评价指标体系,模型计算结果与岩心分析结果吻合较好,经生产实践证明该项技术应用效果明显。该研究成果能够有效地支撑四川盆地页岩油气储层的"甜点"选区、井位部署和老井上试方案优选。