湖南保靖地区龙马溪组页岩气成藏条件分析

湖南保靖地区是页岩气勘探新区块。通过多口页岩气钻井的勘探实践,应用岩心描述、有机地球化学测试和扫描电镜观察等方法,系统总结了研究区下志留统龙马溪组页岩气成藏地质条件,并揭示其富集成藏的主控因素,为下一步勘探部署提供理论依据。湖南保靖地区下志留统龙马溪组黑色页岩分布广、厚度较大、有机质丰度高、热演化程度高、岩石中硅质含量高、储层裂缝发育程度高、孔渗条件较好、埋深适中,储集空间和运移通道充足,气测值较高,具有形成页岩气藏的有利地质条件。预测保靖县东南部甘溪-大坨地区为页岩气勘探有利区。     

辽河油田东部凹陷页岩气成藏条件及含气性评价

通过类比国外页岩气盆地的页岩有机质类型、有机碳含量、热演化程度、厚度等指标,初步确定辽河油田东部凹陷存在发育页岩气藏的条件。页岩吸附气量实验研究表明,东部凹陷页岩吸附气量与暗色泥页岩有机碳含量和热演化程度呈正比关系,东部凹陷页岩吸附气量为0.2～1.2 m³/t,与加拿大Gordondale页岩和中国四川盆地下志留统龙马溪组页岩基本相当。利用气测全烃值,结合有机碳含量、热演化程度、含气页岩厚度等指标,对不同层系页岩含气性进行了整体评价。依据评价结果,指出驾掌寺-二界沟洼陷为东部凹陷内页岩气勘探的首选目标。     

渝页1井地质背景及钻探效果

我国南方海相页岩分布广、厚度大,有机质丰度高、热演化程度高,由于地质及地形条件复杂、含气性变化大,页岩气资源潜力有待查明。位于重庆市彭水县境内的页岩气取心井——渝页1井揭示了高陡构造带上黑色页岩及其中的含气特点。该井钻揭下志留统龙马溪组黑色页岩层系地层厚度为225.78 m(未穿)。实验分析结果表明:该井龙马溪组黑色页岩具有有利的页岩气成藏条件及典型的浅层页岩气特点,有机碳含量平均达到了3.7%,有机质成熟度(Ro)平均为2.04%。黑色页岩中裂缝及微孔隙发育,储集空间包括了黏土矿物粒间微孔隙、页理间孔隙、溶蚀孔隙、成岩微裂缝及构造裂缝等。实验计算龙马溪组黑色页岩含气量介于1.0～3.0 m3/t。研究表明,渝页1井所揭示的下志留统龙马溪组和上奥陶统五峰组暗色页岩分布广泛,页岩气资源潜力大。     

四川盆地及其周缘上奥陶统—下志留统页岩气聚集条件

通过对25处野外露头的观测、采样以及吸附气含量、地化参数和物性参数等测试分析,研究了四川盆地及其周缘上奥陶统—下志留统黑色页岩的沉积相、厚度及分布、有机质类型及含量、成熟度、孔隙度和含气量等页岩气成藏条件。与美国主要产气页岩相比,研究区发育的页岩具有沉积相有利、厚度大、有机碳含量高、成熟度高、孔隙度高和含气量高等特点,具备页岩气藏发育的良好地质条件。此外,建立了预测页岩气藏发育有利区的参数模型,采用综合信息叠合法预测四川盆地及其周缘上奥陶统—下志留统页岩气藏的有利发育区位于川南-黔北、鄂西-渝东和川(渝)东北-鄂西北等地。在各个有利区的具体指标中,川南-黔北有利区具有较高页岩含气量,是目前勘探较为现实的地区。根据实测含气量,采用体积法计算研究区上奥陶统—下志留统页岩气资源量为(2.2～8.5)×1012m3,中值为5.3×1012m3。     

贵州页岩气源岩特征及页岩气勘探远景分析

贵州在地质历史时期长期处于海洋沉积环境,特别是缺氧沉积环境发育,形成多层位黑色泥页岩。根据黑色泥页岩分布范围及厚度,主要划分出震旦系陡山沱组、下寒武统牛蹄塘组、奥陶系五峰组、下志留统龙马溪组、中泥盆统罐子窑组-火烘组、下石炭统大塘组、二叠系栖霞组-龙潭组。页岩气烃源岩具有层位多\,厚度大\,有机质含量高,成熟度高等特点。同时,根据页岩气烃源岩分布、厚度、有机质含量、成熟度等综合分析,划分出有利的页岩气成藏区,即武陵褶皱、黔中-黔北、南盘江紫云-册亨页岩气有利发育区,并认为南盘江坳陷的册亨-望谟一带是最有利的页岩气勘探远景区。     

蜀南地区龙马溪组页岩气成藏基础分析

蜀南地区早志留世处于较深水的陆棚沉积环境,广泛发育一套静水、缺氧环境下的黑色页岩,其中下志留统黑色笔石页岩十分发育。通过对以往研究资料分析处理、野外露头调查以及实验测试等手段,从页岩空间展布、埋藏与演化、有机地球化学等角度对龙马溪组黑色页岩进行了深入研究,结果表明:研究区龙马溪组黑色页岩有机质丰度高、成熟度较高、有机质类型好、演化程度高、厚度大、裂缝发育,具有形成页岩气藏的基础。该研究可加深对页岩气成藏基础条件认识,为其他有利区优选提供参考。     

燕山地区中元古界页岩气成藏地质条件

燕山地区发育中元古界洪水庄组和下马岭组2套富有机质泥页岩，勘探程度低，页岩气资源的勘探潜力不明。对河北怀来、宽城和北京十三陵等地区开展野外地质调查，并对冀元1井、冀浅1井和京101井的中元古界黑色页岩开展岩心观察和实验分析，研究了洪水庄组和下马岭组黑色页岩的沉积相分布、有机质丰度、有机质类型、热成熟度、孔渗性和岩石矿物特征等页岩气成藏地质条件。研究表明，燕山地区洪水庄组和下马岭组的页岩厚度大、有机质含量高、热演化程度适中、生烃时间晚、受晚期构造活动破坏作用小，具备良好的页岩气成藏地质条件；河北承德-宽城一带稳定构造带为勘查洪水庄组页岩气的有利区；河北涿州-北京房山-门头沟-昌平一带和河北兰旗营子一带稳定的构造带为勘查下马岭组页岩气的有利区。     

中国南方海相页岩吸附特征及其影响因素

我国南方古生界主要发育下寒武统、下志留统富含有机质的暗色海相泥页岩,是我国页岩气勘探的首要战略选区。我国南方古生界页岩成熟度高,大部分地区埋藏较深,经历了复杂的构造热演化作用,地层抬升对页岩含气性产生了直接影响,尤其对页岩吸附能力和含气饱和度有着重要的影响。为此,选取中国南方海相下志留统龙马溪组页岩样品进行了页岩吸附能力测试,利用实验结果开展了不同温度条件下页岩吸附能力的对比和构造抬升对吸附能力的影响分析。结果认为：温度、总有机碳含量是影响页岩吸附能力的关键因素;构造抬升作用强度对页岩含气性具有重要的影响,进而影响到页岩气的富集成藏。该成果可用于指导正在进行的中国页岩气地质选区工作。     

渝东北地区下志留统龙马溪组页岩气勘探前景

在野外露头剖面测量、钻井岩心取样及实验测试的基础上,从富有机质页岩区域展布、地球化学特征、岩石储集特征及含气性等方面研究渝东北地区下志留统龙马溪组页岩气形成条件与资源潜力。结果表明：研究区下志留统龙马溪组黑色页岩厚度大,自西向东先增厚后减薄,TOC含量高,有机质类型好,热演化程度较高,脆性矿物含量高,有机质纳米孔隙及微裂缝发育,含气量较高,埋深适中,有利于页岩气的形成与富集。采用综合信息叠合研究认为,巫溪-田坝-温泉地区为页岩气勘探开发的有利区域,综合地震资料优选出区带内田坝、文峰区块为有利区块,面积约450 km²,估算页岩气资源量为2×10¹²～3×10¹²m³,具有良好的页岩气勘探开发前景。     

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。     

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。     

安徽地区古生界页岩气勘探潜力

页岩气是一种新生接替型非常规能源,其识别与评价方法有别于常规天然气。研究区泥页岩厚度、埋深、矿物组成及有机地球化学特征等方面的综合研究表明：下寒武统泥页岩厚度大,埋藏深,脆性矿物和有机碳质量分数较高,部分地区热成熟度适中;上奥陶统和下志留统泥页岩厚度小,埋藏深,黏土矿物质量分数较高,有机碳质量分数低,部分地区热成熟度高;二叠系泥页岩厚度大,埋藏相对较浅,脆性矿物和有机碳质量分数较高,热成熟度适中。因此,认为安徽地区二叠系页岩气勘探潜力最大,下寒武统次之。     

页岩气的主要成藏要素与气储改造

含气页岩通常既可以作为烃源岩,又可以作为储层和盖层。页岩作为烃源岩,页岩气的产量与其总有机碳含量（TOC）、有机质的成熟度（Ro）、有效厚度密切相关;页岩作为储层,它有着低的孔隙度和渗透率,这也是它能作为盖层的原因。在页岩气藏中,气体主要是以吸附方式吸附在有机质和黏土颗粒的表面,或者以游离方式聚集在裂缝和孔隙中的。通过研究煤层气解吸机理,研究了页岩气的解吸机理及页岩中裂缝的检测方法。分析四川盆地烃源岩的地球化学特征、展布特征等,并探讨了四川盆地页岩气藏的分布。     

辽河坳陷东部凸起上古生界页岩气资源潜力评价

辽河坳陷的页岩气勘探尚处于起步阶段,上古生界页岩气资源潜力研究将为该坳陷东部凸起页岩气勘探提供科学依据和理论支撑。为此,基于泥页岩地球化学数据和生烃数值模拟结果,从泥页岩发育特点、有机质类型、总有机碳含量、热演化成熟度、生气能力以及含气性等方面对该区上古生界石炭系太原组、二叠系山西组泥页岩及其有机地球化学特征进行了系统分析。 结果表明：①太原组有机碳含量平均为3.31%,镜质体反射率基本大于1.5%,主要发育腐殖型干酪根,生气能力强,含气量高,是页岩气勘探的重点层系;②山西组有机碳含量平均为2.95%,处于高成熟-过成熟热演化阶段,以腐殖型干酪根为主,生气能力较强,含气量较高（稍逊于前者）,同样也是页岩气勘探的重要层系。评价结论认为：辽河坳陷东部凸起上古生界具备页岩气发育的有利条件,页岩气资源潜力大,是页岩气勘探开发的有利区域。     

页岩气勘探和开发进展综述

页岩气是指以吸附或游离状态聚集在暗色泥页岩或高碳泥页岩中的一种非常规天然气,储集空间为有机质孔隙及矿物基质孔隙和裂缝,其来源有生物成因和热解成因 2 种,具有典型的自生自储特征。页岩气孔隙度（<10％）和渗透率（μD～nD）较低,需通过压裂（一般为水力压裂）来增强连通性,进而获得经济开发。页岩气在美国的成功开发展示了页岩气是基础地质和石油工程高度结合的典范。页岩气勘探程度低,技术不成熟,页岩气藏主控因素不清楚,成藏理论或模式有待深入研究,是当前我国页岩气发展面临的主要问题。     

库车坳陷中侏罗统页岩气地质特征及有利区预测

库车坳陷中侏罗统发育富有机质的煤系烃源岩和湖相泥页岩,具有良好的页岩气勘探前景,综合运用有机地球化学、岩石学和等温吸附等分析测试手段,系统分析库车坳陷中侏罗统富有机质泥页岩分布特征、有机地球化学特征、储层特征和含气性,初步优选了页岩气富集的有利区。库车坳陷中侏罗统陆相泥页岩厚度较大,有机质类型以II₂-Ⅲ型为主,总有机碳含量平均值约为3.1%,镜质体反射率多介于0.5%~1.6%之间,具有良好的页岩气生气条件|矿物组成主要为石英和黏土矿物,黏土矿物以伊利石和伊/蒙混层为主|孔隙度介于0.5%~7.3%之间,渗透率多小于0.1×10^-3μm²,属于低孔超低渗储层|储集空间主要包括纳米-微米级矿物基质孔、有机质微孔、构造微裂缝和成岩微裂缝等类型|最大吸附气量多介于0.5~8m³/t之间,含气性主要受有机碳含量和矿物成分的影响。综合分析得出克拉苏构造带北缘和依奇克里克构造带克孜-依西地区是库车坳陷中侏罗统陆相页岩气富集的有利区。     

北美裂缝性页岩气勘探开发的启示

北美实践证明，非常规油气资源——页岩气是现实的接替能源，勘探风险在于能否从低渗透的页岩储集层中获取经济可采储量，勘探目标是有机质和硅质含量高、裂缝发育的脆性优质烃源岩。页岩气生产机制复杂。涉及吸附气与游离气、天然裂缝与诱导裂缝系统之间的相互关系。在地质、地化、测井和地震综合评价基础上，通过水力压裂等增产措施提高储集层渗透能力是页岩气开采的关键。中国广泛分布海相和湖相细粒碎屑岩，有效烃源岩多富含炭质、灰质或硅质，已陆续发现裂缝性油气藏，有条件寻找丰富的页岩气资源，特别是液态烃在高成熟或过成熟阶段裂解产生的甲烷气滞留在烃源岩内形成的连续分布武非常规页岩气资源。图3表5参34     

四川盆地页岩气与煤层气勘探前景分析

页岩气与煤层气是非常规气勘探的重要领域,国外早已进入实质性商业勘探开发。我国从本世纪初对页岩气关注渐增。页岩气以吸附、溶解、游离状态存在,形成于暗色高炭泥质烃源岩中。该文根据四川盆地烃源岩研究成果,论证了上二叠统龙潭组煤系利于煤层气成藏,有利区块位于华蓥山及其东南侧与南端地带。该地带以烟煤为主,瓦斯含量高、埋藏浅。上三叠统须家河组煤系,煤岩瓦斯含量低,有利页岩气成藏。有利区块有二：一是川西南威远背斜周缘及川南之北段区块;二是米仓山前缘,目的层埋藏较浅。 油系泥质烃源岩有利页岩气成藏的层系是下侏罗统,有利区块位于川东北、川北有机质成熟度高的高陡构造翼部及盆地边缘浅埋带。下志留统龙马溪组、下寒武统筇竹寺组暗色泥质烃源岩,在盆地内早期有利页岩气成藏。现今因成熟度剧增,不利页岩气保存,而且目的层埋深大,可在老气田“立体勘探”时关注。但在大巴山靠盆地一侧,江南古陆西北缘,其有机质成熟度有降低的趋势,不失为页岩气成藏的有利地带。     

页岩气藏地质特征及地质选区评价方法——以辽河坳陷东部凸起为例

以辽河坳陷东部凸起为例,分析了其构造特征及沉积环境,认为东部凸起上古生界山西组、太原组存在1套良好的高成熟度、高有机质丰度的烃源岩。通过对山西组、太原组泥页岩的分析,认为有机碳含量、演化程度、单层厚度、硅质含量、含气量、渗透率是页岩气地质选区的6个基本参数,初步确立了页岩气有利区地质评价方法,有助于推动页岩气勘探开发和产业化的发展。     

美国页岩气压裂增产技术

页岩气是非常规气勘探开发的重要领域,并在美国取得了巨大成功。页岩气以吸附或游离状态为主要存在形式,形成于暗色高碳泥质烃源岩中。页岩气藏是典型的非常规天然气藏,它具有低渗透、生产周期长和开采寿命长的特点。页岩气作为一种高效、清洁的能源,其中蕴藏着巨大的经济和环境效益。美国页岩气开发采用了先进的压裂增产技术,页岩气产量逐年提高。水力压裂技术的改进主要是指各种压裂技术的涌现,如分段压裂技术、重复压裂技术、同步压裂技术和清水压裂技术等。