贵州黔北地区页岩气成藏条件与勘探前景

页岩气作为非常规油气资源尤为重要的一种,具有特殊成藏机理,其成藏需要特殊的地质条件,主要受控于泥页岩厚度、有机质丰度、有机质成熟度、矿物岩石成分、压力和温度等因素。贵州黔北地区是我国南方下寒武统黑色岩系发育的典型地区之一,黑色岩系剖面露头良好,序列完整。具备有页岩气生成条件的泥页岩地层自下而上为震旦系陡山沱组、下寒武统牛蹄塘组与上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组地层。通过地质条件与地球化学综合分析,认为该地区的下寒武统牛蹄塘组黑色页岩系和上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组暗色泥页岩分布面积广泛,厚度较大,有机质含量和热演化程度高,是最为有利的页岩气勘探层位。     

黔北地区温泉分布特征与页岩气保存条件

以黔北地区下寒武统牛蹄塘组和下志留统龙马溪组(含上奥陶统五峰组有机质页岩)有机质页岩层段为研究对象,分析温泉发育分布特征,从而揭示区域内断裂开启程度,继而推测构造断裂对页岩气保存的影响。     

渝东南地区页岩气勘探开发现状及下一步勘探方向思考

渝东南是我国首先发现页岩气的地区,也是页岩气勘探开发的重点领域。页岩气藏的形成受页岩厚度、有机质丰度、热演化程度、孔隙发育程度及地层破坏情况影响,渝东南地区主要存在下寒武统的牛蹄塘组和上奥陶-下志留统的五峰-龙马溪组两套富有机质页岩,它们均具有沉积厚度大、有机质丰度高、热演化程度高等特点,尤其是五峰-龙马溪组页岩气的热成熟度等地质条件优越,具备商业性页岩气田形成和发育的地质条件。同时,该地区上元古界陡山沱组、二叠系长兴组、龙潭组（吴家坪组）及下志留统石牛栏组（松坎组）等地层中具有页岩气资源潜力条件,开展该地区页岩气深化研究,进一步扩大页岩气储量发现,是渝东南地区另一个重点工作方向。      

湖北省主要目的层页岩气基本地质特征

基于已有油气地质等资料分析,湖北省页岩气主要目的层包括下震旦统陡山沱组(Z1d)、下寒武统牛蹄塘组(∈1n)、上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组(O3w-S1l)和下侏罗统(J1)等,重点介绍其地层沉积、岩性、地球化学特征,初步预测了页岩气藏有利区。与美国东部页岩气盆地相似,预示本区具有较大的页岩气勘探潜力。     

黔江—酉阳地区页岩沉积特征及页岩气评价参数

通过野外地质调查和室内测试分析,系统研究了黔江—酉阳地区奥陶系五峰组页岩、志留系龙马溪组和寒武系下统牛蹄塘组页岩的沉积特征,并对2组目的层的页岩气评价参数进行了分析,结果表明:1五峰组—龙马溪组黑色页岩有机质丰度由东南自西北逐渐增大,由上至下逐渐增大,有机质类型属Ⅰ型干酪根,处于高—过成熟阶段;2下寒武统牛蹄塘组页岩有机质丰度由西北至东南逐渐增大,由下至上逐渐降低,有机质类型属Ⅰ型干酪根,处于高—过成熟阶段。上述研究成果进一步表明:区内页岩生、储、盖条件良好,不同方向、不同期次的节理和微裂缝有利于排烃和规模化开发页岩气。     

页岩有机碳含量测井评价方法及应用——以贵州岑巩区块下寒武统牛蹄塘组为例

我国页岩气资源丰富,目前已在四川盆地及周缘下志留统龙马溪组页岩获得突破。与龙马溪组相比,下寒武统牛蹄塘组黑色页岩具有更大的沉积厚度和更广泛的分布面积,是我国页岩气勘探开发亟待突破的重点层系。页岩气“源储一体”的特性使对总有机碳（TOC）含量的连续定量评价成为其勘探开发中一项重要的研究内容。本次研究依据岑巩区块下寒武统牛蹄塘组页岩的测井响应特征,采用ΔlogR法、自然伽马与自然伽马能谱测井法、密度测井法和多元参数回归分析法对研究区牛蹄塘组页岩TOC含量进行计算,并对模型计算精度与适用性进行对比分析。结果显示：ΔlogR法计算精度较低,对南方构造复杂、保存条件差异较大地区的过成熟海相页岩适用性较低;自然伽马与自然伽马能谱法和密度测井法计算精度较高;通过选取与TOC含量具有相关性的测井参数进行多元回归分析可进一步提高模型计算精度。此外,地层电阻率与声波时差对含气性及保存条件响应敏感,可作为页岩含气性与保存条件的判识性指标。     

渝东南下志留统龙马溪组页岩气聚集条件与资源潜力

在渝东南地区下志留统龙马溪组页岩露头观察、岩芯取样及实验测试的基础上,从富有机质页岩分布、有机质类型及含量、成熟度、孔渗性及含气量等方面研究了页岩气聚集条件与资源潜力。结果表明：研究区下志留统龙马溪组页岩厚度大,有机碳含量高,成熟度高,含气量高,其中龙马溪组下部富有机质页岩有利于页岩气的形成与富集,是页岩气勘探开发的有利层段。通过综合信息叠合研究认为,彭水-连湖-黔江、花垣-龙山东和酉阳西地区是页岩气勘探开发的有利区域。利用概率体积法计算的页岩气资源量为0.27×10 12~2.03×10 12m 3,期望值为0.93×10 12m 3。     

贵州凤冈二区页岩气地质条件研究

通过对凤冈二区展开的系列页岩气野外地质调查发现,区内暗色泥页岩地层共三套,分别位于奥陶系五峰组、志留系龙马溪组及寒武系牛蹄塘组。五峰组厚度较薄,仅1～8m ;龙马溪组较厚,出露较多,但暗色泥页岩层较薄,主要位于龙马溪组底部,厚3～35 m ;牛蹄塘组仅在具合村出露,出露总厚约89.47 m ,暗色页岩厚度约60 m。对区内出露较好的龙马溪组及牛蹄塘组进行了系统采样,做了有机碳含量、有机质成熟度等105项实验分析,对目的层页岩气有机碳含量、有机质成熟度、埋藏深度等地质条件有了较全面的掌握,为下一步有利区的圈定及后续工作的开展提供了有利依据。     

川南地区下古生界页岩气成藏条件研究

从钻井、岩芯样品等分析资料出发,以下寒武统筇竹寺组、下志留统龙马溪组页岩为研究对象,对川南地区下古生界海相页岩气成藏条件进行了研究,指出该区筇竹寺组和龙马溪组页岩主要形成于陆棚沉积相,富有机质页岩厚度大,有机质丰度高（平均TOC>2%）,有机质类型为Ⅰ,Ⅱ1型,热演化程度处于高-过成熟阶段,页岩中脆性矿物丰富,微米-纳米级孔隙发育,含气量高,有利于页岩气的形成与富集。与成功勘探开发页岩气的北美页岩相比,川南地区下古生界海相页岩具有良好的页岩气成藏条件,认为筇竹寺组、龙马溪组均是该区现实的页岩气勘探目标层,并提出了其页岩气富集有利区。     

四川盆地志留系龙马溪组有机质特征与沉积环境的关系

选择四川盆地长宁县双河镇上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组新鲜露头剖面,对124个样品进行碳硫含量、Rock-Eval热解分析和有机质碳同位素组成分析。结果显示,五峰组-龙马溪组底部约20 m段TOC含量较高,达3.04% ~ 7.28%,向上残余有机质含量变低（0.81% ~ 1.83%）并趋于稳定。硫含量在0.02% ~ 4.69%,平均为0.95%。龙马溪组页岩δ 13Corg值在-31.2‰ ~-29.4‰,平均-30.1‰,显示有机质以Ⅰ,Ⅱ型为主。TOC与硫含量、δ 13Corg之间存在着一定的相关关系。结合龙马溪页岩的岩石学和化石特征,认为控制龙马溪组烃源岩有机质富集的主要原因是海平面升高、气候变暖和深水还原环境,导致有机质产率高且保存好。奥陶系五峰组和志留系龙马溪组底部高有机质海相泥岩是页岩气富集的最有利层段。     

鄂阳页1井陡山沱组页岩储层含气性及可压性评价

我国南方海相页岩气储层主要有奥陶系无缝组-志留系龙马溪组、寒武系牛蹄塘组和震旦系陡山沱组,其中震旦系陡山沱组页岩气是目前我国发现的我国最古老地层的页岩气层,通过鄂阳页1井钻探获得了陡山沱组良好的页岩气显示,优质页岩厚度141m,现场岩心解析气含量可达1.8t/m~3,通过对比发现陡山沱组页岩储层特征与龙马溪组储层特征差异性较大,本文通过对陡山沱组页岩储层的含气性及可压性进行评价,以期为今后陡山沱组页岩气储层勘探开发及压裂改造提供指导建议。     

川南地区下古生界页岩气储层微观孔隙结构表征及其对含气性的影响

运用普通扫描电镜、氩离子抛光—场发射扫描电镜、Image J2x软件分析、高压压汞、低温CO_2和N_2吸附实验方法,对川南地区下寒武统筇竹寺组和下志留统龙马溪组两套页岩气储层微观孔隙成因类型、孔隙结构特征及其对页岩含气性的影响进行了研究。结果表明,川南地区下古生界页岩微观孔隙主要发育粒间孔、粒内孔、有机质孔和微裂缝等多种成因孔隙类型;下古生界页岩微观孔隙总面孔率为3.95%~7.48%,筇竹寺组页岩总面孔率和有机质孔面孔率低于龙马溪组页岩;下古生界页岩总孔容为(3.93~24.96)×10~(-3)m L/g,总比表面积为2.727~29.399 m~2/g,孔径为0.35~1.00,2.5~4.7和55~75 nm的孔隙是总孔容的主要贡献者,孔径为0.3~1.0,2.5~5.5 nm的孔隙主要提供了总比表面积,筇竹寺组页岩总孔容和总比表面积均较龙马溪组页岩要低;页岩微观孔隙的面孔率、有机质孔、孔容、比表面积、孔径分布均会影响页岩含气性。下古生界筇竹寺组和龙马溪组页岩在微观孔隙结构特征的上述差异,为揭示川南地区筇竹寺组与龙马溪组页岩含气性的差异提供了依据。     

下扬子区海陆过渡相不同沉积环境页岩气成藏条件对比

以下扬子区二叠系龙潭组富有机质泥页岩为研究对象,通过岩石热解模拟、元素分析测试、物性测试和X-射线衍射等实验,结合前人研究成果,对泥页岩空间展布特征、沉积微相类型、有机地球化学特征、储层特征和含气性特征等页岩气藏评价参数开展对比分析,结果表明:下扬子区龙潭组富有机质泥页岩广泛发育在滨岸平原、障壁-泻湖、三角洲前缘和浅海陆棚等海陆过渡相沉积环境中;泥页岩中有机质丰度较高,总有机碳(TOC)含量平均值为2.43%;干酪根主要为Ⅱ型、Ⅲ型;镜质体反射Ro分布范围是0.55%~2.66%,多数有机质处于中—高热成熟阶段;生烃潜力(S1+S2)平均值为2.96 mg/g,具备较大的页岩气生成潜能;研究区泥页岩物性较差,属于特低孔特低渗储层,但石英、长石、方解石等脆性矿物含量丰富,脆性指数(Ⅰ,Ⅱ)较高,有利于页岩气储层的压裂开发;保守估算下扬子区龙潭组吸附气量为0.34~0.96 m3/t,且物性封闭和烃浓度封闭作用进一步增强了页岩气的储存能力。对比不同沉积环境下页岩气成藏条件参数,综合研究认为下扬子地区障壁-泻湖相具备更为优势的页岩气成藏环境。     

基于孔隙结构的页岩渗透率研究

页岩渗透率对勘探开发至关重要,微观孔隙结构是影响页岩渗透率的主要因素。测定了龙马溪组与牛蹄塘组页岩的TOC含量与矿物组分,开展了高压压汞试验和低温液氮试验,测定了页岩的孔隙分布特征 及渗透率,研究了地质参数、孔隙结构对页岩渗透率的影响。研究结果表明：①页岩样品TOC含量越大,有机质孔隙的数量及孔隙度越高。黏土矿物含量的增加提高了页岩的渗透率,而脆性矿物中的孔隙发育较差,且 与渗透率和孔隙度呈负相关。②龙马溪组和牛蹄塘组页岩样品内分布着墨水瓶形孔隙结构,这类孔隙孔喉狭窄、孔隙之间连通性差。两组页岩孔径为4~40 nm,中孔在流体的赋存和运移方面承担着主要任务。③龙马溪 组岩样在孔径为4 nm左右呈单峰分布,牛蹄塘组岩样在孔径为4 nm和7 nm左右呈双峰分布。相对于孔隙表面积和孔隙体积,孔隙形态与连通程度对页岩渗透率有着更为重要的影响。     

川东南地区古生界主要页岩层系热演化

在研究区热流史和地层埋藏史的基础上,对下寒武统筇竹寺组、下志留统龙马溪组的热演化进行了模拟。下寒武统筇竹寺组烃源岩在早志留世开始生油并进入生油高峰,在中志留世至早二叠世生烃缓慢并一度停滞,中三叠世进入湿气阶段,早侏罗世进入干气阶段,干酪根主生气期为中三叠世-早白垩世。下志留统龙马溪组烃源岩在二叠纪开始生油,中侏罗世-早白垩世中期为干酪根主生气阶段,晚侏罗世早期-晚白垩世早期为油裂解生气阶段。下志留统龙马溪组是川东南地区页岩气勘探开发的最有利目的层系。     

湘西北龙马溪组页岩储层特征与吸附影响因素分析

通过对湘西北某页岩气区块龙马溪组黑色页岩进行相应的有机地球化学、物性特征及等温吸附实验分析,发现页岩中微孔和中孔发育,孔隙类型以矿物质孔、溶蚀孔以及粒内晶间孔为主,且裂缝较发育,提供了页岩气储集与渗流的有效空间和主要通道。研究区龙马溪组页岩最大吸附气量范围为1.52～3.78 m³/t,并表现出甲烷吸附气含量与有机碳含量及成熟度具有正相关性;且较高含量的黏土矿物更有利于页岩气的吸附,但从成藏与后期开采条件看,一般不宜超过50%。