沉积环境对页岩气储层的控制作用——以中下扬子区下寒武统筇竹寺组为例

以“沉积控相,相控储层”为研究思路,基于野外露头实测、室内试验测试以及结合前人研究成果,探讨中下扬子区下寒武统筇竹寺组沉积环境对页岩气储层的控制作用。研究表明：中下扬子区下寒武统筇竹寺组富有机质泥页岩主要发育于陆棚相和深海-次深海滞留盆地相中,沉积中心页岩厚度可达100～180 m,有机碳含量（TOC）最高可达18.7%,平均达到5.07%;静水缺氧还原沉积环境岩石类型主要以富含有机质的炭质页岩、硅质页岩、粉砂质页岩以及钙质页岩为主,页岩矿物成分以石英（平均达64.97%）和黏土矿物（平均达23.66%）为主;缺氧还原环境下沉积的大量黄铁矿形成的黄铁矿晶间孔、有机质生烃形成的微孔隙、黏土矿物层间微孔隙以及脆性矿物控制的微裂缝为页岩气提供了良好的储集空间。沉积环境控制下储层发育特征的研究可为页岩展布、有机质丰度、储集空间以及后期有利区评价等研究提供基础。     

中上扬子地区海相页岩气优质储层特征及优选

研究中上扬子地区志留系龙马溪组海相页岩气优质储层的双优特征,即"超压富气"和"可压性好",建立优质储层优选评价指标体系,提出通过拟合成功开发案例改进传统层次分析法确定评价指标权重,从而减少人为不确定性的方法预测识别优质储层,排序结果与现实产量吻合,方法可行。     

下扬子区上二叠统龙潭组页岩气勘探前景

通过对下扬子地区龙潭组页岩气基本地质条件的分析,并对比美国典型页岩气地质特征,认为下扬子地区上二叠统龙潭组具有良好的页岩气地质条件。通过构造、龙潭组暗色泥页岩的赋存特征和生烃条件的综合分析,将下扬子区龙潭组页岩气勘探分为3类区块,分别是Ⅰ类优选区块,Ⅱ类潜力区块和Ⅲ类前景区块,其中,Ⅰ类优选区块中皖南宣泾盆地水东向斜和环太湖锡澄虞地区的祝塘复向斜具有良好的页岩气生成和保存条件,是下扬子区页岩气的最有利勘探区。     

滇东会泽地区下寒武统筇竹寺组黑色岩系微量元素异常特征及成矿意义

华南扬子地块下寒武统黑色岩系与多种金属—非金属矿床的形成关系密切。近年来,滇东下寒武统筇竹寺组黑色岩系矿床勘查已取得一定成效,仍有极大的潜力。从成矿元素富集系数（K）、后期叠加强度（D）和成矿元素变异系数（CV）等方面分析了其含矿性。结果表明, Zn、Pb、B、U、Sn、Li、Cs、Tl、Mo、Rb、Cu、V和Th强烈富集,Sr和Mo后期叠加作用强烈,Mo具有极强的变异。地层含矿性综合评价表明,Mo是该区最优势的矿种,其次为Cu、V、U、Sn和Tl,再次为Pb和Li,而Sr、Zn、B、Th和Rb也具有一定的成矿能力。根据R型聚类分析,可以将成矿元素划分为5组：Rb、Th、Li、B、Sn、U和Tl, Cu,Pb和Zn,V和Mo,以及Sr。其中,Rb、Th、Li、B和Sn可能来自于海水,且与黏土矿物的吸附有关;V和Mo受控于还原的沉积环境;Cu、Pb和Zn受控于热水沉积作用;Sr与方解石密切相关。该研究可能有助于指导滇东地区筇竹寺组黑色岩系的矿床勘查。     

湘西北下寒武统牛蹄塘组页岩气生气物质基础研究

为客观评价湘西北地区页岩气资源勘探潜力,利用野外露头地质剖面资料、有机地球化学分析数据等研究了区内页岩气生气物质基础。研究结果表明,研究区黑色泥页岩厚度可从几十米高至两百余米,且从深水陆棚往斜坡方向黑色泥页岩厚度逐渐减薄。研究区黑色泥页岩有机碳含量平均为5.46%,热水喷口及其周边地区则平均高达8%以上。湘西北地区下寒武统牛蹄塘组泥页岩有机碳含量与其石英矿物含量之间具有正相关关系,深水陆棚区和斜坡区泥页岩有机碳含量与其黏土矿物含量之间则分别具有正、负相关关系,表明泥页岩中石英、黏土矿物含量可指示其有机质富集程度。湘西北地区下寒武统牛蹄塘组泥页岩有机质类型为Ⅰ型和Ⅱ1型,等效镜质组反射率均在2.5%以上,平均大于3%,达到了过成熟阶段。不难发现,湘西北下寒武统牛蹄塘组具有良好的页岩气生气物质基础。     

基于GIS的赣西北地区下寒武统页岩气潜力分析

为探明赣西北下寒武统牛蹄塘组页岩气赋存特征,采用薄片鉴定、有机碳分析、光片干酪根镜质组反射率测定、压汞等实验,确定影响页岩气富集的主要参数。然后基于GIS对各要素定量化表征,最终借助GIS的空间叠加功能计算研究区各地的加权得分。     

辽宁南部地区下寒武统馒头组沉积环境及石膏找矿方向研究

下寒武统馒头组下部分布着一套层位稳定的紫红色、灰黄色白云质砾岩和页岩,砾石成分为疏松多孔的白云岩,具棱角状或次棱角状,角砾的粒度分选和磨圆差,填隙物与砾石成分相同.根据对页岩和砾岩的组成、沉积特征的分析,其成因可能是组成砾岩的碳酸盐岩含较高的盐类经次生变化形成的溶塌角砾岩.由于页岩、溶塌角砾岩具稳定的层位,含盐类高,地下深部可能存在盐岩(主要是石膏),在一定埋深具有石膏找矿远景.     

黔北地区下寒武统牛蹄塘组页岩气成藏条件及有利区优选

通过地质条件与地球化学综合分析,从页岩沉积环境、生烃条件、储集条件及保存条件等方面进行研究,认为下寒武统牛蹄塘组页岩具备较好的页岩气成藏条件,深水陆棚相是页岩气发育的最有利相带。页岩厚度和有机碳含量是影响黔北地区页岩气藏形成的主要因素,并据此进行有利区优选,划定出石阡-瓮安有利区和酉阳-思南有利区。     

湘西北湖田溶地区下寒武统牛蹄塘组含钒石煤地质特征及成矿环境

基于湘西北湖田溶地区地质调查与理论研究,采用实验测试、元素分析及数学分析等方法研究了区内下寒武统牛蹄塘组含钒石煤的地质特征及成矿环境。研究结果表明,区内下寒武统牛蹄塘组下段为主要的石煤赋存层位,石煤的厚度介于5.35～31.2 m,平均16.19 m,发育基本稳定;石煤平均发热量仅为4.04 MJ/kg,与灰分、挥发分、水分及硫含量均有关系;伴生钒矿V2O5最高品位可达1.2%,达到工业品位,可与石煤共采;含钒石煤为缺氧还原环境海底热液作用下形成。     

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。     

下扬子区构造变形特征与页岩气保存条件

通过大量野外地质踏勘资料与室内钻井及地球物理资料分析剖析了下扬子区的区域构造变形特征及其页岩气保存潜力。结果表明：下扬子地区中新生代的构造运动在不同地区表现为不同的样式,不仅表现为南北分为根带、中带、锋带的特点,其东西方向上的差异也十分显著;东部地区的构造样式主要受到志留系滑脱层的控制,主要表现为侏罗山式褶皱构造,主要保存了印支期和燕山期的构造样式,后期拉张和构造反转对其影响相对较弱,页岩气保存条件较好;而茅山以西地区受到了后期拉张与构造反转的强烈改造,并形成了一系列的拉张断陷盆地和火山盆地;这种构造特点使得此区域勘探难度大,页岩气保存条件差。     

下扬子地区二叠系富有机质泥页岩孔隙结构特征

应用先进技术与方法,对取自该地区的典型二叠系岩芯样品,进行了系统的地球化学、矿物组成、孔隙度及孔隙结构等方面分析。结果表明,这套二叠系烃源岩孔隙发育,平均孔隙度可达5.37%;纳米级孔隙发育,并以微孔和介孔为主;泥页岩总有机碳含量（TOC）和黏土矿物含量是控制吸附能力和孔隙大小的关键因素。二叠系富有机质泥页岩孔隙度较高,发育大量的纳米级孔隙及具有较大的比表面积,为页岩气储存提供了良好条件。     

龙山地区牛蹄塘组页岩气资源评价与勘探有利区研究

为了开展湖南龙山地区牛蹄塘组页岩气资源评价及优选勘探有利区研究,本文通过地质调查和实验测试对该地层页岩气成藏主控因素和保存条件进行分析,并与邻近区的页岩气地质参数进行对比研究。结果表明,本区牛蹄塘组页岩TOC平均值为2.73%,Ro平均值为2.57%,属于高成熟-过成熟阶段,具备较好的生烃条件。牛蹄塘组页岩脆性矿物含量平均值为60.42%,黏土矿物含量平均值为25.73%,孔隙度平均值为2.09%,渗透率平均值为0.017 6 mD,具备较好的储集空间及开发条件。牛蹄塘组页岩顶底板均有致密岩性封堵,且无断裂切入,具有良好的页岩气保存条件;采用体积法估算页岩气资源量为1 499.90×108～4 555.96×108 m3,资源丰度优于邻区,具备较好的资源潜力;本区勘探低风险区为洛塔向斜两翼及猛必向斜内埋深4 000 m以浅的位置,是下一步勘探的首要优选区。研究成果加深了对龙山地区页岩气赋存条件的认识,为进一步开展页岩气勘探提供了参考。     

阿尔及利亚页岩油气资源潜力分析

阿尔及利亚具有良好的页岩油气资源潜力,是值得关注的重要领域,但页岩油气相关研究较为薄弱。根据地质条件的差异性,将撒哈拉地台分为西部盆地群和东部盆地群,对比分析页岩油气分布特征,刻画主要盆地页岩气资源特征;利用页岩气有利区多因素叠加法,分析页岩油气资源分布有利区。研究认为,阿尔及利亚主要发育下志留统Tannezuft页岩和中上泥盆统Frasnian页岩两套富有机质页岩,两套富有机质页岩厚度展布呈现为“西厚东薄”的特征,与之相应有机质成熟度也表现为“西高东低”,有机质丰度则呈现“东高西低”。下志留统Tannezuft页岩与我国南方中上扬子地区志留系龙马溪组页岩类似,具有分布范围广、富有机质页岩厚度大、有机质含量高、成熟度适中的特征,页岩气分布有利区主要位于廷杜夫盆地中部、贝沙尔盆地、蒂米蒙盆地北部、韦德迈阿盆地西部、古德米斯盆地中部、伊利兹盆地中部,页岩油分布有利区主要位于蒂米蒙盆地南部、韦德迈阿盆地北部、古德米斯盆地北部;中上泥盆统Frasnian页岩具有分布局限、富有机质页岩厚度大、有机质含量高、成熟度较低的特征,页岩中上泥盆统Frasnian页岩气分布有利区主要位于廷杜夫盆地-雷甘盆地中部、贝沙尔盆地-蒂米蒙盆地-阿赫奈特盆地中部、伊利兹盆地,页岩油分布有利区主要位于韦德迈阿盆地-莫伊代尔盆地中部、古德米斯盆地。页岩气分布有利区全区分布,页岩油分布有利区则主要位于东部盆地群。     

渝东南下寒武页岩纳米级孔隙特征及其储气性能

系统采集、观察并描述了渝东南地区下寒武统页岩岩芯,通过有机碳含量、X衍射、甲烷等温吸附及氮气吸附实验测试,分析了页岩纳米级孔隙结构类型、发育特征及影响因素,探讨了纳米孔对页岩储气性能的影响。研究认为,渝东南下寒武统页岩纳米孔隙结构特征复杂,根据氮气吸附-脱附曲线及孔径分布特征可划分为3种类型,主要发育两端开放的管状孔、平行壁的狭缝状孔及四面开放的尖劈形孔等开放型孔隙,多为与有机质相关的纳米孔,孔隙直径一般小于60 nm,呈现2~5,8~12和24~34 nm三个分布峰值区。宏孔（>50 nm）孔隙体积百分含量为8.5%,比表面积百分含量仅占0.3%;中孔（2~50 nm）孔隙体积百分含量高达82.1%,比表面积百分含量为79.0%;微孔（<2 nm）孔隙体积百分含量为9.4%,比表面积百分含量占20.7%。有机碳含量是纳米孔隙结构特征的主控因素,有机质是总孔体积与比表面积发育的物质基础,纳米孔隙体积、比表面积与吸附含气量具有明显的线性关系。     

下扬子皖南地区古生界页岩气形成条件及勘探潜力评价

为评价皖南地区古生界页岩气勘探潜力、优选勘探层系,根据钻井岩芯和露头岩样的地化、岩石学分析数据及野外调查等资料,对该地区古生界3套富有机质层系的页岩气形成地质－地球化学条件进行初步研究,结果表明：古生界上奥陶统五峰组-下志留统高家边组、二叠系(孤峰组＋龙潭组＋大隆组)富有机质泥页岩层系在区内分布广、厚度较大、有机质丰富（TOC普遍>2%）和热演化程度较高(Ro=1.3%～3.0%),具有形成页岩气的良好物质基础;同时,其埋深适中且泥页岩与硅质岩相伴生,利于人工压裂和勘探开发,有较大勘探潜力。另一方面,古生界寒武统黄柏岭组富有机质页岩也有良好的成气潜力,但因其普遍深埋、成熟度偏高,该区后期发生的多期强烈构造运动等因素对早期形成页岩气的富集及保存可能有一定影响,其勘探潜力有待进一步深究。