可乐向斜财神区块煤层气勘探开发有利区优选

可乐向斜是贵州省主要的含煤向斜,具有含煤层数多,煤岩变质程度高,煤层气含量高等特点。基于可乐向斜地质特征,研究了其向斜中部财神区块煤层厚度煤储层物性、煤层埋深、煤层气含量等相关特征参数,优选了可供煤层气勘探开发的有利区,将财神区块划分为Ⅰ类有利区和Ⅱ类有利区,各主力煤层煤层气含量均大于8 m L/g,煤层气含量较高,为下一步煤层气勘探开发提供依据。     

龙潭组能源勘探形式分析

通过收集整理龙潭组煤炭及页岩气勘探资料,分析了传统煤炭资源分布规律,并从页岩气发育地球化学特征及泥页岩内部结构特征等方面对页岩气发育条件进行了研究。认为煤炭资源的分布受龙潭组沉积时期海陆过渡沉积体系的控制,有利成煤区在川贵地区成条带状分布,湘、赣、浙等省呈透镜体状分布。上扬子板块的川南地区、下扬子板块黔北地区和南京地区龙潭组中均取得了较好的含气显示,是页岩气勘探开发的重点区域。     

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。     

江苏地区页岩气资源潜力评价

通过对江苏盆地的构造沉积演化特征,以及烃源岩的有机质丰度、类型、成熟度等方面综合分析,认为江苏省下扬子区是良好的页岩气远景区。特别是徐州地区的第三系、下白垩统、石炭系、二叠系,苏北地区的二叠系,苏南地区的中古生界,有机质丰度达到页岩气成藏标准,据此认为这些区块可作为页岩气勘探的重点区块。     

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。     

中上扬子地区下寒武统筇竹寺组页岩气资源潜力分析

对中下扬子地区下寒武统筇竹寺组页岩出露地区进行野外调查，采集样品，并进行实验分析。研究认为：中上扬子地区下寒武统筇竹寺组黑色页岩厚度大(50~400 m)，有机碳含量高，平均1.92%~2.35%，Ro值位于2.0%~4.0%，热演化程度高，具有形成页岩气藏资源的良好潜力；依据研究区页岩厚度、有机碳含量和成熟度分布特征以及页岩矿物成分、孔裂隙和含气性特征等源岩和储层方面的综合分析，优选出川南-黔西、米仓山-大巴山前陆、湘鄂西-渝东-黔北3个页岩气勘探有利区，并对页岩气有利区进行了资源潜力评价。     

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。     

复杂地质条件页岩气勘探开发区块灰关联度优选

以南襄盆地、湘鄂西、渝东等地区的5个页岩气试验区块为研究对象,系统分析了不同地质参数对页岩气富集程度的影响,建立了页岩气勘探开发评价优选指标体系。运用层次分析法和熵权法确定了各指标的组合权重,在页岩气勘探开发指标体系中,各地质参数的重要性依次为有效厚度、热成熟度、脆性矿物含量、含气量、孔隙度、有机质丰度、埋深。针对页岩气藏储层地质参数存在的不确定性和复杂性,基于灰色系统理论,建立了多指标灰关联度优选模型,对评价指标值为区间范围的复杂地质参数特征的研究区的勘探开发潜力进行了优选排序。评价结果与实际勘探开发信息吻合较好,说明基于组合权重的复杂地质参数特征的页岩气勘探开发区块灰关联度优选评价模型对页岩气目标区块的可采性评价是可行的。     

页岩气探矿权招投标区块优选方法

页岩气探矿权区块招投标为我国页岩气的勘探开发带来了资金保障和技术支持,对加快我国页岩气勘探开发起到了积极作用。我国发育海相、海陆过渡相及陆相等多种沉积环境下的泥页岩系,经过后期多次的构造运动改造,显现出页岩构造变动强、保存模式多、埋深变化大等特点,多变的地质条件导致了多样的页岩气发育类型和模式。探矿权招投标区块优选的方法和标准应该以页岩气地质选区为基础,通过收集区块内前人研究资料,进行页岩气基础地质研究、资源量计算以及区块经济评价,以页岩的厚度、埋藏深度、有机质丰度、有机质热演化程度、可压裂性及经济性等评价参数,优选适合页岩气招投标工作的页岩气探矿权区块。     

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。     

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。     

海陆过渡相煤系页岩气成藏条件及储层特征——以四川盆地南部龙潭组为例

结合扬子地区海陆过渡相煤系页岩分布与地质特征,以四川盆地南部二叠系龙潭组为例,采用有机碳、Rock-eval热解、显微组分定量、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、高压压汞、低温气体吸附等多种实验分析方法,对海陆过渡相煤系页岩气成藏条件及储层特征进行了研究。结果表明：海陆过渡相煤系页岩,累计厚度较大,多在100 m以上,而单层厚度较小,一般小于40 m,通常与煤层和致密砂岩甚至与灰岩互层。四川盆地南部海陆过渡相龙潭组煤系页岩有机碳含量较高（TOC含量为0.85%～35.70%,平均6.73%）,有机质类型以腐殖型为主（干酪根碳同位素δ13C为-28.0‰～-23.5‰）,有机质成熟度达高-过成熟阶段（Ro为1.95%～2.40%,平均2.22%）;页岩中黏土矿物较为发育（20.3%～92.3%,平均61.9%）,脆性矿物含量较低（6.3%～65.7%,平均27.7%）,页岩储层可压裂性较海相页岩差。龙潭组煤系页岩孔隙度多大于3%,孔隙类型多样,常见粒间孔（含量占29.08%）和溶蚀孔（占30.18%）,其次是有机质孔（占16.74%）和粒内孔（占10.56%）,还有晶间孔（占4.94%）和微裂缝（占8.5%）,为页岩气赋存提供了储集空间;页岩含气性较好,含气量主要介于1.0～3.0 m3/t。     

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。     

四川盆地古生界泥页岩的地球化学特征

通过四川盆地古生界不同层系的探井及典型剖面样品的地球化学分析,从有机碳含量、有机碳同位素,热成熟度以及生物标志化合物特征讨论了四川盆地古生界4套泥/页岩地球化学特征及其生烃潜力。研究结果表明：古生界下寒武统、上奥陶统、下志留统3套黑色页岩有机碳含量高,平均值分别为6.31%,3.53%,1.87%,有机质类型主要为生烃能力极强的I型干酪根,δ 13C分布在-29.0‰～-32.0‰,低碳数正构烷烃相对丰度高、C27规则甾烷优势分布、三环二萜烷的相对含量较高等生物标志化合物分布特征表现了腐泥型有机质特征,有机质来源为低等水生生物和藻类;上二叠统龙潭组泥/页岩有机碳含量平均为4.0%,有机质类型为II,III型,生物标志化合物研究表明龙潭组页岩既有丰富的水生生物输入,又有一定数量的陆生生物来源, 煤和炭质泥岩母质来源以陆源有机质输入为主。     

黔西北地区龙潭组海陆过渡相泥页岩孔隙分形特征

在黔西北地区海陆过渡相龙潭组页岩低温氮气吸附实验基础上,利用FHH模型研究了其孔隙分形维数,得到其分形维数D_1和D_2,整体数值较大,平均值分别为2.718 6和2.782 4,反映龙潭组泥页岩孔隙非均质较强,结构较为复杂。将分形维数与页岩其他地质参数进行相关性分析,结果表明:分形维数与泥页岩的比表面积、TOC呈正相关关系,与平均孔径、石英含量、石英/黏土呈负相关关系,与镜质体反射率、黏土矿物含量呈"先正后负"的相关关系,拐点分别出现在Ro为2.5%以及黏土矿物含量为50%处。综合研究认为:D_1能够较为综合反映泥页岩孔隙的大小、体积、比表面等特征,可以综合表征泥页岩孔隙的结构特征,数值越大越有利于页岩气富集,而D_2对于孔隙结构复杂程度的表征更为明显,可以专用于研究泥页岩孔隙结构的复杂程度,数值需在一定范围内,不宜过大,并认为黔西北地区龙潭组海陆过渡相泥页岩孔隙分形维数D_1的有利分布范围为大于2.60,而D_2的有利分布范围为2.50~2.80,当D_22.80时需要系统进行可采性评价及压裂开采设计。     

六盘水煤田上二叠统煤系气成藏特征及共探共采方向

六盘水煤田上二叠统含煤地层中煤层、页岩、砂岩叠置频繁,统筹勘探不同储层中的天然气有助于减少资源浪费,提高开发效益。通过对煤系气储层岩相、厚度、源岩地化、储层物性及空间赋存规律的研究,分析了六盘水煤田煤层气、煤系页岩气和煤系致密气成藏潜力,讨论了煤系气的空间叠置关系和勘探前景。结果显示:区内晚二叠世煤层煤种齐全,厚度较大,变质程度普遍偏高,含气显示优越;页岩和砂岩累计厚度大,有机地球化学和储集物性参数良好;不同岩性的区域和层位分布差异较大,组合类型多样,空间配置关系有利于发育垂向多套天然气藏。煤系页岩气最有利勘探层位为龙潭组下段,煤层气和煤系致密气最有利层位为汪家寨组和龙潭组上段;以此为基础,总结提炼出"源储一体型"独立煤系页岩气藏、"源储紧邻型"煤系"三气"组合气藏、"下生上储型"煤系"两气"组合气藏共3种气藏类型。初步认为晴隆向斜深部为煤系页岩气优先勘探区,青山向斜深部适合煤层气和煤系页岩气共探共采,盘关向斜和格目底向斜深部适合煤层气和煤系致密砂岩气共探共采。     

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。