笔石生物演化与地层年代标定在页岩气勘探开发中的重大意义

中国海相页岩气在四川盆地及周缘地区实现了工业性开发,成为未来天然气产量增长的重要来源之一。页岩气主要产自南方海相奥陶纪到志留纪地层中,因为埋藏深、地层古老、地层压力大、热演化程度高和地质构造复杂,给页岩气勘探开发带来了挑战。四川盆地产天然气的黑色页岩含有丰富多样的笔石化石,古生物学家运用笔石生物地层学的方法,对中国南方奥陶纪到志留纪地层开展了笔石生物地层学研究,建立了高分辨率的笔石生物带,为黑色笔石页岩的精确地层划分和对比提供了关键工具,并据此厘定了四川盆地页岩气产出的主要烃源岩层及储层,为中国页岩气有利含气层段的圈选和勘探开发发挥了指导作用。     

四川盆地蜀南地区寒武系地层划分及对比研究

通过对大量单井及地面露头资料的研究,并在对比前人对四川盆地蜀南地区及其邻区寒武系地层划分方案的基础上,以岩石地层特征为主要依据,综合分析了该层系古生物特征及电性特征,将其自下而上四分为下寒武统九老洞组和龙王庙组，中寒武统高台组,中上寒武统洗象池群,并对其地层特征及展布进行了分析,指出下寒武统九老洞组以碎屑岩为主,夹少量碳酸盐岩,下寒武统龙王庙组以海相碳酸盐岩为主,中寒武统高台组为碎屑岩与海相碳酸盐岩混合沉积,中上寒武统洗象池群为海相碳酸盐岩沉积;寒武系各组（群）地层西薄东厚、北薄南厚，整体呈西北薄、东南厚的展布形式。     

四川盆地上三叠统须二段测井沉积相研究

四川盆地上三叠统已成为中国石油西南油气田分公司重要的勘探接替层系，其油气的分布受沉积相控制。测井相分析在研究沉积相和圈定砂体方面具有重要作用。利用测井曲线的形状、幅度、接触关系等基本要素，识别出钟形、漏斗形、箱形、指形和线形等5种基础测井相类型，并通过岩心标定测井，建立了测井相与沉积相之间的函数对应关系；在此基础上，通过单井测井相分析—剖面测井相对比—区域研究3个层次勾画出了上三叠统须二段沉积相的展布。认为四川盆地上三叠统须二段发育冲积扇、三角洲、湖泊3类沉积相，其分布受分别位于川西北部、川东北部、川中和川西南部方向的6大物源控制；由于物源区构造活动强烈，沉积物供应充分，冲积扇和三角洲发育，故滨浅湖沉积分布范围有限。     

四川盆地及周缘志留系龙马溪组一段深层页岩储层特征及其成因

深层页岩储层是页岩气勘探开发的重要接替领域。针对四川盆地及周缘龙马溪组一段深层页岩,系统开展了X-衍射全岩（XRD）、总有机碳（TOC）、大薄片及氩离子抛光大片成像研究。结果表明,相对于浅层页岩,深层页岩储层具有高硅质和低TOC含量、低粉砂纹层含量、高孔隙度和更有效的孔隙网络特征。由浅层至深层,页岩硅质含量由30%增至62%。相应地,碳酸盐含量由32%降至14.3%,粘土矿物含量由33%降至7.8%,TOC含量由7.1%降至4.25%。深层页岩储层发育条带状粉砂纹理,与浅层页岩相比,其粉砂纹层含量减少、单层厚度减薄。黑色页岩发育有机孔、无机孔和微裂缝,由浅层至深层,页岩总面孔率由1.6%增至10.8%,有机孔和无机孔均明显增加,且微裂缝占比由1%增至12%。深层页岩储层有机孔、无机孔和微裂缝相互连通,形成有效的孔隙网络。深层高硅质含量、高孔隙度和更有效的孔隙网络与生物成因硅有关,低TOC含量与远离物源有关,低粉砂纹层含量与水深较大有关。生物成因硅在成岩过程中可形成大量有机孔、无机孔和微裂缝,且其可有效保存孔隙。有机质的生成受营养物质供给影响,远离物源区营养供给较少。粉砂纹层主要由碳酸盐矿物组成,深层不利于碳酸盐的形成。     

中国页岩气开发进展、潜力及前景

中国作为北美之外最大的页岩气生产国,随着页岩气勘探开发的持续快速推进,在埋深3 500 m以浅的海相页岩区已经建成200×10~8 m~3的页岩气年产规模。未来全国埋深3 500 m以浅页岩气能否继续稳产上产、埋深超过3 500 m的深层页岩气的开发潜力如何,既是评价和判断未来中国页岩气资源开发潜力和发展前景等的前提,也是决定能否在川渝地区建成"天然气大庆"的关键。为此,通过总结中国页岩气理论认识和工程技术发展成果,分析页岩气资源的开发潜力,预判了未来的发展前景。研究结果表明:①在页岩气理论体系方面,明确了海相深水陆棚笔石黑色页岩形成条件及页岩气富集机理,建立了"甜点区"和"甜点段"地质理论,初步构建基于"人造气藏"的页岩气开发理论,建立了四川盆地南部地区深层优质页岩厚度大、保存条件好、发育微裂缝与超压的页岩气富集高产模式;②在页岩气工程技术方面,水平井多段压裂等关键工程技术实现了跨代发展,支撑了中国仅用6年时间就实现了页岩气年产100×10~8 m~3、其后又用2年时间实现了年产200×10~8 m~3的历史性跨越;③在页岩气资源方面,明确了四川盆地中浅层海相页岩气是产业发展的"压舱石",而深层海相页岩气则是未来产量增长的主体,以川南海相页岩为重点具备还可探明页岩气地质储量超6×10~(12) m~3的资源条件,可以支持页岩气产量持续快速增长。结论认为,通过加快对于埋深3 500～4 000 m页岩气资源的开发,2025年全国页岩气年产量可以达到300×10~8 m~3;考虑到埋深4 000～4 500 m页岩气资源开发突破难度较大,2030年页岩气有望落实的年产量为350×10~8～400×10~8 m~3。     

河南奥陶系层序地层学研究

依据古生物学、沉积学特征和层序界面特征,在河南省奥陶系识别出两类层序,即Ⅰ类层序和Ⅱ类层序.这些Ⅲ级层序以发育海进体系域和高水位体系域为特征,低水位体系域不甚发育.凝缩段由反映静水、深水沉积的云斑灰岩、泥晶灰岩、钙质粉砂质泥岩和颗粒灰岩透镜体等特征来确定.     

含Macaronichnus遗迹组构的古环境意义

简要论述了Macaronichnus遗迹属的基本特征及包含它的两种遗迹组构的组成与古环境意义.其中海相沉积中的Macaronichnus-Ophiomorpha遗迹组构大多产于与潮汐作用有关的临滨环境,而陆相沉积中的Macaronichnus-Monocraterion遗迹组构则形成于河流三角洲前缘和浅湖上部环境;同时,对这两种含Macaronichnus的遗迹组构进行了比较分析.     

三维地质建模在页岩气甜点定量表征中的应用——以扬子地区昭通页岩气示范区为例

基于地震解释、钻井资料、测井数据、先验地质知识,以扬子地区昭通国家级页岩气示范区为研究对象,应用Petrel三维建模软件,建立了涵盖TOC、孔隙度、含气饱和度、含气量、脆性指数等多种属性的三维储层地质模型。采用Petrel自带模块计算游离气资源量,按照体积法运算公式计算吸附气资源量,计算页岩气资源量超过1 000×10~8m~3,与EUR预测较符合。应用中石油甜点评价标准对模型中所有网格进行筛选,实现对研究区甜点层的定量评价,以及甜点体的三维定量刻画,为气藏开发方案提供指导,是地质—工程一体化的重中之重。     

四川盆地须家河组大气区形成条件

四川盆地须家河组致密天然气的分布具有层系多、面积广、规模大、丰度低,受控于岩性的特点,已经形成了万亿立方米的大气区.是什么因素造成了四川盆地须家河组天然气在如此大范围内叠合连片分布,从而形成大气区.分析认为,烃源岩大面积分布形成广覆式生烃、储集岩大面积不连续分布形成广覆式储烃、盖层的大面积分布形成广覆式封烃以及生储盖层“千层糕”式的广互式组合是形成大气区的基本条件.而烃源岩的连续性生烃造成的持续性供烃,以及构造的稳定性造成的持续性封存是形成大气区的关键因素.烃源层、储集层和盖层在空间上的广互式组合,造成储层和烃源层大面积的直接接触,从而导致油气广复式成藏.这种广复式成藏加之烃源岩的持续性供烃以及持续稳定的保存,最终导致不同层系、不同类型天然气藏在空间上的大面积叠合连片的复式聚集分布,从而形成大气区.     

四川盆地上三叠统须家河组储层评价及天然气成藏机理

四川盆地上三叠统须家河组已进入大面积岩性气藏勘探的新阶段,为了给该区勘探部署以及储量评价提供地质依据,开展了砂体分布、储层展布及成因和成藏机理研究工作。具体工作和认识包括:①以层序地层学原理为指导,四位一体(测井、野外露头、岩心资料和地震资料分析),"井震"结合,建立了全盆地须家河组层序地层格架,认为6大物源体系形成6大三角洲砂体;②在格架范围内以体系域为单元研究地层、砂体的展布特征,预测有利储集砂体的分布,并分析不同类型砂体、相同砂体不同部位的储层特征及其发育的主控因素;③分析储层非均质性特征和优质储层的形成机理,划分储层类型,对研究区内储层进行综合评价,对优质储层发育的有利区带进行预测——加积式砂组中的高能河道为最高效的储层;④通过对广安、合川等典型气藏的解剖,针对须家河组低渗透砂岩气藏气水关系复杂、成藏机理复杂的特点,设计相应的地质模型和实验装置,开展了气水置换的成藏模拟试验,认为致密砂岩圈闭的充注为脉冲式充注,充注完成后在致密砂体和高孔渗砂体之间,存在多个含水滞留区带,而储层物性的相对差异是能否聚气的关键。该成果对于扩大四川盆地天然气勘探领域、寻找新的勘探接替区具有重大意义。