中国深层页岩气资源前景和勘探潜力

为了讨论页岩气产业的发展方向,从页岩气成藏地质条件、资源分布、勘探前景等方面探讨和评价了中国深层页岩气的资源前景和勘探潜力。研究结果表明:①自中元古代以来,不同类型的潜质页岩发育于纵向16套层系之中,它们均有形成深层页岩气的地质基础条件,形成了南方以下古生界海相为主、北方以中新生界陆相为主且受盆地类型(东中西部差异)约束、晚古生代海陆过渡相南北方均有发育的页岩气分布格局;②扬子、华北及塔里木板块均有形成深层页岩气的基础地质条件,但类型特点及分布各有差异,具有南北分区、东西分带的特点;③采用限定条件下的深度趋势分析法,预测我国埋深介于4 500～6 000 m的页岩气地质资源量和可采资源量(P_(50))分别为61.10×10~(12) m~3和11.07×10~(12) m~3,埋深介于3 000～6 000 m的页岩气地质资源量和可采资源量分别为115.72×10~(12) m~3和20.93×10~(12) m~3,其中规模性的深层页岩气资源量主要分布在四川盆地及其周缘地区,是深层页岩气勘探重要的现实领域,其次是鄂尔多斯、塔里木、准噶尔、渤海湾及松辽等大中型盆地及其周缘地区,在平面上分别形成了上扬子、西北、华北及东北等深层页岩气资源分布中心;④在现今含油气盆地中,深层页岩气主要分布在沉降—沉积中心方向,除了早古生代海相页岩之外,晚古生代海陆过渡相和中新生代陆相(含中小型盆地)页岩也是深层页岩气资源分布的有利指向,在中新生代陆相盆地中,不同构造部位下伏的上古生界也有望成为深层页岩气勘探研究的重要领域。结论认为,我国深层页岩气资源丰富、类型多样、分布广泛,具有良好的资源前景和重大的勘探意义,是我国页岩气产业发展的基本方向。     

我国页岩气富集类型及资源特点

根据页岩气聚集的机理条件和中、美页岩气地质条件的相似性对比结果认为：中国页岩气富集地质条件优越,具有与美国大致相同的页岩气资源前景及开发潜力。中国含气页岩具有高有机质丰度、高有机质热演化程度及高后期改造程度等“三高”特点,页岩气具有海陆相共存、沉积分区控制以及分布多样复杂等特点。以间接型和直接型页岩气划分方法为基础并结合中国区域地质特点,将中国的页岩气富集模式划分为南方型、北方型及西北型等3种,分别具有以下特点：①以扬子地台为核心的南方型页岩气聚集条件有利并以改造较为严重的海相古生界海相页岩聚气为主,具有单层厚度大、发育层位多、分布面积广、热演化程度高、后期改造强等特点;②以华北地台为主体的北方型页岩气具有古-中-新生界页岩发育齐全、沉积迁移特征明显、薄互层变化频率高、沉积相带分隔明显等特点;③以塔里木地台为基础的西北型页岩气储层以中-古生界为主,沉积类型多、有机碳丰度高、有机质热演化程度相对较低。结论认为：中国页岩气可采资源量约为26×10₁₂ m₃,大致与美国的28×10₁₂ m₃相当。     

高邮凹陷阜宁组烃源岩特征及油源对比

高邮凹陷沙埝南-永安地区阜二段和阜四段烃源岩具有较好的生烃条件,但对于戴一段原油的来源问题研究较少,存在较多争议。为了查明戴一段原油来源问题,通过地球化学分析和油源对比研究认为：阜二段源岩主峰碳以Ｃ２２ 圆顶或Ｃ２５ 尖顶分布为主,奇碳优势不明显,原生甾烷呈“椅式”分布;阜四段源岩主峰碳以Ｃ２３ 尖峰为主,奇碳优势明显,原生甾烷呈“ Ｖ” 字型。通过原油与阜宁组源岩对比分析,认为戴一段原油主体来源于阜四段,深凹带原油与阜二段源岩关系密切。对该区油气勘探具有重要的指导意义。     

费尔干纳盆地油气资源潜力再认识

费尔干纳盆地位于特提斯北缘盆地群、中亚侏罗系巨型煤成气聚集带,该盆地分属乌兹别克斯坦、吉尔吉斯斯坦、塔吉克斯坦,油气资源丰富,勘探开发程度差别大,再分析研究表明该盆地仍具有较大油气资源增长和勘探开发潜力。     

湘鄂西地区页岩气含气性主控因素及其勘探意义

页岩气含气性主控因素是页岩气勘探开发的重要部署指导。本文结合前期成果,利用露头、岩心、地震及扫描电镜等资料,针对湘鄂西地区三套页岩气层的关键井进行解剖,总结了每套目的层页岩气富集规律与含气性的主控因素。牛蹄塘组优质页岩由于厚度大,处于过成熟生气阶段,含气性低,优选下寒武统牛蹄塘组页岩气钻探目标时应加强构造分析,以寻找构造型甜点为主体;龙马溪组富有机质页岩段厚度薄且分布不稳定,岩心致密,有机质孔较发育,含气能力强,局部断层发育,优选钻探目标时应加强局部断层破坏作用分析,以寻找保存型甜点为目标;上二叠统大隆组黑色页岩厚度大,甲烷含量高,有机质孔规模较龙马溪组小,裂缝较发育,具有一定含气能力,优选钻探目标时应加强储层微观特征分析,以寻找储集改造型甜点为主。     

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。     

游离相天然气成藏动力连续方程

游离相天然气主要包括置换武运移并聚集的常规储层气、活塞式运移并聚集的根缘气和兼具上述两种运移模式并具有复杂运聚机理的页岩气等,根据游离相天然气运聚的连续性动力平衡方程可以对不同运聚机理类型的天然气进行成藏描述.结合游离相天然气成藏动力平衡方程,常规储层天然气成藏主要受浮力和盖层毛细管压力所控制,连续气柱高度和盖层物性是成藏动力平衡的主要影响因素;根缘气成藏与烃源岩的生气作用强度、储集层物性以及天然气的聚集深度等因素有关,烃源岩的生气有效性和致密储集层的物性条件是约束成藏动力平衡的关键要素;在页岩气成藏的复杂地质条件下,泥页岩的生供气有效性、储集物性、连续气柱高度以及埋藏深度等均是影响其中游离相天然气聚集的基本因素.图5参32     

石泉煤矿3#煤层瓦斯含量主控因素分析

在系统分析研究石泉煤矿井区地质背景和煤层发育情况的基础上,以钻井、实验测试数据为资料依据,讨论了石泉煤矿3#煤层瓦斯含量分布特征,瓦斯含量跨度较大(2.36~22.31 m³/t),低值区分布在井田北部,该区域具有甲烷含量低(13.4%~42.06%)且氮气含量高(56.93%~84.12%)的特点。依据此特点,从顶底板条件、地质构造、煤层发育程度、埋藏深度、煤质等方面入手,深入分析了3#煤层瓦斯含量主控因素。结果表明:风化带是影响瓦斯含量的主要因素,同时,褶皱构造、埋藏深度、灰分对瓦斯含量亦具有一定程度的影响。     

页岩气资源评价方法体系及其应用——以川西坳陷为例

根据页岩气发育条件及富集机理,结合油气资源评价方法的基本原则,系统归纳并建立了适合于不同地质及资料条件下的页岩气资源量与储量评价方法体系,包括：类比法（规模类比法、聚集条件类比法、综合类比法等）、成因法（产气历史分析法、剩余资源分析法、成因分析法等）、统计法（体积统计法、吸附要素分析法、地质要素分布概率风险分析法、产量分割法等）和综合分析法（蒙特卡洛法、打分法、盆地模拟法、专家赋值法、特尔菲综合法等）。通过对四川盆地川西坳陷页岩气地质条件和富集有利性的分析,优选上三叠统须家河组须五段为该地区页岩气发育且具有经济可采意义的有利层段。结合该地区实际地质条件,分别采用地质类比法、成因分析法和体积法对川西坳陷页岩气资源量进行了计算,运用特尔菲法加权得到该地区页岩气资源总量为1.47×10₁₂～1.68×10₁₂ m₃,均值为1.58×1010₁₂ m₃。平面上,页岩气勘探研究有利区主要分布于新场-德阳-广汉-新都-温江-大邑一线的成都凹陷。     

碎屑岩盆地天然气成藏及分布序列

随着勘探程度的提高和非常规天然气研究的深入，多种聚集机理类型的天然气及其相互关系逐渐成为了研究焦点，即当煤、泥页岩等不同类型和成熟度的烃源岩与物性复杂变化的储层夹、互层存在时，煤层气、页岩气、根缘气、常规储层气等不同类型气藏将同时发育而形成基于气源岩的天然气机理及分布序列。通常情况下，常规储层气藏形成时的优先顺序晚于煤层气、页岩气、根缘气等非常规类型，处于天然气成藏与分布序列的顶端，加之非常规类型天然气聚集的成藏下限条件较之常规储层气藏要低。因此常规气藏的发现预示着非常规类型气藏的发育。由于盆地类型及其地质条件差异较大，不同类型天然气的分布及其资源量规模配比也表现出较大的不同。结合盆地勘探实践及理论研究认为，不同机理类型天然气之间存在相互关联和连续过渡，并由此建立了碎屑岩盆地不同类型天然气发育的地质模式。