中国上扬子区下古生界页岩气形成条件及特征

从露头、钻井、岩心等资料出发,以沉积、地球化学、储层及含气性等为重点,对上扬子区下寒武统筇竹组和下志留统龙马溪组页岩气形成的地质条件与特征进行了初步探索,指出上扬子区早古生代的浅海-深水陆棚沉积环境控制了筇竹组、龙马溪组富有机质黑色页岩的发育与分布,深水陆棚沉积中心黑色页岩厚度最大;黑色页岩有机碳含量(TOC)普遍较高,平面上富有机碳黑色页岩(TOC2%)与深水陆棚相分布一致,纵向上富有机碳黑色页岩集中发育在各组的中下部-底部,连续厚度约30～50 m,有机碳含量在4%以上;黑色页岩脆性矿物丰富、含量大,粘土矿物单一、无蒙脱石,与美国产气页岩相似;基质孔隙、微裂缝发育,成丝状、网状及蜂窝状分布,岩心实测孔隙度为2%～16%,具有较好的孔、渗能力;黑色页岩钻井气显示活跃,岩心含气量在最低工业开发含气门限之上,等温吸附模拟甲烷吸附能力强,综合含气性特征与北美产气页岩类似。总体认为,中国上扬子区下古生界筇竹寺组、龙马溪组具有优越的页岩气形成地质条件,是较现实的页岩气勘探开发领域。     

下扬子区上古生界构造作用与油气保存条件分析

基于中、新生代构造形变对下扬子地区海相地层及上覆盖层的影响,应用整体构造框架下的宏观保存体系评价思路,通过研究构造演化与隆升剥蚀、断裂构造作用、岩浆活动、水文地质条件、盖层的有效性等,对该区上古生界油气宏观保存条件进行了评价。(1)下扬子区上古生界油气保存条件地区差异性明显,具有"南北分带,东西分块"的特点;(2)下扬子区油气保存条件分为3类:句容—黄桥地区、海安凹陷中北部为Ⅰ类(有利)保存区;苏北盆地(东台—大丰地区、射阳地区、宝应—金湖南地区、姜堰—海安地区)、苏皖南地区(无为地区、望江—潜山地区、句容—常州地区)为Ⅱ类(较有利)保存区;下扬子其他地区为Ⅲ类(差)保存区。     

湘鄂西地区下古生界页岩气保存条件

湘鄂西地区泥页岩具有发育层位多、分布面积广、沉积厚度大和热演化程度高等特点,具备形成页岩气的物质基础,但保存条件成为制约其富集成藏的关键。以湘鄂西地区下古生界下寒武统和上奥陶统—下志留统2套页岩层系为研究对象,从地层抬升剥蚀强度、断层和裂缝组合、盖层发育特征、流体封闭性4个方面分析了页岩气的保存条件。结果表明,复向斜地区受构造活动改造弱,黑色页岩埋深较大,盖层分布连续,断裂不发育,流体封闭性强;而复背斜地区受构造活动改造强,盖层不完整或缺失,黑色页岩埋藏浅,甚至暴露地表,断裂发育,流体封闭性弱。利川复向斜南部、花果坪复向斜中北部和桑植—石门复向斜中部的页岩气保存条件较好,可作为下一步勘探的有利目标区。     

苏北地区古生界页岩气形成地质条件

根据岩心、钻井及露头等资料,以有机地球化学、储层岩石学等为重点,对苏北地区古生界下寒武统幕府山组、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）等3套富有机质泥页岩层系的页岩气形成地质条件进行初步分析,指出苏北地区古生界3套富有机质泥页岩层系分布面积广、厚度较大、有机碳含量高和热演化程度较高。与美国典型含气页岩相比,苏北地区古生界3套富有机质泥页岩层系有机质丰度与之相当,部分地区的成熟度偏高。苏北地区具有形成页岩气的良好物质基础,古生界页岩气勘探潜力大。另一方面,苏北地区古生界富有机质泥页岩普遍埋藏深,下古生界富有机质泥页岩成熟度普遍偏高,后期多期构造运动及岩浆活动强烈,这些因素对页岩气形成、富集及保存等有着重要影响。     

下扬子区下古生界油气地质条件评价

下扬子区下古生界烃源岩发育,有机质热演化程度高,储盖条件良好,具有形成大型天然气藏的有利地质条件.虽然印支运动对下扬子海盆沉积实体构造改造严重,对油气藏有一定程度的破坏作用,但是由于下志留统高家边组巨厚泥岩的封闭覆盖,下古生界油气藏的保存条件优越,从而在油气勘探领域的评价方面,下古生界明显优于上古生界及海相中生界.     

湘鄂西地区下古生界油气保存条件探讨

湘鄂西地区至今未突破油气流关的原因之一在于油气保存条件。区内油气保存条件的影响因素主要是盖层、水地质和断裂作用。这三个因素的有机配置有利于油气保存。综合评价认为花果坪复向斜宣恩以北为油气保存有利区,桑植—石门复向斜主体部位及宜都—鹤峰复背斜中部五峰一带为油气保存较有利区。     

中上扬子地区下寒武统页岩气储层特征及勘探方向

为查明中国南方古老层系页岩储层孔隙特征及其影响因素,以中上扬子地区下寒武统页岩为例,采用岩石薄片、压汞-氮气吸附联合测定、氩离子抛光-扫描电镜、聚焦离子束扫描电镜和全岩X衍射等多种技术方法,系统开展页岩孔隙结构、类型及其影响因素研究;并基于页岩储层特征及页岩气形成地质条件,提出了下寒武统页岩气勘探方向。研究认为,下寒武统主要发育棚内拉张槽型、陆架边缘斜坡型及台地前缘斜坡型3种沉积成因类型富有机质页岩。棚内拉张槽型富有机质页岩孔隙以粒间孔和粘土矿物层间孔为主,其次为有机质孔;台地前缘斜坡型富有机质页岩主要以有机质孔和方解石粒内溶蚀孔为主;而陆架边缘斜坡型富有机质页岩以有机质孔为主,无机矿物质孔不发育。整体而言,下寒武统页岩孔隙发育受页岩矿物组成、有机质丰度、热演化程度及保存条件等多种因素控制。结合页岩气保存条件和探井油气发现等相关分析,建议下寒武统页岩气勘探在四川盆地内部应关注棚内拉张槽型页岩分布区,尤其是筇竹寺组上部的富有机质页岩段;而在四川盆地外部,应关注热演化程度适中、保存条件相对较好的台地前缘斜坡型和陆架边缘斜坡型页岩分布区。     

页岩气储层含气性影响因素及储层评价——以上扬子古生界页岩气储层为例

页岩气藏属于自生自储型气藏,在进行储层评价时,应该重点考虑含气性。以我国上扬子古生界7口页岩气井岩心样品测试数据为基础,首先从总含气量入手,讨论储层含气性影响因素,包括有机碳含量、镜质体反射率、孔隙度、等温吸附气量、伊/蒙混层含量和可动流体百分数,研究发现可以用总含气量0.5 m³/t作为区分储层与非储层的界限,各项指标均和总含气量呈不同程度的相关关系。进而运用灰色关联理论,进行储层评价,同时参考前人成果和经验数据,提出了储层评价方案和储层空间图像特征。     

上扬子地区下寒武统牛蹄塘组页岩气成藏条件

基于上扬子地区下寒武统牛蹄塘组黑色页岩的野外露头、钻井、岩心等资料,通过显微薄片、扫描电镜及X-衍射、压汞分析、等温吸附等多项实验测试分析,以牛蹄塘组黑色页岩的地层、岩石学、地球化学、地球物理和页岩含气性等为重点,对上扬子地区下寒武统牛蹄塘组页岩气形成的成藏条件与特征进行了初步探索。研究表明上扬子地区下寒武统牛蹄塘组以浅水-深水陆棚沉积环境控制富有机质页岩的发育,沉积厚度一般在50~300 m;有机碳含量在1.5%以上,有机质成熟度达到高-过成熟阶段;富有机质页岩脆性矿物丰富、粘土矿物演化程度高,以伊利石稳定矿物为主,不含蒙脱石;多种孔隙类型及裂缝发育,可为页岩气的赋存提供良好储集空间;富有机质页岩含气量达到了页岩气商业开发下限2.0 m³/t。综合各种成藏条件,认为资阳-自贡一带、黔北和渝东南-湘鄂西地区为页岩气有利勘探区带。     

桂中坳陷上古生界页岩气保存条件

桂中坳陷上古生界中、下泥盆统以及下石炭统页岩具有良好的生烃及储集条件,但受多期构造运动改造,页岩气保存条件复杂。从宏观和微观分析入手,对该区上古生界页岩气保存条件进行综合评价,预测其勘探潜力及有利勘探区。在野外地质调查的基础上,结合钻井资料、镜质体反射率、粘土矿物X-射线衍射、泥页岩物性分析数据以及构造演化史和埋藏史-热史恢复,从盖层封闭性、断裂和抬升剥蚀作用影响等方面评价了桂中坳陷上古生界页岩气保存条件。结果表明：桂中坳陷中泥盆统泥页岩沉积厚度大（暗色泥页岩厚250~650 m）、分布连续且韧性和微观封闭性较好,可作为页岩气直接和区域盖层;下石炭统虽然分布局限,但韧性和封闭性好,可作为局部盖层;燕山期为研究区主要变形期,大量叠瓦状逆冲断裂和高角度逆冲断层在此时发育,对现今残存的页岩气藏分布格局起着决定性影响,坳陷中、西部遭受的构造改造相对较弱;强烈的剥蚀作用破坏了页岩气的保存,但坳陷中、西部地区剥蚀程度较小。总之,桂中坳陷中、西部的柳江低凸起内天山背斜及西部、马山断凸中部和红渡浅凹中部一带页岩盖层分布稳定且韧性和封闭性较好、遭受的构造破坏较弱、剥蚀厚度较小,为页岩气有利勘探区。     

下扬子地区寒武系页岩气成藏条件分析与资源潜力评价

下扬子地区寒武系为海相沉积地层,分布面积达13×10⁴ km²,其中下寒武统荷塘组（幕府山组）发育黑色碳质泥岩,厚度达276 m,有机碳含量为0.25%~23.52%,平均含量为4.54%,有机质类型以Ⅰ型为主,页岩气成藏条件十分有利。该区下寒武统地层经历了加里东、华力西、印支、燕山和喜马拉雅期的构造运动及岩浆活动的改造,个别地段已经成为变质岩的一部分;很多地区荷塘组碳质泥岩演化程度较高,镜质体反射率（R_o）最大可达6.32%,完全处于过成熟阶段。该区荷塘组上覆地层较厚,但受构造影响,荷塘组地层埋藏深度变化较大。综合荷塘组碳质泥岩的厚度、埋深、有机碳含量和镜质体反射率等4个方面的指标,开展了下扬子地区寒武系地层的页岩气地质调查和潜力评价,共划分出3个页岩气远景目标区,分布于江西上饶-浙江桐庐、江苏扬州和安徽全椒等地,估算资源量为288 944.4×10⁸ m³。     

四川盆地涪陵页岩气田江东区块下古生界深层页岩气勘探开发实践与启示

目前埋深大于3 500 m的深层页岩气已逐渐成为中国页岩气勘探开发的重要接替领域,开发过程主要面临地层压力增大、储集物性变差、压裂改造形成复杂缝网困难等问题,开发选区及井位优化部署难度大。江东区块是四川盆地涪陵页岩气田二期产能建设的主要区块,埋深大于3 500 m的深层页岩气面积为57.8 km²,约占区块面积的1/2,目的层为上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组(1)—(5)小层优质页岩,是一套富碳、富硅、富页理和富黄铁矿的黑色页岩。采用深层页岩气开发评价选区指标体系及水平井井位优化评价技术研究结果表明,影响深层页岩气井开发效果的主要地质因素包括地层埋深、地应力、裂缝发育特征及页岩地层倾角。深层页岩气水平井与最小主应力夹角不超过40°,A与B靶点高差尽量小于300 m。通过江东区块深层页岩气勘探开发实践,单井获得较高的测试产量和可采储量,勘探开发效果较好,研究成果对四川盆地深层页岩气开发具有重要借鉴意义。     

上扬子地区下寒武统页岩气资源潜力

上扬子地区下寒武统普遍发育黑色泥页岩,这套黑色泥页岩是早寒武世早期全球性海平面上升时,在上扬子地区形成区域性深水滞留缺氧的陆棚到斜坡环境沉积的,其岩性为黑色碳质页岩、黑色硅质页岩、石煤及深灰色粉砂质页岩。泥页岩有机碳含量高,最高达到12%,在剖面上有机碳含量由下向上逐渐减小,高有机质含量泥页岩主要分布在剖面下部。在空间上富含有机质的厚层泥页岩分布在川西南—黔北、渝东—湘鄂西和川东北,为泥页岩勘探最有潜力的地区。     

四川盆地下古生界页岩气资源前景预测

以石油地质学、油气地球化学等理论为依据,对四川盆地下古生界下寒武统筇竹寺组和下志留统龙马溪组富含有机质的暗色泥页岩的发育及分布作了分析。利用暗色泥页岩沉积厚度、总有机碳含量、有机质类型以及有机质成熟度4个指标对页岩气资源进行了初步评价,发现筇竹寺组和龙马溪组拥有巨厚的泥页岩沉积、较高的有机碳含量、良好的有机质类型以及十分重要的过成熟条件,从而推断出研究区具有丰富的页岩气资源,并进一步划分出研究区页岩气聚集的有利勘探区带。     

黔北地区海相页岩气保存条件——以贵州岑巩区块下寒武统牛蹄塘组为例

中国南方地区发育多套海相富有机质页岩,页岩气资源丰富,但与北美地区相比,具有形成时代老、热演化程度高、构造期次多、构造变形复杂、地应力状态与地表条件复杂及保存条件差异大等特点。与已获得突破的龙马溪组相比,下寒武统牛蹄塘组形成时代更老,储层特殊性与复杂性更大,对保存条件要求更高。为此,针对南方复杂构造区特殊地质条件,以贵州岑巩区块牛蹄塘组为例,通过地震资料精细解释与构造演化分析,结合物质基础、顶底板与区域盖层、天然气组分、地层水条件、地层压力等因素对页岩气保存条件进行了研究。结果表明,以断裂和剥蚀为主的后期改造是页岩气散失的根本原因。研究区构造演化具有“早期小幅抬升,长期相对稳定,后期强烈改造”的特点。区内北东-北北东向隔槽式褶皱、高角度逆冲与走滑断裂发育,中部宽缓构造部位断裂较少,埋深适中,保存条件较好。天然气组分与地层水特征表明,优良的顶、底板与区域盖层有效减缓了页岩气的散失与地层水的侵入。最后,提出了页岩气构造保存条件评价指标体系,并对研究区构造保存有利区进行了优选。