太康隆起上古生界海陆交互相页岩气地质条件分析

上古生界太原组和山西组海陆交互相泥页岩是南华北盆地的主要烃源岩层系之一,以往的研究工作主要集中于坳陷区,针对隆起区页岩气成藏方面的研究相对较少。为解决海陆交互相地层砂泥岩（含页岩）互层频繁、垂向上非均质性强、页岩气地质条件复杂等因素导致储层改造层位优选困难的现状,通过对太康隆起西部海陆交互相页岩气参数井--尉参1井分析测试结果的解剖,结合邻井钻探成果,对太原组和山西组泥页岩的展布特征、地球化学特征及储层特征等开展研究,明确上古生界页岩气成藏要素。结果表明：太康隆起地区上古生界海陆交互相泥页岩发育,山西组和太原组泥页岩累计厚度为88m,山西组连续厚层泥页岩厚度可达38m,各层泥地比超过50%,有机碳含量高,含气性较好,具备一定的页岩气形成有利地质条件;泥页岩孔隙以纳米级无机孔隙为主,粒间孔、粒内孔均有发育,受沉积环境转变和有机质类型的影响,有机质孔隙发育较差;三叠系残余厚度是影响上古生界页岩气成藏的重要因素,太康隆起西部保存条件较好。详细阐明了上古生界海陆交互相页岩气地质条件,明确隆起西部是下一步勘探的有利地区,对该区后续页岩气储层研究及层位优选有重要意义。     

南华北盆地页岩气地震勘探技术

南华北盆地二叠系发育一套海陆交互相的沉积地层,暗色泥页岩分布广泛,具备页岩气成藏条件。通过收集整理南华北盆地前人地质、地球物理化学勘查、钻探及测井成果,并进行二维地震勘探资料的采集、处理和解释,能够查明南华北盆地石炭-二叠系煤系地层的赋存状态,能够对含气泥页岩层段进行预测,最大限度地发挥地震勘探技术在南华北盆地页岩气勘探中的作用,初步总结出了适合南华北盆地页岩气地震勘探的技术流程。     

鄂尔多斯盆地L区块页岩气地质特征及勘探前景

以鄂尔多斯盆地东缘L区块二叠系山西组和太原组泥页岩为研究对象,通过野外调查和实验测试,分析两个层位泥页岩的厚度、分布、地球化学特征,指出页岩气发育的有利层位。研究认为,该区块泥页岩具有厚度较大、分布稳定,泥页岩有机碳含量较高,68%的样品有机碳含量大于2.0%,热演化程度适中,镜质体反射率一般为1.25%~1.84%,有机质处于成熟生气阶段。与美国主要的页岩气盆地进行对比分析,L区块二叠系太原组及山西组发育的泥页岩层为该区块页岩气勘探开发的有利层位,具有良好的页岩气勘探前景。     

我国富含有机质泥页岩发育特点与页岩气战略选区

我国页岩气勘探才刚刚起步,目前研究主要集中在页岩气成藏条件和有利区评价方面。页岩气有利区优选还处于富含有机质泥页岩优选阶段,优选出的主要是页岩气发育远景区。受复杂地质背景和多阶段演化过程的影响,我国含油气盆地类型多、盆地结构复杂,盆地的不同演化规律直接控制着富含有机质泥页岩的发育与分布。为此,依据形成环境将富含有机质泥页岩划分为海相厚层富含有机质泥页岩、海陆交互相及陆相煤系地层富含有机质泥页岩、湖相富含有机质泥页岩这3种类型,并分别探讨了其页岩气勘探开发前景。结论认为：①海相厚层富含有机质页岩是我国近期页岩气勘探的首选;②海陆交互相及陆相煤系地层富含有机质泥页岩单层厚度较薄,但与致密砂岩气和煤层气有共生条件,发展页岩气与致密砂岩气等多类型天然气资源多层合采技术具有十分现实的意义;③湖相富含有机质泥页岩成岩程度普遍不高,需要进一步优选岩石强度较大、具备裸眼完井条件的层位进行勘探开发。     

鄂尔斯盆地L区块页岩气地质特征及勘探前景

以鄂尔多斯盆地东缘L区块二叠系山西组和太原组泥页岩为研究对象,通过野外调查和实验测试,分析两个层位泥页岩的厚度、分布、地球化学特征,指出页岩气发育的有利层位.研究认为,该区块泥页岩具有厚度较大、分布稳定,泥页岩有机碳含量较高,68％的样品有机碳含量大于2.0％,热演化程度适中,镜质体反射率一般为1.25％～1.84％,有机质处于成熟生气阶段.与美国主要的页岩气盆地进行对比分析,L区块二叠系太原组及山西组发育的泥页岩层为该区块页岩气勘探开发的有利层位,具有良好的页岩气勘探前景.     

贵州龙潭组海陆交互相页岩气评价

为评价海陆交互相页岩气选区评价关键参数,通过热模拟实验及岩石热解实验,以贵州YV-1井2个不同深度的龙潭组海陆交互相页岩样品为研究对象探讨了中国海陆交互相页岩从未成熟阶段到过成熟阶段的产烃过程,R_o与烃类产出量及热解烃量之间的变化规律,以及热解烃量与总烃量的关系。实验结果表明：随着R_o的升高,液态烃产量先增加后减少,气态烃产量及总烃量增加,热解烃量减少。热解烃量越大,生烃潜力越大。研究表明,中国海陆交互相页岩生烃演化过程可分为：液态烃低成熟阶段气液共生高成熟阶段、气态烃过成熟阶段3个阶段、初步确定中国海陆交互相页岩气有利区R_o下限约为1.7%,目标区R_o下限约为2.1%。该研究对中国海陆交互相页岩气的进一步评价具有重要指导意义。     

鄂尔多斯盆地延安地区二叠系山西组页岩气源储特征及聚集规律

鄂尔多斯盆地延安地区二叠系山西组页岩气勘探潜力较大。通过分析钻井、录井以及测井资料,结合泥页岩样品的分析化验资料,深入分析了延安地区二叠系山西组页岩气源储特征及成藏过程,并探讨页岩气聚集机理。研究结果表明：(1)鄂尔多斯盆地延安地区二叠系山西组大面积分布的泥页岩有机碳（TOC）含量较高,平均质量分数为2.12%,干酪根类型主要为Ⅲ型,Ro为2.0%～3.7%,处于高成熟—过成熟阶段,为优质烃源岩。(2)研究区山西组泥页岩矿物组成整体上具有富黏土特征,黏土矿物平均质量分数为56.7%,有利于吸附气的赋存;主要发育无机矿物孔、有机孔和微裂缝3种储集空间类型;岩石含气性受不同岩性组合的影响而差异较大,山2段相较于山1段具有较高的含气量（平均质量体积为1.38 m3/t）。按照源储配置关系,可划分为厚层泥页岩夹薄砂层、泥页岩与粉砂岩和细砂岩互层、泥页岩与煤层混层3种类型,不同的源储配置具有不同的含气特征。(3)研究区页岩气主要以吸附态、游离态赋存,在成藏过程处于动态平衡的状态,随着地层条件的变化而不断转化。其聚集过程可分为3个阶段：早侏罗世,有机质开始生成气态烃,页岩气开始吸附聚集;中—晚侏罗...     

山东省页岩气有利勘探层系与资源评价

页岩气是一种新型的高效、清洁能源,具有自生自储的特点,主要以游离气、吸附气和溶解气等多种形式赋存于富有机质泥页岩中。利用地球化学、测井、录井等资料系统地分析山东省页岩气的形成条件,认为干酪根类型为Ⅱ—Ⅲ型的上古生界山西组—太原组海陆交互相泥页岩、Ⅱ—Ⅲ型的新生界孔二段湖相泥页岩和Ⅰ—Ⅱ型的新生界沙四段—沙三段湖相泥页岩是山东省页岩气的有利勘探层系。以钻探参数井的现场解析气数据为基础,建立以总有机碳含量计算干酪根类型为Ⅱ—Ⅲ型的湖相和海陆交互相泥页岩、以气油比计算干酪根类型为Ⅰ—Ⅱ型湖相泥页岩的适用于山东省的含气量计算模型。基于已确定的页岩气资源评价的关键参数,估算山东省页岩气有利区的资源量为1.42×10~(12)m~3。     

四川盆地焦石坝地区五峰组-龙马溪组页岩层序地层划分及含气性预测——以JY-2井为例

四川盆地焦石坝地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组发育了一套富有机质泥页岩,是华南地区海相地层中的优质烃源岩之一,且分布面积广,页岩气开发工作成效显著,但对于这套细粒沉积物层序内部体系域的划分界面认识还不一致。根据岩性、岩相和测井参数对海平面响应的敏感变化特征,对JY-2井五峰组—龙马溪组的体系域和层序界面进行了识别和分析,分析高分辨率层序与页岩含气性的关系。结果表明：JY-2井五峰组—龙马溪组第1个三级层序的海侵体系域发育泥页岩气层,高位体系域发育泥页岩含气层和泥页岩气层;第2个三级层序的低位体系域发育泥页岩气层、含气层和泥页岩含气层。整体来看,泥页岩气层的甲烷和全烃含量是最高的,含气性最好,其次为含气层和泥页岩含气层。研究结果对于建立研究区内的高精度层序地层格架具有指导意义,同时将为四川盆地及其周缘五峰组—龙马溪组页岩气和世界其他地区海相页岩气勘探开发提供参考。     

中国中上元古界页岩气地质特征及有利区预测

作为中国沉积最早的地层,中、上元古界页岩气发育的地质条件和资源分布值得重视。通过文献调研、野外地质研究和实验分析相结合的手段,对页岩的分布、厚度和地球化学等特征及页岩气有利区进行了系统的分析。中、上元古界页岩主要分布在中上扬子地区的陡山沱组和燕山地区的洪水庄、下马岭组等地层中;沉积环境为大陆架和局限海相盆地内,分布相对稳定,沉积连续,厚度从20m到150m不等。页岩的地球化学指标较好,有机质类型以腐泥型为主,有机质丰度受控于沉积环境,TOC>2%的地层普遍发育。扬子地区中、上元古界页岩达到高-过成熟阶段,华北北部地区和建昌盆地略低,目前仍处于生烃高峰期。从页岩气聚集的地质条件上看,中国中、上元古界页岩气具有一定的资源潜力,湘鄂西和渝东南地区的陡山沱组、华北北部地区和建昌盆地的洪水庄组是页岩气发育较好的地区和层段,其勘探前景值得关注。     

四川盆地上二叠统海陆过渡相和深水陆棚相页岩气的勘探潜力

四川盆地上二叠统发育海陆过渡相和深水陆棚相两种类型富有机质页岩,其中海陆过渡相含煤页岩层系主要分布于成都-南充-广安-石柱-涪陵一线以南的龙潭组,页岩单层厚度薄,但累计厚度大,干酪根类型以Ⅲ型为主,现今处于高-过成熟阶段;页岩储集空间以黏土矿物孔、粒间孔、微裂缝为主,有机质孔不发育,页岩含气性好,但由于页岩黏土矿物含量高、脆性矿物含量较低,可压裂性较差,需要进一步攻关适应性工程工艺技术。深水陆棚相富有机质页岩主要分布于四川盆地北部广元-巴中-宣汉-云阳-石柱一带的吴家坪组和大隆组,其中吴家坪组页岩厚度20~80 m,大隆组页岩厚度10~40 m,有机碳含量普遍大于2%,有机质类型以Ⅱ1型为主,处于高成熟-过成熟阶段;页岩储集空间以有机质孔和粒内孔为主,储集性能好,硅质矿物含量高、黏土矿物含量较低,页岩可压裂性好,是四川盆地页岩气勘探的重要领域。     

中国南方典型页岩孔隙特征差异及其控制因素

深入分析不同沉积背景页岩储层物质基础、探究不同层系页岩储层发育主控因素是预测页岩气藏地质甜点的核心工作。中国南方海相页岩气已实现大规模商业开发,而海-陆过渡相和陆相页岩气勘探鲜有突破。选取川西南海相页岩、湘中海-陆过渡相页岩和川东北陆相页岩为研究对象,在沉积背景、地化特征、岩石学特征以及孔隙结构特征研究的基础上,通过对比多层系页岩储层特征,明确了不同层系页岩储集能力主控因素。研究表明:海相页岩发育Ⅰ型有机质具迁移和产孔能力,以有机质孔隙为主,优势岩相为富有机质硅质页岩,具有高孔体积(平均值0.026 cm³/g)和高比表面积(平均值28.99 m²/g)特征,有机质丰度是储集能力好坏的决定性因素;海-陆过渡相发育Ⅲ型有机质呈惰性,以粘土矿物孔隙为主,优势岩相为富含有机质泥质页岩,具有高孔体积(平均值0.023 cm³/g)和低比表面积(平均值6.33 m²/g)特征,合理的矿物组构匹配(硅泥比2/3)是储集能力好坏的决定性因素;陆相有机质显微组分混杂,以粘土矿物孔隙和有机质孔隙为主,优势岩相为富有机...     

海陆过渡相高黏土含量微孔致密岩屑砂岩储层特征

海陆过渡相地层中致密砂岩气、页岩气和煤层气的勘探开发前景十分广阔。过去的研究工作主要集中在海陆过渡相的页岩和煤层的地质和地球化学特征上，对其中的致密砂岩关注较少。以黔西地区海陆过渡相上二叠统龙潭组砂岩为例，利用薄片观察、压汞法、核磁共振实验等技术手段，综合分析龙潭组致密砂岩储层特征。龙潭组砂岩属于岩屑砂岩，典型储层特征包括砂体单层厚度薄，岩屑和黏土含量高，基本以微孔为主，孔喉结构复杂，孔隙度和渗透率非常低。与国内其他大规模开发的致密砂岩相比，龙潭组砂岩岩屑成分含量更高，孔喉结构更致密，致密砂岩气潜力比较有限。龙潭组砂岩与泥岩和煤层呈互层分布，致密砂岩气与页岩气和煤层气的合采方式是可行的，从而为海陆过渡相非常规气开发找到突破口。      

四川盆地陆相页岩气形成条件及勘探开发前景

与北美页岩气主要形成于海相富有机质泥页岩层系相比,我国主要含油气盆地页岩气具有赋存于陆相及海陆过渡相富有机质泥页岩层系的特点,是未来非常规油气资源勘探开发新的重要领域。为此,综合应用野外地质剖面勘测、岩心及其测试分析资料,对四川盆地陆相页岩气形成条件、含气特征及可采性等进行了分析。结果表明：四川盆地上三叠统须家河组和下侏罗统自流井组的河、湖相泥页岩具分布广、厚度大、有机质丰度较高、保存条件好、脆性矿物含量高的特点,有利于页岩气的成藏和压裂改造。通过老井复查和常规兼探,已在川东建南、涪陵地区和川东北元坝地区自流井组,川西新场地区须家河组泥页岩中获得良好的天然气显示和工业气流。结论认为：四川盆地陆相页岩气与北美海相页岩气形成条件相当,优于圣胡安盆地海陆过渡相Lewis页岩,具有良好的勘探开发前景。初步优选川中阆中-平昌、三台-广安,川东南涪陵-长寿为自流井组页岩气勘探的有利地区,川西孝泉-新场、川中三台-广安为须家河组（须五段）页岩气勘探的有利地区。     

鄂尔多斯盆地石炭系本溪组页岩气成藏条件及勘探潜力

近年,国外海相地层页岩气勘探开发取得的重大成果对国内陆相及海陆过渡相页岩气勘探潜力的研究带来重要影响。基于鄂尔多斯盆地石炭系本溪组富有机质泥页岩样品的有机地球化学、物性特征及等温吸附等方面测试结果的数理统计及其测井响应特征分析,对其页岩气的勘探潜力进行了研究。研究结果表明:本溪组有效泥页岩单层厚度变化较大,盆地主体部位有机碳含量一般大于1.0 % ,平均为2.7 % ,有机质类型主要为Ⅲ型和Ⅱ₂型,含少量Ⅰ型和Ⅱ₁型,镜质体反射率平均为1.52 % ,泥页岩吸附含气量平均为0.98 m³/t,属于成熟-高成熟阶段富有机质泥页岩,具备页岩气成藏的基本地质条件。综合考虑泥页岩有效厚度、有机质含量及类型、热演化程度、含气量及埋深等因素,预测鄂尔多斯盆地本溪组页岩气有利勘探区主要位于天环坳陷西北角、陕北斜坡带东北角及盆地中南部等区域。     

中国页岩气形成条件及勘探实践

中国非常规天然气已实现了致密气、煤层气资源的规模化工业生产,正在寻求实现页岩气资源的有效开发。为此,通过对中国富有机质页岩形成构造背景、地质特征、页岩气形成条件及影响因素的分析,认为中国富有机质页岩时代多、类型丰富、形成环境复杂,不同类型富有机质页岩地质特征与页岩气形成条件差异明显。中国富有机质页岩形成环境有5类：①克拉通边缘半深水-深水陆棚相（扬子地区下古生界）;②克拉通边缘沼泽相（华北地区石炭-二叠系）;③前陆盆地湖-沼相（四川盆地上三叠统、西部地区三叠-侏罗系）;④裂谷盆地断（坳）陷半深-深湖相（渤海湾盆地古近系和新近系、松辽盆地白垩系）;⑤大型陆内坳陷盆地深湖相（鄂尔多斯盆地三叠系）。中国页岩气形成条件可归纳为：①富有机质页岩发育具有广泛性;②富有机质页岩展布具有不均衡性;③不同类型页岩成气潜力具有多样性;④页岩储层具有差异性。中国页岩气区带类型可以划归4种类型：热裂解页岩含气区、热成熟页岩含气区、深埋热成熟页岩含气区和生物气-低成熟页岩含气区。中国页岩气勘探实践表明：中国拥有丰富的页岩气资源量,随着理论与技术的突破、经济条件的改善,未来中国页岩气资源有较好发展前景。     

阿尔金南缘山前侏罗系页岩气地质特征

阿尔金南缘山前侏罗系泥页岩发育,但页岩气勘探尚未涉及。以野外地质调查和岩心观察描述为基础,通过采样分析测试,厘定了阿尔金山前侏罗系泥页岩层段的分布和有机地化特征,识别出了有效页岩的赋存层位和分布区域。发育于半深湖环境的大煤沟组,是侏罗系泥页岩层段的主体,沿山前呈NE-SW向条带状展布。泥页岩总有机碳含量主要分布于1.00%~5.19%,有机质成熟度主要分布于1.11%~2.87%,有机质类型以Ⅱ₁-Ⅱ₂型为主。借鉴北美经验,认为山前大煤沟组泥页岩层厚较大,有机质丰度高,类型和热演化阶段适宜生气,页岩气发育的地质条件较好;月牙山区带、黑石山-三脚架区带、柴水沟-清水河区带以及茫崖1号沟区带为4个页岩气有利区。      

南华北盆地通许地区上古生界天然气勘探前景

南华北盆地通许地区上古生界石炭系-二叠系保存较全,天然气成藏条件与鄂尔多斯盆地类似。 运用鄂尔多斯盆地致密砂岩气藏成藏理论,分析南华北盆地通许地区上古生界基本油气地质条件、圈闭 形成期与天然气运聚成藏期的匹配关系,明确该区天然气勘探前景。 研究表明：通许地区石炭系-二 叠系发育一套良好的区域性烃源岩,煤层发育,平均有机碳的质量分数为 62.9%,平均有机质成熟度为 3.34%,有机质类型属于Ⅱ2 型;储集岩主要为大面积分布的三角洲平原分流河道砂岩,平均孔隙度为 2.7%, 平均渗透率为 2.25 mD,发育粒间孔和粒间溶孔;上、下石盒子组泥岩发育,饱和气时突破压力为 5.88～ 9.80 MPa,是良好的区域性盖层;致密砂岩岩性圈闭为该区最有利的圈闭类型;圈闭形成于烃源岩主生排 烃期以前,源-储匹配关系好,具有良好的致密砂岩气勘探前景;尉北缓坡中南部是致密砂岩岩性圈闭气 藏发育的有利区。     

中国陆相页岩气的形成条件

虽然目前北美工业性开发的页岩气资源均在海相沉积地层中,但我国已在陆相泥页岩中获得了页岩气勘探开发的重要突破,陆相页岩气的资源潜力也正随着勘探实践的深入而被逐步揭示。为此,在研究我国陆相富有机质泥页岩分布特点的基础上,分析了主要盆地陆相富有机质泥页岩的基本地质条件和有机地球化学参数。结果认为,我国形成陆相页岩气富集具有6个方面的有利条件：累计厚度大、有机质类型多样、储集空间丰富、保存条件好、资源丰度高、地表条件好。结论指出：我国陆相富有机质泥页岩主要分布在华北及东北区、西北区及南方局部地区的中-新生界,形成陆相页岩气富集主要具有上述有利条件,而且我国陆相富有机质泥页岩发育区多与常规油气勘探开发成熟区重叠,具有资料和基础设施等方面的优势,因此具有更好的经济可采性;虽然我国陆相富有机质泥页岩具有相对较低的有机质热演化成熟度,目前多处于生油和湿气窗阶段,页岩气和页岩油在微观和宏观上呈共生伴生关系,但通过异同点对比分析后认为,我国陆相页岩气比页岩油具有更好的可采潜力。     

川东南地区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组页岩气异常压力封存箱剖析与形成机制

川东南地区焦石坝构造、丁山构造以及南部长宁黄金坝构造页岩气普遍存在超压现象,上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气存在由3个隔板构成的2个页岩气异常压力封存箱。下封存箱位置与五峰组—龙马溪组优质页岩层段相当,由上奥陶统临湘组与宝塔组致密含泥灰岩、瘤状灰岩形成页岩气封存箱的底部封隔层;顶板位于龙马溪组龙一段一亚段的中部,由火山灰蚀变黏土岩夹层、薄层碳酸盐岩及泥岩互层组成,同时形成上封存箱的底板;上封存箱顶板位于龙马溪组二段与龙一段分界处,由泥岩或泥岩夹薄层碳酸盐岩互层组成。研究认为页岩气封存箱顶、底板封隔层含致密碳酸盐岩或碳酸盐岩薄层并与泥岩互层时具有更好的封盖能力。封存箱顶底板与封存箱内部在测井曲线上(如声波、电阻率、自然伽马等)存在差异。上、下封存箱内部特征也不同:上封存箱内页岩微观结构显示强的各向异性,石英含量低、黏土含量高,有机质含量低,有机质孔隙连通性差,全烃含量低,孔隙度低;下封存箱内页岩微观结构显示各向同性,石英含量高、黏土含量低,有机质含量高,有机质相连,有机孔相通,连通性好,全烃含量高,孔隙度高。该页岩气异常压力封存箱经历了早期快速埋藏、有机质未熟低熟、以正常流体压力系统为主的封存箱雏形阶段,快速深埋大量生烃的液态烃类流体超压封存箱形成阶段,深埋及高过成熟大量生气的超压封存箱形成阶段,以及晚期页岩气异常压力封存箱改造定型阶段,最终形成由3个隔板组成页岩气底封顶盖、地层侧向倾伏及逆断层侧向封堵、空间上相互叠置的上、下2个互相独立的页岩气异常压力封存箱。孔隙度高、有机质含量高、连通性好及压力系数高的下封存箱是页岩气高效开发的优先目标。