中美海相页岩气地质特征对比研究

通过中国海相页岩气详细研究和美国典型页岩气区带解剖,对比研究了中美页岩气地质特征的异同,这些研究对指导我国四川盆地海相页岩气的研究具有重要理论和实践意义。 ①美国Barnett页岩、Marcellus页岩和Haynesville页岩气区带的盆地类型为前陆盆地,中国四川早古生代盆地为克拉通。沉积环境均为深水陆棚,岩石类型以硅质和硅质钙质页岩为主,脆性矿物含量高。②Barnett页岩TOC值为3%~13%,平均为4.5%,Marcellus页岩TOC值为3%~12%,平均为4.0%,Haynesville页岩TOC值为0.5%~4%。四川盆地五峰组-龙马溪组和筇竹寺组页岩TOC值分别为1.5%~3%和2.5%~4.5%。③美国三大页岩成熟度适中,四川盆地海相页岩处于过成熟阶段。Barnett页岩、Marcellus页岩和Haynesville页岩R_O值分别为0.5%~2.1%、1.2%～3.5%和1.2%~3%。四川盆地筇竹寺组页岩R_O值一般为2.5%~4.5%,平均为3.5%,龙马溪组页岩R_O值为1.5%~3%。 ④Barnett页岩核心区厚度为30~180m,总孔隙度为4%~5%,基质渗透率小于1×10^-3μm²,Marcellus页岩厚度为 15～60m,孔隙度平均为10%,渗透率小于1×10^-3μm², Haynesville页岩厚度为70~100m,孔隙度为8%~9%,渗透率小于5×10^-3μm²,四川盆地五峰组-龙马溪组页岩厚度为25~120m,孔隙度为3%~10%,渗透率为(0.01~)×10^-3μm²,筇竹寺组页岩厚度为40~100m,孔隙度为0.1%~3%,渗透率为(0.01~42)×10^-3μm²。⑤Barnett页岩、Marcellus页岩和Haynesville页岩含气量分别为4.2~9.9m³/t、1.70～2.83m³/t和2.5~9m³/t。四川盆地五峰组-龙马溪组和筇竹寺组页岩含气量分别为1.7~4.5m³/t和0.55~1.2m³/t。中国海相页岩吸附气含量大于美国。⑥美国海相页岩埋深为1 220~3 990m,中国海相页岩埋深可高达5 000m,一般为1 500~4 000m;Barnett页岩和筇竹寺组页岩为正常地层压力,压力系数分别为0.99~1.01和1,Marcellus页岩,Haynesville页岩和五峰组-龙马溪组为异常高压,地层压力系数分别为0.9~1.4、1.61~2.07和1~2.3。⑦除四川盆地筇竹寺组页岩外,其他4套页岩均具有良好封盖层,有利于天然气保存。⑧美国地表条件更有利,多以平原为主,而四川多为丘陵。 ⑨四川盆地五峰组-龙马溪组页岩气地质资源量为17.5×10¹²m³,技术可采资源量为1.77×10¹²m³,筇竹寺组页岩气地质资源量为8.86×10¹²m³,技术可采资源量为0.886×10¹²m³。     

中扬子地区五峰组—龙马溪组页岩气储层及含气性特征

中扬子地区是中国南方重要含油气区域之一,五峰组—龙马溪组泥页岩在中扬子地区广泛发育,且湘鄂西地区钻遇五峰组—龙马溪组泥页岩的钻井中具有良好的天然气显示。在北美页岩气成功商业开采和我国积极寻找页岩气有利区并争取取得页岩气勘探突破的背景下,现阶段开展页岩气储层和含气性特征等基础研究对指导我国页岩气勘探开发具有重要的现实意义。以中扬子地区深水海相沉积的五峰组—龙马溪组泥页岩为研究对象,在野外剖面和岩心观察的基础上,通过岩石薄片鉴定、矿物含量分析、扫描电镜、物性分析、有机地球化学分析和现场解析等手段,剖析了五峰组—龙马溪组泥页岩的岩相、矿物学特征、储集空间类型和含气性特征。结果表明研究区五峰组—龙马溪组页岩层系主要由泥页岩、硅质泥页岩、笔石泥页岩、炭质泥页岩和粉砂质泥页岩等岩相组成;矿物成分以石英矿物和黏土矿物为主;识别出基质孔、有机质孔、溶蚀孔和微裂缝4种储集空间类型;游离气量和吸附气量范围分别为0.09～0.17m³/t和0.20～0.84m³/t,控制其大小的分别为总孔隙度和有机碳含量,总含气量范围为0.29～1.01m³/t。根据页岩气界定标准认为五峰组—龙马溪组页岩气有利区位于恩施—彭水一带,估算其地质资源     

鄂西宜昌地区下古生界五峰组-龙马溪组页岩气储层发育特征与勘探潜力

近年来,鄂西宜昌地区上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组页岩气勘探取得了一系列重要发现和突破。为进一步明确该区五峰组-龙马溪组页岩气勘探潜力,文章在前人研究的基础上,利用钻井及野外露头资料,结合地震、测井和分析测试数据,对宜昌地区五峰组-龙马溪组页岩气储层发育特征、优质储层分布及勘探潜力等进行了深入研究。结果表明,宜昌地区五峰组-龙马溪组下部黑色富有机质页岩储层岩石类型丰富,普遍具有高硅(石英平均含量>50%)、高碳(TOC平均为2.47%)、高成熟度(R_o普遍大于2%)、低孔(普遍低于5%)和特低渗(平均为0.19×10^-3μm²)特征,储层含气性较好,平均含气量超过2.0 m³/t。优质储层主要集中在五峰组和龙马溪组黑色页岩下部,对应于凯迪阶WF2-WF3笔石带和鲁丹阶LM2-LM3笔石带,厚度约11 m,与四川焦石坝和长宁地区相比,该区优质储层厚度偏薄。最后通过保存条件和经济性评价分析,认为鄂西宜昌东部斜坡区五峰组-龙马溪组页岩气保存条件相对较好,埋藏较浅,地质资源量超过1 200×10     

四川盆地五峰组-龙马溪组页岩气高产地质原因及启示——以涪陵页岩气田JY6-2HF为例

涪陵页岩气田开发的巨大成功(JY6-2HF井累产超过3×10⁸ m³)为五峰组-龙马溪组页岩气勘探开发提供了新的启示,这一成功的关键在于①焦石坝地区位于鄂西-渝东五峰组-龙马溪组深水沉积区,WF2—LM4笔石带页岩厚度较大,具有较好的页岩气富集的物质基础;②JY6-2HF井主要穿行在WF2—LM4笔石带页岩层位中,该套优质页岩与中东-北非的"Lower Hot Shale"具有全球可对比性。涪陵、威远和长宁等页岩气田开发井的主要水平段也都在这段笔石带之中,该笔石带页岩具有有机碳含量高(TOC>3%)、有机质孔最发育(有机质孔隙度>4%)和含气量高(6.87～9.02 m³/t)等特点。综合分析认为,在类似的地质和工程条件下,页岩气井水平轨迹在WF2—LM4笔石带页岩中穿行比例决定了页岩气单井产量和最终可采储量(EUR)。研究成果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志留系页岩气勘探开发提供参考。     

川东南丁山与焦石坝地区五峰组—龙马溪组页岩气富集条件差异分析与思考

四川盆地东南缘（川东南）丁山构造五峰组—龙马溪组页岩气勘探已取得突破,但相比涪陵页岩气田焦石坝构造,其富集高产因素又体现出其自身的特殊性。以四川盆地丁山和焦石坝地区五峰组—龙马溪组为研究对象,综合利用钻井、测井、地震及分析化验等资料,明确了两地区主要富集条件的差异性,建立了2种目标类型页岩气成藏富集模式,研究发现：（1）丁山优质页岩层段TOC≥3%的页岩仅发育于五峰组—龙马溪组一段①—③层,厚15~19 m,明显比焦石坝薄（焦页1井近38 m）;（2）丁山构造保存条件明显受齐岳山断裂控制,平面上远离齐岳山断裂、埋深更大的斜坡带和深埋平缓带页岩气层压力系数、孔隙度和含气量明显增大,而焦石坝构造保存条件明显受周边控制构造的断裂影响,压力系数、孔隙度和含气量仅在断裂附近出现明显的降低;（3）丁山优质页岩层段在自身脆性方面与焦石坝无明显差异,但由于埋深变化较大,埋深处于3 500~4 500 m富集区的优质页岩层段的地应力、岩石破裂压力明显增大。研究认为沉积环境造成了两地区页岩原生品质具有一定的差异,其中丁山属于“较快速海退型”陆棚相沉积,而焦石坝属于“缓慢海退型”陆棚相沉积;而控制构造的断裂是造成页岩气逸散方式和程度不同的主要因素。根据以上特点,建立了丁山 “齐岳山断裂带主体控制、浅埋藏区垂向、横向联合逸散、深埋藏区富集”的盆缘“鼻状断背斜富集型”、焦石坝盆内“控边断裂垂向逸散为主、横向逸散微弱、主体稳定区富集”的“断背斜富集型”成藏富集模式。     

川南地区五峰组—龙马溪组深层页岩储层特征和含气性

页岩储层特征是影响页岩气资源评价的基本因素,页岩储集物性对页岩气赋存具有重要意义.通过井下岩心样品的X射线衍射、场发射扫描电镜、孔隙度等实验分析测试,对川南泸州地区五峰组—龙马溪组深层页岩的储层特征和含气性进行了研究,并对比了长宁地区龙马溪组中浅层页岩.结果表明:川南泸州地区五峰组—龙马溪组深层页岩有机质丰度较高(TO...     

四川盆地长宁西部地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组龙一1亚段页岩岩相划分及意义

四川盆地长宁地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩作为目前页岩气勘探开发的重点目标已取得重大突破。为明确长宁西部地区岩相差异、纵横向分布规律、储层发育特征及其影响因素,基于岩心、X衍射测试、扫描电镜以及各类分析测试资料对长宁西部地区五峰组—龙马溪组龙一₁亚段的页岩岩相进行了细致研究。研究区主要发育硅质页岩相、混合硅质页岩相、含灰硅质页岩相、含黏土硅质页岩相、混合质页岩相、含黏土/硅混合质页岩相以及含灰/硅混合质页岩相7种岩相。其中主要分布在龙一₁亚段底部的硅质页岩相因其具有高TOC含量、高孔隙度和高含气性,是研究区最为优质的页岩岩相;其次五峰组沉积时期和龙一₁亚段沉积晚期发育的混合硅质页岩相、含灰硅质页岩相、含灰/硅混合质页岩相和含黏土/硅混合质页岩相,在储层条件上稍差于硅质页岩相,为研究区中等的页岩岩相。综合分析认为,五峰组—龙马溪组龙一₁亚段页岩优势岩相储层形成可能受2个因素共同控制,一是上层富氧而下层缺氧—还原的沉积环境,该类型的沉积环境能够提供大量富有机质的硅质矿物;其次,在后期成岩作用中,充足的富有机质硅质矿物能为储层提供优异的孔隙类型。研究结果将为长宁西部地区页岩气富集区提供岩相学支撑,有利于四川盆地五峰组—龙马溪组海相页岩气的下一步勘探。      

东营凹陷沙河街组近岸水下扇低渗储层成因

为了阐明渤海湾盆地东营凹陷北部陡坡带近岸水下扇低渗储层成因,应用岩心和储层分析资料,通过储层岩石特征、成岩作用、成岩序列和孔隙演化及其控制因素分析,指出东营凹陷北部沙河街组近岸水下扇砂体由长石砂岩、长石质岩屑砂岩等构成,储层经历了较强机械压实作用、碳酸盐胶结作用、碳酸盐和长石溶解作用等成岩作用,现储层埋深1 700~3 500 m,处于中成岩演化阶段,总体形成了中低孔低渗（孔隙度平均为11.3%,渗透率平均为23.12×10^-3 μm²）储层。储层中低孔低渗主要受控于较强的压实作用和较强的碳酸盐胶结作用,但溶蚀成岩作用对于改善储层质量起到了重要作用。主要在2 900~3 200 m深度段,有机酸对砂岩长石颗粒的溶蚀,形成的粒间和粒内孔隙不仅增加了孔隙度,而且提高了储层渗透率,改善了储层质量（孔隙度可达到25%,渗透率达到1 000×10^-3 μm²）。显然,发现溶蚀作用及其形成的次生孔隙发育深度段对于预测有利储层是非常重要的。     

张家口-怀来地区下马岭组页岩气储层与资源潜力评价

为研究张家口-怀来地区下马岭组页岩气储层有机地球化学特征和物性特征,并对该区资源潜力进行精细评价,以研究区暗色页岩为研究对象,综合运用有机地球化学、X射线衍射、扫描电镜、高压压汞、低温液氮和等温吸附等实验方法,对页岩气储层特征和资源潜力进行评价,指明勘探方向。结果表明：下马岭组岩性主要为黑色页岩、砂质页岩和粉砂岩,其中三段和四段为富有机质页岩层段,累计厚度约为80～110m,埋藏深度约为1000～2500m;有机质类型以Ⅰ型为主,部分为Ⅱ₁型,有机质含量平均为2.12%,有机质成熟度为0.69%～1.90%,主要处于低成熟阶段,其高值已进入热解生气阶段;矿物组成以石英和黏土矿物为主,分别占59.9%和36.0%,主要发育溶蚀孔、粒间孔、层间孔和微裂隙,孔隙度平均为2.71%,孔径平均为4.33nm,孔体积和比表面积分别为0.012cm³/g和7.020m²/g,渗透率为1.932×10^-7µm²,总含气量平均为3.02m³/t;下马岭组页岩埋藏深度适中,有效厚度大,生烃潜力高,储层物性较好,具备页岩气成藏的基础条件,为Ⅰ～Ⅱ类储层;估算地质资源量为1753.68×10⁸m³,资源丰度为5.83×10⁸m³/km²,资源潜力较高,具备商业开发的潜力。因受限于较低的成熟度和渗透率,“低中寻高”并采用经济有效的压裂增产措施是下马岭组页岩气勘探开发突破的关键。研究成果将会为下马岭组页岩气勘探开发提供有益参考。     

湘鄂西下志留统龙马溪组页岩含气性测井评价

测井评价技术具有纵向上信息连续且分辨率高的优势,利用测井技术评价页岩含气性,能经济并有效地指导页岩气勘探。遴选了与湘鄂西龙马溪组页岩地质参数密切相关的测井曲线,应用合适的计算模型对有机地球化学、储层物性和含气性参数进行预测和评价。测井评价结果显示该地区龙马溪组页岩有机质丰度高,孔隙度较低,含气饱和度高,吸附气含量较游离气多,总含气量较高,平均为1.705m³/t。通过对3段页岩气层的研究,认为含气量与TOC和孔隙度成正相关关系,且单位TOC的含气量和孔隙度在页岩底部会明显升高,为页岩底部储集空间大、封闭性强、天然气逸散能力弱所致,说明该地区龙马溪组页岩层底部具有较强的页岩气富集能力。     

大民屯凹陷静安堡西侧低潜山变质岩储层裂缝发育特征

大民屯凹陷静安堡西侧低潜山储层裂缝以高角度缝为主,次为倾斜缝.裂缝的发育经历了中生代晚期早第三纪早、中期和早第三纪晚期两次大的形成期.物性分析表明,潜山变质岩储层基质孔隙度很低,一般只有1%～5%,渗透率大多低于1×10^-3 μm²,因此这些基质孔隙对油气储集作用非常有限,构造裂缝是变质岩储层的主要储集空间和运移通道.裂缝的形成与发育程度受岩性、断层、埋深及古风化作用的影响,随着岩石中浅色矿物的增加,岩石脆性成分变多,岩石的宏观裂缝就越发育;越靠近断层和构造活动区,裂缝发育程度就越高;裂缝的有效性随着埋深的增加而变差,甚至成为无效裂缝;一般来说,潜山风化带顶面的裂缝较发育,但这些裂缝容易受到泥质的充填,极易成为无效裂缝.因此,潜山风化带的储集物性并不一定好.     

黔西北威宁地区龙参1井下石炭统旧司组—祥摆组海相页岩气储层物性及含气性特征

黔西北下石炭统旧司组—祥摆组是重要的海相页岩层系,为进一步加强贵州省页岩气的基础地质勘察,形成贵州特色页岩气地质理论,以威宁龙街向斜龙参1井下石炭统旧司组—祥摆组页岩为研究对象,通过岩石学、地球化学、储层物性及含气性相关测试评价了其勘探开发潜力。结果表明：①祥摆组页岩厚度介于74.76~255.6 m之间,有机碳含量中等（平均为2.01%）、热演化程度较高（R_o,max值平均为2.54%）;显微组分以壳质组（平均为43.31%）为主,腐泥组（平均为38.08%）次之;有机质类型为Ⅱ₁型和Ⅱ₂型。②黏土矿物含量较多（质量分数平均为45.4%）,石英次之（质量分数平均为38.08%）,脆性指数整体较高。③孔隙度中等（平均为4.77%）,核磁渗透率范围跨度较大,介于（0.079 7~4.63）×10^-6 μm²之间,平均为1.32×10^-6 μm²,属低渗储层;主要发育微裂缝、粒内孔、粒间孔和有机质孔;孔隙比表面积（平均为14.387 m²/g）和总孔体积（平均为0.016 76 cm³/g）较大,以介孔为主,平均孔径介于3.79~8.45 nm之间,平均为5.89 nm。④旧司组—祥摆组含气量中等,最高达1.48 m³/t,TOC是泥页岩含气性的主要影响因素,TOC与兰氏体积、总孔体积呈良好的正相关关系,石英与TOC、R_O呈正相关关系。旧司组—祥摆组页岩气储层符合产业开发条件,与国内外页岩储层特征综合对比认为,旧司组—祥摆组深色页岩有机质丰度中等,热演化程度较高,脆性指数高,多介孔,有较好的探勘开发潜力。     

特低渗砂岩储层物性下限确定方法——以永进油田西山窑组储集层为例

准噶尔盆地永进油田西山窑组储集层孔隙度的分布范围在4%～6%之间,渗透率分布范围在0.01×10^-3～0.30×10^-3μm²之间,属典型的特低孔、特低渗储层。结合静态、动态资料及岩石物理实验,综合利用经验统计法、含油产状法、物性试油法、核磁共振法、最小流动孔喉半径法、驱替压力法等6种方法,确定了该储层有效物性下限孔隙度为6%、渗透率为0.08×10^-3μm²,为有效厚度划分及储量计算提供了依据。     

准噶尔盆地南部霍玛吐构造带古近系紫泥泉子组储层发育特征与控制因素分析

油气勘探与评价结果表明,储层发育的复杂性是除复杂构造变形特征与构造样式之外控制准南前陆盆地霍玛吐构造带油气成藏与油气分布的另一重要因素。从沉积相和岩石学特征入手,结合常规薄片观察、扫描电镜、压汞实验等分析成果,对霍玛吐构造带古近系紫泥泉组储层特征进行分析研究。结果表明,紫泥泉子组三段储层岩性主要为细砂岩和粉砂岩,岩石粒度偏细。由于沉积作用和成岩作用的共同控制,决定了霍玛吐构造带3个构造储层物性的差异性：玛纳斯背斜储层物性最好,孔渗分布模式呈现“后峰型‘’;霍尔果斯背斜储层物性中等,孔渗分布较均匀,呈现“双峰型”;而吐谷鲁背斜储层物性最差,孔隙度分布略呈现“双峰型‘’,渗透率分布则呈现“前峰型”。     

渤海湾盆地冀中坳陷饶阳凹陷沙一下亚段页岩油可动量评价

以渤海湾盆地冀中坳陷饶阳凹陷沙一下亚段页岩油储层为例,对不同埋深层状和块状泥页岩储层岩心样品开展有机碳、热解和孔隙度等实验分析,结合研究层段测井曲线,弄清储层岩石压缩系数、原油压缩系数、地层水压缩系数和原始含油饱和度随深度的变化特征,确定块状和层状泥页岩储层最大天然可动油量随深度的变化特征。研究表明：除了在2 500 m未熟油阶段有一段高值区之外,沙一下亚段块状和层状泥页岩储层中弹性驱可动油量和溶解气驱可动油量均随深度增加而增大。块状储层弹性驱可动油率明显大于层状样品,其溶解气驱可动油率略小于层状储层。但单位体积块状泥页岩储层弹性驱可动油量、溶解气驱可动油量分别略小于和明显小于层状样品。块状和层状泥页岩储层弹性驱可动油量平均值分别为0.13×10^-3 t/m³和0.14×10^-3 t/m³,溶解气驱可动油量平均值分别为0.56×10^-3 t/m³和1.27×10^-3 t/m³。     

吐哈盆地斜坡带致密储层物性上限研究

开展致密储层物性上限研究对明确研究区油气成藏机理及分布规律具有重要帮助。应用临界喉道半径探讨了吐哈盆地水西沟群斜坡带致密储层物性上限问题。临界喉道半径的求取需要对孔隙与喉道半径比、润湿角、油水或气水密度差等关键参数进行确定,利用恒速压汞实验、润湿性分析、PVT等实验对上述关键参数进行了拟合。结果表明：研究区的孔隙与喉道半径比约为90,润湿角约为20.48°;致密储层物性上限随着地层倾角的增大而减小,且致密气储层物性上限比致密油更加严格;研究区的地层倾角约为15°,此条件下致密油储层和致密气储层的临界喉道半径分别为0.552μm和0.491μm,相应致密油储层物性上限是8.43%和0.378×1010^-3μm²,致密气储层物性上限是8.39%和0.358×10^-3μm²。     

四川盆地海相页岩气富集条件及勘探开发有利区

历经十余年探索实践,四川盆地海相页岩气勘探取得了一系列进展,锁定五峰组—龙马溪组为最有利产层,提出了一批页岩气富集高产理论,形成了集地质评价、开发优化、优快钻井、体积压裂、工厂化作业、清洁开发等为一体的勘探开发技术,探明了万亿立方米级储量的页岩气大气田。时值中国页岩气勘探发展的重要节点,回顾四川盆地海相页岩气勘探开发历程、梳理五峰组—龙马溪组页岩气在地质条件与富集规律上的成果认识、展望四川盆地海相页岩气勘探的重点接替领域,对推进盆地海相页岩气的勘探开发有积极意义。(1)四川盆地海相页岩气勘探开发经历了4个阶段：评层选区找目标阶段;浅层至中—深层先导试验阶段;浅层至中—深层示范区建设阶段;浅层至中—深层上产、深层评价、常压页岩气评价、立体开发评价、超深层和新层系探索阶段。(2)四川盆地五峰组—龙马溪组的沉积条件优越,深水陆棚相高有机质含量页岩呈连续稳定分布;页岩气主要赋存在有机孔隙中,页岩储层在纵向上集中发育,连续厚度大;川南地区和川东南涪陵区块的构造相对简单,气源持续补给、远离古/今剥蚀区和大型断裂逸散区是页岩气富集保存的有利区;目前,五峰组—龙马溪组的页岩气资源量为33.19×10<...