对我国页岩气勘探开发的思考

通过对美国页岩气资源勘探开发现状的总结,页岩气开发的一些思考。认为我国页岩气资源虽然很丰富,原因制约着我国页岩气资源勘探开发的发展。分析了页岩气成藏条件及富集特点。提出了关于我国但资源品位低,技术含量高,投资规模大等各方面的     

页岩气成藏特征研究

文章主要从页岩气成藏机理、成藏条件、储集条件和富集规律、盖层及保存条件论述页岩气成藏特征。页岩气藏具有典型煤层气、典型根缘气和典型常规圈闭气成藏的多重机理意义,在表现特征上具有典型的过渡意义;页岩气成藏受多种因素综合影响,包括沉积环境、总有机碳含量、干酪根类型和热演化程度等。页岩的埋深和厚度、孔隙度和渗透率、裂缝是页岩...     

川东红星地区二叠系吴家坪组页岩气富集高产主控因素与勘探启示

四川盆地二叠系吴家坪组的页岩层普遍受沉积相变快、厚度薄、埋深大等地质条件的制约,非常规天然气勘探一直未有大的突破。2020年风险探井HY-1HF井在二叠系吴家坪组试获8.9×104m3/d工业气流,展现了川东红星地区二叠系吴家坪组页岩气良好的勘探潜力。为了厘清二叠系页岩气富集高产的主控因素及其对勘探的启示意义,对钻井、测井、地球化学分析等资料进行研究。结果表明,该地区吴家坪组二段整体发育深水陆棚相沉积,页岩储层具有机碳含量（TOC）高、孔隙度高、含气量高、碳酸盐含量高,以及页岩厚度薄（小于20m）的“四高一薄”特征,结合优良的顶底板封隔条件,是优质的深层海相页岩气勘探层系。通过有利区评价认为,川东龙驹坝、建南及三星区块为红星地区的有利勘探区。     

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。     

关于中国页岩气勘探开发工作的思考

随着全球经济发展对油气资源需求量的不断增长以及常规油气资源勘探开发难度的不断加大,页岩气等非常规油气资源在油气供给中的比例将日益增加。近年来北美地区页岩气快速发展,主要得益于其优越的地质地表条件,得益于水平井及水力压裂等核心工程技术的进步,得益于高效组织降低了成本,得益于政策的大力扶持。中国海相古生界页岩具有分布面积广、厚度大、有机质及脆性矿物含量高等有利成藏条件;同时,与北美页岩相比,中国南方海相页岩也存在沉积时代老、埋藏深、成熟度高、保存条件差、地表复杂等不利条件。鉴于此,中国在勘探开发页岩气过程中需要加强有利区块评价优选,提高工程技术水平、加大应用力度,努力降低勘探开发成本,并积极寻求国家政策的支持。     

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。     

页岩气成藏特点及勘探选区条件

中国页岩气勘探尚属于早期阶段,对页岩气成藏的认识还不够深入,页岩气的资源评价亦处于薄弱环节.通过北美与四川盆地页岩气的对比可知,与常规天然气相比,页岩气的成藏条件只需要物源条件、储集条件、初次运移条件及保存条件,没有二次运移和圈闭条件的要求.页岩气具有3个典型的成藏特征,即独特的成因特征、气源生产力特征和赋存特征.基于页岩气成藏条件和成藏特征的分析,综合考虑地质状况、经济效益和环境影响等多方面的因素,建立了页岩气勘探开发的选区指标,以此为页岩气资源评价服务.     

中国页岩气研究进展

受美国页岩气成功勘探开发的启示,我国将页岩气的勘探开发提上议程.自2002年起,我国学者对页岩气成藏机制、成藏条件等进行了研究,已具有一定的认识.对我国页岩气研究进展进行了概述.结合前人的认识,将天然气的成藏分为吸附气产生、游离气流入基质等5个阶段,具有较好勘探潜力的页岩气藏是保持在第三阶段或以前的气藏;将页岩气藏成藏机制进行了进一步总结,对地层压力提出了新的认识.总的来说,中国页岩气的勘探开发还处于起步阶段,在理论研究的同时进行大胆实践探索应是目前的重点.     

中国页岩气勘探开发适用技术探讨

页岩气藏因其储层物性差、孔隙度和渗透率低，使其开采难度大，需要应用特殊的勘探开发技术。美国在页岩气勘探开发中采用了致密岩石分析技术、录井和测井技术、水平井钻井技术、特殊的完井工艺以及水力压裂等储层改造技术。通过借鉴国外的页岩气技术，分析技术适应条件，结合国内现有技术，提出适合我国的页岩气勘探开发技术设想及未来发展方向。     

四川盆地石柱地区自流井组页岩气成藏条件与勘探前景

为研究四川盆地石柱地区自流井组页岩气的成藏条件,开展了野外地质露头调查、岩心观察、有机地球化学分析、X射线衍射测试、物性分析和扫描电镜观察等工作。结果表明：①石柱地区自流井组东岳庙段形成于半深湖相,岩性以泥页岩为主,厚度为30～95 m。②目的层泥页岩具有“有机质丰度高、热演化程度适中”等特征,TOC质量分数多为0.49%～2.02%,R_o平均为1.27%,脆性矿物质量分数平均为58.8%。③岩石中吸附气含量较高,质量体积平均为2.78 m³/t,且埋深适中,具有良好的勘探前景。④采用叠合法预测出石柱地区桥头坝—建南—上水坝一带为页岩气勘探的有利区,通过计算可以获得研究区页岩气地质资源量约为3 905亿m³。该研究成果可为四川盆地石柱地区自流井组页岩气勘探提供借鉴。     

中国页岩气地质特殊性及其勘探对策

与页岩气生产大国--美国相比,中国页岩气勘探开发除了起步较晚,更有地质条件特殊性决定的页岩气地质特殊性。根据页岩发育环境、页岩类型、演化历史和演化特点等的研究,系统总结了中国海相、陆相页岩油气的地质特殊性。海相页岩具有“一老二杂三高”的特点,时代老、层系多,多期复杂构造运动、破坏强度大,热演化史复杂、成熟度高;陆相页岩具有“一新一深二低”的特点,时代新,埋藏深、成熟低、脆性矿物含量低等,油气兼产。要实现页岩气勘探的突破和储产量的快速增长,应立足中国盆地特殊的地质特征来分析研究页岩气成藏机理、条件和有利分布区域,建立适合中国页岩气地质特殊性的综合评价方法和技术体系,同时加强地震技术、钻井技术、压裂技术、测井技术等攻关。     

页岩气勘探和开发进展综述

页岩气是指以吸附或游离状态聚集在暗色泥页岩或高碳泥页岩中的一种非常规天然气,储集空间为有机质孔隙及矿物基质孔隙和裂缝,其来源有生物成因和热解成因 2 种,具有典型的自生自储特征。页岩气孔隙度（<10％）和渗透率（μD～nD）较低,需通过压裂（一般为水力压裂）来增强连通性,进而获得经济开发。页岩气在美国的成功开发展示了页岩气是基础地质和石油工程高度结合的典范。页岩气勘探程度低,技术不成熟,页岩气藏主控因素不清楚,成藏理论或模式有待深入研究,是当前我国页岩气发展面临的主要问题。     

国内页岩气地质理论研究进展

随着北美页岩气勘探、开发所取得的巨大成功,国内页岩气的研究也迅速发展起来。近年来发表了大量的相关文献,但大多都着重对某一方面进行论述。在对大量相关文献研究的基础上,从成藏机理、地质特征、勘探方法、选区评价与资源量计算等方面对页岩气的地质理论进行了系统的总结与分析。对照北美页岩气的研究进展,分析了中国在页岩气研究中存在的问题,并认为中国页岩气的勘探开发应首先选择地质、经济条件合适的地区进行技术攻关,然后再向全国推广。     

中国南方海相浅层页岩气富集条件及勘探开发前景

中国南方浅层—超浅层页岩气分布广泛,资源量丰富。昭通页岩气示范区太阳页岩气田是率先突破且成功进行商业开发的整装规模浅层页岩气田。基于太阳气田的沉积地层条件、源-储条件、构造保存条件对其页岩气的富集成藏条件进行分析,总结了太阳地区浅层山地页岩气田的"四元"富集成藏规律,即沉积烃源条件好、优质页岩气储层条件好、储层体积压裂工程条件好、封存赋存条件好,其中,优质页岩气产层的主体岩相为深水滞留陆棚相沉积的富有机质生物硅质页岩。通过对太阳页岩气田的构造地质与成藏地质条件进行深入分析,结合气藏工程的认识,针对太阳背斜和海坝背斜建立了二者整体受"岩性岩相、储集孔隙、天然裂缝、构造应力、晚期泄聚"耦合机制控制的浅层—超浅层页岩气"自生自储+外源补给"复合型成藏模式,该模式是对太阳背斜工区"三维封存体系"浅层页岩气成藏模式的继承和发展。进一步地,通过优选有利区并明确资源情况,展望了中国南方浅层页岩气的资源前景。在昭通页岩气示范区,五峰组—龙马溪组一段1亚段Ⅰ+Ⅱ类储层整体较厚(平均厚度达30.1 m),在落实优质页岩储层分布的基础上,优选有利区面积超过550 km²,探明页岩气地质储量超过2 500×10⁸m³。此外,在四川盆地外围的东缘、南缘其他残留构造坳陷区,有20余口钻井展示出较好的浅层页岩气潜力,总资源量预计可达10×10¹²m³,这预示着在中国南方四川盆地外缘复杂构造残留坳陷区,浅层页岩气具有非常好的勘探开发前景。     

四川盆地侏罗系陆相页岩油气富集条件及勘探方向

四川盆地侏罗系发育3套半深湖亚相富有机质页岩,具有叠置发育、广覆分布的特征,半深湖亚相页岩具有“高TOC、高孔隙度、高含气量”的特点。四川盆地侏罗系多口井、多个层段的陆相页岩油气近期取得勘探新突破,勘探潜力巨大、资源丰富,是继五峰组—龙马溪组海相页岩气之后的重点资源接替领域。经过细粒岩综合评价研究发现其具有强非均质性,通过建立“四元”岩相划分方案,明确了陆相页岩油气富集高产主控因素：半深湖亚相富有机质页岩提供了物质基础、良好的构造保存及高压条件是关键、适宜的热演化程度及微裂缝发育有利于油气富集及烃类流动、地质—工程一体化研究是高产的保障。侏罗系陆相页岩油气资源潜力大、天然气当量为6.0×10¹²m³,占四川盆地天然气总资源量的27.7%,是“十四五”(2021—2025年)期间增储上产的重要领域。川东北地区多层页岩叠置发育、川南地区半深湖亚相页岩大面积展布,是重要的勘探有利区,其中,中国石油化工集团有限公司所属矿权区的天然气总资源量为2.94×10¹²m³、原油为12.03×10⁸