鄂尔多斯盆地上三叠统延长组含气页岩地质特征及资源评价

为了摸清鄂尔多斯盆地上三叠统延长组页岩气的勘探潜力,通过野外露头调查、钻井岩心观察、老井资料复查,结合有机地球化学和岩石学分析、含气量现场解析测试等手段,系统开展了延长组含气页岩段展布特征、岩石矿物学特征、有机地球化学特征、储层特征、含气性等地质特征分析,明确了该区中生界含气（油）页岩的主要赋存层段为延长组长4+5、长7、长9段,其中长7段页岩品质条件最好;延长组湖相页岩分布面积较广,厚度大,干酪根类型为腐泥型,有机碳含量高、分布差异性大,吸附能力强,含气量值与海相页岩相当。在地质评价基础上,以含气泥页岩段作为评价单元,采用体积法计算出长9段含气页岩段的地质资源量为0.414 5×10¹² m³,长7段为1.150 6×10¹² m³,长4+5段为0.255 1×10¹² m³;其中长7段资源量占延长组总资源量的63%,可作为盆地页岩气勘探开发的优先选择层段。结论认为：鄂尔多斯盆地延长组页岩气资源量巨大,是未来值得重视的天然气勘探开发新领域。     

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。     

四川盆地及其周缘下寒武统页岩气聚集条件

在对重庆市秀山县溶溪和四川省南江县小两等15处下寒武统黑色页岩的露头观察和取样分析基础上,研究了四川盆地及其周缘下寒武统黑色页岩的沉积相、分布、有机质类型及含量、成熟度、孔隙度和含气量等页岩气聚集条件。与美国主要产气页岩相比,这些页岩具有厚度大、有机碳含量高、成熟度高和含气量高等特点,具备页岩气藏发育的良好地质条件。四川盆地及其周缘下寒武统页岩气藏最有利发育区位于川南-黔北-黔中、鄂西-渝东和川东北地区,并分析了各有利区的泥岩、页岩具体指标。根据实测含气量,采用体积法计算研究区下寒武统页岩气资源量为（3.3~11.4）×10¹² m³,中值为7.4×10¹² m³。     

川东红星地区上二叠统吴家坪组页岩发育特征及其页岩气富集意义

川东红星地区上二叠统吴家坪组海相富有机质页岩是四川盆地页岩气勘探的重要接替领域,目前处于勘探初级阶段,页岩发育特征及页岩气勘探前景尚不清楚。以HY1井为例,通过岩石学、地球化学、储层描述和含气性等分析测试研究了川东红星地区吴家坪组页岩源、储品质及其变化规律,探讨了页岩气勘探前景。结果表明：富有机质页岩发育于吴一¹亚段（吴家坪组一段1亚段）潮坪-潟湖环境和吴二段深水陆棚环境,吴一¹亚段主要发育粘土质页岩相,吴二¹亚段主要发育混合页岩相和硅质页岩相,吴二²亚段以硅质页岩相和灰质页岩相为主。与吴一¹亚段潮坪-潟湖相页岩相比,吴二段混合页岩相和硅质页岩相具有脆性矿物含量高（63.2 %）、有机质丰度高（总有机碳含量为8.78 %）、有机质类型好（Ⅱ₁型）、储层有机质孔发育且物性好（孔隙度为5.59 %）的特征,吴二¹亚段富有机质页岩是红星地区吴家坪组页岩气勘探的有利层段。     

渝东北地区下志留统龙马溪组页岩气勘探前景

在野外露头剖面测量、钻井岩心取样及实验测试的基础上,从富有机质页岩区域展布、地球化学特征、岩石储集特征及含气性等方面研究渝东北地区下志留统龙马溪组页岩气形成条件与资源潜力。结果表明：研究区下志留统龙马溪组黑色页岩厚度大,自西向东先增厚后减薄,TOC含量高,有机质类型好,热演化程度较高,脆性矿物含量高,有机质纳米孔隙及微裂缝发育,含气量较高,埋深适中,有利于页岩气的形成与富集。采用综合信息叠合研究认为,巫溪-田坝-温泉地区为页岩气勘探开发的有利区域,综合地震资料优选出区带内田坝、文峰区块为有利区块,面积约450 km²,估算页岩气资源量为2×10¹²～3×10¹²m³,具有良好的页岩气勘探开发前景。     

川西须家河组泥页岩气成藏条件与勘探潜力

四川盆地川西坳陷上三叠统须家河组具备泥页岩气藏形成的地质条件,其泥页岩厚度大,分布广;有机质丰度高、母质类型好、成熟到过成熟,概略计算资源量为8.4×10¹² ~33.5×10¹²m³,为第四次全国资源评价同一地区常规天然气聚集资源量的3.8~15.3倍,川西坳陷泥页岩气具有广阔的勘探前景,有望成为该区天然气资源接替的新类型。目前在对上三叠统的钻探中,须家河组泥页岩普遍表现出超高压和活跃的气显示,在砂、泥岩频繁互层段已经获得工业气流。川西致密砂岩气藏勘探技术可直接为泥页岩气勘探服务,同时还需要发展钻探深层泥页岩气藏的水平井钻井、完井技术和泥页岩储层改造技术。     

鄂尔多斯盆地页岩气勘探潜力分析

鄂尔多斯盆地为大型富油气叠合盆地,发育奥陶系海相、石炭-二叠系海陆过渡相和三叠系湖相等多套页岩层系,具备页岩气形成的基本地质条件。为弄清该盆地页岩气的勘探潜力,通过野外地质勘查、岩心观察、老井资料复查,结合有机地球化学和岩石学分析、含气量测试、等温吸附曲线测定等实验结果,对其页岩气勘探潜力进行了初步评价。结论认为：①该区中奥陶统平凉组页岩分布范围和厚度较大,已进入大量生气阶段,但有机质丰度偏低,不利于页岩气成藏;②上三叠统延长组长7段页岩分布范围较广,厚度介于15～40 m,有机质丰度很高,处于大量生油阶段,页岩气主要为热成因的伴生气,成藏条件较致密油要差;③石炭-二叠系页岩分布范围广,厚度介于50～150 m,有机质丰度较高,处于大量生气阶段,含气量介于0.21×10⁸～1.0×10⁸ m³/t,页岩气勘探潜力最大。     

赣西北下寒武统页岩气成藏条件及资源潜力

页岩气具有独特的成藏机理,需要特殊的成藏地质条件,主要受控于泥页岩厚度、有机质含量、有机质热成熟度、储层矿物岩石组分等因素。对赣西北地区地质调查和样品分析认为,该区下寒武统黑色泥页岩厚度较大,厚度可达400m;有机质丰度高,TOC含量为1.37%～4.93%,平均为2.87%;热演化程度高,R_o平均为2.9%;含气量较高,泥页岩含气量达2.0m³/t;脆性矿物含量高达45%～72%;埋藏深度适中,泥页岩储层裂缝及微孔隙发育,有机质类型以II—III型为主,具有良好的页岩气藏地质条件,下寒武统王音铺组和观音堂组是最有利的勘探层位,并初步预测该区页岩气资源量可达2.6×10¹²m³,具有良好的勘探开发前景。     

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。     

川南地区深层页岩气富集特征、勘探开发进展及展望

深层页岩气是中国未来天然气产业发展的重要领域，目前已初步实现了工业化开发，成功获得一批高产井，落实了第二个万亿方储量、百亿方产量上产区，实现了深层页岩气富集规律与勘探开发技术创新突破，推动中国页岩气规模有效上产。美国4大深层页岩气区块已实现工业化开采，深层页岩气产量不断攀升，2021年产量达3 132×10⁸ m³，占美国天然气总产量的41%。系统总结提出了川南海相深层页岩气6大富集特征：(1)强还原环境的深水陆棚沉积，有利于有机质富集和保存；(2)优质储层厚度稳定，大面积连续分布；(3)断裂封闭性较好，普遍超高压；(4)有机孔和裂缝发育，储层物性较好；(5)深层页岩含气性好，页岩气资源落实度高；(6)深层页岩游离气比例高，单井初期产量高。结合中国深层页岩气富集特征及勘探开发进展，指出实现深层页岩气效益开发面临的3项挑战和对应攻关方向。展望提出四川盆地海相深层页岩气可探明页岩气地质储量(3～5)×10¹² m³，具备上产(300～500)×10⁸ m³的开...     

鄂尔多斯盆地东缘太原组页岩气成藏特征

以鄂尔多斯盆地东缘海陆过渡相太原组泥页岩为研究对象,通过野外调查和实验测试,分析太原组泥页岩的空间展布、储层地球化学与物性特征以及页岩气成藏特征,估算页岩气资源潜力。研究认为：鄂尔多斯盆地东缘太原组泥页岩沉积于三角洲平原和潮坪-潟湖环境,沉积厚度为30～70m,自东向西变薄;泥页岩有机质为Ⅲ型干酪根,有机碳含量为4.06%,成熟度为0.90%～2.40%,处于中等-过成熟阶段;储层孔隙以微孔为主,脆性矿物含量超过45%,具较好的页岩气源岩和储层条件;页岩气藏主要为深埋热作用与岩浆热作用叠加的热成因型气藏,形成于早白垩世的生烃高峰期。采用体积法估算页岩气资源量约为1.9243×10¹²m³;初步优选出临县-兴县和石楼-隰县-大宁-蒲县等2个勘探有利区,有利区页岩气资源潜力约为0.92×10¹²m³,该研究为鄂尔多斯盆地东缘页岩气勘探开发提供了依据。     

涪陵大型海相页岩气田成藏条件及高效勘探开发关键技术

中国页岩气资源量丰富，但前期借鉴美国理论技术在中国寻找页岩气，并未取得大型商业发现。为此，中国石油化工股份有限公司立足自主创新，围绕中国海相页岩气地质特点，开展了理论研究和技术攻关。通过揭示页岩气"早期滞留，晚期改造"的动态保存机理，形成了"深水陆棚相优质页岩发育是页岩气'成烃控储'的基础，良好的保存条件是页岩气'成藏控产'的关键"的新认识；形成了以页岩气地球物理、开发设计与优化、水平井钻完井及压裂为主的页岩气勘探开发核心技术及关键装备，发现并成功开发了中国首个也是目前最大的页岩气田--涪陵页岩气田，使中国成为北美之外第一个实现规模化开发页岩气的国家。截至2017年8月，涪陵气田探明页岩气地质储量6 008.14×10⁸m³，已建成76.8×10⁸m³产能，累积产气量为133.9×10⁸m³，并实现了清洁生产。气田高水平、高速度、高质量建设，是中国页岩气勘探开发理论创新、技术创新的典范，为中国页岩气勘探开发提供了可复制、可推广的经验，对优化能源结构、改善环境质量具有重要意义，走出了中国页岩气自主创新发展之路。     

一种考虑气藏特征的页岩含气量计算方法——以四川盆地及其周缘焦页1井和彭页1井为例

损失气含量是页岩气含气量的重要组成部分,是页岩气总气量的确定、页岩气资源量和储量计算的重要参数。基于煤层气岩心解吸测试中采用的损失气计算方法——USBM方法及其改进方法不能真实反映页岩气藏损失气含量。综合考虑页岩气藏特征、储层类型及特征、孔隙结构、孔喉大小、气藏压力、取心时间、解吸气含量和解吸时间等因素,重点考虑了钻遇岩心时的瞬间散失气量和解吸速率,提出了一种页岩损失气含量和含气量的计算方法。以超压页岩气藏JY1井和常压页岩气藏PY1井为例,采用该方法计算JY1井下部优质页岩层段的总含气量为6.87~9.02 m³/t,平均7.47 m³/t,上部页岩层段的总含气量为3.25~3.82 m³/t,平均3.64 m³/t;PY1井下部优质页岩层段的总含气量为3.18~4.29 m³/t,平均3.83 m³/t;上部页岩层段的总含气量为1.67~2.28 m³/t,平均1.94 m³/t。明显高于常用算法计算的总含气量数值。采用理论计算法和依据焦石坝页岩气井生产特征计算法两种方法对本文提出的页岩含气量计算方法进行了验证,吻合度较好。研究成果为页岩气藏、尤其是超高压页岩气藏含气量、储量计算和产能评价提供理论依据和计算方法支撑。     

实施《页岩气发展规划（2016—2020年）》对环境影响研究

大力推动页岩气开发利用,对于缓解中国天然气供需矛盾、优化能源消费结构具有重要的意义。但是在页岩气勘探开发的过程中,也会造成一定的污染。为此,应用定性与定量相结合的方法,分析研究了实施《页岩气发展规划（2016—2020年）》对环境的主要有利与不利影响。结果表明：实施《页岩气发展规划（2016—2020年）》的不利环境影响主要是水资源消耗、水环境污染、能源生产过程中温室气体排放和生态破坏等;有利环境影响主要是优化能源消费结构、能源利用过程中减少大气污染物和温室气体排放量等。根据测算,中国到2020年、2030年页岩气开采与储运全过程需要的水资源量分别为1 294.8×10⁴～2425.5×10⁴ m³、4 316.0×10⁴～8 084.9×10⁸ m³,CH₄排放量分别为9.78×10⁸ m³、32.6×10⁸ m³。按照替代终端消费散烧煤炭估算,到2020年,页岩气的大规模使用会实现年减排SO₂、NO_x、颗粒物（PM）和CO₂ 分别达35.11×10⁴ t、6.59×10⁴ t、67.14×10⁴t和6952.63×10⁴t,到2030年实现年减排SO2、NOx、PM和CO2 分别达118.02×10⁴ t、22.18×10⁴ t、225.6×10⁴ t和3.866 277×108 t,能源利用过程中产生的大气污染物和温室气体减排效果显著。     

四川盆地下寒武统筇竹寺组海相页岩气高产井突破与富集模式

多年来下寒武统筇竹寺组页岩气勘探开发进展缓慢,资201井获高产气流大大增加了该套页岩气规模商业化开发的信心,不同区域及层段富集规律差异及下一步勘探开发方向是筇竹寺组页岩开发面临的首要问题。以四川盆地57口钻井资料为基础,对多口重点井的古生物、沉积、储层等特征进行分析,详细剖析资201井的部署理论依据、筇竹寺组页岩气富集条件及下一步勘探开发方向。从地层研究入手,建立了筇竹寺组地层划分标准,明确筇竹寺组主体发育4套深水陆棚相的富有机质页岩((1)至(4)号层段),其分布受裂陷槽发育控制,裂陷槽内厚度最大。分析了页岩储层发育特征,指出储层压力、孔隙度、含气饱和度从下向上、从裂陷槽外到内呈现增大趋势,储层超压对页岩孔隙保存起到重要作用;基于此结合保存条件等建立了“多层异相、超压保孔”的页岩气超压差异富集模式,指出远离散失通道的超压孔隙发育区(层段)是页岩气富集有利区(层段)。文章指出资201井及周边是未来筇竹寺组页岩气增储上产的主要区域,资源量为8.06×10¹²m³;川西地区具有相当的开发潜力,资源量为0.72×10¹²m     

延长石油集团非常规天然气勘探开发进展

延长石油集团通过强化地质认识,明确了鄂尔多斯盆地陕北斜坡具备形成非常规天然气的地质条件,而致密砂岩气和页岩气是当前最为现实的勘探开发领域。在地质勘探理念上,确定鄂尔多斯盆地的南部物源对古生界砂体的发育具有重要贡献,而频繁的水进水退作用是促进优质储层发育的最主要因素;建立了"成熟烃源灶迁移控藏"的成藏模式,以此预测致密砂岩气藏的空间展布;重视陆相页岩砂质纹层的气体赋存能力,找到游离气赋存空间;以地化、储层、测井、地震等多种学科相结合实现了页岩气储层甜点的地震预测。同时,形成了陆相页岩气水平井钻完井技术、致密砂岩气藏储层保护钻井液体系、VES-CO₂泡沫压裂技术、液态CO₂/滑溜水混合压裂技术等开发技术,保证了致密砂岩气和页岩气的规模化开采。以勘探开发一体化模式为指导,探明中生界页岩气地质储量677×10⁸m³,古生界致密砂岩气地质储量3000×10⁸m³,目前的天然气生产能力已达到6×10⁸ m³/a,基本打破南油北气的开发局面。     

川东南涪陵地区下侏罗统页岩油气地质特征

结合钻井、岩心、野外露头、测井等成果,从富含有机质页岩空间展布、地化特征、岩石矿物学、孔渗性特征和地质力学性质等方面,采用页岩气目标优选评价综合分析方法,对川东南涪陵地区下侏罗统大安寨页岩油气地质特征进行了综合研究,着重定量评价了有机碳含量、镜质体反射率、含气量、孔隙度、脆性矿物含量、岩石矿物成分、岩石力学参数等评价指标,初步证实该区页岩与美国Bakken页岩具有类似特征。涪陵大安寨泥页岩与灰岩、砂岩互层频繁,半深湖-深湖页岩为有机质富集的有利岩相。大安寨上亚段灰岩厚10~30 m,物性表现为低孔、特低渗特征;下亚段富有机质页岩夹薄层灰岩、砂岩,微孔缝发育,孔隙度高。页岩有机碳含量平均为1.33%,粘土矿物平均含量为51.7%~56.1%,石英平均含量为33%,现场实测平均含气量为1.66 m³/t,处于凝析油-湿气的高成熟阶段;杨氏模量为29 GPa,泊松比为0.30,有利于压裂形成网络裂缝。大安寨段中部浅湖相区岩性组合特征更有利于裂缝发育,是大安寨段页岩气勘探有利地区,评价优选出有利区面积820 km²。     

页岩油气科技进步、发展战略及政策建议

页岩油气是自生自储、源储一体的非常规油气资源,根据热演化成熟度将页岩油划分为中—高成熟页岩油与中—低成熟页岩油,根据页岩沉积环境将页岩气划分为海相、海陆过渡相和陆相页岩气。中国是目前世界上实现陆相页岩油商业规模开发最成功的国家之一,相继在鄂尔多斯盆地、准噶尔盆地、松辽盆地、渤海湾盆地等获得陆相页岩油重大发现。在四川盆地及其周缘实现了海相页岩气工业突破和快速规模发展,截至2021年底,在中国南方累计探明页岩气田8个、探明地质储量2.74×10¹²m³,2021年页岩气产量达230×10⁸m³,累计生产页岩气924×10⁸m³。中国页岩油气资源潜力大,但规模勘探与效益开发仍面临诸多挑战。借鉴国外页岩油气发展经验与启示,建议由国家牵头评价落实黑色页岩转化油气、高碳煤岩转化油气的技术与经济资源量,制定发展规划;设立国家级黑色页岩、高碳煤岩油气原位转化先导试验区,继续执行并出台页岩转化、煤岩油气转化的财政激励和税收扶持政策,推动实现地下页岩油熟化转化革命、地下煤炭加热转化油气革命;国家顶层设计,统筹投资,以鄂尔多斯、四川等盆地为代表,打造地上可再生能源与地下油气煤、热锂铀、碳捕获和储存(CCS)、碳捕获与利用及封存(CCUS)等协同融合发展的"世界超级能源盆地"基地,实现地上与地下多种能源的协同融合发展。     

四川盆地涪陵页岩气田氦气资源潜力与成因机理

四川盆地涪陵页岩气田的页岩气中普遍含氦,氦气含量介于0.034%～0.062%之间,分布较均匀、稳定,为典型壳源氦,氦含量高值区无明显分布规律,粗略来看,有机碳含量介于3.7%～3.9%之间,氦含量普遍相对较高,基本都大于0.042%,或许在这一区间,氦气与页岩气含量比值在涪陵地区达到了一个相对最佳值。分别采用组分法和成因法对涪陵页岩气田氦气资源量进行估算,结果显示：氦气资源量均在2.5×10⁸ m³左右,氦气丰度大约是页岩气丰度的0.04%,属于特大型贫氦气田。富有机质页岩也是一种良好的氦源岩,涪陵地区富有机质页岩中放射性元素铀、钍的含量普遍较高,且越靠近龙马溪组底部,样品铀含量越高,该套页岩在漫长的地质历史时期产生了大量的氦气;同时研究区良好的保存条件能有效阻止氦气扩散和渗漏,这对氦气的富集与保存起到至关重要的作用。     

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油滞留聚集机理及资源潜力探讨

近些年来,北美地区海相页岩气的成功开发及致密油、页岩油的勘探突破,带动了全球在烃源岩层内寻找油气的热潮。准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组为一套半深湖—深湖相烃源岩,显示良好的页岩油勘探前景。基于岩心描述、薄片观察、地球化学(TOC、R_O、Rock-Eval等测定)、XRD、压汞、核磁共振等实验数据及资料,研究表明:①芦草沟组烃源岩厚度大,有机质丰度高,主要处于低熟—成熟阶段,为一套优质烃源岩;②页岩油储集空间类型为微裂缝和基质孔隙两大类,前者以纹层理(缝)为主,后者以粒间溶孔为主,大小一般为100～1 000nm。其中纳米级孔喉占孔喉总体约98%,是页岩油储集空间的主体。依据芦草沟组页岩油含量(S₁)与TOC、R_O关系及页岩油(即滞留烃量)富集因素分析,综合研究认为芦草沟组中R_O值为0.7%~1.0%、TOC≥2.0%的烃源岩段是寻找页岩油的最有利层段,页岩油整体上具有“有机质大量吸附,纳米级孔喉大量聚集,微裂缝(纹层缝)有效汇聚” 滞留聚集特征。基于页岩油评价的关键参数及核磁共振等实验结果,采用小面元体积法,初步估算凹陷内芦草沟组页岩油地质资源总量约为25.5×10⁸t,(理论)可采资源量约为4.16×10⁸t,技术可采资源量约为0.40×10⁸t,其富集中心位于吉30井、吉174井、吉251井、吉32井等附近。这些认识对该地区页岩油勘探开发具有重要的指导意义。