川东地区达万区块主要滑脱层分布预测

四川盆地东部发育中下寒武统膏盐、下志留统龙马溪组泥页岩、上二叠统龙潭组煤系地层和下三叠统嘉陵江组嘉四段—嘉五段膏盐层共4套主要滑脱层,这4套滑脱层分布及其厚度变化对川东地区构造形成及演变发挥了不同作用,其中中下寒武统膏盐和嘉陵江组嘉四段—嘉五段膏盐滑脱层对川东地区高陡褶皱构造带的形成与发育具有重要控制作用.研究区钻遇这...     

四川盆地南部构造变形特征及其与页岩气保存条件的关系

复杂多变的构造作用是影响四川盆地南部(以下简称川南地区)下志留统龙马溪组页岩气保存条件的主要原因之一。为了进一步明确该区各类构造变形的特征及其与龙马溪组页岩气保存条件的关系,依据地震、露头和钻井等资料划分了构造带,分析了构造变形、演化与构造的主控因素,预测了页岩气保存的有利区。研究结果表明:(1)川南地区可划分为基底逆冲构造带(齐岳山、大娄山的山前带)、盖层滑脱构造带(齐岳山、大娄山和华蓥山之间的区域)和基底升降构造带(华蓥山南段以西区域),分别具有"双滑脱层、基底逆冲断层""三滑脱层、坡坪式断层""深层伸展、浅层挤压"的剖面结构特征;(2)志留纪末形成二叠系与志留系之间的不整合,晚侏罗世至早白垩世齐岳山至川东地区NE—SW向构造开始发育,晚白垩世大娄山及其北部地区近E—W向构造开始发育,新生代赤水地区及其北部形成近S—N向构造;(3)川南地区构造的形成与滑脱层的分布和变形层系的受力方式有关,滑脱层主要为中—下寒武统膏盐岩、龙马溪组泥页岩和下三叠统嘉陵江组膏盐岩,变形层系的受力方式取决于基底及其活动方式;(4)基底逆冲构造带除了盆缘水平挤压外,垂向隆升强且中—下寒武统膏盐岩较薄,部分规模较大的基底断层断穿了膏盐岩。结论认为:(1)基底逆冲构造带中,断层常断穿龙马溪组,高角度裂缝发育,构造变形强,宽缓褶皱、断背斜的倾没端和单斜的缓斜坡为页岩气保存的有利区;(2)盖层滑脱构造带中,断层通常不断穿龙马溪组,以低角度裂缝为主,页岩气总体保存条件好;(3)基底升降构造带中,构造变形弱,页岩气保存条件好。     

川东北地区飞仙关组地震反射特征及地震相分析

1.地震反射特征研究区位于川东北断褶带的东北段,主要经历了燕山期及早、晚喜山期三期构造变形,主要形成有北北东、北西向构造,总的特点是褶皱强烈,断裂发育。发育三套脆性变形层、三套塑性变形层,以嘉陵江组上部至雷口坡组下部膏盐岩为最主要的滑脱层,志留系页岩为次要滑脱层,     

川东北地区构造特征及变形期次探讨

为了在四川盆地东北地区—大巴山前缘与川东褶皱带交汇区进行油气勘探,根据研究区地震解释资料,将研究区以下三叠统嘉陵江组四段至中三叠统雷口坡组膏盐岩层,志留系下统的泥页岩和砂质泥岩层,以及中、下寒武统中的泥质岩和膏盐岩层为界,划分为上、中、下三个构造层。通过各层构造特征分析,结合构造演化史、区域应力挤压和传导及滑脱层对构造形成的作用分析,以及区内断层展布和交切关系,认为川东北地区各构造层的表现特征各不相同,滑脱层对构造形态有着重要的影响。现今构造是经过印支、燕山和喜山多期次构造作用而形成的,其中NE构造早于NW构造形成。     

四川盆地焦石坝页岩气田形成与富集高产模式

以四川盆地东南缘焦石坝构造龙马溪组页岩气田及邻区为例,探讨复杂构造区、高演化程度页岩层系成藏富集的关键控制因素。焦石坝构造为经历多期构造运动改造的断背斜;龙马溪组页岩热演化程度高,Ro值大于2.2%,下部发育厚35~45 m、TOC值大于2%的优质页岩层系;产层超压,地层压力系数为1.55,页岩气产量、压力稳定。构造类型、构造演化及地球化学分析表明,龙马溪组存在多期生烃和天然气运聚过程,两组断裂体系与龙马溪组底部滑脱层的共同作用控制网状裂缝形成和超压的保持,是页岩气富集高产的关键,龙马溪组封闭的箱状体系保证了气藏的动态平衡。焦石坝页岩气藏的高产富集模式为"阶梯运移、背斜汇聚、断-滑控缝、箱状成藏";经历多期构造演化的复杂构造和高演化页岩层系发育区,要形成页岩气高产富集区,与常规气藏一样,需要有利的保存和构造条件。     

四川盆地南部深层五峰组—龙马溪组裂缝孔隙评价

根据川南坳陷中部和北部5口评价井资料,对四川盆地南部深层上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组海相页岩进行裂缝孔隙的多方法识别和定量评价,初步揭示了川南坳陷深层五峰组—龙马溪组页岩储集特征。形成4点认识:(1)在川南坳陷中部深层,无论是局部构造高点、翼部还是低部位,五峰组—龙马溪组产层储集空间均以基质孔隙为主,微裂缝总体不发育,与长宁、威远和涪陵气田的基质孔隙相近;(2)在川南坳陷北部深层,五峰组—龙马溪组黑色页岩段以基质孔隙为主,裂缝孔隙主要分布于局部不连续的深度点,总孔隙度为3.5%~6.7%,平均值为5.3%,裂缝孔隙度为0~2.1%,平均值为0.3%;(3)川南坳陷中部和北部五峰组—龙马溪组产层裂缝孔隙欠发育,并以大面积基质孔隙型为主,间接说明该地区构造活动相对较弱,对页岩储集层改造作用不及四川盆地东部涪陵地区;(4)寒武系膏盐岩的发育规模与分布特征是五峰组—龙马溪组裂缝孔隙发育的关键控制因素。研究认为,L7井区、Gs1井区、四川盆地东部、鄂西等地区寒武系膏盐层厚度大且分布稳定,五峰组—龙马溪组"甜点层"在燕山期以来的盐底滑脱构造中易形成裂缝孔隙发育段,是川南坳陷及其周边深层裂缝孔隙发育的潜在有利地区。     

四川盆地东部五百梯地区构造变形特征

基于四川盆地东部五百梯地区钻井和测井资料综合分析,通过对三维地震资料进行精细构造解释,结合典型地震剖面和建立的三维构造模型,研究五百梯地区构造变形特征,认为五百梯地区构造变形具有纵向分层、平面分段的特征,由4套滑脱层作为间隔在纵向上划分5套构造层：寒武系膏盐层底界以下构造层,构造简单,断裂少,多为低幅度隆起;寒武系膏盐层顶界—志留系底界构造层,受寒武系膏盐层控制,发育断层传播褶皱;志留系底界—二叠系底界构造层,受志留系泥页岩滑脱层控制,呈反冲背斜、断背斜;二叠系底界—下三叠统嘉陵江组四段底构造层,受二叠系煤系滑脱层控制,具双重构造和反冲背斜;上三叠统须家河组底界以上构造层,整体与主体构造形态一致,局部受控于三叠系嘉陵江组膏盐滑脱层,呈宽缓背斜。根据寒武系盐上各构造层变形差异,在平面上分为西南段、中段和东北段;结合各构造层变形程度和盐下震旦系古隆起顶界面上超下削的特征,认为研究区东北段盐下构造层油气保存条件最好,是深层勘探的有利目标。     

塔里木盆地库车坳陷秋里塔格构造带中秋—东秋段盐相关构造特征及变形机理

塔里木盆地秋里塔格构造带中秋—东秋段新近系、古近系中广泛发育着厚层膏盐岩,但由于膏盐层分布的差异性造成了中秋、东秋盐下层和盐上层分别具有不同的构造样式和变形机理。在二维、三维地震资料解释的基础上,以前陆盆地系统体系为理论基础,开展中秋—东秋段构造样式的精细分析。通过地震精细解释、已钻井和膏盐层分布的综合分析,认为中秋段处于库姆格列木群膏盐岩和吉迪克组膏盐岩交会叠置区,盐下发育滑脱逆冲叠瓦构造,盐上发育反冲构造;东秋段发育吉迪克组膏盐岩,盐下发育大型宽缓背斜,盐上层发育滑脱逆冲构造,形成单斜或断背斜构造。采用离散元数值模拟手段,利用单因素变量方法,通过4组对比模拟实验,探讨中秋、东秋盐构造变形机理。离散元数值模拟结果表明：盐岩展布形态、同构造沉积、基底先存断裂等因素,是中秋—东秋段盐构造变形的控制因素。盐层的展布、叠置关系显著影响盐下构造变形,盐层发育区形成多排逆冲断裂,盐层不发育区构造整体抬升,逆冲断裂断穿上部岩层;同构造沉积减弱了盐下构造变形强度,对构造形态有一定影响;先存断裂主要影响盐下构造样式及挤压端垂向隆升幅度。     

四川盆地高石梯—磨溪地区震旦系—寒武系气藏盖层特征及封闭能力评价

四川盆地磨溪地区寒武系龙王庙组发现了迄今为止中国最大的碳酸盐岩整装特大型气田,新增天然气探明地质储量4 403.8×108 m3,而且在高石梯—磨溪地区已初步证实了震旦系、寒武系气藏规模超过万亿立方米。经历长期演化和多次构造运动的古老碳酸盐岩地层,为何气藏能够很好地保存下来,以及震旦系灯影组和寒武系龙王庙组气藏压力系数为何分别为常压和超压(压力系数为1.06~1.13和1.53~1.67)。通过宏观与微观、地质解剖与模拟实验相结合的方法,详细研究了气藏盖层特征及封闭能力。结果表明:研究区主要发育区域分布的寒武系泥页岩盖层、二叠系泥岩超压盖层和中下三叠统膏盐岩盖层;盖层岩石孔隙度以小于3%为主,渗透率主要为(0.001~0.02)×10-3μm2,平均喉道半径为0.6~1.2μm,孔径多集中在400~500nm之间,饱和水突破压力多大于15MPa,扩散系数为1.03×10-10~2.36×10-7cm2/s。这些特征反映了盖层岩石具有一定的物性封闭能力,但诸如寒武系龙王庙组特大型整装超压气藏能够长期保存,是物性和超压共同封盖的结果。上述认识可以合理解释研究区常压、超压气藏的成因,同时对有效预测大气田的有利分布区域也有重要的指导意义。     

四川盆地膏盐岩层对页岩气保存及勘探前景的影响

通过调研分析前人研究结果与收集统计大量钻井及地球物理资料,探讨四川盆地膏盐岩层对页岩气保存的影响以及龙马溪组页岩气勘探潜力。结果表明:四川盆地下寒武统与三叠系膏盐岩滑脱层在构造变形中起重要的控制作用,是形成盆地内不同构造形态的主要因素,对四川盆地龙马溪组页岩气的保存有着重要作用。膏盐岩层有利于其下部地层异常压力的形成,对页岩气的成藏和保存有重要影响。膏盐岩层是影响四川盆地龙马溪组页岩气勘探前景的重要控住因素之一。综合考虑膏盐岩层分布、页岩埋藏深度、地层厚度与地球化学条件等因素,认为四川盆地龙马溪组页岩气勘探优选区域为自贡—宜宾区域、重庆—永川区域、涪陵区域。     

四川盆地下志留统龙马溪组页岩纳米孔隙发育特征及主控因素

上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组页岩是我国目前实现页岩气商业开发的唯一层系,而在四川盆地及周边不同区域页岩气单井产量却存在明显差异。筛选位于不同构造位置、不同压力系数、相同层段[鲁丹阶早期(LM1-LM3)]5口典型井的36个页岩样品,应用岩石矿物学、构造地质学、储层地质学等手段系统分析了页岩孔隙特征,从储层微观结构方面分析不同地区产量差异的原因。页岩的储集空间主要以有机质孔为主,不同构造区域页岩小孔体积、中孔体积、大孔体积和总孔体积随有机碳含量的增大呈现出不同的趋势,反映不同的孔隙演化阶段。建立了页岩有机质孔隙发育模式,指出页岩孔隙在高压情况下可能被压实,其压实程度与有机质孔孔径、岩石矿物组成、有机质含量、区域构造条件和压力系数密切相关,指出受构造运动影响小且压力系数较高的区域为孔隙发育的有利区。     

川东南涪陵地区五峰组-龙马溪组页岩气藏中的超压作用

中国南方海相上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组高产页岩气藏普遍发育超压，为分析超压对于页岩气藏的作用，选取川东南涪陵页岩气田典型钻井进行了系统解剖研究。超压是页岩气藏良好保存条件的直接表征，其中，有机质热演化生烃增压是造成该地区异常高压的主要因素；涪陵焦石坝主体龙马溪组页岩气高产层段地层均发育超压，页岩储层孔隙度高、含气量高。超压对页岩气藏的影响:一方面，超压能减缓作用在岩石骨架上的有效应力，使页岩储层保存相对较高的孔隙度，超压可形成页岩超压微裂缝，提高页岩储集层的渗流能力，同时超压意味着地层能量高，游离气含量高，页岩气藏含气性更好；另一方面，超压降低了作用在页岩储层的有效应力，同时超压微裂缝的发育有利于页岩压裂改造。      

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。      

压力演化对页岩气储层的控制作用——以四川盆地五峰组—龙马溪组为例

中国南方海相页岩气勘探开发的实践表明，地层压力对于页岩气的保存及勘探开发具有重要的影响。为了进一步明确压力演化对页岩气储层演化的影响，以四川盆地及其周缘上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩为例，依据岩相、物性、孔隙结构、包裹体分析与页岩微观特征等资料，研究了压力演化对页岩气储层的控制作用。研究结果表明：①页岩气储层物性与孔隙结构受岩相、埋深与压力演化的共同控制，孔隙压力超压对埋藏压实具有抑制作用，总体上有利于页岩有机孔的保持和物性向好；②泄压期次与泄压强度影响了五峰组—龙马溪组不同岩相页岩的差异演化对高应力敏感性黏土质页岩的影响尤为显著，而对硅质页岩的影响则较低；③区域抬升与泄压时期晚、泄压时期短和泄压强度低最有利于有机孔的保持和页岩气储层物性向好；④盆内深层页岩气泄压程度低，保存条件优越，储层物性普遍优于盆缘常压—超压区，富有机质硅质页岩与黏土质页岩均具有较好的储集性能；⑤盆缘常压区泄压程度较高，富黏土质页岩储集性能降低，封盖性增强，并逐渐演化为直接盖层。     

湘鄂西地区奥陶系—志留系滑脱层古流体对页岩气保存的意义

目前,对于中—上扬子地区奥陶系—志留系滑脱层古流体的研究热点集中在高密度甲烷包裹体的成因、地层压力演化过程等,而有关古流体对页岩气保存的意义则较少涉及。为此,通过观测湘鄂西地区奥陶系—志留系露头和钻探岩心的裂缝脉体地质特征,分析裂隙形成与滑脱层的关系,应用裂缝脉体包裹体组分、均一温度测试资料研究古流体的形成环境和滑脱层对页岩气保存的意义,并建立了滑脱层页岩气聚散模式。研究结果表明:(1)滑脱层岩性主要为奥陶系—志留系之交的硅质岩夹页岩,地层岩石破碎,发育小型揉皱,滑脱层上下硅质岩层共轭垂直节理较发育;(2)滑脱层脉体发育多期次、多类型包裹体,纯水溶液包裹体尤为发育;(3)研究区古大气水沿着滑脱层最大下渗深度超过4 000 m,滑脱带早期捕获了超压条件下的高密度甲烷包裹体,后期捕获常压环境的甲烷和氮气包裹体;(4)记录晚期流体活动的包裹体离子组分具有钠氯系数高、脱硫系数大、变质系数低的特点,表明滑脱层页岩封闭性变差;(5)研究区滑脱层页岩气聚散可分为向斜、宽缓背斜、紧闭背斜等3种模式。结论认为,研究区滑脱层为渗透层,滑脱构造发育的向斜、紧闭背斜不利于页岩气的富集,而宽缓背斜则相对有利于页岩气的聚集。     

超低摩阻水基钻井液在页岩气水平井的应用

油基钻井液具有优异的抑制性、封堵性、润滑性,是目前页岩气井作业的主要钻井液类型,但其对生态环境造成严重影响、过高的成本及废弃钻井液和钻屑处理压力限制了其在钻井中的应用。涪陵焦石部署4口水平井,钻探目的层为龙马溪组-五峰组,目的层含大段泥页岩,裂缝发育,易水化分散、垮塌漏失风险大。针对涪陵水平井要求低摩阻及地层泥页岩易发生井壁失稳的特点,研究了一套超低摩阻水基钻井液体系。该体系具有较好的流变和抑制性能,同时具有和油基钻井液相当的润滑性能。现场应用表明,超低摩阻水基钻井液实现了页岩气井水平段全流程高效安全作业,与同区块油基钻井液相比机械钻速提高了24.7%,每米钻时降低了6.2%,水平段起下钻1～2次,而油基钻井液需要2～3次,其中涪陵X4井水平段长2235 m,创完钻时国内页岩气水平井水基作业记录。该超低摩阻水基钻井液在涪陵页岩气的成功应用有望实现页岩气水基钻井液替代油基钻井液作业。     

地层温压条件下页岩吸附性能变化特征——以渝东北地区龙马溪组为例

页岩气储层的吸附性是影响页岩含气性的关键因素。以渝东北地区下志留统龙马溪组富有机质页岩为例,通过变等温吸附实验,模拟在地层温压变化条件下页岩吸附性能的变化规律,为该区页岩气勘探提供理论依据。实验分析表明：有机质是控制龙马溪组页岩吸附性能的主要内在因素,有机碳含量与页岩吸附能力具有很好的正相关性;地层温压条件是控制页岩吸附性能的外在因素,温度和压力对于页岩吸附性能具有相互抑制的作用,随着温度和压力的升高,页岩吸附能力呈现出类似“抛物线”（先增大后减小）的变化轨迹,在温度和压力均相对较低时,压力起主导作用,在温度和压力均相对较高时,温度起主导作用。页岩吸附性能若要达到最佳状态,则需要埋深、温度和压力三者达到一种合适的匹配状态。实验模拟结果显示,渝东北地区龙马溪组页岩最佳理论吸附状态应在1 000～4 500 m的埋深条件下。     

川东南丁山地区燕山期—喜马拉雅期差异构造-热演化与页岩气保存

中国的海相富有机质页岩经历了多期构造改造，其含气性具有明显的差异。页岩气在不同构造演化阶段的保存条件是揭示页岩气差异富集机理的关键科学问题之一，开展构造-热演化研究可以明确其热演化史和构造隆升-剥蚀过程，为其评价提供演化格架。研究以丁山地区下古生界页岩为对象，联合磷灰石裂变径迹、磷灰石（U-Th）/He和锆石（U-Th）/He等多个古温标反演热演化史，结合镜质体反射率重建的最高古地温剖面，对丁山地区燕山期以来的差异构造隆升过程和剥蚀量进行了恢复，并在此基础上结合流体包裹体分析对丁山地区龙马溪组页岩的压力演化过程进行了模拟；根据页岩在埋藏—抬升过程中的温、压演化特征，定量表征了不同抬升阶段页岩含气量的变化，建立了龙马溪组页岩"埋藏—生烃—抬升"的演化格架。分析表明，丁山地区在燕山期和喜马拉雅期经历了不同的构造隆升过程。燕山期表现为"早期快速隆升—晚期缓慢隆升"的分段隆升，具有自NW向SE递进隆升且隆升幅度逐渐增大的特征；喜马拉雅期表现为整体快速隆升。燕山期是丁山地区产生差异构造隆升的主要时期。受这种差异构造隆升-剥蚀作用的影响，龙马溪组页岩的降温、降压过程和页岩气的散失过程具有明显的差异。燕山期的差异构造隆升是造成丁山地区龙马溪组页岩含气性呈平面分带的主要原因。     

川东南丁山地区燕山期—喜马拉雅期差异构造-热演化与页岩气保存

中国的海相富有机质页岩经历了多期构造改造，其含气性具有明显的差异。页岩气在不同构造演化阶段的保存条件是揭示页岩气差异富集机理的关键科学问题之一，开展构造-热演化研究可以明确其热演化史和构造隆升-剥蚀过程，为其评价提供演化格架。研究以丁山地区下古生界页岩为对象，联合磷灰石裂变径迹、磷灰石（U-Th）/He和锆石（U-Th）/He等多个古温标反演热演化史，结合镜质体反射率重建的最高古地温剖面，对丁山地区燕山期以来的差异构造隆升过程和剥蚀量进行了恢复，并在此基础上结合流体包裹体分析对丁山地区龙马溪组页岩的压力演化过程进行了模拟；根据页岩在埋藏—抬升过程中的温、压演化特征，定量表征了不同抬升阶段页岩含气量的变化，建立了龙马溪组页岩"埋藏—生烃—抬升"的演化格架。分析表明，丁山地区在燕山期和喜马拉雅期经历了不同的构造隆升过程。燕山期表现为"早期快速隆升—晚期缓慢隆升"的分段隆升，具有自NW向SE递进隆升且隆升幅度逐渐增大的特征；喜马拉雅期表现为整体快速隆升。燕山期是丁山地区产生差异构造隆升的主要时期。受这种差异构造隆升-剥蚀作用的影响，龙马溪组页岩的降温、降压过程和页岩气的散失过程具有明显的差异。燕山期的差异构造隆升是造成丁山地区龙马溪组页岩含气性呈平面分带的主要原因。