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。     

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。     

鄂西渝东区二叠系吴家坪组页岩气成藏特征分析

鄂西渝东区二叠系上统吴家坪组是该地区页岩气勘探的一套有利层系,基于该地区部分钻井、岩心、野外露头等资料,从沉积、地化、储集和保存等方面,对鄂西渝东区二叠系上统吴家坪组页岩气形成的地质条件进行了分析。分析认为鄂西渝东地区二叠系上统吴家坪组富有机质泥页岩平面分布稳定,泥页岩有机碳含量较高,演化程度高,保存条件好,具有页岩气形成的地质条件,其中建南构造北部L801井-J26井区是二叠系上统吴家坪组页岩气勘探有利地区。     

鄂西渝东区上二叠统吴家坪组页岩气地质条件及勘探潜力

鄂西渝东区上二叠统吴家坪组页岩在早期勘探中已发现具备页岩气成藏条件,但其勘探潜力仍不明确。基于Jy3井岩心分析测试资料,结合区域地震、本井及周围井测井及录井等资料,对吴家坪组吴二段页岩的分布、页岩品质及含气性、保存条件及资源规模进行了分析。研究认为:吴二段发育深水陆棚及斜坡—浅水陆棚相富有机质泥页岩,具有南西薄、北东厚的区域分布规律。页岩主要由石英（平均含量43.10%）、黏土矿物（平均含量21.95%）及方解石（平均含量17.20%）所组成,有机质以Ⅱ₁型干酪根为主,丰度高（总有机碳平均含量8.77%）,热演化程度高（换算R_o平均为2.06%）,孔隙性优良（孔隙度平均为5.59%）,含气性好（总含气量平均为3.73 m3/t）。区内红星地区吴家坪组页岩厚度最大、保存条件良好,资源量最丰富,具有优越的页岩气勘探潜力及可观的资源前景,有望成为页岩气勘探开发接替层系及区块。      

川东红星地区二叠系茅口组页岩气勘探突破及富集主控因素

四川盆地二叠系页岩气具有良好的成藏条件和勘探潜力,继二叠系吴家坪组获得勘探突破后,将低勘探程度层系——茅口组“高灰”页岩气作为重要的勘探接替方向。利用HYM-1等井的岩心、测录井和分析化验资料,系统开展茅口组页岩气藏条件与富集特征的研究,认为茅口组四段一亚段页岩具有高碳、高灰、高孔隙度、高含气性、高杨氏模量、薄储层、多夹层的“五高一薄一多”的典型地质特征;与五峰组—龙马溪组等页岩相比,茅四段页岩碳酸盐矿物含量更高、黏土矿物含量更低,储集空间类型以有机质孔为主,无机孔较少,孔隙度平均4.27%,整体表现为高孔隙度;茅四段一亚段平均含气量为4.96m³/t,具备较高的含气量。综合分析认为,富藻高碳页岩的发育、良好的储集能力和保存条件,以及页岩储层的可压裂性,是茅四段页岩气富集高产的主控因素。     

页岩气勘探新领域：四川盆地开江—梁平海槽二叠系海相页岩气勘探突破及展望

近期，中国石油部署于四川盆地东部地区(下文简称川东地区)的风险探井——大页1H井，经测试在二叠系吴家坪组三段深水陆棚相页岩测试获32.06×10⁴ m³/d的高产工业气流，开辟了页岩气勘探开发新领域。为了进一步明确四川盆地二叠系海相页岩气的勘探方向和资源潜力，基于大页1H井钻录试井资料，以开江—梁平海槽内二叠系吴家坪组海相页岩为研究对象，开展了有机地球化学、储层特征、脆性矿物含量和含气性等含油气地质条件研究，指出了该新领域页岩气的勘探开发前景。研究结果表明：(1)开江—梁平海槽在吴家坪组沉积时期为深水陆棚相沉积环境，槽内沉积了一定厚度、分布稳定的富有机质(TOC>2%)页岩；(2)吴家坪组具有良好的页岩气富集成藏地质条件，其中吴家坪组三段(下文简称吴三段)最佳，大页1H井吴三段有机碳含量平均值高达9.83%，有机质内部发育不同程度的有机质孔，孔隙发育，平均孔隙度6.40%，为优质储层；(3)大页1H井吴三段页岩平均脆性指数达85%，可压裂性好，平均含气量高达10.39 m³/t，页岩总含气量高；(4)川东地区吴家坪...     

中扬子地区五峰组—龙马溪组页岩气成藏关键地质因素

中国南方中扬子地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组具有较好的页岩气勘探前景,但目前对于该区复杂的地质条件及页岩气勘探开发潜力的认识尚不够全面,制约了其勘探成效。为了揭示该区五峰组—龙马溪组页岩气富集的主控因素,以单井储层综合评价为基础,结合钻井、测井、岩心、露头及分析测试数据,对五峰组—龙马溪组黑色页岩的沉积环境、储层发育特征及保存条件等页岩气关键富集条件进行研究,并与四川盆地焦石坝和长宁等页岩气主产区块进行对比。研究结果表明:①该区富有机质页岩段形成于五峰组—龙一3亚段沉积期,为深水陆棚沉积,厚度介于15～39 m,由南至北逐渐增厚;②优质页岩段储层岩石相类型以硅质页岩相为主,孔隙度介于1.60%～7.44%,储集空间以有机孔为主、连通性较好,总有机碳含量高,有机质类型为腐泥型—偏腐泥混合型,热演化程度高,含气性较好,可压裂性好;③当阳复向斜内地层保存较好、产状平缓、断裂发育少、顶底板厚度大且分布稳定,页岩气保存条件较好;④较之于长宁、焦石坝等区块,中扬子地区具有埋藏深、两向应力差较大和地层压力系数较低的特点。结论认为,该区五峰组—龙马溪组具有较好的页岩气富集条件,具备进一步开展勘探工作的潜力;但其高应力差、大埋深和相对较低的压力系数也给后期的页岩气经济开发和规模上产带来了挑战。     

川东红星地区HY1井二叠系页岩气勘探突破及意义

2020年底，川东红星地区建南区块针对上二叠统吴家坪组二段部署实施的第1口页岩气风险探井HY1井在压裂测试阶段获得天然气产量8.9×10⁴m³/d,实现了中国二叠系新层系页岩气勘探的重大突破。综合HY1井的钻探成果和岩心、钻井、测井、录井及X射线衍射全岩矿物分析、碳同位素等分析测试资料，系统分析了红星地区二叠系页岩气地质特征和富集主控因素。红星地区二叠系发育两套深水陆棚亚相页岩，具有优质页岩厚度薄、有机质丰度高、孔隙度高、含气量高、脆性矿物含量高的“一薄四高”特征。广泛发育的深水陆棚亚相页岩是二叠系页岩气富集的物质基础，有机-无机协同作用提供了良好的储集空间和较强的吸附能力，良好的保存条件是红星地区页岩气富集的关键。HY1井的勘探突破表明：(1)中国南方二叠系页岩气具有较好的勘探前景，是增储上产的重点领域；(2)盆外复杂构造区内相对弱变形区是页岩气勘探的重要方向；(3)地质工程一体化是实现二叠系页岩气勘探突破的重要保障；(4)薄储层、超深层页岩的改造技术和酸性页岩气藏采输气工艺是实现二叠系页岩气规模效益开发的攻关方向。研究认识对于具有相似地质...     

四川盆地东南缘向斜构造五峰组-龙马溪组常压页岩气富集主控因素

四川盆地东南部地区盆缘槽档转换带和盆外隔槽式构造带向斜发育,由于其整体抬升时间长,构造运动强烈,剥蚀量大,区域保存条件相对复杂,导致不同向斜五峰组—龙马溪组为常压且页岩气含气性差异较大。在研究区向斜构造五峰组—龙马溪组页岩发育特征、后期保存条件、含气性等差异的基础上,分析了向斜构造页岩气富集主控因素,并总结了3种有利于页岩气保存富集的构造样式。研究结果表明:优质页岩发育是页岩含气性的物质基础,川东南地区盆缘和盆外向斜五峰组—龙马溪组优质页岩发育,页岩气物质条件相似;保存条件是影响页岩含气性差异的关键因素,页岩地层埋深大、地层倾角小、远离剥蚀区和发育反向逆断层,有利于页岩气的保存,总体上盆缘槽档转换带内向斜构造保存条件更好,盆外隔槽式构造带内向斜较差;盆缘槽档转换带复向斜构造内"洼中隆"断背斜、宽缓残留向斜中心、逆断层侧向遮挡向斜3种构造样式有利于页岩气的富集。     

西昌盆地米市凹陷上三叠统白果湾组页岩气地质条件及勘探潜力

上三叠统白果湾组是西昌盆地米市凹陷重要的页岩层系,为探索其页岩气地质条件及勘探开发潜力,通过地质调查、系统取心、岩心观察、实验分析测试等方法,重点对白果湾组富有机质泥页岩的分布特征、地球化学特征、储层特征、含气特征及保存条件等进行研究,并与国内已获得良好陆相页岩气发现的页岩层系展开对比分析。研究结果表明:(1)米市凹陷白果湾组富有机质泥页岩较发育,厚度较大、有机碳含量适中、热演化程度适中、脆性矿物含量较高、孔隙度较高、含气性较好,具备页岩气形成的有利地质条件;(2)较之于国内其他已获得良好发现的陆相泥页岩,米市凹陷白果湾组泥页岩的孔隙度、有机碳含量、有机质成熟度、含气量等关键参数基本相当;(3)在综合考虑富有机质泥页岩发育程度、埋深、保存和开发等条件下,认为特尔果、七里坝、乐伍、四开、西昌北5个区块是米市凹陷白果湾组页岩气勘探的有利地区,勘探开发潜力较大。     

川东北地区页岩气地质条件及其勘探潜力——以峰探1井上二叠统吴家坪组为例

四川盆地上二叠统吴家坪组沉积相横向变化大,川北地区发育一套海相黑色页岩。以川东北峰探1井为研究对象,通过岩石学、地球化学分析、扫描电镜、低温氮气吸附和甲烷吸附等方法,对页岩气地质条件进行研究。研究结果表明：(1)在川东北地区吴家坪组发育两套黑色页岩,吴二段发育一套滨岸潮坪相黏土质灰黑—黑色页岩,脆性指数低,可压裂性弱;吴三段发育一套深水陆棚相黑色硅质、钙质页岩,脆性指数高,可压裂性强。(2)吴二段页岩有机质丰度平均值为1.41%,黑色页岩厚度较薄,有机碳含量大于2%,有机质类型为Ⅲ型;吴三段页岩有机质丰度平均值为3.52%,黑色页岩厚度26 m,有机碳含量大于2%,有机质类型为Ⅱ1—Ⅱ2型,均达到过成熟阶段。(3)吴家坪组二段页岩储集空间主要以黏土矿物之间粒间孔和微裂缝为主,有机质孔相对不发育,孔隙体积0.006 6 cm³/g,以介孔为主、微孔次之,含气性为1.5190cm³/g;吴家坪组三段页岩储集空间主要以有机质孔为主,孔隙体积平均为0.014 1cm³/g,孔隙以微孔为主、介孔次之,含气性平均为2.3070cm<...     

滇黔北地区五峰组—龙马溪组页岩气富集条件及有利区预测

滇黔北地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组海相页岩具有较好的页岩气资源前景,但目前对于其复杂地质条件下的页岩气成藏富集规律仍不明确。为此,基于最新的钻井资料,结合野外露头剖面观察和样品测试结果,对该区五峰组—龙马溪组的沉积环境,优质页岩的分布与埋深、有机地球化学指标、储集性参数、含气性等页岩气富集条件进行了系统分析,预测了优质页岩有利区带并评价其勘探潜力。结果表明:(1)该区五峰组—龙马溪组为浅水陆棚—深水陆棚沉积,沉积环境控制了优质页岩的厚度与分布,地史沉积格局和后期构造运动改造控制了底界埋深——底界埋深介于0~4 000 m,优质页岩沉积厚度介于0~60 m;(2)该区优质页岩有机碳含量高(1.0%~4.0%),热演化程度高(过成熟),有机质类型稳定(腐泥型—偏腐泥混合型),生烃强度高(1.0×10~8~4.0×10~8m~3/km~2),生烃潜力较大;(3)优质页岩脆性矿物含量较高,破裂潜力较好,储层储集空间类型多、微裂缝发育;(4)区内局部保存条件较好,具备页岩气成藏的良好地质条件。结论认为:盐津西、筠连南、威信—叙永—古蔺、习水东等4个区域五峰组—龙马溪组页岩气成藏条件优越,具备良好的页岩气勘探潜力,为该区最有利的页岩气勘探区带。     

中国页岩气勘探开发理论认识与实践

基于四川盆地上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组富有机质页岩分布规律、优质页岩表观特征、页岩储集层微观特征、保存条件与页岩气富集、可压裂性等方面的分析,对中国页岩气勘探开发理论认识进行总结,并对未来中国页岩气勘探开发提出针对性建议。四川盆地五峰组—龙马溪组页岩气重要的地质认识可总结为以下几个方面:沉积环境和沉积过程控制了富有机质页岩分布;"甜点段"优质页岩具备高有机碳含量、高脆性、高孔隙度、高含气性的特征;有机质孔隙是页岩气富集的重要储集空间;保存条件是复杂构造区页岩气地质评价的关键因素;页岩气属"人工气藏",可压裂性评价是获得高产的核心;纳米级储集空间与赋存状态决定了页岩气具有特殊的渗流特征。对中国页岩气产业的发展建议:(1)加大基础研究,实现页岩气地质理论体系的新突破;(2)强化勘探实践,形成多层系全方位新发现;(3)研究开发生产规律,建立页岩气开发新模式;(4)创新思维,攻关新技术;(5)探索管理创新,形成页岩气发展新机制。     

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。     

鄂西渝东上二叠统吴家坪组页岩气资源潜力分析

鄂西渝东地区多口老井在上二叠统吴家坪组泥页岩地层见良好气显示,利用中石化页岩气评价技术与方法,针对研究区勘探程度、钻并资料、分析化验资料的丰富程度,选取含气量类比法对鄂西渝东区上二叠统吴家坪组页岩气资源进行评价,计算其资源量,评估鄂西渝东区上二叠统吴家坪组页岩气勘探潜力,评价认为鄂西渝东区建南构造北部是上二叠统吴家坪组页岩气勘探有利地区。     

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。     

复杂构造区高演化程度海相页岩气富集高产地质主控因素分析——以涪陵地区龙马溪组为例

涪陵地区下志留统龙马溪组发育一套富有机质泥页岩,近年来勘探证实为一套优质含气页岩储层。该套含气页岩与北美主要页岩层存在明显的差异,具备热演化程度高、孔隙结构复杂,经历多期构造运动等特征,明确该套含气页岩层系的页岩气富集高产主控因素对于国内外同类型页岩层系的页岩气地质及开发评价工作具有十分重要的意义,研究重点从微观与宏观两个角度出发,对该套含气页岩层系页岩气富集高产主控因素进行了剖析,提出了"三元控藏"、"五元控产"的页岩气富集高产主控因素,初步明确有利的沉积相为页岩气富集高产提供了物质基础,适中的热演化为页岩气成藏提供了丰富的储集空间和充足的气源,良好的保存条件为页岩气的富集提供了有效保障,良好的改造条件为页岩气高产提供了有效的渗流体系。     

鄂西—渝东北地区五峰组—龙马溪组页岩气成藏地质条件分析

上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组是鄂西-渝东北地区页岩气勘探的重要层位，目前勘探尚未取得突破，页岩气富集成藏的主控因素不清。通过对鄂西建始地区JD1井及其邻区钻井岩心和野外露头资料的测试分析，研究了鄂西-渝东北地区五峰-龙马溪组深水陆棚相优质页岩时空分布、有机地化、储集物性以及含气性等特征。鄂西-渝东北地区五峰-龙马溪组富有机质页岩发育，深水陆棚相富有机质页岩主要分布在凯迪阶、赫南特阶和鲁丹阶3个层段，具有厚度大、有机碳含量高、热成熟度适中、储集条件好、埋藏深度适中等特点，具有良好的页岩气成藏地质条件。凯迪阶、赫南特阶和鲁丹阶3个层段深水陆棚相沉积的富有机质页岩、断裂欠发育的稳定构造、中下三叠统区域盖层发育是鄂西-渝东北地区五峰-龙马溪组页岩气富集成藏的主控因素。      

湖南保靖地区龙马溪组页岩气成藏条件分析

湖南保靖地区是页岩气勘探新区块。通过多口页岩气钻井的勘探实践,应用岩心描述、有机地球化学测试和扫描电镜观察等方法,系统总结了研究区下志留统龙马溪组页岩气成藏地质条件,并揭示其富集成藏的主控因素,为下一步勘探部署提供理论依据。湖南保靖地区下志留统龙马溪组黑色页岩分布广、厚度较大、有机质丰度高、热演化程度高、岩石中硅质含量高、储层裂缝发育程度高、孔渗条件较好、埋深适中,储集空间和运移通道充足,气测值较高,具有形成页岩气藏的有利地质条件。预测保靖县东南部甘溪-大坨地区为页岩气勘探有利区。     

川东地区上二叠统龙潭组泥页岩基本特征及页岩气勘探潜力

四川盆地晚二叠世龙潭期沉积相类型多样,为落实不同沉积相带的页岩气勘探潜力,针对不同相带典型井开展了系统的页岩气形成条件分析,四川盆地晚二叠世龙潭期富有机质页岩主要发育在潮坪—潟湖相和陆棚相,其中潮坪—潟湖相泥页岩分布在资阳—永川—綦江一带,岩性组合复杂,泥岩、页岩、泥质碳酸盐岩不等厚互层,煤层全段均有发育,具有“高TOC、高黏土、高孔隙度、高含气量”的四高特征,有机质类型主体为Ⅲ型;浅水混积陆棚相龙潭组分布在广安—长寿—南川一带,煤层减少,灰质增加,龙潭组二段煤层基本不发育,有机质类型为Ⅱ₂-Ⅱ₁型,具有厚度稳定、TOC中等、脆性矿物含量高、有机孔发育的特点,气测普遍活跃;深水陆棚相上二叠统吴家坪组分布在石柱—万县以及广元—梁平一带,煤层仅在吴家坪组底部发育,吴家坪组二段以硅质页岩、泥岩为主,具有“高TOC、高脆性矿物含量、高孔隙度、高含气量、高含气饱和度”等五高特征,有机质类型为Ⅱ₁型,有机质孔普见,是目前二叠系页岩气勘探开发的主力层系。