湘东南龙潭组页岩气储层特征与勘探前景浅析

基于钻井、野外地表露头资料，应用扫描电镜、薄片观察、有机岩石学分析、压汞实验、等温吸附实验等分析测试成果，对湘东南上二叠统龙潭组页岩的储层特征进行了详细的分析，并对页岩气气藏的勘探前景进行了初步探讨。结果表明：研究区有机碳含量普遍较高，中北部地区和东南地区差距明显，前者含量更高；龙潭组下段泥页岩的分布主要集中在湘南的郴耒地区，形成了2个重点区域，平均厚度为30m，最厚可达200m；Ro普遍较高，总体属于高成熟—过成熟阶段，并形成了以耒阳—永兴为轴心，向四周辐射降低的趋势；泥页岩孔隙以小、中孔隙为主，但孔喉分选性较好。黏土含量高，吸附性较好；中北部攸县和东南永兴一带是研究区页岩气勘探的有利区域，中北部条件相对较好。     

四川盆地二叠系海陆过渡相页岩气地质条件及勘探潜力

上二叠统龙潭组海陆过渡相泥页岩是四川盆地重要的烃源岩层系,前期的研究工作主要集中于烃源岩评价,而针对页岩气成藏方面的研究则较少。为此,通过对龙潭组取心井——东页深1井分析测试结果的解剖,结合邻区的钻探成果,对龙潭组富有机质泥页岩的分布特征、地化特征、储层特征、含气特征及顶底板条件等进行了研究,并与具有相似沉积背景且已获得良好页岩气显示的页岩层系展开了对比分析,明确了龙潭组页岩气形成的地质条件及勘探潜力。研究结果表明:(1)川东南地区龙潭组海陆过度相富有机质泥页岩发育,厚度大于40 m、脆性矿物含量较高、孔隙度较高、有机碳含量高、热演化程度适中、含气性较好,具备页岩气形成的有利地质条件;(2)较之于国内外其他已获得良好页岩气显示的海陆过渡相泥页岩,川东南地区龙潭组孔隙度、有机碳含量、有机质成熟度、含气量等关键参数更优;(3)有机质类型是影响龙潭组泥页岩中有机质孔隙发育程度的主要因素,页岩气勘探选层应避开煤层富集段。结论认为:在综合考虑富有机质泥页岩发育程度及夹层厚度、埋深、保存等条件下,綦江—赤水一带是四川盆地龙潭组海陆过渡相页岩气勘探的最有利地区。     

黔西地区上二叠统龙潭组页岩气成藏条件研究

为理清贵州省富有机质页岩的成藏规律及成藏模式,以黔西地区上二叠统龙潭组页岩为研究对象,结合研究区10口参数井,分析了龙潭组页岩气源岩、有机地球化学、岩石学及矿物学、含气性及保存条件等成藏条件。研究结果表明:龙潭组地层泥页岩沉积厚度>30 m的区域主要位于晴隆-普安一带;有机质页岩有机质类型以Ⅲ型为主;TOC高值区位于水城-普安、兴仁及威宁地区;有机质成熟度高值区主要分布在普安-贞丰一带;储层整体上为特低孔、特低渗储层;有机质页岩孔隙类型以溶蚀孔、晶内孔、粒间孔为主;泥页岩总含量介于0.82 m3/t～2.46 m3/t,平均为1.38 m3/t,整体含气量较高。有利区主要位于普安-晴隆一带。     

扬子地块上二叠统龙潭组页岩气勘探前景

扬子地块是中国南方进行油气勘探研究较早的地区之一,在古生代,扬子地块发育了以下寒武统、上奥陶统-下志留统、上二叠统和下二叠统为代表的8套黑色泥页岩。近几年,人们对下寒武统筇竹寺组和上奥陶统-下志留统五峰组-龙马溪组海相泥页岩做了较多的基础性研究工作,而对上二叠统龙潭组海陆交互相泥页岩则尚缺乏评价。为此,根据前人的研究成果和野外地质调查资料,分析了扬子地块上二叠统龙潭组泥页岩的发育特征,探讨了龙潭组页岩气的勘探开发前景。结论认为：①龙潭组黑色页岩具有有机碳含量较高、热演化成熟度达高成熟度阶段、石英含量达40%左右、厚度介于20～200 m、吸附能力强等有利条件,与美国圣胡安盆地Lewis页岩很相似,具有较好的页岩气勘探开发潜力,但黏土含量高、非均质性强、后期改造作用强烈等又会对其页岩气富集产生不利的影响;②龙潭组页岩气成藏条件纵向上：中、上段优于下段,横向上页岩气勘探的有利地区为上扬子川中、川东、渝西北和下扬子苏南地区。     

川南下寒武统筇竹寺组页岩气形成条件及资源潜力

利用四川盆地南部地区最新钻探的井下资料、周边露头地质调查资料及大量样品的分析测试结果,从富有机质页岩区域展布、地球化学特征、岩石储集特征、含气性等方面研究川南地区下寒武统筇竹寺组页岩气形成条件与资源前景。研究区筇竹寺组有机质含量高(TOC值为0.55%～25.70%,平均值大于2%),页岩有效厚度大(黑色页岩厚60～300 m),脆性矿物含量较高(大于40%),页岩中发育丰富的纳米—微米级孔隙和微裂缝,含气量高(页岩含气量0.27～6.02 m3/t,平均1.90 m3/t),有利于页岩气的形成与富集。钻井过程中筇竹寺组气显示频繁并获得了工业性突破,是目前中国最有利的页岩气勘探开发层系之一,综合对比研究认为威远、叙永—筠连地区是研究区内筇竹寺组页岩气勘探开发最有利的地区。图4参23     

川南地区二叠系龙潭组页岩微观孔隙特征及其影响因素

为了评价海陆过渡相煤系页岩气储层性质,采用扫描电镜、高压压汞、低温液氮和CO2吸附等实验方法,对川南地区二叠系龙潭组页岩微观孔隙的发育情况、结构特征进行研究,并分析龙潭组页岩孔隙发育的主要影响因素。结果表明:川南地区龙潭组页岩储集空间多样,常见粒间孔、溶蚀孔和有机质孔,孔隙形态以圆形、椭圆形、三角形、不规则状为主,这些微观孔隙为页岩气赋存提供储集空间。龙潭组页岩纳米级孔隙以微孔和介孔为主,占孔隙总体积的56.2%,占总比表面积的80%以上,是页岩气赋存的主要载体;孔容与比表面积呈正相关性,其中介孔(BJH)孔容、微孔(DFT)孔容与比表面积线性关系拟合较好;页岩孔隙结构类型主要以平板狭缝型、柱形和混合型为主,孔径主要分布于0.2~1nm、3~30nm之间,平均为4.66nm。龙潭组页岩气储层孔隙发育受页岩的有机碳含量和成熟度影响较大,孔隙度和孔容随有机碳含量增大而增大,并与成熟度有密切关系;黏土矿物一定程度上利于储层孔隙发育,与页岩总孔容呈正相关性,脆性矿物则相反。     

湖南常德地区牛蹄塘组页岩特征及含气性

下寒武统牛蹄塘组是常德地区重要的页岩气勘探层位之一,岩石类型主要为富炭硅质页岩、炭质页岩和石煤。以单井地质分析为基础,结合区域地质和露头资料,对常德地区牛蹄塘组黑色页岩有机地球化学、岩矿组成、储集空间类型、力学性质、含气性等进行了研究。该区牛蹄塘组地层相对稳定、分布范围广、页岩厚度大、有机碳含量高、有机质类型好、热演化程度高,孔隙和微裂缝发育,比表面积大、吸附气能力强,脆性矿物含量较高,具备良好的可压裂性。CY1井揭示牛蹄塘组页岩厚度大,含气量达到0.5~2.1m3/t,具有良好的储集条件。综合研究认为常德地区牛蹄塘组具有较好的页岩气勘探潜力。     

南襄盆地泌阳凹陷陆相页岩气形成条件研究

参照美国海相非常规天然气—页岩气评价指标,首次对中国新生代陆相湖盆——南襄盆地泌阳凹陷核桃园组页岩气形成条件进行较系统地研究。综合研究认为,该区核桃园组页岩分布范围广,单层厚度大;有机碳含量较高;热演化程度与美国泥盆系盆地相当;含气页岩测录井响应特征明显;页岩储集空间类型发育微孔隙、微裂缝,储集性能较好;页岩气保存条件好;储层石英等脆性矿物含量高,易于页岩气储层压裂改造,具有较好的页岩气形成条件,资源潜力大,勘探前景良好。      

中扬子长阳地区寒武系牛蹄塘组页岩气成藏地质条件

中扬子湘鄂西褶皱带是湖北省页岩气勘探的首要目标区,但其页岩气勘探程度很低,尤其是寒武系及前寒武系。在寒武纪—早奥陶世,长阳地区发生广泛、快速海侵,在深水陆棚沉积背景下发育一套广泛而稳定、以黑色泥页岩和钙质页岩为主的下寒武统牛蹄塘组富有机质页岩层系。野外露头、镜下薄片观察及地层对比结果表明,研究区牛蹄塘组按照岩性可分为上、中、下3段,自南向北呈现逐渐增厚的趋势,沉积的黑色泥页岩厚度稳定且达到100 m左右。地化分析、储层特征以及含气量等温吸附实验结果表明,研究区牛蹄塘组黑色泥页岩具有较高的有机质丰度和成熟度,干酪根类型有利于生成气态烃类;岩石中脆性矿物含量较高,有机质孔隙和粒内孔隙十分发育,微裂缝也较发育;模拟吸附气含量较高,具有较好的页岩气吸附能力;孔隙度和渗透率低,属于低孔—特低孔、特低渗透型储层。长阳地区及邻区牛蹄塘组埋深适中、产状平缓且断裂不发育地区是下步页岩气勘探的有利目标区。     

川南地区二叠系龙潭组页岩储层特征及勘探潜力

二叠系龙潭组是目前四川盆地页岩气勘探开发的新热点层位。通过偏光显微镜鉴定、场发射扫描电镜分析、X射线衍射测试、有机碳含量测定及高压压汞分析、现场解析气实验等手段和方法,对川南地区二叠系龙潭组页岩储层进行了综合研究。研究结果表明: ①川南地区二叠系龙潭组为一套陆相曲流河沉积,河漫沉积的页岩发育,其矿物成分主要为石英和黏土矿物,含少量碳酸盐矿物。②研究区页岩储层主要发育粒间 (缘) 孔与微裂缝,局部发育粒内孔与溶蚀孔,偶见有机质孔隙,其中黏土矿物层间微裂缝最为发育。孔隙结构表现为以微孔为主,介孔 (孔径为2～50nm) 次之,孔径普遍较小,分选较差,孔隙和喉道半径差异较大,非均质性强。③研究区页岩储层中煤岩含气量最高,炭质泥岩与泥岩次之,泥质粉砂岩、粉砂岩与细砂岩含气量最低。与龙马溪组页岩储层相比,龙潭组泥岩孔隙度与总含气量更好,渗透率较差,其中炭质泥岩的孔隙度和总含气量最佳。④研究区二叠系龙潭组勘探潜力较大,烃源岩中有机质类型主要为Ⅲ型,其次为Ⅱ₂型;其R_o值平均约为2.8%,达到高熟阶段;TOC含量变化范围大,炭质泥岩中的TOC一般大于15%。⑤川南地区二叠系龙潭组发育河漫平原沉积,富有机质泥页岩分布稳定,具备良好的页岩气形成条件,估算其天然气资源量约为2.4×10¹²m³,有利勘探区主要位于川南古蔺-叙永地区。     

湘鄂西地区下寒武统页岩气成藏地质条件

湘鄂西区下寒武统牛蹄塘组是华南海相页岩气勘探的重要层系,而对该层系的研究远不及五峰-龙马溪组,且页岩气成藏地质特征还缺少系统分析。为此,本文基于大量的钻井、岩心、露头等的分析测试资料,从沉积、地化、储层及含气性等方面,对湘鄂西区下寒武统牛蹄塘组页岩气形成的地质条件进行了探索,指出了早寒武世深水陆棚沉积环境控制了牛蹄塘组富有机质暗色页岩的平面展布,深水陆棚沉积中心暗色页岩厚度最大,牛蹄塘组有机碳含量普遍较高,TOC平均含量都在2%以上,纵向上富有机质暗色页岩集中发育在牛蹄塘组的下部,演化程度较高;暗色页岩脆性矿物含量高、可压性好,微裂缝发育,并发育少量的有机孔;暗色页岩钻井气显示活跃。总体认为,湘鄂西区下寒武统牛蹄塘组具有优越的页岩气形成地质条件,宣恩-来风地区一带是牛蹄塘组页岩气勘探的最有利区域。     

川东地区上二叠统龙潭组页岩气勘探潜力

根据前人资料,并结合野外地质调查和钻井资料分析研究表明,川东地区上二叠统龙潭组富有机质泥页岩厚度均大于50 m,最厚可达140 m。岩性组合纵横向变化较大：北部云阳-通江一带以泥质岩为主夹灰岩,中部区广安一带为泥页岩夹煤层和灰岩,南部区为泥页岩夹砂岩及煤层。泥页岩有机质丰度一般大于2%;泥页岩干酪根碳同位素及有机岩石学研究表明,有机质类型主体以Ⅱ型为主,生烃潜力优越。泥页岩X-衍射、镜质体反射率分析揭示出石英等脆性矿物含量高,演化程度高,具较好的可压裂性。钻进过程中龙潭组泥页岩气测异常明显,反映了良好的含气性。页岩气资源预测表明具有良好的页岩气资源潜力和勘探前景。综合分析认为,北部万县-仪陇-通江-奉节一带以及南部宜宾-永川-綦江-赤水一带具有较好的页岩气勘探前景。     

苏北地区古生界页岩气形成地质条件

根据岩心、钻井及露头等资料,以有机地球化学、储层岩石学等为重点,对苏北地区古生界下寒武统幕府山组、上奥陶统五峰组—下志留统高家边组、二叠系（孤峰组、龙潭组、大隆组）等3套富有机质泥页岩层系的页岩气形成地质条件进行初步分析,指出苏北地区古生界3套富有机质泥页岩层系分布面积广、厚度较大、有机碳含量高和热演化程度较高。与美国典型含气页岩相比,苏北地区古生界3套富有机质泥页岩层系有机质丰度与之相当,部分地区的成熟度偏高。苏北地区具有形成页岩气的良好物质基础,古生界页岩气勘探潜力大。另一方面,苏北地区古生界富有机质泥页岩普遍埋藏深,下古生界富有机质泥页岩成熟度普遍偏高,后期多期构造运动及岩浆活动强烈,这些因素对页岩气形成、富集及保存等有着重要影响。     

桂中坳陷下石炭统黑色页岩发育特征及页岩气勘探潜力

位于广西壮族自治区中部的桂中坳陷石炭系具有较好的页岩气勘探前景,但优质页岩的分布、品质和勘探潜力不清制约了该区页岩气的勘探成效。为了指导该坳陷石炭系页岩气的勘探,以下石炭统鹿寨组页岩为研究对象,利用该坳陷及周缘野外露头、钻井录井、分析测试等资料,对页岩地层的分布特征、有机地球化学特征、储集特征、保存条件等进行了系统研究,落实黑色页岩发育特征,总结优质页岩展布规律,分析页岩气勘探潜力,圈定勘探有利区带。研究结果表明:(1)桂中坳陷鹿寨组页岩以深水陆棚相沉积的碳质页岩、硅质页岩为主;(2)鹿寨组优质页岩厚度介于20～60 m,有机碳含量高、有机质类型好、有机质成熟度适中、脆性矿物含量高、储集物性较好、有机质孔隙发育;(3)柳城斜坡和宜山凹陷发育良好的区域盖层和顶底板,构造变形程度较弱,抬升剥蚀作用较弱,远离走滑性质较强的逆断层,具有良好的保存条件;(4)该坳陷早期地表构造所钻浅井气显示丰富、多口井获得天然气流,揭示了较好的页岩气勘探前景。结论认为,柳城斜坡带、宜山凹陷埋藏深度较大的宽缓向斜是该坳陷页岩气勘探的有利区。     

太康隆起上古生界海陆交互相页岩气地质条件分析

上古生界太原组和山西组海陆交互相泥页岩是南华北盆地的主要烃源岩层系之一,以往的研究工作主要集中于坳陷区,针对隆起区页岩气成藏方面的研究相对较少。为解决海陆交互相地层砂泥岩（含页岩）互层频繁、垂向上非均质性强、页岩气地质条件复杂等因素导致储层改造层位优选困难的现状,通过对太康隆起西部海陆交互相页岩气参数井--尉参1井分析测试结果的解剖,结合邻井钻探成果,对太原组和山西组泥页岩的展布特征、地球化学特征及储层特征等开展研究,明确上古生界页岩气成藏要素。结果表明：太康隆起地区上古生界海陆交互相泥页岩发育,山西组和太原组泥页岩累计厚度为88m,山西组连续厚层泥页岩厚度可达38m,各层泥地比超过50%,有机碳含量高,含气性较好,具备一定的页岩气形成有利地质条件;泥页岩孔隙以纳米级无机孔隙为主,粒间孔、粒内孔均有发育,受沉积环境转变和有机质类型的影响,有机质孔隙发育较差;三叠系残余厚度是影响上古生界页岩气成藏的重要因素,太康隆起西部保存条件较好。详细阐明了上古生界海陆交互相页岩气地质条件,明确隆起西部是下一步勘探的有利地区,对该区后续页岩气储层研究及层位优选有重要意义。     

川南-黔北地区龙潭组页岩气成藏条件分析

以川南-黔北地区龙潭组泥页岩为研究对象,通过野外、钻井和实验测试,分析了龙潭组泥页岩的成藏条件及影响因素。结果表明：川南-黔北地区龙潭组泥页岩分布广、累计厚度较大、埋藏深度适中;TOC为0.22%～14.62%,R_o为1.47%～1.93%,有机质以镜质组为主,干酪根类型为Ⅲ型;矿物组成以黏土矿物为主,石英含量较低。页岩孔隙以黏土矿物层间孔为主,有机质中孔隙较少;页岩比表面积和孔体积分别为18.29～36.18 m²/g和0.033～0.078 mL/g,且与TOC之间存在明显的负相关性,而与伊蒙混层含量之间存在明显的正相关性。龙潭组泥页岩具有较强的甲烷吸附能力,Langmuir甲烷吸附量为2.98～6.98 mL/g。结合龙潭组顶底板、储层物性、含气性等特征,认为该区页岩气具有勘探潜力,可与煤层气进行联合开采。该研究可为龙潭组页岩气后续勘探提供一定参考。     

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。     

中扬子宜昌地区寒武系水井沱组页岩含气性及影响因素

中扬子宜昌地区作为南方海相页岩气勘探的有利目标区之一，多口井于寒武系水井沱组页岩中见页岩气显示，但含气性差异较大。基于区域地质背景与页岩气钻井资料，结合现场解析含气量测试数据，描述了宜昌地区水井沱组页岩气纵向分布特征，探讨了页岩气含量的主要影响因素。该区水井沱组黑色岩系主要为碳质页岩和灰质页岩，厚50~140 m，有机碳含量高，以Ⅰ型为主，处于过成熟热演化阶段，具良好的生烃潜力；现场解析含气量为0.32~5.48 m3/t，含气量大于2 m3/t的页岩累计厚度达到44.05 m，反映该区页岩具较好的整体含气性。水井沱组页岩含气性受沉积相带、有机碳含量、矿物组分、孔隙度、裂缝发育程度、地层压力等多种因素影响。陆棚相沉积的黑色碳质页岩含气量高于斜坡相灰色钙质页岩，而局限台地相泥灰岩含气量最低；含气量与页岩中有机碳含量、石英矿物含量均呈较好的正相关性，与碳酸盐矿物含量呈弱的负相关性，与黏土矿物含量关系不大，而有机碳含量对含气量的控制作用更为显著；页岩孔隙度大小和孔隙分布差异是导致含气量差异的重要因素，此外页岩含气量还与储层裂缝发育程度和地层压力密切相关。      

鄂西地区黄陵背斜周缘五峰组—龙马溪组页岩气储层及含气性特征

上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组为鄂西地区重要的页岩气勘探目的层。为更好地实现研究区域页岩气的勘探与开发,利用黄陵背斜周缘调查井及实测地层剖面资料,对五峰组—龙马溪组岩石地层、有机地球化学、储层物性、含气性等方面进行了综合分析。研究表明：目的层纵向上可以分为五峰组硅质岩段、五峰组观音桥灰岩段、龙马溪组下部黑色炭质页岩段、龙马溪组上部灰黑色炭质页岩夹粉砂岩段。目的层埋深多为1000～3000m,厚度具有由南向北、由东向西逐渐增大的趋势。研究区TOC含量多为1.16%～2.99%,平均为2.10%。黄陵背斜西南缘TOC含量比东缘高,五峰组TOC含量最高,龙马溪组上部含量最低。五峰组—龙马溪组以石英矿物和黏土矿物为主,脆性矿物含量高,页岩储层为低孔特低渗孔隙类型;孔隙类型以有机质孔隙及粒间孔隙为主,地层由下至上表现出有机质条带、有机质孔隙及黄铁矿数量逐渐减少的趋势。含气性特征研究表明,黄陵背斜西南缘含气性稍微好于东缘地区,含气量与TOC值呈现较好的正相关性,五峰组含气性最好,龙马溪组上部较差;北北东向新华断裂带附近页岩气含气性较差,而北西向断裂带附近页岩气含气性较好。研究结果可为黄陵背斜周缘页岩气调查井的部署提供理论依据。     

四川盆地元坝地区自流井组页岩气成藏条件

按照页岩气勘探思路和成藏特点,四川盆地元坝地区一批探井针对自流井组泥页岩录取了资料,其中3口井测试获得了工业气流。研究表明,元坝地区自流井组形成于浅湖-半深湖环境,暗色泥页岩厚度较大,有机碳含量高,有机质热成熟度适中,处于生气高峰期。泥页岩矿物成分中石英含量普遍在60%以上,粘土含量在30%以下,泥页岩含气量高,具备页岩气形成和勘探的基本条件,是页岩气勘探的有利层系。