渝东南地区页岩气勘探开发现状及下一步勘探方向思考

渝东南是我国首先发现页岩气的地区,也是页岩气勘探开发的重点领域。页岩气藏的形成受页岩厚度、有机质丰度、热演化程度、孔隙发育程度及地层破坏情况影响,渝东南地区主要存在下寒武统的牛蹄塘组和上奥陶-下志留统的五峰-龙马溪组两套富有机质页岩,它们均具有沉积厚度大、有机质丰度高、热演化程度高等特点,尤其是五峰-龙马溪组页岩气的热成熟度等地质条件优越,具备商业性页岩气田形成和发育的地质条件。同时,该地区上元古界陡山沱组、二叠系长兴组、龙潭组（吴家坪组）及下志留统石牛栏组（松坎组）等地层中具有页岩气资源潜力条件,开展该地区页岩气深化研究,进一步扩大页岩气储量发现,是渝东南地区另一个重点工作方向。      

黔北地区龙马溪组页岩气地质特征研究

志留系龙马溪组扬子板块页岩气开发在重点层位,黔北地区龙马溪组发育好,地质条件与重庆涪陵地区极为相似,并取得了良好的勘探成果,显示了良好的持续开发潜力。以黔北地区龙马溪组为研究对象,从富有机质泥岩页发育特征、沉积环境及泥页岩储层特征等方面,系统研究龙马溪组页岩气地质特征,认为龙马溪组及富有机质泥页岩呈东西向条带状分布,从北往南具逐渐变薄,平面上,由南往北主要发育潮坪相、浅海陆棚和深水陆棚相,深水陆棚的缺氧滞留环境是富有机质泥页岩发育的主要区域,储层中碎屑矿物及自生脆性矿物可以提高储层的物性特征,是富集页岩气的关键。     

川南-黔北地区下志留统龙马溪组泥页岩发育特征研究

通过大量野外剖面测量及钻井曲线分析,对川南-黔北地区志留系下统龙马溪组地层发育特征及沉积环境进行研究,认为龙马溪组地层及其中的炭质页岩发育受沉积古地貌控制明显,呈东-西向条带状展布,自南向北逐渐变厚,最厚达104 m。在龙马溪组陆棚沉积中按水体深浅划分了深水陆棚和浅水陆棚2个亚相,按物质组成差异,识别出了泥质粉砂棚、灰质粉砂质泥棚,粉砂质炭质泥棚和炭质泥棚。泸州-赤水和南川-彭水2个区域为炭质泥棚沉积,炭质泥岩发育较好,有机质含量丰富,是下一步勘探的重点区域。     

中上扬子地区下寒武统筇竹寺组页岩气资源潜力分析

对中下扬子地区下寒武统筇竹寺组页岩出露地区进行野外调查,采集样品,并进行实验分析。研究认为：中上扬子地区下寒武统筇竹寺组黑色页岩厚度大(50~400 m),有机碳含量高,平均1.92%~2.35%,Ro值位于2.0%~4.0%,热演化程度高,具有形成页岩气藏资源的良好潜力;依据研究区页岩厚度、有机碳含量和成熟度分布特征以及页岩矿物成分、孔裂隙和含气性特征等源岩和储层方面的综合分析,优选出川南-黔西、米仓山-大巴山前陆、湘鄂西-渝东-黔北3个页岩气勘探有利区,并对页岩气有利区进行了资源潜力评价。     

六盘山盆地下白垩统马东山组页岩气勘探潜力评价

为了研究六盘山盆地下白垩统马东山组的页岩气勘探潜力,对马东山组的泥页岩样品进行了一系列储层物性、孔隙结构和有机地化的分析试验。研究表明：六盘山盆地马东山组泥页岩有效厚度较大,平均1215m,脆性矿物含量高,在80%以上;在孔隙特征方面,该套泥页岩主要发育微小孔,发育少量微裂缝,孔隙度均值为397%,平均可动流体饱和度为276%;在地化特征方面,该组泥页岩总有机碳含量平均101%,有机质类型以Ⅱ型干酪根为主,镜质体反射率平均094%。综合考虑泥页岩有效厚度、有机质丰度、有机质类型、热演化程度和孔隙特征等因素,六盘山盆地马东山组具备页岩气富集与成藏的条件,并可优选出两个页岩气勘探有利区：分别是海原凹陷东部有利区和固原凹陷中部有利区。经计算,两个勘探有利区的页岩气资源总量约为0364亿m3。     

渝东南下寒武页岩纳米级孔隙特征及其储气性能

系统采集、观察并描述了渝东南地区下寒武统页岩岩芯,通过有机碳含量、X衍射、甲烷等温吸附及氮气吸附实验测试,分析了页岩纳米级孔隙结构类型、发育特征及影响因素,探讨了纳米孔对页岩储气性能的影响。研究认为,渝东南下寒武统页岩纳米孔隙结构特征复杂,根据氮气吸附-脱附曲线及孔径分布特征可划分为3种类型,主要发育两端开放的管状孔、平行壁的狭缝状孔及四面开放的尖劈形孔等开放型孔隙,多为与有机质相关的纳米孔,孔隙直径一般小于60 nm,呈现2~5,8~12和24~34 nm三个分布峰值区。宏孔（>50 nm）孔隙体积百分含量为8.5%,比表面积百分含量仅占0.3%;中孔（2~50 nm）孔隙体积百分含量高达82.1%,比表面积百分含量为79.0%;微孔（<2 nm）孔隙体积百分含量为9.4%,比表面积百分含量占20.7%。有机碳含量是纳米孔隙结构特征的主控因素,有机质是总孔体积与比表面积发育的物质基础,纳米孔隙体积、比表面积与吸附含气量具有明显的线性关系。     

江西省页岩气资源潜力与发展前景分析

结合江西省地质构造情况,分析了江西省页岩气资源潜力与发展前景。认为下寒武统荷塘组、下志留统黎树窝组和中二叠统栖霞组、小江边组黑色页岩具有分布面积广、厚度大、有机质含量高、脆性矿物适中及微孔裂隙发育等特点,具有较强的页岩气资源潜力。但地质条件复杂、页岩有机质成熟度过高及页岩埋藏较深等不足在一定程度上限制了江西的页岩气勘探开发前景。根据页岩气成藏地质条件和地化指标分析,优选出赣东北地区为江西页岩气勘探开发的有利区,值得开展页岩气调查评价。     

五峰组—龙马溪组储层特征及甜点层段评价——以昭通页岩气示范区A井为例

以昭通页岩气示范区A井五峰组—龙马溪组一段页岩为主要研究对象,利用薄片、氩离子抛光-场发射电镜、核磁共振、液氮吸附、X衍射及地化分析等多种测试手段,从岩石学、有机地化、矿物组成、孔隙类型及结构、物性特征及含气性等方面,系统评价了五峰组—龙一段各小层储层特征,并优选了页岩地质与工程甜点层段。结果表明:五峰组—龙一段以硅质页岩为主,优质页岩主要形成于海侵期-海退早期的深水陆棚相贫氧-厌氧环境;有机质孔和黏土矿物层间粒内孔最为发育;五峰组—龙一段储层孔隙以中孔为主,微孔对比表面贡献最大,而中孔和微孔提供了主要的孔体积;龙一11—龙一21小层相对其他层段,具有相对高的TOC含量、孔隙度、含气量及压力系数,且各项指标具有向上减小或降低的趋势。同时,龙一11—龙一21小层具有高脆性指数、高杨氏模量、低泊松比的岩石力学特征;基于地质与工程综合评价,优选龙一11—龙一21小层即富碳高硅页岩段为纵向上甜点层段,为昭通页岩气示范区水平井的靶体层段。     

川南志留系龙马溪组页岩气形成条件与有利区分析

利用四川盆地南部志留系龙马溪组最新钻井、露头地质调查资料及样品分析结果,从富有机质页岩区域分布、岩性、有机质特征、储层特征、含气性、地层压力等方面,重点研究川南地区龙马溪组页岩气形成条件与有利区优选.认为龙马溪组页岩有机质含量高（TOC含量0.35%~18.40%,平均2.52%）、有效厚度大（黑色页岩厚20~260 m）、热演化程度高（Ro值1.8%~3.6%）、脆性矿物含量较高（40%~70%）、有机质纳米孔隙发育、含气量较高（0.3~5.1 m 3/t,平均1.9 m 3/t）、埋藏适中（2 000~3 600 m）,有利于页岩气的形成与富集,其中龙马溪组下部富有机质页岩发育,是南方最有利的页岩气勘探开发层系.综合对比研究指出,隆昌-永川、威远、长宁-珙县等地区具备页岩气勘探开发有利的地质与地面工程条件,是目前经济技术条件下研究区内龙马溪组页岩3个最现实的页岩气勘探开发有利目标区。     

四川盆地志留系龙马溪组页岩矿物组成与有机质赋存状态

选择四川盆地长宁县双河镇下志留统龙马溪组新鲜露头剖面,在野外考察的基础上,对30个页岩样品进行光、薄片鉴定、SEM、电子探针、XRD和阴极发光分析,研究龙马溪组页岩岩石学特征、矿物组成、性质和有机质赋存状态的变化特征。分析结果显示,龙马溪组页岩矿物组成为脆性（碎屑）矿物石英、长石、云母和黄铁矿;硅化和碳酸盐化作用成因的隐晶质石英（玉髓）、方解石和白云石;黏土矿物伊利石和绿泥石。划分出岩石中残留固态有机质原位的5种赋存状态,其与矿物性质具有密切关系,碎屑矿物中的解理或裂隙对页岩气的生成和运移有重要的影响,该区在成岩作用过程中可能发生过多期次的油气运移。     

川南龙马溪组笔石类生物与页岩气成因相关性研究

为探讨下古生界页岩笔石类生物与页岩气生烃母质的相关性,采用埋藏学与微区结构分析相结合的手段,对川南地区龙马溪组笔石化石的宏观保存特征、微区结构及围岩组分进行了综合分析.结果表明:笔石作为宏观上唯一可识别的大化石类型,其保存方式多为无序的叠加式或聚集式,化石多样性不高且单层丰度变化较大,疑为主要的页岩气烃源母质.笔石硬体扫描电镜扣背散射电镜观察显示,碳元素是其硬体的唯一残留组分,尤其是轴部或管胞部;化石的围岩基本上由黏土矿物组成,未见生物体构成元素的显示;页岩样品有机质丰度恢复结果,与油浸光下笔石体丰度基本相当,间接说明了研究区龙马溪组页岩气生成与笔石化石可能存在有某种成因上的联系.     

四川盆地志留系龙马溪组有机质特征与沉积环境的关系

选择四川盆地长宁县双河镇上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组新鲜露头剖面,对124个样品进行碳硫含量、Rock-Eval热解分析和有机质碳同位素组成分析。结果显示,五峰组-龙马溪组底部约20 m段TOC含量较高,达3.04% ~ 7.28%,向上残余有机质含量变低（0.81% ~ 1.83%）并趋于稳定。硫含量在0.02% ~ 4.69%,平均为0.95%。龙马溪组页岩δ 13Corg值在-31.2‰ ~-29.4‰,平均-30.1‰,显示有机质以Ⅰ,Ⅱ型为主。TOC与硫含量、δ 13Corg之间存在着一定的相关关系。结合龙马溪页岩的岩石学和化石特征,认为控制龙马溪组烃源岩有机质富集的主要原因是海平面升高、气候变暖和深水还原环境,导致有机质产率高且保存好。奥陶系五峰组和志留系龙马溪组底部高有机质海相泥岩是页岩气富集的最有利层段。     

川南龙马溪组页岩气储层纳米孔隙结构特征及其成藏意义

以川南龙马溪组页岩气储层为例,运用氮气吸附法对储层纳米孔隙进行测定,通过等温线和DFT分析,对孔结构特征表征并讨论控制纳米孔隙结构的主因和纳米孔隙对页岩气成藏的意义。结果表明：龙马溪组页岩气储层孔隙结构较复杂,主要由纳米孔组成,具有一定的无规则孔结构,孔隙多呈开放形态,以两端开口的圆筒孔及4边开放的平行板孔等开放性孔为主;垂向上由深到浅,孔隙开放程度减小;纳米主孔位于2~40 nm,占孔隙总体积的88.39%,占比表面积的98.85%;2~50 nm的中孔提供了主要的孔隙体积,小于50 nm的微孔和中孔提供了主要的孔比表面积;TOC是控制该储层中纳米孔隙体积及其比表面积的主要内在因素,也是提供页岩气主要储存空间的重要物质;纳米孔对页岩气的吸附能力极强,在其内部有大量页岩气以结构化方式存在,增加了页岩气的存储量,并使模型表征复杂化;开放状纳米孔可提高页岩气解吸效率和储层渗透率,提高页岩气的产量。     

川南富集区龙马溪组页岩气储层孔隙结构分类

运用压汞法测定川南龙马溪组页岩气储层孔隙特征,结合有机碳含量(TOC)、矿物成分进行多元回归分析,探讨孔隙主要影响因素,并对孔隙进行分类.结果表明,孔隙度平均为4.71％,发育程度中等;储集空间由超大孔、大孔、中孔、小孔和微孔组成;中孔、小孔和微孔为主要孔径,6～120 nm的孔隙占有重要比例;TOC和脆性矿物对孔隙形成有积极意义,且TOC影响最显著;黏土矿物相反,且其影响程度远小于TOC和脆性矿物含量.基于退汞曲线-TOC成因,将龙马溪组孔隙结构划分为3种类型:Ⅰ型(退汞曲线上凸型,高TOC),Ⅱ型(退汞曲线先凸后凹型,低TOC)和Ⅲ型(退汞曲线凹型,中TOC),其中具有Ⅰ型孔隙结构的页岩气储层为最有利储层.     

鄂西地区五峰组—龙马溪组岩石相与页岩气富集关系分析——以鄂红地1井为例

鄂西地区页岩气勘探起步较晚,现阶段成果显示该区具有较好的页岩气勘探开发前景,尤其是五峰组—龙马溪组页岩受到诸多关注,但关于该区的岩石相划分和岩石相与页岩气富集关系的研究还未系统开展。目前,涪陵气田和威远—长宁国家示范区的成功商业化显示龙一段为勘探开发潜力最大的层段,通过对鄂西地区地质调查井(鄂红地1井)龙一段岩石相开展定量划分,旨在揭示该区不同时期五峰组—龙马溪组岩石相特征,从而为优质页岩分布预测提供科学依据。采用系统取芯、岩芯观察、笔石生物地层划分、相划分等方法,结合TOC含量、主微量元素、矿物成分、氩离子抛光、含气性测试等系统测试和分析,主要进行了2个方面的研究:(1)从岩性、岩矿、地化、古生物、电性等方面入手,将龙一段划分为浅水陆棚和深水陆棚相,然后利用TOC含量、石英、黏土矿物和笔石4个参数对鄂红地1井龙一段的岩性进行定量分级,将龙一段页岩进一步划分为8类岩石相。其中,富碳富硅富笔石硅质页岩、富碳富硅富笔石放射虫硅质页岩相为最有利岩石相,为页岩气勘探开发的最有利层段。(2)探讨了不同岩石相与微量元素、储集空间和含气量之间的关系。岩石相通过有机质丰度和矿物组分控制了页岩气富集,其...     

川东南龙马溪组页岩孔裂隙及渗透性特征

采集了川东南龙马溪组页岩样品,开展了页岩孔-裂隙结构的测试,分析了孔-裂隙结构特征,根据孔-裂隙相对发育优势程度,将页岩孔-裂隙结构分为孔隙优势发育型、裂隙优势发育型和孔-裂隙均等发育型等3种类型。在不同轴压、围压和气体压力梯度下,对页岩试样进行了三轴应力条件下的CH4渗流实验,计算并分析了有效应力、气体滑脱效应等因素对页岩绝对渗透率K0的影响。揭示出在较低压力梯度下的K0与应力差近似呈负指数相关关系,K0与压力梯度之间亦呈负指数相关关系,K0在压力梯度0~0.2 MPa阶段衰减最显著。认为有效应力增大导致页岩微裂隙趋于闭合,渗透率降低;在压力梯度增大的过程中,基质收缩逆效应与滑脱效应并存,但滑脱效应对渗透率的贡献小于基质收缩逆效应;在不同应力条件下,页岩渗透率存在差异;页岩渗透率自身也具有非均一性,与微裂隙的发育差异有关。     

江西修武盆地下寒武统王音铺组页岩气勘探前景

为了解江西修武盆地下寒武统王音铺组的页岩气勘探前景,采取了野外地质调查、岩芯观察、实验测试分析及数学模拟等方法,对王音铺组富有机质页岩的厚度与埋深、有机地球化学特征、储层特征、含气性等方面进行了初步的研究。研究表明:王音铺组富有机质页岩为浅海陆棚相沉积,有效厚度约53m,顶界埋深在200~4000m之间;有机质丰度较高,一般为2%~14%,干酪根类型为Ⅰ型,有机质成熟度达到了过成熟阶段;页岩的矿物成分以石英和黏土为主,其中黏土矿物中又以伊利石为主;页岩中的微孔隙主要有粒间孔、粒内孔、有机质孔和微裂缝四种类型;数学模拟和等温吸附实验结果显示,王音铺组页岩气的含气量平均为2m3/t,页岩气资源丰度为2.54×108 m3/km2,具有较好的页岩气资源潜力。采用地质类比、综合地质分析,初步预测江西修武盆地下寒武统王音铺组具有较好的页岩气勘探前景。