页岩气成藏的四性特征及对下扬子地区页岩气勘探的启示

页岩气藏是连续型天然气藏,是生储盖为一体的封闭天然气系统,其成藏具有生气的唯一性、储气的多样性、富气的变化性和供气的改造性。生气的唯一性是指页岩气藏的烃源岩来源为富有机质页岩,且唯一来源于成熟的有机质生烃作用;而储气的多样性则揭示了页岩气藏中天然气的主要赋存形态:游离态和吸附态,两种状态的天然气含量变化较大,天然气分子主要富集在有机质的微孔隙、微裂缝及页岩的孔隙、裂缝内;富气的变化性是指多种地质指标,即"五度"指标影响页岩气藏的形成,"五度"包括深度、厚度、有机质丰度、热演化程度和脆性度,合适的"五度"指标才能形成商业开采的页岩气藏;供气的改造性凸显了页岩储层的最大特点,纳米级孔隙的非达西流渗流定律,该特点影响单井产量,造成产量低、递减慢、生产周期长,只有经过后期压裂改造才能获得工业气流。以上页岩气藏的四性变化为指导下扬子地区下寒武统黄柏岭组页岩气勘探提供主要技术依据,结合区域地质、地化特征,认为下扬子东南缘、东北部地区下寒武统黄柏岭组最有利于页岩气藏形成,并可进行必要的商业开采。     

宽线大组合理论及其在黄土塬地震采集中的应用

黄土塬上的地震勘探是一个世界性的技术难题,其原因在于黄土覆盖区干扰因素太多,使得地震资料的信噪比过低。目前常用的采集方法对于黄土塬区垂直测线方向的强烈的次生干扰无能为力,为此应用宽线大组合方法在塔西南盆地黄土覆盖区进行地震资料采集,并对效果进行了分析。实践表明：宽线大组合采集方法的应用,是黄土塬区抑制噪声提高地震资料信噪比的有效手段,可在低信噪比地区地震勘探中推广应用。     

中上扬子地区下寒武统页岩气储层特征及勘探方向

为查明中国南方古老层系页岩储层孔隙特征及其影响因素,以中上扬子地区下寒武统页岩为例,采用岩石薄片、压汞-氮气吸附联合测定、氩离子抛光-扫描电镜、聚焦离子束扫描电镜和全岩X衍射等多种技术方法,系统开展页岩孔隙结构、类型及其影响因素研究;并基于页岩储层特征及页岩气形成地质条件,提出了下寒武统页岩气勘探方向。研究认为,下寒武统主要发育棚内拉张槽型、陆架边缘斜坡型及台地前缘斜坡型3种沉积成因类型富有机质页岩。棚内拉张槽型富有机质页岩孔隙以粒间孔和粘土矿物层间孔为主,其次为有机质孔;台地前缘斜坡型富有机质页岩主要以有机质孔和方解石粒内溶蚀孔为主;而陆架边缘斜坡型富有机质页岩以有机质孔为主,无机矿物质孔不发育。整体而言,下寒武统页岩孔隙发育受页岩矿物组成、有机质丰度、热演化程度及保存条件等多种因素控制。结合页岩气保存条件和探井油气发现等相关分析,建议下寒武统页岩气勘探在四川盆地内部应关注棚内拉张槽型页岩分布区,尤其是筇竹寺组上部的富有机质页岩段;而在四川盆地外部,应关注热演化程度适中、保存条件相对较好的台地前缘斜坡型和陆架边缘斜坡型页岩分布区。     

准噶尔盆地东部阜康断裂带宽线采集技术及其应用效果

阜康断裂带由于受复杂地表和地下条件影响,地表起伏剧烈,地层倾角大,表层破碎,激发和接收条件差,导致面波、折射波发育,次生线性干扰强;地腹构造复杂,断层发育,地层反射波组连续性及其成像效果差.针对工区特点,采用宽线采集方法大幅度提高有效叠加次数和增强抗干扰能力,利用检波器大组合压制多种干扰,实际应用效果表明,该采集方法能够提高深层反射资料的信噪比和构造主体部位的成像效果.     

中国上扬子区下古生界页岩气形成条件及特征

从露头、钻井、岩心等资料出发,以沉积、地球化学、储层及含气性等为重点,对上扬子区下寒武统筇竹组和下志留统龙马溪组页岩气形成的地质条件与特征进行了初步探索,指出上扬子区早古生代的浅海-深水陆棚沉积环境控制了筇竹组、龙马溪组富有机质黑色页岩的发育与分布,深水陆棚沉积中心黑色页岩厚度最大;黑色页岩有机碳含量(TOC)普遍较高,平面上富有机碳黑色页岩(TOC2%)与深水陆棚相分布一致,纵向上富有机碳黑色页岩集中发育在各组的中下部-底部,连续厚度约30～50 m,有机碳含量在4%以上;黑色页岩脆性矿物丰富、含量大,粘土矿物单一、无蒙脱石,与美国产气页岩相似;基质孔隙、微裂缝发育,成丝状、网状及蜂窝状分布,岩心实测孔隙度为2%～16%,具有较好的孔、渗能力;黑色页岩钻井气显示活跃,岩心含气量在最低工业开发含气门限之上,等温吸附模拟甲烷吸附能力强,综合含气性特征与北美产气页岩类似。总体认为,中国上扬子区下古生界筇竹寺组、龙马溪组具有优越的页岩气形成地质条件,是较现实的页岩气勘探开发领域。     

宽线加大组合地震技术在库车坳陷中部勘探中的应用

库车坳陷中部石油地质条件优越，但由于地震资料品质差，制约了勘探进程。地震勘探难点主要表现在：地面高大山体发育，地形条件复杂，地表类型多，地震采集困难；表层结构复杂，调查建模不准，求准静校正难；激发接收条件差，资料信噪比低，构造落实难等。针对库车中部地震勘探面临的诸多难题，开展了地震技术攻关，形成了宽线加大组合观测方法及高精度遥感信息选线选点等地震采集技术，从而提高了地震资料信噪比，改善了地震成像质量，为发现和落实钻探目标创造了条件。     

复杂山地宽线大组合优化应用

影响山地资料成像的原因是多方面的,其中由于复杂地表特征带来的噪声发育问题是重要原因之一。采用宽线横向大基距组合检波方式采集,可以大幅度压制侧面及各种地表因素带来的散射噪声,有效的提高原始资料的信噪比。在库车山地采集中,通过不断优化应用宽线大组合提高了资料品质,取得了较好的效果。图8参4     

宽线组合采集技术在伊犁盆地的应用研究

伊犁盆地北部山前构造带地表地质条件复杂,激发和接收条件差,造成干扰波发育,原始地震资料信噪比低,难以见到有效反射,偏移成像难度大,导致了地层分布不清,构造难以准确落实,制约了油气勘探的进程。为此,开展了地震勘探宽线组合采集技术攻关,主要包括组合检波器参数设计、组合基距的设计、覆盖次数设计、宽线组合观测系统设计等,形成了一套适合伊犁盆地北部山前构造带地震采集技术,提高了北部山前构造带地震资料的信噪比,准确落实了地层构造,取得了较好的应用效果。     

盒子波技术在下扬子地区油气勘探中的应用研究

针对江苏下扬子地区中古生界勘探中地震资料信噪比非常低的特点,为此开展中古生界地震勘探盒子波攻关试验。首先对该区干扰波特征进行分析,然后利用盒子波技术分别从切比索夫加权组合、时频谱分析等方面进行信噪比的定量分析和噪声识别,以得到优化的野外组合方法,来压制干扰并确定出合适的野外采集方案。通过新、老资料采集、处理对比分析,盒子波技术综合应用研究取得良好效果,是压制各种干扰的有效手段。     

宽线大组合地震接收原理及实践

在低信噪比地区,其地震资料虽经过多轮勘探但地震剖面品质没有明显的改善,这其中的关键的因素之一是干扰波十分发育,造成采集到的地震资料信噪比极低,达不到高分辨率地震勘探对信噪比的要求.为了获得这些地区高信噪比的地震资料,在系统研究了宽线及大组合地震接收原理的基础上,探讨了接收线距、接收线数及组合接收面积等关键参数,提出了宽线大组合地震接收技术,并将该技术应用于新疆库车凹陷和阿木特地区,分析了宽线大组合地震接收原理的效果和适用范围.研究表明:宽线大组合地震接收技术是抑制地震资料噪声,提高地震资料信噪比的有效手段之一,同时该技术可在其他低信噪比和干扰波发育的复杂地区地震勘探时推广应用.     

下扬子地区下寒武统荷塘组泥页岩地质特征与勘探前景——以浙西江山—桐庐地区为例

以往研究认为下扬子地区下寒武统暗色泥岩热演化程度普遍过高,制约了油气成藏,最新野外调查发现在浙西江山-桐庐地区存在热演化程度相对较低的区域。围绕该相对低值区域,以浙西区域地质调查资料、最新钻探的井下资料分析结果为基础,分析了江山-桐庐地区下寒武统荷塘组地质地化特征及页岩气勘探前景。该区荷塘组处于有利沉积相带内（深水盆地-陆棚相）,具有沉积厚度大、有机质丰度高、热演化程度相对较低、脆性矿物含量高、黏土矿物含量适中、微孔隙微裂缝较发育等特点,认为该区具有较好的成藏物质基础。并以"高中找厚"（寻找高有机质丰度泥页岩沉积较厚区域）、"高中找低"（在普遍高热演化程度环境中寻找较低值区域）、"强中找稳"（在强构造背景中寻找地层稳定、埋藏较深区域）为原则,同时避开岩体以及岩浆活动较强烈的区域,优选出常山-开化地区为页岩气有利勘探区。     

大方地区页岩气采集参数试验分析

贵州大方地区地表出露不同地质年代的灰岩,地表起伏剧烈,为典型的喀斯特地貌。页岩层埋藏深度变化大,地下构造复杂,上覆碳酸盐岩地层对其下的地震信息屏蔽作用也影响了成像效果。随着页岩气开发的需求,页岩气勘探工作必将大范围开展,而页岩气地震勘探采集方法与常规勘探方法有所不同,为探索更适合于页岩气的采集方法,结合大方页岩气勘探试验,从多方面进行分析,确定出适合于该区的页岩气采集方法。     

中扬子宜昌地区下寒武统水井沱组页岩气地球化学特征及其成因

中扬子宜昌地区下寒武统水井沱组页岩钻遇良好的页岩气显示,区内宜页1井水井沱组页岩经水力压裂后获得了高产工业气流,是四川盆地外下寒武统页岩气新的勘探区。采集压裂产气段的9个页岩气样品,测试气体组分、碳和氢同位素组成以及He同位素组成,分析水井沱组页岩气地球化学特征并探讨了页岩气成因。研究表明,页岩气组成中甲烷含量为87.17%~92.75%,乙烷含量为0.83%~0.94%,含微量的丙烷,页岩气干燥系数为0.99,为典型干气;非烃气体中氮气含量稍高,平均为7.73%,二氧化碳平均含量低于1%,不含H₂S。甲烷碳同位素值为-33.8‰~-33.1‰,乙烷碳同位素值为-39.2‰~-36.0‰,丙烷碳同位素值为-39.4‰~-38.5‰,二氧化碳的碳同位素值为-16.8‰~-14.6‰。甲烷氢同位素值为-133.8‰~-128.5‰,乙烷氢同位素值为-168.0‰~-146.1‰。气态烃稳定同位素分布具有δ¹³C₁ > δ¹³C₂ > δ¹³C₃和δD_CH4 > δD_C2H6的倒转特征。He同位素R/R_a为0.04~0.08,表明He为典型的壳源成因。综合页岩气分子组成和比值、碳氢同位素倒转分布以及页岩现今处于过成熟热演化阶段等特征,认为宜昌地区下寒武统页岩气为油型气,具有二次裂解成因的特点,且与四川盆地筇竹寺组页岩气具有相似的特征。     

油区地震采集机械干扰的压制

重锤、钻机和抽油机等机械是油区地震采集施工中常见的干扰源,对地震资料的品质有较大的影响分析其机械干扰形成机理、传播方式和频谱特征,提出了不同的应对措施。重点针对抽油机地面动力干扰进行研究,通过野外试验,提出了利用特定的检波器组合方式来压制干扰的方法,结合地震采集噪音实时监控技术,在生产实践中取得了良好效果     

中、上扬子地区常压页岩气勘探前景——以湘中坳陷下寒武统为例

中、上扬子地区常压页岩气领域是一个备受关注的新热点,湘中坳陷下寒武统属于盆外常压页岩气领域的典型例子。基于2条野外露头实测剖面,8条观察剖面,1口浅钻井和地震等第一手资料,开展了湘中坳陷下寒武统页岩气地质特征研究。该坳陷下寒武统具有优越的页岩气形成条件,其中,黑色炭质页岩、硅质页岩形成于有利的大陆斜坡-盆地相深水环境,连续厚度超过150 m,优质页岩厚度为50~90 m;黑色页岩TOC值介于1.12%~22.07%,平均为4.64%,R_o平均为2.78%。页岩储集空间包括有机质纳米孔、溶蚀孔、黄铁矿晶间孔、粘土矿物晶间孔、岩心尺度高角度裂缝以及层理缝等,以有机质孔为主;有机质纳米孔因泄压后暴露于地表而呈现为长条、不规则多边形,孔径大小为21.8~328.4 nm;地表样品见到大量的淡水成因的次生溶蚀孔和构造成因的裂缝,孔隙度介于2.22%~8.7%,平均为6.05%;矿物主要以石英为主,平均含量为61.2%,其次为粘土矿物,平均含量为23.5%,脆性矿物含量平均为73.38%。等温吸附实验测试表明页岩平均吸附能力为5.95 m³/t。通过综合地质方法,预测了下寒武统新层系Ⅰ类页岩气有利区面积为8 766.1 km²;在龙山凸起两侧,下寒武统埋深多在3 000~4 000 m,保存条件较好,具有良好的页岩气勘探前景。     

高演化富有机质页岩储层特征及孔隙形成演化——以黔南地区下寒武统九门冲组为例

为厘清高演化富有机质页岩孔隙特征及形成机理,以上扬子黔南地区下寒武统九门冲组页岩为例,采用岩石薄片、全岩X射线衍射、低温氮气吸附、高压压汞-吸附联合测定、氦气孔隙度测试、氩离子抛光-扫描电镜、热演化史及孔隙演化史恢复等多种技术方法,开展了高演化富有机质页岩孔隙结构、类型及储集性能研究,并基于成岩压实和热演化过程建立了富有机质页岩微观孔隙形成演化模式。研究结果表明:(1)下寒武统高演化富有机质页岩总比表面积平均值为12.66 m2/g,总孔容平均值为11.54×10-3cm3/g,两者具有较好的正相关关系,与下志留统页岩相比,总比表面积与总孔容均略低。孔隙以微孔和介孔为主,宏孔基本不发育。(2)富有机质页岩孔隙类型以有机质孔为主,孔径极小,一般以小于30nm为主,孔边界形态不规则,无机质矿物质孔基本不发育。(3)与志留系页岩相比,其储集性能相对较差,平均孔隙度仅为2.80%,水平渗透率为垂直渗透率的1~3倍,平均值约2倍,反映其水平页理欠发育。(4)高演化富有机质页岩孔隙形成演化主要受成岩压实作用控制的无机质矿物粒间孔隙演化过程、热演化作用控制的生烃—成油—油气转化序列中有机质孔隙的形成过程及后期孔隙保存状态下天然气散失与补给平衡过程共同控制。     

塔里木盆地西南部黄土塬地区地震采集技术

塔里木盆地西南部为昆仑山山前冲断带的一部分,地表黄土巨厚（大多为几十米至500m,局部超过600m）,地形起伏剧烈,地下构造复杂,地震资料信噪比极低,油气地震勘探难度大。本文介绍了在该区开展地震采集技术试验的内容及成果：①应用高覆盖长排列宽线观测技术,增加目的层的有效覆盖次数,提高剖面质量;②应用大基距多井小药量优选速度层组合激发技术,增加地震波下传能量;③应用多检波器大组距组合接收技术,压制侧面干扰,提高资料的信噪比。总之,应用该套技术可显著改善地震资料品质。