四川盆地及其周缘下寒武统页岩气聚集条件

在对重庆市秀山县溶溪和四川省南江县小两等15处下寒武统黑色页岩的露头观察和取样分析基础上,研究了四川盆地及其周缘下寒武统黑色页岩的沉积相、分布、有机质类型及含量、成熟度、孔隙度和含气量等页岩气聚集条件。与美国主要产气页岩相比,这些页岩具有厚度大、有机碳含量高、成熟度高和含气量高等特点,具备页岩气藏发育的良好地质条件。四川盆地及其周缘下寒武统页岩气藏最有利发育区位于川南-黔北-黔中、鄂西-渝东和川东北地区,并分析了各有利区的泥岩、页岩具体指标。根据实测含气量,采用体积法计算研究区下寒武统页岩气资源量为（3.3~11.4）×10¹² m³,中值为7.4×10¹² m³。     

下扬子地区寒武系页岩气成藏条件分析与资源潜力评价

下扬子地区寒武系为海相沉积地层，分布面积达13×104 km2，其中下寒武统荷塘组（幕府山组）发育黑色碳质泥岩，厚度达276 m，有机碳含量为0.25%~23.52%，平均含量为4.54%，有机质类型以Ⅰ型为主，页岩气成藏条件十分有利。该区下寒武统地层经历了加里东、华力西、印支、燕山和喜马拉雅期的构造运动及岩浆活动的改造，个别地段已经成为变质岩的一部分；很多地区荷塘组碳质泥岩演化程度较高，镜质体反射率（R_o）最大可达6.32%，完全处于过成熟阶段。该区荷塘组上覆地层较厚，但受构造影响，荷塘组地层埋藏深度变化较大。综合荷塘组碳质泥岩的厚度、埋深、有机碳含量和镜质体反射率等4个方面的指标，开展了下扬子地区寒武系地层的页岩气地质调查和潜力评价，共划分出3个页岩气远景目标区，分布于江西上饶-浙江桐庐、江苏扬州和安徽全椒等地，估算资源量为288 944.4×108 m3。      

页岩气成藏地质条件及中国上扬子区页岩气潜力

通过对北美页岩气藏地质特征进行调研,总结出页岩气藏的分布特征和形成地质条件,并对中国上扬子区海相页岩气资源潜力进行分析。热成因页岩气藏主要位于造山带边缘前陆盆地的前渊和前缘斜坡部位,生物成因页岩气藏主要位于克拉通盆地,二者在资源分布和成藏地质条件等方面均存在差异。页岩气藏形成的地质条件及评价要素包括页岩厚度、埋藏深度、有机碳及吸附气含量、有机质类型及成熟度、脆性矿物含量、地层压力与温度、储层物性、天然裂缝发育程度及含气量等。中国上扬子区古生界下寒武统筇竹寺组和下志留统龙马溪组的海相黑色页岩具有较好的页岩气潜力,是中国海相页岩气勘探最为有利的目标之一。     

赣西北下寒武统页岩气成藏条件及资源潜力

页岩气具有独特的成藏机理,需要特殊的成藏地质条件,主要受控于泥页岩厚度、有机质含量、有机质热成熟度、储层矿物岩石组分等因素。对赣西北地区地质调查和样品分析认为,该区下寒武统黑色泥页岩厚度较大,厚度可达400m;有机质丰度高,TOC含量为1.37%～4.93%,平均为2.87%;热演化程度高,Ro平均为2.9%;含气量较高,泥页岩含气量达 2.0m3/t;脆性矿物含量高达 45%～72%;埋藏深度适中,泥页岩储层裂缝及微孔隙发育,有机质类型以 II—III 型为主,具有良好的页岩气藏地质条件,下寒武统王音铺组和观音堂组是最有利的勘探层位,并初步预测该区页岩气资源量可达 2.6×1012m3,具有良好的勘探开发前景。     

贵州页岩气源岩特征及页岩气勘探远景分析

贵州在地质历史时期长期处于海洋沉积环境,特别是缺氧沉积环境发育,形成多层位黑色泥页岩。根据黑色泥页岩分布范围及厚度,主要划分出震旦系陡山沱组、下寒武统牛蹄塘组、奥陶系五峰组、下志留统龙马溪组、中泥盆统罐子窑组-火烘组、下石炭统大塘组、二叠系栖霞组-龙潭组。页岩气烃源岩具有层位多\,厚度大\,有机质含量高,成熟度高等特点。同时,根据页岩气烃源岩分布、厚度、有机质含量、成熟度等综合分析,划分出有利的页岩气成藏区,即武陵褶皱、黔中-黔北、南盘江紫云-册亨页岩气有利发育区,并认为南盘江坳陷的册亨-望谟一带是最有利的页岩气勘探远景区。     

赣西北下寒武统页岩气成藏条件及资源潜力

页岩气具有独特的成藏机理,需要特殊的成藏地质条件,主要受控于泥页岩厚度、有机质含量、有机质热成熟度、储层矿物岩石组分等因素。对赣西北地区地质调查和样品分析认为,该区下寒武统黑色泥页岩厚度较大,厚度可达400m;有机质丰度高,TOC含量为1.37%～4.93%,平均为2.87%;热演化程度高,R_o平均为2.9%;含气量较高,泥页岩含气量达2.0m³/t;脆性矿物含量高达45%～72%;埋藏深度适中,泥页岩储层裂缝及微孔隙发育,有机质类型以II—III型为主,具有良好的页岩气藏地质条件,下寒武统王音铺组和观音堂组是最有利的勘探层位,并初步预测该区页岩气资源量可达2.6×10¹²m³,具有良好的勘探开发前景。     

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。     

四川盆地页岩气成藏地质条件

与传统上的“泥页岩裂缝气”并不完全相同,页岩气是主体上以吸附相和游离相同时赋存于泥岩及页岩地层中的天然气。四川盆地经历了克拉通和前陆盆地演化过程中复杂的构造变动,形成了与美国典型页岩气盆地相似的构造演化特点和地质条件,其中的古生界页岩不仅是盆地内常规气藏的烃源岩,而且还是页岩气成藏及勘探的主要对象,目前已发现了页岩气存在的大量证据。根据演化及勘探地质特点,四川盆地非常规天然气具有两分格局,东南部以页岩气为主而西北部以根缘气为主,古生界主体发育页岩气而中生界主体发育根缘气。川东和川南地区（包括川西南）古生界生气页岩发育厚度大、有机质含量高、埋藏深度小,下寒武统和下志留统具有良好的页岩气成藏及勘探地质条件;川中地区同时发育中、古生界烃源岩,上三叠统、下志留统和下寒武统可作为页岩气勘探的有利层位;川西中生界泥/页岩常与致密砂岩形成频繁互层并产生具有砂岩底部含气特点的根缘气,整体上存在着页岩气发育和勘探的远景条件,局部埋藏相对较浅的高碳泥/页岩是页岩气勘探的基本对象。     

皖南地区下寒武统页岩气成藏地质条件

以野外剖面观测和室内薄片及扫描电镜分析为基础,结合地质与钻井等资料,提出皖南地区下寒武统沉积相的具体划分方案。认为盆地相的深水还原环境是形成页岩气藏的最佳相带,而碳酸盐缓坡不利于页岩气勘探;对储层贡献最大的储集空间类型为裂缝,其次为次生溶蚀微孔,而晶间孔相对不发育,对储层的贡献则十分有限。从富含有机质页岩的空间展布、地化特征、保存条件等方面出发,采用页岩气目标优选评价综合分析方法,对皖南地区下寒武统页岩气成藏条件进行了研究,着重定量评价了页岩厚度、有机碳含量、镜质体反射率、脆性矿物含量等指标。皖南地区下寒武统页岩平均厚度大于50 m,石台县-南陵县一带达页岩厚度最大值为200～600 m;有机碳含量较高,平均值达2.37%;镜质体反射率平均值大于2%,页岩气藏处于干酪根裂解气的成熟-高熟阶段;脆性矿物含量较高,平均值为46.89%,有利于压裂形成网络裂缝。通过与美国主要页岩气藏的地化参数进行对比分析,认为皖南地区下寒武统页岩具备非常优越的页岩气成藏条件,可选为我国非常规能源首选的有利区之一。     

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。     

页岩气测井评价研究——以川东南海相地层为例

页岩气主要以游离和吸附方式赋存于暗色泥页岩或炭质泥页岩中。其中,游离气一般赋存于泥页岩的孔隙或裂缝中,而吸附气主要赋存于泥页岩中的有机质或黏土颗粒表面。依据不同测井曲线的基本原理,结合实验测试,利用测井技术对页岩气进行识别分析与评价,并分别计算出游离气含量和吸附气含量。通过研究分析,提出了计算页岩游离气含量"四步法"和吸附气含量"三步法"。依据建立的页岩气测井评价模型,以川东南海相页岩地层为例进行技术应用,取得了良好的效果。     

川南下志留统龙马溪组页岩吸附特征及控制因素

页岩的吸附特征是评价页岩气是否具有开采价值的一个重要标准,是研究页岩气富集规律的一个核心内容。为此,以四川盆地南部地区下志留统龙马溪组取心页岩为研究对象,开展页岩等温吸附实验研究。实验发现龙马溪组泥页岩的Langmuir体积较大,平均为1.33m3/t,Langmuir压力平均为1.66 MPa,反映了龙马溪组页岩的吸附能力较强,具有良好的储气能力,但不利于解吸。结合页岩矿物特征及孔隙结构特征,研究发现温度、有机碳含量、湿度、比表面积等是影响龙马溪组页岩吸附能力的主要因素;页岩气的吸附过程属于放热反应,随温度升高吸附气量减少;由于水分占据了一定原本被气体吸附的孔隙表面,因而湿度越大,吸附气量越小;中孔和宏孔体积与页岩饱和吸附气量具有较好的正相关性;有机碳含量越高,饱和吸附气气量就越大;比表面积更是饱和吸附气量的控制因素,二者具有极高的相关性。     

页岩气储层压裂改造技术

通过资料调研,分析了页岩气的储层特征:页岩气藏储层中的页岩既是烃源岩也是储层,普遍富含有机质;页岩气藏储气类型以自由气和吸附气为主,吸附气以吸附状态赋存在于酪根和粘土颗粒的表面;页岩矿物组分复杂,渗透率极低,天然裂缝较发育.介绍了国外不同页岩气藏储层压裂改造工艺及相关配套技术;北美页岩气藏开发形成了以水平井完井和分段压裂为主的主体技术,以滑溜水和复合压裂液为主的压裂液体系,以分段多簇射孔、快速可钻式桥塞封隔、微地震裂缝监测和大规模连续混配的配套技术.中国页岩气资源量达20×10(12)-30×10(12)m3,开发潜力巨大,通过了解和学习国外页岩气开发现状和技术,从而加快中国在页岩气成藏理论、构造背景、地质成因、生储盖理论、开发方式、压裂改造技术及相关配套工具等方面的研究步伐,尽快实现中国页岩气的商业化开发.     

页岩气勘探和开发进展综述

页岩气是指以吸附或游离状态聚集在暗色泥页岩或高碳泥页岩中的一种非常规天然气,储集空间为有机质孔隙及矿物基质孔隙和裂缝,其来源有生物成因和热解成因 2 种,具有典型的自生自储特征。页岩气孔隙度（<10％）和渗透率（μD～nD）较低,需通过压裂（一般为水力压裂）来增强连通性,进而获得经济开发。页岩气在美国的成功开发展示了页岩气是基础地质和石油工程高度结合的典范。页岩气勘探程度低,技术不成熟,页岩气藏主控因素不清楚,成藏理论或模式有待深入研究,是当前我国页岩气发展面临的主要问题。     

美国页岩气压裂增产技术

页岩气是非常规气勘探开发的重要领域,并在美国取得了巨大成功。页岩气以吸附或游离状态为主要存在形式,形成于暗色高碳泥质烃源岩中。页岩气藏是典型的非常规天然气藏,它具有低渗透、生产周期长和开采寿命长的特点。页岩气作为一种高效、清洁的能源,其中蕴藏着巨大的经济和环境效益。美国页岩气开发采用了先进的压裂增产技术,页岩气产量逐年提高。水力压裂技术的改进主要是指各种压裂技术的涌现,如分段压裂技术、重复压裂技术、同步压裂技术和清水压裂技术等。     

Geological characteristics and gas potential analysis of the Biluocuo oil shale in the southern Qiangtang Basin,China

Shale gas exploration in the Qinghai–Tibet area has lagged behind as compared to the other regions of China, and no shale gas reservoir has been discovered till yet. The analysis of the geological and reservoir characteristics of the Biluocuo oil shale samples from the southern Qiangtang Basin indicates the following findings. The oil shale has a high organic matter content, and the average mass fraction of organic carbon is 4.62%. Additionally, the organic matter is type II. The thermal evolution of organic matter has reached from a low to a high mature stage, and the porosity and permeability are 1.25% and 0.0102 mD, respectively. The rocks are highly brittle, and the primary mineral components are calcite and quartz, whose average contents are 58% and 22%, respectively. Moreover, the rock has a high adsorption capacity. Furthermore, a comparison with the five major shale gas systems in North America found the following. The Biluocuo oil shale is similar to the Barnett shale and Ohio shale, particularly to the Barnett shale. This comprehensive analysis indicates that the Biluocuo oil shale has considerable gas potential and is a key formation for shale gas exploration in the Qinghai–Tibet area.     

安徽地区古生界页岩气勘探潜力

页岩气是一种新生接替型非常规能源,其识别与评价方法有别于常规天然气。研究区泥页岩厚度、埋深、矿物组成及有机地球化学特征等方面的综合研究表明：下寒武统泥页岩厚度大,埋藏深,脆性矿物和有机碳质量分数较高,部分地区热成熟度适中;上奥陶统和下志留统泥页岩厚度小,埋藏深,黏土矿物质量分数较高,有机碳质量分数低,部分地区热成熟度高;二叠系泥页岩厚度大,埋藏相对较浅,脆性矿物和有机碳质量分数较高,热成熟度适中。因此,认为安徽地区二叠系页岩气勘探潜力最大,下寒武统次之。     

川南下寒武统筇竹寺组页岩储集空间定量表征

四川盆地南部下寒武统筇竹寺组是我国南方海相页岩气勘探开发的重要领域之一,但对其页岩气储层的研究深度远不及下志留统龙马溪组,有关其储集空间定量表征的成果更是鲜见。为此,借鉴龙马溪组页岩储集空间定量表征的方法和思路,以钻井资料为基础,对川南筇竹寺组黑色页岩段基质孔隙构成和裂缝发育状况进行了定量评价。初步发现其储集空间具有4大特征：①脆性矿物、黏土矿物和有机质三者产生的单位质量孔隙体积为有机质最高、黏土矿物次之、脆性矿物最少;②有效页岩段孔隙度相对较小,仅为龙马溪组的1/3～1/2,且孔隙构成以黏土矿物层间孔隙和有机质孔隙为主体;③基质孔隙减少的原因主要包括两点,一是该页岩热成熟度过高,有机碳可能出现碳化,导致有机质孔隙部分出现塌陷和充填,二是成岩作用强,导致基质孔隙以中小孔隙为主,大孔隙少,岩石更加致密;④黑色页岩裂缝发育,裂缝规模以微型、小型裂缝为主,裂缝密度在顶部和中下部较大,上部相对较小,反映了筇竹寺组总体具有脆性矿物含量高、杨氏模量高、泊松比低、脆性好等特点。     

辽河东部凸起上古生界页岩含气性分析

通过分析地质资料和泥页岩样品的实验数据,初步认为辽河东部凸起上古生界存在发育页岩气的条件．、页岩气是以吸附气和游离气为主的天然气聚集,而含气量是直接评价页岩含气性的重要参数。以分析吸附气和游离气的影响因素为主线,从泥页岩分布、有机地球化学特征和储集物性等影响页岩合气性的主控因素以及生气能力、含气量等方面,对上古生界太原组、山西组页岩含气性进行了系统的分析评价。东部凸起上古生界为海陆过渡相沉积,暗色泥页岩发育．有机质丰度高,主体进入高成熟一过成熟演化阶段,以Ⅲ型干酪根为主,储集物性较好,生气能力大,含气量高,为1．28～4．62m^3/t．综合评价辽河东部凸起上古生界页岩舍气性好,是页岩气勘探的潜力层系。     

我国页岩气资源现状及勘探前景

非常规天然气资源—页岩气是可接替能源。因此,其资源勘探开发备受世界瞩目。目前,美国和加拿大率先进入到页岩气的勘探开发阶段,而中国页岩气的勘探还处于起步阶段。在调研了国内外页岩气研究成果的基础上,分析了页岩气储层的特征以及储层空间类型。页岩本身既是烃源岩又是储层,页岩气主要以吸附和游离状态存在于页岩之中,因此与常规的天然气有很大的区别。中国页岩气广泛分布于海相、陆相盆地,资源丰富,预计资源量约为(15～30)×1012m3,勘探潜力大。但由于我国起步晚,还需要加速对页岩气的勘探开发以缓解中国对油气能源的需求压力。