山西省域石炭二叠纪煤系泥页岩气储层评价指标体系

针对煤系泥页岩气地质资源量估算偏大的问题,选择山西省域石炭二叠纪煤系泥页岩气储层,通过页岩气日均产气量衰减率和经济下限产气量分析,提出了独立储层和组合储层的概念;基于492件实测泥页岩样品,评价了煤系泥页岩干酪根类型和TOC含量;通过泥页岩单位TOC含量吸附量和实测泥页岩含气量评价了泥页岩有机质成熟度和含气量的关系;基于与海相页岩气剖面资源量等量原则评价了煤系泥页岩厚度;基于煤层Ro、含气饱和度与埋深的正相关趋势,将煤系泥页岩埋深划分为1 000,1 000~1 500和1 500 m三种类别;基于128件实测泥页岩样品,将煤系泥页岩脆性矿物含量划分为30%,30%~40%和40%三个类别。基于煤系泥页岩有机质成熟度、总有机碳含量、含气量、埋深、厚度及脆性矿物含量6个参数,将山西省域石炭二叠纪海陆交互相煤系泥页岩储层划分为组合有利储层、组合较有利储层和组合不利储层。     

南方古生界3套富有机质页岩矿物组成与脆性分析

应用XRD技术对南方古生界3套富有机质泥页岩进行了矿物组成测定和脆性分析。结果表明：下寒武统和上二叠统页岩中石英丰富,平均含量分别可达46.65%和44.02%;黏土矿物较低,平均含量分别为30.02%和36.41%。上奥陶-下志留统页岩黏土含量较高,平均值54.95%,石英含量较低,平均值为29.04%。3套暗色页岩脆性指数都较高,下寒武统和上二叠统样品脆性指数平均值分别高达67.06%和59.89%,上奥陶-下志留统页岩脆性指数为44.74%。研究结果说明南方古生界3套富有机质页岩具有良好的可压裂性。     

浙江煤山上二叠统龙潭组页岩气储层矿物成分特征

为了研究页岩气储层的矿物特征,分析浙江煤山地区不同矿物对页岩气储层的影响,采用X射线衍射(XRD)技术,对煤山地区上二叠统龙潭组17个泥页岩矿物样本进行了定性和定量分析,并探讨了矿物不同组成可能造成的储层性能差异。结果表明,龙潭组泥页岩矿物成分以黏土矿物和石英为主,平均含量分别为49.1%和30.6%,其次是方解石,平均含量为3.5%,此外还含有少量长石、黄铁矿、菱铁矿等矿物。黏土矿物有利于页岩气吸附,石英和方解石等脆性矿物有利于开发过程中压裂造缝,其对页岩气藏的形成和开发都具有一定的积极作用。页岩气储层矿物成分的研究为其吸附储存、裂缝评价、压裂造缝等研究提供了坚实的基础。     

鱼卡凹陷石门沟组上段泥页岩地球化学及储层特征

鱼卡凹陷位于柴达木盆地北缘中部,为青海省陆相页岩气勘探的重点区域。中侏罗统石门沟组上段为半深湖-深湖相沉积,暗色泥页岩厚度10～170 m,平均为55 m;为页岩气勘探的主力层系。运用液氮吸附、有机碳含量、有机质成熟度、干酪根元素、全岩、黏土矿物X衍射、能谱扫描电镜等测试方法,对泥页岩样品的有机地球化学及储层特征进行了研究,结果表明:中侏罗统石门沟组泥页岩TOC含量为1. 34%～12. 84%,均值为5. 3%;干酪根H/C和O/C比范式图解上显示有机质类型主要为Ⅱ2型; Ro为0. 45%～1. 00%,总体热成熟度表现为凹陷西部高于东部。黏土矿物含量为34%～58%,平均46. 1%;石英含量42%～55%,平均48. 3%。泥页岩孔隙结构复杂,根据吸附回线及孔径分布曲线划分为两类:第1类以一端不透气性孔和四边开放的板状狭缝孔为主,孔径主要集中在3～5 nm,呈单峰状分布;第2类以一端不透气性孔和开放性倾斜板狭缝孔为主,孔径主要分布在3～5 nm和6～45 nm,呈双峰状分布。由于泥页岩成熟度较低,有机质纳米孔隙不发育,TOC含量与介孔、总孔体积具有弱正相关性,与微孔体积相关性不大;脆性矿物含量与孔隙度成正相关,黏土矿物含量与微孔体积相关性不大,与介孔、总孔体积呈正相关。黏土矿物是石门沟组上段泥页岩纳米孔隙的主要提供者,是孔隙发育的主要控制因素;孔隙结构及孔径分布和沉积环境有关,TOC含量及热演化程度也会影响泥页岩孔隙发育的程度。     

海陆过渡相煤系页岩气成藏条件及储层特征——以四川盆地南部龙潭组为例

结合扬子地区海陆过渡相煤系页岩分布与地质特征,以四川盆地南部二叠系龙潭组为例,采用有机碳、Rock-eval热解、显微组分定量、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、高压压汞、低温气体吸附等多种实验分析方法,对海陆过渡相煤系页岩气成藏条件及储层特征进行了研究。结果表明：海陆过渡相煤系页岩,累计厚度较大,多在100 m以上,而单层厚度较小,一般小于40 m,通常与煤层和致密砂岩甚至与灰岩互层。四川盆地南部海陆过渡相龙潭组煤系页岩有机碳含量较高（TOC含量为0.85%～35.70%,平均6.73%）,有机质类型以腐殖型为主（干酪根碳同位素δ13C为-28.0‰～-23.5‰）,有机质成熟度达高-过成熟阶段（Ro为1.95%～2.40%,平均2.22%）;页岩中黏土矿物较为发育（20.3%～92.3%,平均61.9%）,脆性矿物含量较低（6.3%～65.7%,平均27.7%）,页岩储层可压裂性较海相页岩差。龙潭组煤系页岩孔隙度多大于3%,孔隙类型多样,常见粒间孔（含量占29.08%）和溶蚀孔（占30.18%）,其次是有机质孔（占16.74%）和粒内孔（占10.56%）,还有晶间孔（占4.94%）和微裂缝（占8.5%）,为页岩气赋存提供了储集空间;页岩含气性较好,含气量主要介于1.0～3.0 m3/t。     

下扬子区海陆过渡相不同沉积环境页岩气成藏条件对比

以下扬子区二叠系龙潭组富有机质泥页岩为研究对象,通过岩石热解模拟、元素分析测试、物性测试和X-射线衍射等实验,结合前人研究成果,对泥页岩空间展布特征、沉积微相类型、有机地球化学特征、储层特征和含气性特征等页岩气藏评价参数开展对比分析,结果表明:下扬子区龙潭组富有机质泥页岩广泛发育在滨岸平原、障壁-泻湖、三角洲前缘和浅海陆棚等海陆过渡相沉积环境中;泥页岩中有机质丰度较高,总有机碳(TOC)含量平均值为2.43%;干酪根主要为Ⅱ型、Ⅲ型;镜质体反射Ro分布范围是0.55%~2.66%,多数有机质处于中—高热成熟阶段;生烃潜力(S1+S2)平均值为2.96 mg/g,具备较大的页岩气生成潜能;研究区泥页岩物性较差,属于特低孔特低渗储层,但石英、长石、方解石等脆性矿物含量丰富,脆性指数(Ⅰ,Ⅱ)较高,有利于页岩气储层的压裂开发;保守估算下扬子区龙潭组吸附气量为0.34~0.96 m3/t,且物性封闭和烃浓度封闭作用进一步增强了页岩气的储存能力。对比不同沉积环境下页岩气成藏条件参数,综合研究认为下扬子地区障壁-泻湖相具备更为优势的页岩气成藏环境。     

沁水盆地煤系地层页岩储层评价及其影响因素

以沁水盆地中部及南部的煤系地层的泥页岩取芯为研究对象,重点剖析了石炭系太原组及二叠系山西组两套主力产气层位,分别从烃源岩、岩石学性质、储层物性及其影响因素等方面进行分析。研究表明,沁水盆地泥页岩样品生烃潜力较好,样品总有机碳含量在厚层泥岩发育段具有较高值,有机质成熟度指标Ro在1.33%~2.17%,已达到生气窗,有机质显微组分以腐泥组为主,有机质类型均为I型干酪根;全岩分析表明,泥页岩样品脆性矿物含量较高,多数在40%以上;黏土矿物主要以伊/蒙混层矿物及高岭石为主,绿泥石及伊利石含量次之;经扫描电镜观察,泥页岩中矿物溶孔、粒间孔及微裂隙较为发育;孔隙度分布于0.7%~3.8%,略低于北美页岩,渗透率在0.002 8×10-15~0.127 3×10-15 m2,与北美页岩无太大差异;黏土矿物中高岭石及伊利石对储层物性影响较大,其中前者对孔渗发育具有建设作用,而后者含量越多对储层物性影响越不利。各项有机地球化学参数表明沁水盆地泥页岩具有较高的生烃潜力,储层孔隙度及渗透率适中,较高的脆性矿物含量有利于页岩气的后期储层压裂改造。     

恩施来凤—鹤峰地区龙马溪组与大隆组页岩孔隙特征及其控制因素

页岩孔隙结构控制着页岩气存储机制及其渗流行为。采用场发射扫描电子显微镜、低压氮气吸附技术对恩施来凤—鹤峰地区上二叠统大隆组和上奥陶统—下志留统龙马溪组富有机质页岩的孔隙结构进行研究。结果表明:研究区大隆组和龙马溪组富有机质页岩孔隙主要可以分为4个类别,即有机质中的孔隙、矿物颗粒间的孔隙、矿物颗粒和有机物之间的孔隙以及微裂隙;页岩样品比表面积均值为10.01 m~2/g,为致密砂岩气储层比表面积的5倍以上,样品孔容均值为13.69 cm~3/g;页岩孔隙类型以一端封闭盲孔为主,同时具有一定量平行板状孔和墨水瓶状孔。页岩孔隙发育特征受控于TOC含量与粘土矿物含量。     

鄂尔多斯盆地泥页岩差异性对比——以上古生界与长7段为例

通过对比鄂尔多斯盆地上古生界泥页岩与中生界长7泥页岩地层得出,上古生界主要发育深灰色以及黑色的煤系泥页岩,在盆地中广泛大量分布,成熟度高,有机质类型主要以Ⅲ型干酪根含量最为丰富,丰度高。脆性矿物以石英与长石为主,平均含量在45%~55%,粘土矿物平均含量在40%~45%,可见储层具有良好的吸附能力,但后期改造能力较长7段要差。长7储层是中生界最主要的一套泥页岩,该套烃源岩成熟度较高,主要类型为Ⅰ_1-Ⅱ_2型,镜质组反射率Ro值为1.25%~1.33%,脆性矿物含量丰富,粘土矿物含量高于古生界。综合分析认为,现阶段,上古生界泥页岩层具有最高的开采价值,中生界长7段泥页岩资源量巨大,是接下来值得重视的页岩气开发层位。     

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。     

河北省开平向斜页岩气地球化学特征及生烃潜力评价

石炭-二叠系是河北省开平向斜主要的含煤地层,煤系地层中的暗色泥页岩具备赋存页岩气的条件。通过对研究区内的样品进行岩石学分析、地球化学分析、含气性分析认为：研究区内泥页岩有机质类型以Ⅱ₂型为主,以一般烃源岩为主,有机质成熟度属于高成熟-过成熟阶段;泥岩的矿物组成以黏土矿物含量最高,其次是以脆性矿物中的石英为主;泥页岩孔隙度大部分为超低孔,渗透率类型为超低渗。     

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。     

鄂西来凤地区上奥陶统—下志留统龙马溪组富有机质页岩储层特征——以龙潭坪剖面为例

在野外观测的基础上,通过薄片鉴定、地球化学分析、X-衍射分析、物性测量、扫描电镜观察和等温吸附模拟等多种方法,对鄂西来凤地区龙潭坪剖面龙马溪组富有机质页岩储层特征进行研究。研究表明,龙潭坪龙马溪组富有机质页岩厚度较大,达51.8 m,有机碳含量高,介于0.80%~6.55%,平均值为2.70%,热演化程度高,处于高—过成熟阶段;脆性矿物含量丰富,平均值为59.0%;多种孔隙类型及裂缝发育;等温吸附实验表明吸附气量为1.83~3.54 m~3/t,平均值为2.68 m~3/t,气体吸附能力强。综合认为,鄂西来凤地区龙马溪组富有机质页岩储层条件好,具有良好的页岩气勘探前景。     

黔西海陆过渡相煤系页岩气成藏条件及储层特征研究

为深入研究黔西海陆过渡相煤系页岩气成藏条件及储层特征,针对毕节大方背斜区域的龙潭组富有机质泥页岩,采用了总有机碳质量分数(TOC)、镜质体反射率(Ro)、岩石热解、X-射线衍射、薄片鉴定、高压压汞、比表面积及联合孔径等测试分析方法,研究了海陆过渡相龙潭组富有机质泥页岩的有机质特征、矿物组成及孔隙发育特征。研究结果表明:该区龙潭组泥页岩单层厚度薄(平均1.8～2.8 m),与煤层频繁互层,累计厚度大,泥地比平均达70%;泥页岩有机碳质量分数较高(0.23%～22.10%,平均3.51%,主要分布1%～7%);有机质热演化程度高,均处于过成熟阶段(Ro为2.67%～3.06%,平均2.85%),生气充分;较高的有机质丰度、较充分的生气过程为页岩气成藏提供了有利基础;矿物组成主要由黏土构成(48.4%～81.6%,平均66.3%),次为石英(7.4%～27.2%,平均16.5%),方解石、白云石、菱铁矿、黄铁矿等矿物质量分数较少,总体为2%～7%;黏土矿物以伊/蒙混层为主(73.0%～94.0%,平均85.1%),绿泥石次之(2.0%～23.0%,平均10.5%),含少量伊利石(1.0%～7...     

中国南方海相页岩气与华北煤系页岩气储层特征差异

我国海相页岩气的勘探开发已经取得了一定的进展,相比之下,煤系页岩气研究成果较少,本文以贵州凤冈区的海相页岩和沁水盆地的煤系页岩为例,通过干酪根类型、总有机碳含量、矿物组成、孔隙等四方面进行储层特性对比,分析海相页岩气储层和煤系页岩气储层差异,查明不同沉积环境下页岩气储层特点,为煤系页岩气的进一步勘探开发奠定基础。结果表明两者既有相似又有所区别：海相页岩和煤系页岩干酪根类型存在明显差异,前者以Ⅰ型、Ⅱ型为主,后者主要为Ⅲ型干酪根;海相页岩较煤系页岩总有机碳含量和脆性矿物含量高;两者均发育有机质孔,且以中孔(2~50nm)为主,低温氮气吸附曲线都为Ⅳ型,但海相页岩孔隙比表面积较高。加之煤系页岩单层厚度薄,连续性差,因此对煤系煤岩的勘探开发不能完全照搬海相页岩的开发模式,可以考虑与煤层气致密砂岩气一起勘探开发,提高资源利用率,实现经济开采。     

赣南富有机质页岩的矿物组成及地质意义

应用XRD技术、低温液氮等测试手段,分析了赣南地区下寒武统牛角河组(∈1-2n)、中二叠统小江边组(P2x)和上二叠统乐平组(P3l3)套富有机质页岩的矿物组成特征及其对页岩气储渗性能的影响。研究表明:赣南3套富有机质页岩矿物组成以石英为主,粘土矿物次之,具有良好的可压裂性,易产生诱导裂缝,脆性指数平均值分别为77.94%、64.61%和52.24%。     

陕南镇巴地区牛蹄塘组页岩气地质条件与含气性特征:以镇地1井为例

为深入研究陕南镇巴地区下寒武统牛蹄塘组页岩气地质条件与含气性,以镇地1井钻井资料为基础,结合样品分析测试结果,对研究区页岩岩石矿物学、有机地球化学和孔隙特征等地质条件进行了系统分析。研究表明:镇地1井牛蹄塘组富有机质页岩厚90m,发育硅质页岩、黏土质硅质混合页岩和黏土质页岩等3种岩相;有机碳含量高,平均为3.37%;热演化成熟度相对适中,平均为2.66%;脆性矿物含量较高,平均为53.6%;页岩孔隙发育程度较好,孔隙类型以为矿物溶蚀孔隙为主。含气量测试结果表明镇地1井牛蹄塘组总含气量为1.84~6.04m~3/t,具有较好的含气性,与TOC含量有较好的相关性。上述诸多有利条件充分说明了该地区具有较好的页岩气勘探前景和资源潜力。     

阿尔及利亚页岩油气资源潜力分析

阿尔及利亚具有良好的页岩油气资源潜力,是值得关注的重要领域,但页岩油气相关研究较为薄弱。根据地质条件的差异性,将撒哈拉地台分为西部盆地群和东部盆地群,对比分析页岩油气分布特征,刻画主要盆地页岩气资源特征;利用页岩气有利区多因素叠加法,分析页岩油气资源分布有利区。研究认为,阿尔及利亚主要发育下志留统Tannezuft页岩和中上泥盆统Frasnian页岩两套富有机质页岩,两套富有机质页岩厚度展布呈现为“西厚东薄”的特征,与之相应有机质成熟度也表现为“西高东低”,有机质丰度则呈现“东高西低”。下志留统Tannezuft页岩与我国南方中上扬子地区志留系龙马溪组页岩类似,具有分布范围广、富有机质页岩厚度大、有机质含量高、成熟度适中的特征,页岩气分布有利区主要位于廷杜夫盆地中部、贝沙尔盆地、蒂米蒙盆地北部、韦德迈阿盆地西部、古德米斯盆地中部、伊利兹盆地中部,页岩油分布有利区主要位于蒂米蒙盆地南部、韦德迈阿盆地北部、古德米斯盆地北部;中上泥盆统Frasnian页岩具有分布局限、富有机质页岩厚度大、有机质含量高、成熟度较低的特征,页岩中上泥盆统Frasnian页岩气分布有利区主要位于廷杜夫盆地-雷甘盆地中部、贝沙尔盆地-蒂米蒙盆地-阿赫奈特盆地中部、伊利兹盆地,页岩油分布有利区主要位于韦德迈阿盆地-莫伊代尔盆地中部、古德米斯盆地。页岩气分布有利区全区分布,页岩油分布有利区则主要位于东部盆地群。     

中国南方海相页岩气与华北煤系页岩气储层特征差异分析

我国海相页岩气的勘探开发已经取得了一定的进展,相比之下,煤系页岩气研究成果较少。本文以贵州凤冈区的海相页岩和沁水盆地的煤系页岩为例,通过干酪根类型、总有机碳含量、矿物组成和孔隙结构等四方面进行储层特性对比,分析海相页岩气储层和煤系页岩气储层差异,查明不同沉积环境下页岩气储层特点,为煤系页岩气的进一步勘探开发奠定基础。研究结果表明两者既有相似又有所区别:海相页岩和煤系页岩干酪根类型存在明显差异,前者以Ⅰ型、Ⅱ型干酪根为主,后者主要为Ⅲ型干酪根;海相页岩总有机碳含量和脆性矿物含量较煤系页岩高;两者均发育有机质孔,且以中孔(2~50nm)为主,低温氮气吸附曲线都为Ⅳ型,但海相页岩孔隙比表面积较高。加之煤系页岩单层厚度薄,连续性差,对煤系页岩气的勘探开发不能完全照搬海相页岩气的开发模式,可以考虑与煤层气、致密砂岩气一起勘探开发,提高资源利用率,实现经济开采。     

下扬子地区二叠系富有机质泥页岩孔隙结构特征

应用先进技术与方法,对取自该地区的典型二叠系岩芯样品,进行了系统的地球化学、矿物组成、孔隙度及孔隙结构等方面分析。结果表明,这套二叠系烃源岩孔隙发育,平均孔隙度可达5.37%;纳米级孔隙发育,并以微孔和介孔为主;泥页岩总有机碳含量（TOC）和黏土矿物含量是控制吸附能力和孔隙大小的关键因素。二叠系富有机质泥页岩孔隙度较高,发育大量的纳米级孔隙及具有较大的比表面积,为页岩气储存提供了良好条件。