中扬子区上震旦统一志留系页岩气勘探远景

利用野外露头、有机地球化学及钻井资料,分析中扬子区寒武-志留系页岩气资源勘探远景.研究表明,中扬子区上震旦统一志留系页岩主要以上震旦统陡山沱组、下寒武统水井沱组(或牛蹄塘组)及志留系为主.上述3套泥质岩及页岩有机质含量丰富、有机质类型好、热演化程度高,多数已达到成熟一过成熟阶段,是有效页岩气气源岩.中扬子区自加里东以来经历多期构造运动,构造隆升和挤压作用改善了页岩储集性能,提高了页岩气聚集量.湘鄂西区上震旦统和下寒武统泥页岩可作为有利页岩气勘探选区,而鄂西渝东区钻井揭示志留系见工业性气流,表明该区志留系页岩气潜力较大.     

中上扬子地区下寒武统富有机质页岩吸水特征及对页岩气勘探的指示意义

以中上扬子地区下寒武统富有机质页岩为研究对象,分别选取位于寒武系页岩气勘探突破区的湖北宜昌和四川威远2个地区的3个钻井/露头剖面（宜昌WPZK001井剖面、长阳露头剖面和威远W001?4井剖面）和目前勘探失利区的2个典型剖面（贵州开阳剖面和重庆酉阳剖面）共37件样品,开展岩石小柱体的吸水实验,并与四川盆地志留系龙马溪组富有机质页岩进行对比研究。结果表明：寒武系页岩气勘探突破区的下寒武统水井沱组/筇竹寺组富有机质页岩与四川盆地志留系龙马溪组富有机质页岩相似,其饱和吸水量主要受有机碳含量和石英含量的控制,表现出较好的正相关关系,而寒武系页岩气勘探失利区的下寒武统牛蹄塘组富有机质页岩的饱和吸水量则与黏土矿物和碳酸盐矿物含量表现出弱的正相关关系,与有机碳含量和石英含量均无明显相关关系。这不仅指示了研究区下寒武统富有机质页岩发育孔隙网络特征,特别是有机质孔隙的发育,存在显著差异,同时也为从富有机质页岩矿物组成及其成因来源与孔隙发育耦合机制方面来探讨寒武系页岩含气性变化提供了新的研究思路。     

中扬子地区牛蹄塘组页岩气成藏地质条件

近年来,我国南方海相页岩气勘探开发快速推进,上扬子威远、中扬子宜昌等地先后在牛蹄塘组(水井沱组)见良好气显示,中扬子地区下寒武统该套页岩较为发育,勘探前景广阔。结合中扬子重点钻井取心资料,采用X-衍射、氩离子抛光扫描电镜和比表面积等实验测试方法进行分析,研究中扬子地区下寒武统牛蹄塘组页岩气成藏地质条件。研究认为:牛蹄塘组主要为深水陆棚-盆地相沉积环境,富有机质页岩厚度50~200m,孔隙度2.0%~3.0%。在此基础上,对牛蹄塘组页岩含气性进行了研究。     

盆缘山地高陡地层冲断带页岩气地质特征浅析

为了探讨城口区块盆缘冲断带页岩气特征,统计分析了下寒武统水井沱组页岩地球化学化验数据、钻井数据、岩心数据及解吸气数据。用各参数有利叠合分析了研究区块的页岩地质特征,并指出了有利勘探区带。研究表明,早寒武世深水陆棚相沉积环境为下寒武统水井沱组页岩发育提供了良好的条件;水井沱组页岩具有高有机碳含量、高成熟—过成熟的特征;页岩储层孔隙度和渗透率较差,但是脆性矿物含量较高,页岩中节理、裂缝及断裂发育有利于压裂改造;有机质为I型干酪根;钻井揭示页岩保存条件好;现场解吸实验初步显示,页岩整体含气效果良好,结合分析测试数据和探井数据预测了城口区页岩气勘探有利区在西南部。本研究为中国南方盆缘山地冲断带页岩气研究提供了一定的借鉴。     

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。     

中下扬子区海相中—古生界烃源岩评价与潜力分析

依据新建立的有效烃源岩评价标准,对中下扬子区中-古生界的烃源岩进行了评价,分析了烃源岩的分布层位和岩性,详细论述了各层位烃源岩的特点,提出了烃源岩分布的有利层位和有利区块.中下扬子区震旦系-三叠系可划分为上震旦统陡山沱组、下寒武统、上奥陶统顶部五峰组-下志留统底部、下二叠统、上二叠统和下三叠统共6套主力烃源岩.其中下寒武统、上奥陶统顶部五峰组-下志留统底部和下二叠统烃源岩在中、下扬子区都有分布,面积广泛,为区域性主力烃源岩;上震旦统陡山沱组烃源岩在局部发育,上二叠统和下三叠统烃源岩在下扬子区分布,这3套烃源岩属地区性主力烃源岩.中扬子区下志留统、下三叠统烃源层生烃量以石柱-万县复向斜最大,利川复向斜的生烃强度最高.上震旦统-奥陶系烃源层以宜都-鹤峰复背斜的生烃量最大,花果坪复向斜的生烃强度最高.下扬子区烃源岩的二次生烃作用明显,白垩纪-新近纪部分层系仍然是有效烃源岩.     

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。     

上扬子地区下寒武统牛蹄塘组页岩气成藏条件

基于上扬子地区下寒武统牛蹄塘组黑色页岩的野外露头、钻井、岩心等资料,通过显微薄片、扫描电镜及X-衍射、压汞分析、等温吸附等多项实验测试分析,以牛蹄塘组黑色页岩的地层、岩石学、地球化学、地球物理和页岩含气性等为重点,对上扬子地区下寒武统牛蹄塘组页岩气形成的成藏条件与特征进行了初步探索。研究表明上扬子地区下寒武统牛蹄塘组以浅水-深水陆棚沉积环境控制富有机质页岩的发育,沉积厚度一般在50~300 m;有机碳含量在1.5%以上,有机质成熟度达到高-过成熟阶段;富有机质页岩脆性矿物丰富、粘土矿物演化程度高,以伊利石稳定矿物为主,不含蒙脱石;多种孔隙类型及裂缝发育,可为页岩气的赋存提供良好储集空间;富有机质页岩含气量达到了页岩气商业开发下限2.0 m³/t。综合各种成藏条件,认为资阳-自贡一带、黔北和渝东南-湘鄂西地区为页岩气有利勘探区带。     

四川盆地及周缘下寒武统富有机质页岩孔隙发育特征

四川盆地及周缘下寒武统富有机质页岩分布范围广、厚度大,是页岩气勘探的重要接替层位。以多口重点钻井岩心资料为基础,利用扫描电镜、氮气吸附等实验分析方法,对下寒武统富有机质页岩的孔隙类型、孔隙结构等进行系统研究,并探讨了下寒武统富有机质页岩孔隙发育的主要控制因素。结果表明：不同地区的下寒武统富有机质页岩孔隙发育存在显著的差异,孔隙度与TOC含量之间关系复杂,受到有机质组成和热成熟度的影响,主要表现为有机质组成和热成熟度控制了有机孔的发育。下寒武统富有机质页岩孔隙结构多样,且不同成熟度的页岩具有不同的孔隙结构,随着热成熟度的增加,页岩微孔消失、孔容和比表面积均减小。热成熟度是四川盆地及周缘下寒武统页岩气勘探与评价的最重要参数之一。     

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。     

上扬子区下寒武统筇竹寺组页岩气成藏条件

页岩气是未来中国天然气储量增长重要的和现实的可接替新领域。利用中国上扬子地区下寒武统筇竹寺组黑色页岩的地质、钻井气显示以及有关地化分析数据,剖析了该区页岩气藏形成地质条件,认为上扬子区下寒武统筇竹寺组黑色页岩发育且区域分布稳定,并呈现出川南、黔北及湘鄂西３个与“海湾体系”密切相关的“优质源岩”分布区,是页岩气成藏最有利的地区;威远及黔西北毕节-大方一带在勘探震旦系灯影组气藏过程中,钻至下寒武统筇竹寺组页岩中普遍见气侵、井涌等不同级别的气显示,部分黑色页岩层段密闭取心测试含有低-中等商业性吸附气含量（0.4～0.83 m³/t）,尤其是威远地区九老洞组页岩中含气显示分布特点表明其不受气水边界及构造因素控制,而与有效页岩分布密切相关。综合研究后认为川南、黔北可作为中国页岩气藏近期突破的重要选区。     

浙西北页岩气勘探有利层系初探

由于浙江省常规油气地质条件不甚理想,页岩气等非常规资源勘探势在必行。在浙西北野外地质观测的基础上,对页岩样品进行了有机地化特征、岩矿特征、页岩气储集特征和含气性特征等测试,得到评价页岩气成藏的关键参数。有机地化测试表明下寒武统荷塘组（∈1h）和上二叠统龙谭组（P2l）有机碳含量高,演化成熟度均为成熟-过成熟状态,具有页岩气勘探的基础;岩石物性和岩矿组成表明荷塘组和P2l具有页岩气储集条件;页岩等温吸附实验数据则显示荷塘组和P2l具有较高的含气性。综合分析认为浙西北地区页岩气勘探的有利层系为下寒武统荷塘组和上二叠统P2l。     

利1井下古生界烃源岩研究

根据多项地球化学分析资料,建立了利1井下古生界烃源岩地球化学剖面,对有机质丰度、母质类型和成熟度进行了研究,认为本井有机质丰度较低,母质类型好,志留系一上震旦统有机质均已进入过成熟阶段,应以找干气为主。并运用有机质丰度、多参数计分方法对各层烃源岩的优劣及生烃潜力进行了评价。评价结果为下寒武统烃源岩最好,上震旦统和奥陶系烃源岩其次,志留系较差。     

中扬子宜昌地区沉积—构造演化与寒武系页岩气富集规律

鄂西宜昌斜坡是四川盆地外寒武系页岩气勘探新区,与盆内勘探不同,宜昌斜坡发育于黄陵隆起之上,页岩气富集地质条件研究薄弱。利用最新的地震、钻探和测试资料,分析认为研究区沉积、构造演化具有特殊性,先后经历了印支期隆起雏形、燕山期快速抬升剥蚀、喜马拉雅期充填改造3个关键沉积—构造阶段。宜昌地区相对稳定的构造条件,对页岩气富集成藏有4个方面的影响：①桐湾运动末期形成早寒武世隆、凹相间的古地理格局直接影响宜昌地区寒武系水井沱组富有机质页岩的展布,对页岩气的形成分布有重要的源控作用,水井沱组页岩含气量与 TOC 含量具有较好正相关性,指示有机质丰度是影响页岩气富集的关键因素。②印支期开始隆升、燕山期迅速隆升的黄陵岩体控制宜昌斜坡区构造沉降,使下古生界页岩层埋藏深度适中、抬升早、有机质热成熟度相对低,在中、下扬子区下古生界页岩过成熟演化背景下尤为特殊。适宜的热演化条件下,水井沱组页岩有机质纳米孔发育,构成页岩气重要储集空间。③受黄陵隆起的砥柱作用,宜昌斜坡在南方中、新生代多期次强烈构造活动中免遭构造破坏和强改造,表现为隆升剥蚀为主、局限断裂活动为辅、整体构造变形弱的特点,构造保存条件较临区优越,加之页岩渗透性极低,使宜昌单斜构造上水井沱组页岩气仍有效保存,是当前该区勘探的主体。④寒武系页岩裂缝发育,早期构造作用形成的高角度裂缝、晚期由于重力顺层滑脱作用形成的低角度剪切缝,共同构成页岩气运移、储集的重要空间。宜昌地区页岩气的勘探突破表明,古隆起、古斜坡等稳定古构造周缘是中下扬子区古生界页岩气勘探的潜在有利区。     

渝东北地区下古生界页岩气聚集条件及资源潜力

为了系统研究渝东北地区下寒武统水井沱组和上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气聚集条件,利用野外露头观测、实验测试分析、概率统计等多种方法,分别对2套页岩的分布、有机地球化学特征、储集条件及含气性进行了全面分析。结果表明:2套页岩均具有有机碳(TOC)含量高、成熟度高、厚度适中、有机质类型以腐泥型干酪根为主、含气量较高的特征;2套页岩均夹有薄层粉砂岩、细砂岩,富含石英、长石等碎屑组分,易于破裂形成裂缝、微裂缝,为页岩气的聚集提供了有利的物质基础及储集空间;2套页岩均对甲烷具有较强的吸附能力,现场解析平均含气质量体积分别为1.07 m~3/t和2.30 m~3/t。在此基础上,进一步确定了2套页岩有利区分布面积,采用条件概率体积法对其资源潜力分别进行了评价,得出下寒武统水井沱组和上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气资源量分别为0.42万亿m~3和0.38万亿m~3,均具有良好的页岩气勘探前景,城口地区的明中—厚坪一带和巫溪地区的咸水—文峰—大同一带均可作为渝东北地区页岩气勘探的有利区域。     

从暗色沉积型硅质岩的形成环境看有机成矿

在以扬子地台为代表的中国南方震旦纪和古生代地层中,有多层暗色沉积型硅质岩。它包括硅质层、燧石层、硅质碳质页岩,有时还伴有硅质灰岩、硅质白云岩、硅质锰质碳质页岩及灰质硅质页岩。它们在上震旦统陡山沱组(兰田组)皮园村组(灯影组);下寒武统荷圹组(幕府山组);上奥陶统五峰组;下二叠统栖霞组、孤峰组(茅口组);上二叠统大隆组等都有发育。      

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。     

渝东北地区下古生界页岩含气性主控因素分析

页岩含气性是目前页岩气勘探研究的一个关键问题.以渝东北地区3口页岩气地质参数井实钻资料为依据,对下古生界水井沱组和五峰—龙马溪组2套目的层页岩气生成、聚集及保存的影响因素进行了探讨.研究表明：有机质是影响页岩含气性的根本因素,在很大程度上控制着页岩的生烃及吸附能力;较大的页岩层厚度有利于页岩气的大量生成与充分聚集;埋深决定了页岩层的温压条件,要使页岩气得到有效聚集与保存,就需要达到一个合适的温压匹配状态;大型断裂的发育对于页岩气的保存具有破坏性,构造保存条件可能是控制该区下古生界页岩含气性的关键因素.研究区下古生界富有机质页岩（TOC大于2.00％）连续厚度达到30m以上、埋深在1 000～5 000m、断裂欠发育、保存较好的区域是页岩气的有利富集区,并圈定了下寒武统和下志留统页岩气发育的有利区.     

扬子陆块下古生界页岩气保存条件分析

早古生代扬子陆块主要发育有下寒武统牛蹄塘组与上奥陶—下志留统五峰—龙马溪组2套富有机质页岩。受多期造山与多期成盆事件影响,2套页岩在经历广西、印支、燕山与喜马拉雅4期造山事件改造后,上扬子区及中扬子西部改造相对较弱、变形叠加期次最少(2~3期),页岩气保存条件最好、页岩气含量最高、最有资源前景;中扬子东部及下扬子区西部改造强度与变形叠加期次其次(3~4期),页岩气保存条件相对较差、页岩气含量相对较高、资源前景较好;下扬子区东部及扬子陆块周缘山前改造最强、变形叠加期次最多(4期),页岩气保存条件最差、页岩气含量较低、资源前景有限;陆块内部总体以残留复向斜区页岩气保存条件最好。