中国南方下古生界页岩气远景区评价

中国南方下古生界海相页岩成熟度很高,且经历了后期强烈构造改造,成为有别于北美页岩的典型特征。在对比中国南方下古生界与美国页岩、中国南方下志留统与下寒武统页岩地质地球化学差异的基础上,通过对储集物性、保存条件、含气性等相关数据的综合研究,探讨了页岩气远景区的评价指标。提出等效镜质组反射率(EqRO)3.5%的区域为页岩气高风险区,在EqRO值为2.0%~3.5%的范围内,保存条件是页岩含气性的主控因素。在此基础上,提出了抬升/褶皱区(四川盆地)及褶皱断裂区(四川盆地以外)下志留统与下寒武统页岩气远景区评价指标体系。认为:埋藏深度1 500m的南方下古生界页岩不具备页岩气开发潜力;四川盆地下古生界页岩普遍存在流体超压,TOC1.5%的下志留统页岩与TOC2.0%的下寒武统页岩均具有页岩气潜力。在褶皱断裂区,预测深层页岩(下志留统2 000m;下寒武统2 500~3 000m)达到具经济开发价值的含气量限定值,将成为该类地区下一步重点勘探的领域。     

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。     

页岩气形成条件及成藏影响因素研究

美国5大页岩气盆地的勘探开发实践已证明,页岩气是一个很有潜力的非常规油气勘探新领域,资源丰富。页岩气与深盆气、煤层气一样属于"持续式"聚集的非常规天然气。在页岩气系统中,富含有机质的页岩既是系统的烃源层又是储层,也可能是盖层,各产层地质、地球化学条件迥异。页岩气存在形式主要以吸附气与游离气为主,形成机制可划分为生物成因、热成因及二者混合成因。页岩气的地质储量丰富,影响其成藏的因素主要有总有机碳、有机质类型和成熟度、产层孔隙度、地层压力及裂缝发育程度等,同时还要兼顾各参数之间的联系。四川盆地发育2套优质页岩(下寒武统筇竹寺组和下志留统龙马溪组),与美国5大页岩气盆地相比,具备形成裂缝性油气藏所需的优越的地质、地球化学条件,是一个天然气勘探开发值得高度重视的新领域。     

中国南方海相页岩吸附特征及其影响因素

我国南方古生界主要发育下寒武统、下志留统富含有机质的暗色海相泥页岩,是我国页岩气勘探的首要战略选区。我国南方古生界页岩成熟度高,大部分地区埋藏较深,经历了复杂的构造热演化作用,地层抬升对页岩含气性产生了直接影响,尤其对页岩吸附能力和含气饱和度有着重要的影响。为此,选取中国南方海相下志留统龙马溪组页岩样品进行了页岩吸附能力测试,利用实验结果开展了不同温度条件下页岩吸附能力的对比和构造抬升对吸附能力的影响分析。结果认为：温度、总有机碳含量是影响页岩吸附能力的关键因素;构造抬升作用强度对页岩含气性具有重要的影响,进而影响到页岩气的富集成藏。该成果可用于指导正在进行的中国页岩气地质选区工作。     

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。     

中国页岩气勘探新思路

页岩气具有自生自储、低孔低渗的特点,它的成藏机理与常规气藏相似,对产量贡献最大的是游离气。高产页岩气藏需要具备以下四个基本条件:具有持续生气能力的页岩,网状微裂缝发育,气藏发育在构造封闭的宽缓背斜中顶底板岩层致密,形成岩性圈闭。盆地内构造运动影响较小、成藏诸要素具备,是国内重点页岩气勘探区域,尤其是四川盆地下志留统龙马溪组及下寒武统牛蹄塘组黑色页岩,应作为我国页岩气勘探的重点目标。     

从优质烃源岩到储层：构造——沉积分异格局下的四川盆地中西部下寒武统页岩气勘探前景

四川盆地下寒武统麦地坪组—筇竹寺组是继上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组后的又一个页岩气重点勘探开发层系,但关于该盆地中西部地区下寒武统地层划分比对尚存在着争议,因而制约了对该区下寒武统页岩气的研究和评价。为此,在系统梳理作为常规油气烃源岩的四川盆地中西部地区下寒武统地层与时间框架、黑色泥页岩形成与分布规律的基础上,结合其深埋藏—强隆升—强改造的构造背景,研究了下寒武统页岩有机质热演化过程与页岩气富集条件,并指出了有利区。研究结果表明:(1)参照国际寒武纪地层与时间对比序列,该区下寒武统黑色岩系的时间—空间分布关系受震旦系—寒武系界面差异性控制,麦地坪组—筇竹寺组并不都是纯黑色岩系;(2)构造—沉积分异格局下的四川盆地中西部麦地坪组—筇竹寺组厚度差异大,绵阳—长宁拉张槽中北段内是富有机质黑色页岩的沉积中心,是页岩气的最佳富集区;(3)麦地坪组—筇竹寺组在四川盆地存在局部中等成熟度的分布区域。结论认为,在有效解决4 000 m深层工程压裂技术问题的基础上,除了四川盆地威远构造以东资阳—内江—大足为最有利勘探地区以外,川西坳陷北段前陆扩展变形带的矿山梁—碾子坝—河湾场地区与米仓山前缘地区也可以作为下一步页岩气勘探的有利区。     

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。     

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。     

川西须家河组泥页岩气成藏条件与勘探潜力

四川盆地川西坳陷上三叠统须家河组具备泥页岩气藏形成的地质条件,其泥页岩厚度大,分布广;有机质丰度高、母质类型好、成熟到过成熟,概略计算资源量为8.4×10¹² ~33.5×10¹²m³,为第四次全国资源评价同一地区常规天然气聚集资源量的3.8~15.3倍,川西坳陷泥页岩气具有广阔的勘探前景,有望成为该区天然气资源接替的新类型。目前在对上三叠统的钻探中,须家河组泥页岩普遍表现出超高压和活跃的气显示,在砂、泥岩频繁互层段已经获得工业气流。川西致密砂岩气藏勘探技术可直接为泥页岩气勘探服务,同时还需要发展钻探深层泥页岩气藏的水平井钻井、完井技术和泥页岩储层改造技术。     

Characterization of the microscopic pore structure of the lower paleozoic shale gas reservoir in the Southern Sichuan Basin and its influence on gas content

The results show that multiple genetic types of pores occur in the Lower Paleozoic shales, including inter-granular pores, intra-granular pores, and organic matter pores. Micropores provide the primary storage space for shale gas in the southern Sichuan basin. The characteristics of microscopic pores and pore structures directly affect the gas content of shales. Differences in the pore structure characteristics of the Lower Paleozoic shales provide a basis for understanding differences in gas content between the Longmaxi Formation and the Qiongzhusi Formation, two shale gas reservoirs in the Sichuan Basin.     

四川盆地中侏罗统下沙溪庙组致密气勘探潜力及有利方向

基于对四川盆地中侏罗统下沙溪庙组多年的勘探实践,研究了致密气成藏富集的关键条件,认为下沙溪庙组致密气藏为多层叠置、整体含气的次生构造—岩性气藏,具有明显的源控、相控、位控的“三元”控藏特点:①下侏罗统自流井组、上三叠统须家河组暗色泥岩、碳质泥岩与煤层等多套源岩提供了天然气来源;②冲积扇、三角洲相等沉积体系中的各类河道砂体和泥页岩组合形成的泥包砂结构是有利的富集组合体;③广泛分布的“叶肢介页岩”或紫红色泥页岩层可以作为区域盖层;④喜马拉雅运动之后形成的3大古隆起和3大坳陷,隆坳相间,发育了一系列下沙溪庙组顶部构造,具有全盆地分布形成有利含气圈闭的条件;⑤从须家河组断至下沙溪庙组的断层可以形成远源气藏的运移通道,近源的自流井组烃源可以通过小断层或微裂缝就近输导。据此,建立了下沙溪庙组致密气成藏模式,认为下沙溪庙组具备形成大中型气田的基础,川西地区勘探潜力最大,川北及川南地区次之,川中地区成藏条件配置较差,勘探潜力较差。      

中国天然气勘探的两个重要领域

依据成藏过程和原理，天然气藏可被划分为常规圈闭气、根缘气、煤层气、页岩气、溶解气（含水溶气）以及天然气水合物等类型。除水溶气和天然气水合物以外，上述其他四种类型气藏均已在北美实现了工业化勘探开发。为此分析了中国相关盆地的地质特点以及油气成藏条件，结果认为：①上述前四种类型气藏也是中国天然气勘探所面对的基本对象，尤其是其中的根缘气和页岩气具有重要的现实意义，是中国天然气勘探值得重视的两个基本领域；②根据储层致密、源储接触以及砂岩底部含气等特点，可对根缘气发育进行早期判识，中国的根缘气分布可划分为三区四块，以致密砂岩底部含气作为识别标志，简化了识别方法并有可能发现更多的根缘气藏；③页岩气具有典型的无或短距离运移、自生自储、隐蔽成藏以及较强的抗构造破坏能力等特点，中国南方碳酸盐岩地区、西北地区及华北地区中、古生界等均是页岩气勘探的重要领域，其中尤以南方地区，四川、鄂尔多斯、吐哈等盆地最值得关注。     

四川盆地陆相页岩气形成条件及勘探开发前景

与北美页岩气主要形成于海相富有机质泥页岩层系相比,我国主要含油气盆地页岩气具有赋存于陆相及海陆过渡相富有机质泥页岩层系的特点,是未来非常规油气资源勘探开发新的重要领域。为此,综合应用野外地质剖面勘测、岩心及其测试分析资料,对四川盆地陆相页岩气形成条件、含气特征及可采性等进行了分析。结果表明：四川盆地上三叠统须家河组和下侏罗统自流井组的河、湖相泥页岩具分布广、厚度大、有机质丰度较高、保存条件好、脆性矿物含量高的特点,有利于页岩气的成藏和压裂改造。通过老井复查和常规兼探,已在川东建南、涪陵地区和川东北元坝地区自流井组,川西新场地区须家河组泥页岩中获得良好的天然气显示和工业气流。结论认为：四川盆地陆相页岩气与北美海相页岩气形成条件相当,优于圣胡安盆地海陆过渡相Lewis页岩,具有良好的勘探开发前景。初步优选川中阆中-平昌、三台-广安,川东南涪陵-长寿为自流井组页岩气勘探的有利地区,川西孝泉-新场、川中三台-广安为须家河组（须五段）页岩气勘探的有利地区。     

合肥盆地构造演化及油气系统分析

合肥盆地位于华北板块南缘 ,面积约为 2× 1 0 4km2 ,迄今尚未发现油气藏。盆地印支面 (侏罗系底 )上、下构造层具有明显差异 ,上构造层为陆相盖层 ,主要表现为张性构造 ;下构造层为海相层系 ,主要表现为压性构造。盆地经历了前中生代基底形成期和中、新生代陆相盆地发育期 ,现今盆地总体表现为中央隆起、四周凹陷的格局。按照“主力烃源岩—主要储集层—主要成藏期”的命名原则 ,盆地可划分为 3个油气系统 :Pz J1—Pz J (K1)—T3 K、K1—K—K2 E和Pz—Pz K2 E—E。最有利勘探区为大桥凹陷 ,其次为朱巷斜坡。由于盆地内古生界缺乏钻井标定 ,烃源岩条件不清 ,侏罗系及白垩系以河湖相砂泥岩为主 ,缺少良好的膏盐岩区域盖层 ,且曾遭燕山期等多次构造运动的改造和破坏 ,不利于油气保存 ,加之中、新生界缺乏构造圈闭 ,因此 ,总体而言盆地油气勘探存在较大风险。图 3参 2 2     

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苏北盆地面积３．８×１０４ｋｍ２,天然气资源丰富,发育了海相下、中、上古生界三套巨厚烃源岩系和陆相早第三系及局部地区中、下侏罗统两套富含有机质的暗色泥岩。海相地层中由于裂隙、晶间孔、溶孔、溶缝及晶洞发育,弥补了原生孔隙储集能力的不足,使其变为有效的储集岩。陆相早第三系储层平均孔隙度大于２５％,渗透率大于１×１０－３μｍ２。盆地内纵向上发育四套区域盖层,自上而下为上第三系盐城组厚层泥岩、白垩系浦口组泥岩与膏盐层、二叠系龙潭组泥岩与煤层系、志留系高家边组泥岩,这些盖层分别封隔了新生界、中生界、上古生界及下古生界储层中的天然气,配置成四套有利的储盖组合。该盆地天然气类型主要有三种：生物气———低温热解气,如刘庄气田;油田伴生气———凝析气,如周庄、永安气田;多源混合气（含幔源气）,如黄桥气田。该盆地成藏控制因素有四：多气源、高生气强度;有利构造带;晚期断裂活动;地质背景不同,圈闭类型不同。综上所述提出苏北盆地今后天然气勘探的方向有三：小海—海安区块、淮阴区块和泰兴—如皋区块。     

PETROLEUM SYSTEMS OF THE BONGOR BASIN AND THE GREAT BAOBAB OILFIELD,SOUTHERN CHAD

The Bongor Basin in southern Chad is an inverted rift basin located on Precambrian crystalline basement which is linked regionally to the Mesozoic – Cenozoic Western and Central African Rift System. Pay zones present in nearby rift basins (e.g. Upper Cretaceous and Paleogene reservoirs overlying Lower Cretaceous source rocks) are absent from the Bongor Basin, having been removed during latest Cretaceous – Paleogene inversion-related uplift and erosion. This study characterizes the petroleum system of the Bongor Basin through systematic analyses of source rocks, reservoirs and cap rocks. Geochemical analyses of core plug samples of dark mudstones indicate that source rock intervals are present in Lower Cretaceous lacustrine shales of the Mimosa and upper Prosopis Formations. In addition, these mudstones are confirmed as a regional seal. Reservoir units include both Lower Cretaceous sandstones and Precambrian basement rocks, and mature source rocks may also act as a potential reservoir for shale oil. Dominant structural styles are large-scale inversion anticlines in the Lower Cretaceous succession whilst underlying “buried hill” -type basement plays may also be important. Accumulations of heavy to light oils and gas have been discovered in Lower Cretaceous sandstones and basement reservoirs. The Great Baobab field, the largest discovery in the Bongor Basin with about 1.5 billion barrels of oil in-place, is located in the Northern Slope, a structural unit near the northern margin of the basin. Reservoirs are Lower Cretaceous syn-rift sandstones and weathered and fractured zones in the crystalline basement. The field currently produces about 32,000 barrels of oil per day.     

塔里木盆地三叠系沉积特征及生烃潜力

塔里木盆地三叠系以河、湖相含煤碎屑岩为主,夹有海泛相碳酸盐岩及砂、泥岩,厚500～1900m,分布面积约34×104km2.烃源岩主要发育于深、浅湖亚相、三角洲相及海泛相,岩性以暗色泥、页岩、炭质泥岩为主,夹灰色碳酸盐岩、煤层及油页岩,累计厚200～800m.满加尔拗陷带及唐古孜巴斯拗陷带是盆内两大烃源岩分布区,面积约13×104km2.有机质类型以ⅡB～Ⅲ型为主,次为ⅡA～Ⅰ型.R°为0.6～1.2％.具有良好的生烃潜力.近年来塔东北地区已在三叠系连续获得重大油气突破,塔里木盆地三叠系具有广阔的油气前景.      

中国页岩气形成条件及勘探实践

中国非常规天然气已实现了致密气、煤层气资源的规模化工业生产,正在寻求实现页岩气资源的有效开发。为此,通过对中国富有机质页岩形成构造背景、地质特征、页岩气形成条件及影响因素的分析,认为中国富有机质页岩时代多、类型丰富、形成环境复杂,不同类型富有机质页岩地质特征与页岩气形成条件差异明显。中国富有机质页岩形成环境有5类：①克拉通边缘半深水-深水陆棚相（扬子地区下古生界）;②克拉通边缘沼泽相（华北地区石炭-二叠系）;③前陆盆地湖-沼相（四川盆地上三叠统、西部地区三叠-侏罗系）;④裂谷盆地断（坳）陷半深-深湖相（渤海湾盆地古近系和新近系、松辽盆地白垩系）;⑤大型陆内坳陷盆地深湖相（鄂尔多斯盆地三叠系）。中国页岩气形成条件可归纳为：①富有机质页岩发育具有广泛性;②富有机质页岩展布具有不均衡性;③不同类型页岩成气潜力具有多样性;④页岩储层具有差异性。中国页岩气区带类型可以划归4种类型：热裂解页岩含气区、热成熟页岩含气区、深埋热成熟页岩含气区和生物气-低成熟页岩含气区。中国页岩气勘探实践表明：中国拥有丰富的页岩气资源量,随着理论与技术的突破、经济条件的改善,未来中国页岩气资源有较好发展前景。