Influencing factors of gas content evaluation for shale gas： a case study of Lower Paleozoic Wuling fold belt in Upper Yangtze Basin

Factors of shale gas accumulation can be divided into the external and internal factors, according to accumulation mechanism and characteristics of shale gas. The internal factors mainly refer to parameters of organic geochemistry, mineral components and physical parameters. Six factors were presented in this study, i. e. organic matter, maturity, quartz, carbonate, clay mineral and pore. The external factors mainly refer to geologic environment of shale gas reservoir, including four factors： temperature, pressure, depth and thickness. Based on the experiment results of 26 samples of drilling cores from Wuling fold belt in Lower Paleozoic Silurian of the Upper Yangtze Basin, combined with the integrated analysis of geology, logging and test, the correlation of the gas content of shale gas to the above-mentioned ten factors was concluded. Six important evaluation indicators were preliminarily established in the gas-bearing core area of marine shale in the Upper Yangtze Basin.     

渤海湾盆地济阳拗陷沙三段页岩气地质条件分析

沙河街组三段的湖相富有机质泥页岩是济阳拗陷常规油气的主力烃源岩,也是该拗陷页岩气勘探的重点研究层系.分析沙三段暗色泥页岩的地球化学指标、页岩储层特征、含气性等,探讨济阳拗陷沙河街组湖相泥页岩形成页岩气的地质条件.结果表明:沙河街组湖相泥页岩沉积厚度大,平均大于200m;有机碳含量高,干酪根类型好,以Ⅰ型为主,Ⅱ1和Ⅱ2为辅;成熟度以成熟—高熟为主,与美国产气页岩和中国南方上扬子地区海相富有机质页岩地球化学特征具有可比性.湖相泥页岩脆性矿物质量分数高,石英与碳酸盐岩所占比例大,黏土矿物质量分数为10%～30%,页岩储层裂缝类型多样.由于砂泥岩互层频繁,粉砂或砂质夹层孔隙可以有效改善页岩储层储集性能,为页岩气提供有效的储集空间.泥页岩层段气测显示异常,指示其良好的含气性.沙三段富有机质泥页岩是济阳拗陷页岩气勘探的优选层系,具有良好的页岩气勘探潜力.     

A study on accumulation and distribution of gas in southern Songliao Basin

A number of isolated fault sags in Late Jurassic--Early Cretaceous were developed in the early stage of southern Songliao Basin,and unified to a depression basin in the late stage.Therefore,multiple isolated lower petroliferous systems were formed with fault sags as source rocks.The source rocks of fault sags in Late Jurassic--Early Cretaceous were mainly described with gas generation as favorable source rocks,leading to the southern Songliao Basin rich in natural gas resources combined with organic gas resources in Nenjiang Formation.A number of tectonic movements in southern Songliao Basin led to the formation of abundant structural traps and complex fault systems,and controlled the distribution strata and positions of sources rocks in Late Jurassic--Early Cretaceous fault sags.The oil-gas reservoirs can be divided into two types,i.e.,primary and secondary ones.The primary oil-gas reservoirs were distributed in the fault sag strata and the bottom of overlying depression strata(lower Quan-1 Member).The oil-gas reservoir accumulation depended on the trap development situation and the distance from source rocks.The preservation conditions of oil-gas reservoirs depended on the degree of reconstruction in the late tectonism.The secondary oil-gas reservoirs were distribution in the Quantou Formation of depression strata,where oil and gas reservoir accumulation depended on three conditions,i.e.,trap development situation,deep gas sources and the fault to connect the shallow traps and deep gas sources.The southern Songliao Basin is rich in lower coal type gas,upper oil-gas and biogas resources,which are important resources in the future.     

辽河盆地东部凸起太原组页岩气聚集条件及有利区预测

从辽河盆地东部凸起太原组泥页岩发育的沉积背景、地球化学条件、储集物性及含气性等方面分析页岩气聚集的基础条件,采用多信息叠合法对该区太原组页岩气富集有利区进行预测.结果表明:太原组地层发育潮坪、沼泽及泻湖相,富有机质暗色泥页岩、碳质泥页岩,单层厚度大,分布面积广,连续性好,有机碳平均质量分数为3.3%,有机质类型以Ⅲ型为主的混合型,生烃潜力较大,热演化程度高,处于大量生气的阶段;泥页岩脆性较好,孔隙和裂缝发育,含气性好,具备页岩气聚集的地质、地球化学条件及储集物性条件,有利于页岩气的生成、富集及后期储层改造.根据页岩气富集的多种因素分析结果,认为王家南部地区页岩气聚集条件和储集性能较优越,是辽河盆地东部凸起太原组页岩气勘探开发的有利区域.     

陆相沉积盆地泥页岩含气量影响因素探讨—以潍北凹陷为例

页岩气以游离态和吸附态赋存于泥页岩中,泥页岩含气量的多少是页岩气资源潜力评价的重要指标,也是勘查开发过程中最重要的制约因素。该文利用潍北凹陷大量实测数据,分别建立泥页岩含气量与有机地化参数、储集物性参数、矿物成分等相关关系图,探讨各参数与泥页岩含气量的相关性和影响因素。研究表明:含气量与有机碳含量相关性最好,相关强度达到中等正相关;孔隙度与含气量无相关关系;岩石密度与含气量、有机碳含量均具有中等程度的负相关。提出了间接获取泥页岩含气量的方法和手段,为准确地评价页岩气资源潜力提供依据。     

陆相页岩气的泥页岩评价——以延长下寺湾区上三叠统延长组长7段为例

以鄂尔多斯盆地的延长下寺湾区中生界延长组长7段陆相泥页岩为研究对象,在样品实验数据分析和单井岩心观察的基础上,根据泥页岩的发育与分布特点和有机地球化学特征对陆相页岩气的泥页岩进行评价.结果表明:延长下寺湾区延长组长7段泥页岩主要为浅湖—深湖相沉积,泥页岩累计厚度适宜,有机质类型以Ⅱ1为主,有机质丰度较高,具备页岩气生成的物质基础,有机质演化主要处于成熟阶段.分析美国海相产气页岩与中国陆相产气页岩的综合特征,长7段泥页岩脆性矿物质量分数大于25%,有利于储层的后期改造.相对美国储层物性较好的页岩,根据现场解析法测得的长7段泥页岩含气量较高(平均为4.5m3/t),埋深适中,分布稳定,具有勘探潜力和开发前景.     

中扬子地区上奥陶统-下志留统五峰组-龙马溪组页岩纵向非均质性及主控因素

中扬子地区上奥陶统-下志留统五峰组-龙马溪组页岩在纵向上具有较强的非均质性, 影响着页岩储层含气性以及后期的可压裂性。本研究综合测井曲线、钻井岩心、薄片观察、有机碳测试、X衍射矿物测试以及主微量元素测试, 在建立研究区页岩等时地层层序格架的基础上, 剖析该套页岩在有机质丰度、矿物组分、页岩岩相等方面的非均质性特征, 结合恢复的古气候和古环境信息, 揭示控制非均质性的主控因素。研究结果表明: 五峰组-龙马溪组一段页岩识别出2个三级层序, 其中五峰组划分出海侵体系域(TST1)和高位体系域(HST), 龙马溪组一段划分出海侵体系域(TST2)和早期高位体系域(EHST)。海侵期页岩硅质含量高, 黏土含量较低, 有机碳含量高, 主要发育硅质页岩相和含黏土硅质页岩相; 早期高位域期, 页岩发育粉砂质条带和透镜状层理, 黏土含量较高, 有机碳含量较低, 主要发育含硅黏土质页岩相。古气候指标(CIA、Rb/Sr)、古生产力指标(Cu/Al、P/Al)、氧化还原条件指标(Mo_EF、U_EF)以及陆源输入(Ti)指标在垂向上的变化表明研究区在海侵期具有较高古生产力, 缺氧的沉积环境、低陆源输入以及相对干燥寒冷的气候条件, 而高位体系域期, 研究区表现为古生产力较低、弱还原-氧化的沉积环境、高陆源输入以及相对温暖潮湿的气候条件。火山活动、底流作用、古气候、古生产力、氧化还原条件以及陆源输入是研究区五峰组-龙马溪一段页岩纵向非均质性的主控因素。最后通过与上扬子地区页岩层段参数对比, 发现研究区主要具有埋藏深度较深、富机质页岩层段明显偏薄、含气量偏低, 脆性矿物含量偏多等特征。      

上斜坡区筇竹寺组沉积环境及其页岩气勘探潜力:以四川盆地威远地区威207井为例

为深入分析早寒武世(541~509 Ma)海洋化学状态、有机质富集机制，积极评价四川盆地西南部下寒武统筇竹寺组页岩气资源潜力，基于四川盆地威远地区威207井筇竹寺组岩石学、地球化学、主微量元素、孔隙结构与吸附特征，对寒武纪早期上斜坡区古海洋环境、有机质富集控制因素及页岩含气潜力进行了探讨。沉积旋回显示筇竹寺组细粒沉积期发育多个海平面升降控制下深水-浅水陆棚交互转换旋回，但以浅水陆棚相为主，发育典型斜坡浊积体(扇)、重力流沉积。以威远地区为代表的上斜坡区未长期处于深水区，富有机质黑色泥页岩沉积厚度受限。有机地球化学测试结果显示，威207井筇竹寺组有机质以Ⅰ型干酪根为主，热演化程度高，残余烃较少，生烃能力偏低。氧化还原参数指示地处上斜坡的威远地区寒武纪初期海洋环境处于中等限制程度，仅存在一定程度的上升流，海水经历了“缺氧-氧化-缺氧-次氧化-氧化”的转变过程，致使上斜坡区古海洋生产力水平整体较低，由下至上呈明显下降趋势。微观孔隙结构与氮气吸附曲线指示筇竹寺组储层以复杂的、无规则狭缝型孔为主，甲烷吸附量和w(TOC)呈正相关性，但与温度呈负相关性，表明筇竹寺组现今普遍面临的高压高温条件不适于甲烷吸附。上述证据指示上斜坡区筇竹寺组页岩气地质条件较复杂，勘探风险较高，建议资源评价方向应往以深水陆棚相沉积为主的拉张槽区转变。      

页岩气资源潜力评价的几个关键问题讨论

综合国内外的页岩气研究现状,认为页岩气是未来重要的补充能源,但其发展尚需要大量的工作;中国学者对页岩气的概念和资源评价方法的认识逐渐趋向于统一,关注的泥页岩评价指标主要是总有机碳、成熟度、连续厚度和泥页岩中脆性矿物含量.在对页岩气的定义进行限定的基础上,提出了含气泥页岩层段和泥页岩含气系统的概念,应用这种概念更有利于页岩气的资源评价和开发.除了常规的泥页岩评价指标外,应对泥页岩层段和系统中顶、底板的研究给予高度重视;提出了顶、底板主要特征,特别是不渗透岩层能封堵泥页岩中形成的天然气.在页岩气资源量计算中,应考虑到烃源岩纵横向上的非均质性,应用权重系数考虑不同厚度烃源岩的有机质丰度参数;同时,提出了一种新的泥页岩含气系统纵向单元精细划分方法.由于国内对页岩气中吸附气和游离气的测试方法尚不统一,对同一样品测试结果相差较大,缺乏相应的分析测试标准,因此提出了按照泥页岩总有机碳含量及氢指数确定含气量的方法;该方法尽管结果不一定很精确,但对于目前测试数据误差较大或缺乏的情况,能提供重要参考.页岩气资源评价总体上应兼顾评价方法的科学性、合理性、可靠性和可操作性;依据勘探程度选择评价方法,分类评价与分级评价相统一.最后,建议采用镜质体反射率与总有机碳的乘积和开采系数的关系图,来预测开采系数.     

页岩气开发的水资源与绿色发展面临的机遇与挑战

水与能源是全球关注的热点问题.水平井与分段压裂技术结合等新技术的发展,为实现页岩能源生产创造了可能性,同时增加能源对水资源的依赖性.水力压裂所需水量以及页岩气开采作业产生废水的水量和水质是页岩气开发的核心之一.本文以中国页岩气井开采先驱地区的川南页岩气开采区为例,分析页岩气开发对区域水资源系统及生态系统的可能影响,提出...     

渝东南盆缘转换带五峰组-龙马溪组常压页岩气保存条件评价

四川盆地及其周缘上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组页岩广泛发育,页岩气资源丰富,盆地内五峰组-龙马溪组页岩气已获得大规模商业突破。渝东南盆缘转换带处于构造变形强烈区域,相对于盆内五峰组-龙马溪组页岩气富集过程,需要对保存条件的评价提出更高的要求。为此,针对渝东南盆缘转换带复杂的构造格局,通过对构造演化、抬升剥蚀、断裂发育、构造样式、顶底板条件、地层压力等多因素叠合分析,开展了保存条件的研究。结果表明,盆缘转换带抬升剥蚀严重,断裂发育,形成了一系列残留构造样式;距离剥蚀边界、大断层近的区域内,五峰组-龙马溪组均有天然气逸散的情况,地层压力系数普遍小于1.2;桑拓坪向斜、武隆向斜大断裂发育较少,五峰组-龙马溪组在远离剥蚀区具有良好的页岩气保存条件。因此后期抬升剥蚀和断裂发育是天然气散失后常压形成的主要原因;尽管由盆内向盆外地层压力系数由超压转变为常压,但构造形成了窄陡残留背斜、宽缓残留向斜和残留斜坡的页岩气保存形式。最后建立了渝东南盆缘转换带常压页岩气保存条件的评价标准,划分了3类有利目标区。     

赤水地区上三叠统须家河组源岩特征及天然气成因

细致观测了野外剖面,并进行了相关的室内分析化验,对比研究了赤水地区与四川盆地其他地区上三叠统须家河组烃源岩分布特征、有机质类型及丰度,结合赤水地区须家河组天然气的主要地球化学特征,揭示了赤水地区须家河组的源岩特征,初步探讨了其天然气成因。结果表明,研究区须家河组的天然气主要来源于下伏地层。     

页岩气藏压裂水平井产能模型及影响因素

由于页岩气在储层中存在解吸、扩散和渗流相互作用,使页岩气藏压裂水平井与常规气藏压裂水平井在渗流特征及产能递减规律方面有较大差异.综合考虑页岩气解吸、扩散和渗流特征,建立页岩气藏压裂水平井产能模型,应用Laplace变换和Duhamel原理,结合Stehfest数值反演求解产能模型,绘制页岩气藏压裂水平井产能递减曲线,分析解吸系数、无因次储容系数、无因次解吸时间、无因次人工裂缝间距、人工裂缝条数和裂缝表皮系数对产能递减曲线的影响.该结果对认识页岩气藏压裂水平井产能递减规律、评价预测产能及优化压裂裂缝提供参考.     

Upper Paleozoic Marine Shale Characteristics and Exploration Prospects in the Northwestern Guizhong Depression,South China

Multiple sets of organic-rich shales developed in the Upper Paleozoic of the northwestern Guizhong Depression in South China. However, the exploration of these shales is presently at a relatively immature stage. The Upper Paleozoic shales in the northwestern Guizhong Depression, including the Middle Devonian Luofu shale, the Nabiao shale, and the Lower Carboniferous Yanguan shale, were investigated in this study. Mineral composition analysis, organic matter analysis(including total organic carbon(TOC) content, maceral of kerogen and the vitrinite reflection(Ro)), pore characteristic analysis(including porosity and permeability, pore type identification by SEM, and pore size distribution by nitrogen sorption), methane isothermal sorption test were conducted, and the distribution and thickness of the shales were determined, Then the characteristics of the two target shales were illustrated and compared. The results show that the Upper Paleozoic shales have favorable organic matter conditions(mainly moderate to high TOC content, type Ⅰ and Ⅱ_1 kerogen and high to over maturity), good fracability potential(brittleness index(BI) 40%), multiple pore types, stable distribution and effective thickness, and good methane sorption capacity. Therefore, the Upper Paleozoic shales in the northern Guizhong Depression have good shale gas potential and exploration prospects. Moreover, the average TOC content, average BI, thickness of the organic-rich shale(TOC 2.0 wt%) and the shale gas resources of the Middle Devonian shales are better than those of the Lower Carboniferous shale. The Middle Devonian shales have better shale gas potential and exploration prospects than the Lower Carboniferous shales.     

层次分析法在四川盆地页岩气勘探区评价中的应用

为了对四川盆地页岩气勘探区进行优选分析,研究了影响页岩气有利区带勘探开发的关键因素,采用层次分析法的原理,通过建立层次结构模型、构造判断矩阵、层次单排序及一致性检验、层次总排序及一致性检验4个基本步骤,建立了页岩气勘探区评价优选层次结构模型:目标层,准则层,子准则层和方案层,并且计算了各个评价指标的权重大小。研究结果表明,影响页岩气勘探区勘探开发的因素主要分为地质条件、开发条件和支持条件三大类(准则层),其中地质条件是页岩气有利区带优选的首要因素,权重高达0.637 0。子准则层主要由富有机质页岩厚度、w(TOC)、R_o、有利面积、埋深、天然裂缝发育程度、市场需求等12个评价指标组成,其中含气量、天然裂缝发育程度、压力系数以及市场需求是页岩气有利区带优选的关键指标。通过评价指标赋值和加权求和法计算了四川盆地页岩气勘探区的综合得分,其中焦石坝和长宁页岩气区块得分最高,是页岩气最有利地区。最后建议在页岩气勘探区运用“分层次,分重点,分先后”的评价方法来优选“甜点”区,以规避不必要的损失。      

莱阳凹陷页岩气资源潜力前景分析

山东省白垩世地层以胶莱坳陷最具代表性,白垩系中页岩气赋存地层为莱阳群。一直认为莱阳凹陷是胶莱坳陷寻找石油和页岩气的有利区域,胜利油田从20世纪五六十年代开始做了大量工作,均未取得突破性成果。莱阳凹陷内较好的暗色泥页岩(烃源岩),大部出露或被剥蚀,通过近几年的调查研究认为莱阳凹陷具有页岩气形成的条件,在研究莱阳凹陷的地质特征、有机地化特征、恢复原型盆地等基础上,圈定了页岩气成藏远景区。     

松辽盆地南部白垩系青山口组页岩气储层评价及生储有利区预测

以松辽盆地南部为研究区,以白垩系青山口组为研究目的层,采用烃源岩质量、储层特征和资源潜力分析的/三位一体0页岩气储层综合评价方法,分析青山口组页岩气形成条件,评价青山口组的有机质丰度、储层特征和产能,得出白垩系青山口组烃源岩质量好,储层优良,生气条件良好,具页岩气生储潜能.根据青山口组页岩气生储条件评价,预测松辽盆地南部青山口组页岩气生储有利区,认为青山口组一段页岩气生储最有利区位于长岭凹陷中偏南部,位于长岭凹陷中部、长岭凹陷中部以北部分地区和德惠凹陷中部的青山口组二+三段为页岩气成藏发育最有利区带.     

潍北凹陷页岩气资源潜力分析

页岩气作为一种非常规能源,在北美已经取得了相对较成熟的勘探开发经验,潍北凹陷沉积了较厚的暗色泥页岩,为摸清页岩气"家底",笔者通过分析潍北凹陷央5井、昌64井等一系列钻井取芯测试结果,对潍北凹陷孔店组二段地层暗色泥页岩厚度、有机质类型、丰度、成熟度等页岩气形成条件进行了系统研究,结果表明,潍北凹陷孔二段泥页岩形成于浅湖相-深湖相环境,暗色泥页岩厚度较大,有机质含量、成熟度均较高,且埋藏较浅,具备页岩气形成条件,是省内页岩气勘探的有利目标层位。     

湘中涟源凹陷下石炭统天鹅坪组页岩气成藏条件及主控因素

下石炭统天鹅坪组页岩是湘中地区页岩气勘探的新层系。基于野外地质调查、页岩气钻井的样品采集和分析测试等对湘中涟源凹陷石炭系天鹅坪组泥页岩的发育特征、有机地球化学特征、储层特征和含气性等页岩气成藏地质条件进行了分析。结果表明:涟源凹陷石炭系天鹅坪组有机质丰度较高,w（TOC）分布在0.78%~2.84%之间,有机质类型以Ⅱ₁型为主,有机质成熟度R_o分布在1.48%~2.09%之间,处于高成熟演化阶段;泥页岩矿物成分以石英和黏土矿物为主,黏土矿物主要由伊蒙混层、伊利石和绿泥石组成;泥页岩有机质孔较发育,孔隙度平均为1.97%,渗透率平均为0.847×10-3 μm2,但大多小于0.1×10-3 μm2;湘新地4井天鹅坪组泥页岩含气量分布在1.64~4.29 m3/t,平均2.69 m3/t（不含残余气）。结合区域构造-沉积演化背景的分析表明,涟源凹陷下石炭统天鹅坪组页岩气成藏条件的主控因素为沉积环境、构造保存条件,其中深水陆棚相是页岩气有利相带,复杂构造背景下由对冲式构造样式形成的向斜对页岩气保存条件最为有利,是研究区页岩气勘探的"甜点区"。研究成果可以为该区后续油气勘探提供参考。      

我国页岩气资源及影响因素

在世界面临能源短缺的背景下,页岩气作为油气勘探的一个新领域,越来越得到世界各国的重视。我国页岩气资源丰富,许多盆地或地区具有页岩气大规模成藏的地质条件,对页岩气的研究显得尤为重要。该文介绍了我国页岩气资源储量、分布及开采面临的问题,概述了页岩气地质特征。在此基础上探讨了我国页岩气的影响因素,认为我国页岩气主要受有机碳含量、成熟度、裂缝的发育程度、地层压力的控制;页岩气与煤层气同属于非常规天然气,其赋存形态、成因类型、富集规律具有很多相似之处,因此可将页岩气与煤层气进行对比研究。