川东盆缘带龙马溪组关键保存要素对页岩气富集的控制作用

川东盆缘带是南方地区龙马溪组页岩气勘探的重点地区,已经在涪陵地区建成我国第一个页岩气大气田。研究区页岩气原始地质条件优越,但由于后期构造改造强烈,保存条件十分复杂,直接影响到页岩气的富集程度,除涪陵地区外的其他地区尚未取得产能建设的重大突破。笔者等利用钻井、野外、测井、地震及分析测试资料分析了研究区构造及演化特征、抬升剥蚀、构造样式、断裂、裂缝等对页岩气富集的影响,结合区域间接盖层、直接盖层及底板条件、地层压力、含气量、测试产量等对研究区的保存条件及判别指标进行了分析,研究认为具有正向构造背景、地层宽缓t、埋深适中及抬升剥蚀时间较晚的地区有利于页岩气的富集;断层不发育或断层封堵性好、距剥蚀区或控盆断裂越远越有利于页岩气的保存;区域性间接盖层特别是膏盐岩盖层的发育、良好的直接盖层和底板条件是页岩气能够保存的重要因素;盆内地层压力系数高,平均在1.5以上,保存条件好,页岩气富集程度高,向盆缘、盆外地区地层压力系数变低,保存条件变差,不利于页岩气的富集。综合评价川东盆缘带靠近盆内一侧为Ⅰ类保存有利区,盆内高陡背斜、盆缘斜坡及盆外残留向斜区为Ⅱ类保存有利区,盆外向斜与背斜间的区域为Ⅲ类保存有利区。     

中国南方海相页岩气保存机理及模式

保存条件是控制页岩气富集和高产的关键因素,我国四川盆地五峰组—龙马溪组页岩气已实现了商业化开发,但受到保存条件的影响,页岩气富集差异性明显,对勘探开发目标优选提出了挑战。因此,深化中国南方海相页岩气保存机理及模式研究对扩大页岩气勘探开发成效、提高页岩气产量具有重要意义。本文以四川盆地及周缘地区五峰组—龙马溪组页岩为研究对象,应用盆地模拟、流体包裹体分析、覆压孔隙度和渗透率实验、页岩三轴岩石力学测试等技术方法,取得了3方面认识：(1)揭示了页岩气构造保存机理,构造演化控制了页岩微裂缝开启、游离气富集和地层超压发育,差异构造演化过程及强度控制了页岩气赋存状态及含气量,构造抬升开始晚、强度小对页岩气保存有利;(2)阐明了页岩气顶底板封闭机理为岩性和物性封闭,岩性致密、页岩厚度、微观孔隙结构是顶底板封闭的关键控制因素,页岩气自封闭机理为毛管力和分子间作用力封闭,受控于孔隙连通性和甲烷吸附作用;(3)基于埋深和构造变形强度,建立了海相页岩气正向构造高部位和负向构造低部位保存模式。正向构造页岩气保存受控于裂缝发育程度,埋深大于页岩破裂深度、背斜两翼夹角大于120°有利于页岩气保存,负向构造页岩气保...     

宜城市-京山县页岩气资源调查区五峰组-龙马溪组页岩气保存条件分析

宜城市-京山县调查区古生界五峰组-龙马溪组页岩发育范围广,烃源岩品质较好。通过收集近年来调查区页岩气评价项目相关资料和数据,分析了五峰组-龙马溪组页岩保存条件。结果表明:该区页岩厚度大,有机质丰度较高,生气条件较好,有机质微孔隙较多,顶底板盖层封堵性较好,具备生气、储气条件;但是由于本区岩石的裂缝发育,构造变形强烈,构造复杂,不利于页岩气的保存,这也是本区未见良好气显示的一个重要原因。     

西昌盆地五峰组—龙马溪组页岩气保存条件研究

保存条件是影响页岩气富集高产的关键因素。本文综合利用地质、钻井等资料,分析了西昌盆地五峰组-龙马溪组的顶底板条件、构造特征、地层压力特征和气体组分,从宏观和微观两个方面对影响页岩气保存的主要指标进行了研究,在此基础上开展了西昌盆地保存条件综合评价。结果表明：盆地各凹陷主要由走滑-冲断带相隔,凹陷内地层缓倾,构造样式表现为宽缓-开阔褶皱,由于受到盆缘断裂冲断作用的影响,盆缘褶皱常表现为紧闭-闭合褶皱,地层近于直立,局部发生倒转;西昌盆地内部构造缩短量较少,缩短率均<20%,指示整个盆地内部构造变形强度较弱;盆地南部布拖区域,龙马溪组页岩可形成典型压力封存箱式地质结构,箱内与箱外存在一定压力系数差,箱内地层压力稳定,保存条件好;综合多期构造作用下的断裂和裂缝发育状况、隆升剥蚀、构造变形条件等因素,在西昌盆地东缘优选出昭觉和布拖两个页岩气有利区。     

湘中涟源凹陷石炭系测水组页岩气保存条件

湘中涟源凹陷地区经历了多期构造运动,构造样式复杂,以往的勘探实践发现凹陷内不同地区泥页岩含气性差异较大,因此保存条件成为制约该区页岩气富集高产与有利区优选的重要因素。以该区石炭系测水组泥页岩层系为研究对象,从埋藏深度、构造作用、盖层条件、地层流体特征及气体组分等方面对页岩气的保存条件进行了分析。结果表明,凹陷中部褶皱带的向斜区泥页岩埋藏深、构造环境相对稳定、断层发育程度低、盖层封闭性强、受地表水改造程度低,是页岩气聚集、保存的有利区;而背斜构造区与东、西部构造带泥页岩埋深不稳定,抬升剥蚀严重,断层发育,盖层封闭性差甚至缺失,与地表水交替程度高,已形成的气藏多被破坏。综合研究认为,中部构造带内车田江向斜中心、南翼地区和桥头河向斜中心地区页岩气保存条件最好,具有形成优质页岩气藏的潜力,为涟源凹陷页岩气勘探的重要区域,且测水组纵向上以第3套煤层之下的泥页岩段含气性较好,为重要勘探层段。     

鄂尔多斯西缘羊虎沟组页岩气聚集地质条件分析

为了研究鄂尔多斯盆地西缘羊虎沟组页岩气成藏潜力,根据泥页岩厚度、有机质类型、有机质丰度与成熟度等因素,从暗色泥页岩地层空间展布特征、构造特征与热事件、生烃能力等方面分析页岩气聚集的地质条件。研究表明,羊虎沟组暗色泥页岩单层最大厚度约30m,区内发育的逆冲推覆构造使地层叠置形成厚的泥页岩层段,泥页岩干酪根以III型为主,II—I型也有发育,TOC平均值为3.25%,R0为1%~4%,这些条件均有利于页岩气聚集成藏。综合分析认为呼鲁斯太南部、乌达及石炭井地区为页岩气聚集最有利的区域。     

河南中牟区块太原组-山西组页岩气富集控制因素

河南中牟区块牟页1井是南华北地区第一口海陆过渡相页岩气探井,对太原组、山西组压裂试气,取得了日产1256m³天然气的重大发现.基于对牟页1井及地震等资料综合研究,认为太原组和山西组页岩气富集与产能控制因素取决于原始沉积条件和后期保存条件;泥炭沼泽亚相和潟湖亚相为页岩气发育最有利相带,页岩厚度大、有机质含量高是页岩气勘探选区的重要评价指标;区块内通天断层较多,盖层为泥岩而非封闭更好的膏盐岩,显示总体保存条件一般;在页岩气层系地化指标、厚度、埋深、沉积相及盖层条件相似的情况下,寻找构造相对稳定的区域是下一步勘探选区的关键.     

鄂西地区下寒武统牛蹄塘组页岩气保存条件研究

下寒武统牛蹄塘组是鄂西地区重要的页岩气勘探目的层系。利用鄂西地区调查井及野外露头资料,对牛蹄塘组岩石地层及沉积相特征、含气性特征及页岩气保存条件等进行了分析,并对页岩气成藏有利区进行了综合评价。研究表明:鄂西地区牛蹄塘组纵向上可以分为2段,其中下部的牛蹄塘组一段发育深水泥质陆棚相黑色碳质页岩,是主要的页岩气含气层段。纵向上,牛蹄塘组一段现场解吸气含量从顶到底逐渐增加,往下至岩家河组又急剧变小。平面上,含气性较好的地区主要位于黄陵背斜东南缘深水陆棚相区。指出页岩气富集成藏必须满足以下条件:深水陆棚相区,褶皱宽缓;距离区域性正断层超过5km;岩心裂隙密度小且高角度裂隙不发育;顶底板封闭性良好,地层连续无沉积缺失;R_o小于3.0%;埋深大于500m。评价预测的有利区块主要分布在黄陵背斜东南缘,仙女山断裂以东、雾渡河断裂西南、通城河断裂以西的区域。     

鄂西地区陡山沱组页岩气成藏地质条件研究

在野外地质露头观察的基础上,通过地球化学分析测试、扫描电镜、X-衍射、低温氮气吸附、等温吸附等分析测试,对鄂西地区陡山沱组暗色泥页岩的发育分布、有机地球化学特征、储层特征及吸附性能等页岩气成藏地质条件进行了研究。结果表明,研究区陡山沱组发育厚层暗色泥页岩,且区域分布稳定,具有有机质丰度较高,有机质类型好,热演化程度高,脆性矿物丰富,物性良好,储层孔隙空间发育,吸附性能好等特点,且具有较好的保存条件,具备页岩气聚集成藏的有利地质条件。通过综合信息叠合法,认为鄂西地区黄陵背斜南翼及长阳背斜地区为页岩气勘探有利区带,陡山沱组陡二段中下段为页岩气勘探有利目的层段。     

湖北寒武系牛蹄塘组页岩气成藏条件与综合评价

牛蹄塘组是湖北省重要的海相页岩气层系之一,对其深入研究有助于预测资源潜力并指明勘探方向.利用露头及探井资料对区内牛蹄塘组的储层特征、资源潜力等进行了研究.结果表明,牛蹄塘组依据岩性组合可以分为一段和二段,鄂西宜昌?恩施、神农架西侧深水陆棚相以及鄂东南盆地边缘相富有机质页岩厚度大,TOC含量高,以硅质类页岩为主,页岩气成藏物质基础良好.气显较好的地区集中分布在鄂西黄陵背斜东南缘,分析认为较弱的变形、有效的顶底板和适中的热演化是牛蹄塘组页岩气富集成藏的关键.除宜昌局部地区具有勘探开发前景外,秭归、鹤峰等地区仍值得探索,鄂东南及鄂西北地区由于构造变形和岩浆活动强烈,保存条件极差,基本无页岩气勘探前景.      

黔西南地区龙潭组页岩气储层特征

随着南方海相页岩气开发的突破,黔西南地区煤系泥页岩研究工作迫在眉睫。通过系统实验测试分析,以黔西南地区二叠系龙潭组页岩为主要研究目标,对该区页岩气成藏条件进行分析研究。结果表明,黔西南地区龙潭组含煤地层自北西向南东逐渐由陆相、海陆交互相演变为海相沉积,其内发育多段富含有机质泥页岩。有机质丰度相对较高,为0.60%～22.30%,平均4.37%;储层矿物成分以黏土矿物为主,为9.83%～95.23%,平均48.56%;等温吸附测试结果显示,龙潭组泥页岩最大吸附量为6.13m~3/t,含气潜力好。综上所示,基于黔西南地区泥页岩储层特征并结合构造保存条件分析,认为关岭岗乌—花江、普安地瓜—青山、兴仁巴铃—安龙龙山为页岩气成藏的有利区。本研究成果同时也可为中国南方地区龙潭组页岩气勘探提供借鉴。     

湖北当阳复向斜北部页岩气地质评价与有利区优选

以露头、钻井、地震等资料为基础,对湖北当阳复向斜北部上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气成藏条件和勘探潜力展开评价。研究表明,当阳复向斜五峰组—龙马溪组具备良好的页岩气成藏地质条件:五峰组—龙马溪组沉积期以深水陆棚沉积环境为主,页岩广泛发育,优质页岩层厚度约50 m;有机质类型为Ⅱ_2型,有机碳含量一般大于2%,有机质成熟度R_o在3.0%左右,已进入过成熟阶段;页岩中的矿物以石英和黏土为主,有利于后期压裂改造和吸附气的大量富集;储层具有低孔特低渗特征;当阳复向斜构造简单,区域上盖层连续分布,保存条件较好。通过地质评价和资源量计算,当阳复向斜页岩气资源量较为丰富,优选巡检—溪前向斜带和龙坪—肖堰—栗溪背斜带为页岩气勘探有利区。     

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Ⅱ_1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)μm~2,但大多小于0.1×10~(-3)μm~2;湘新地4井天鹅坪组泥页岩含气量分布在1.64～4.29 m~3/t,平均2.69 m~3/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。     

川滇黔邻区龙马溪组页岩气富集主控因素与勘探方向

中国的页岩气资源评价必须立足于中国主要陆块的地质条件与构造演化特点之上,对于不同层系、不同地区的页岩气选区评价,也必须抓住关键因素。川滇黔邻区的五峰组-龙马溪组富有机质页岩发育,但保存条件较渝东南地区更为复杂。印支期以来,该区经历了多期次构造应力场转换,断裂、褶皱发育,因此,建立针对性的页岩气选区评价参数体系是该区页岩气勘探走出困局的当务之急。本文在分析该区已有页岩气钻井成效的基础上,立足于扬子海相层系页岩气勘探应是基于保存条件的"连续型甜点区"的选区评价基本思路,结合前人研究成果,系统梳理出一套评价指标体系。该体系涵盖5大因素(区域盖层、直接盖层、底板条件、页岩层自身条件、构造改造强度)、4个等级、17个选区评价参数。另外,根据已有相关钻井数据,总结提出了5个页岩气层评价表征参数(含气量、孔隙度、电阻率、氮气组分含量和压力系数)。根据该指标体系,对川滇黔邻区的主要构造单元进行了梳理分析,优选出5个有利区,提出了各有利区的首选可能突破点。本研究对复杂构造区页岩气有利区带优选具有一定的指导意义。     

宜昌天阳坪断裂两侧页岩气保存条件对比研究

中扬子宜昌地区在天阳坪断裂两侧实施了数口页岩气调查井和参数井,总体上,断裂两侧页岩的含气性差别较大。从页岩构造变形、裂缝发育特征、古流体活动等方面研究了保存条件差异的原因。结果表明:①因黄陵隆起的砥柱作用,天阳坪断裂以北的宜昌斜坡带为一简单的单斜构造,产状平缓,天阳坪断裂以南属于宜都-鹤峰复背斜的北端,断裂、褶皱构造发育,地层产状变化大;②典型井揭示天阳坪断裂以北地区页岩构造裂缝不发育,天阳坪断裂以南页岩构造裂缝非常发育并见多个破碎带,是页岩气逸散的主要通道;③古流体分析揭示天阳坪断裂以北页岩早期封闭体系的裂缝较发育,晚期裂缝不发育,天阳坪断裂以南地区晚期裂缝发育,古大气水下渗深度超过3 500～4 000 m,页岩的封闭性破坏严重;④综合研究表明,宜昌周边的页岩气勘探应围绕宜昌斜坡带向东西两侧巴东-大冶对冲干涉带拓展,天阳坪断裂以南的宜都-鹤峰复背斜北端构造变形最强、保存条件差,勘探风险较大。     

湖北省咸丰县活龙坪桑柘坪向斜五峰-龙马溪组页岩气保存条件分析

通过收集研究区页岩气调查评价项目相关资料和数据,对五峰组-龙马溪组页岩有机质丰度、矿物成分、孔隙-裂隙特征、埋藏深度、顶底板封堵条件、构造稳定特征等页岩气保存条件进行分析,研究结果表明:古生界五峰组-龙马溪组富有机质页岩出露范围广,烃源岩品质较好,封堵性较好,埋藏条件适宜、构造稳定,具备生气、储气条件,这些对页岩气保存有利,也是本区有良好页岩气气显的一个重要原因。     

川东南构造变形特征及其对页岩气保存的影响

川东南地区构造变形复杂,二叠系和志留系含有丰富的页岩气资源。依据岩性和地震资料的解释,寒武系膏盐层与中-下三叠统膏盐层对构造变形有重要控制作用,多数断层沿膏盐层滑脱。研究区包括盆内和盆缘两部分,盆内发育形态对称的盖层滑脱式褶皱;盆缘发育基底卷入式褶皱冲断构造,分为山前推覆带和山前转换带,前者发育高陡的三角楔构造,后者由冲断带、褶皱带和斜坡带组成。构造演化分析表明:晚侏罗世齐岳山断层开始发育,盆内地层发生挠曲变形;白垩纪盆缘形成三角楔构造,盆内主要构造和断裂已经发育;新生代齐岳山褶皱隆升,盆内寒武系之上沉积盖层褶皱形成多个背斜和向斜。山前推覆带构造高陡、变形强烈,页岩气保存条件差;山前转换带构造变形程度适中,其褶皱带背斜完整,页岩气保存条件好;盆内中-下三叠统膏盐层封盖性好,埋深适中的背斜为页岩气有利勘探目标区。      

黔北绥页1井牛蹄塘组页岩气地质特征及资源潜力分析

黔北地区位于上扬子地台区,断裂构造发育。该地区下寒武统牛蹄塘组海相沉积发育,以陆棚沉积为主,尤以深水陆棚沉积对页岩气形成有利。目标层位牛蹄塘组绥页1井资料分析的结果表明: 牛蹄塘组有利潜质页岩主要位于该组下部,有机质丰度高、成熟度高、微裂隙发育、含气性好,页岩气的保存条件好,牛蹄塘组上段成为保存页岩气的良好盖层。牛蹄塘组页岩气地质特征分析表明,牛蹄塘组页岩气资源潜力较大。     

川西南地区下寒武统筇竹寺组页岩气纵向差异富集主控因素

川西南地区筇竹寺组发育多套富有机质页岩,但上部优质页岩的含气性明显好于下部优质页岩.应用热解实验、物性测试、全岩矿物X衍射、低温氮气吸附、氩离子抛光-扫描电镜等方法对筇竹寺组页岩地化、储层、封盖条件等开展分析,揭示筇竹寺组页岩气纵向差异富集的主控因素.研究表明,页岩气差异富集的主要控制因素为:（1）页岩有机质富集程度:筇竹寺组上部页岩段TOC含量相对较高、分布集中,下部优质页岩段TOC含量较低且分布不均、分散,从而导致页岩纵向生烃物质条件、有机质孔隙发育及微孔（比表面）的差异.（2）页岩岩矿组成及储层特征:上部优质页岩段粘土含量高且以伊蒙混层为主,有利于吸附气富集,该页岩段以有机质孔隙为主,微孔相对比较发育但孔隙度较高,下部优质页岩以粘土矿物孔、脆性矿物粒间孔及微裂缝为主,介孔相对比较发育但孔隙度较低.（3）保存条件:上页岩段顶底板发育完整且岩性致密,对页岩气层具有较好的保护作用;下页优质岩段底部存在碳酸盐岩古风化壳,底板对页岩气的保存能力薄弱.因此,TOC含量高、粘土矿物含量高、有机质孔隙发育、顶底板条件好是决定上部优质页岩段含气性优于下部页岩段的主要因素.      

四川盆地及周缘下古生界海相页岩气富集高产主控因素——以焦石坝地区五峰组—龙马溪组为例

利用钻井、地震及样品实验数据资料,首先对焦石坝地区五峰组—龙马溪组页岩气的形成条件进行了评价,然后探讨了四川盆地及周缘下古生界海相页岩气富集高产主控因素。研究认为:焦石坝地区五峰组—龙马溪组泥页岩具有厚度大、有机质丰度高、类型好、热演化程度较高、储集物性以及含气性好、以及良好保存条件和可压性等特点;四川盆地及周缘下古生界海相页岩气富集高产主控因素是富有机质泥页岩的发育程度、保存条件、天然裂缝的发育和泥页岩的可压裂性等,因为富有机质泥页岩的发育为页岩气的生成和储集提供了丰富的物质基础,良好的保存条件是页岩气富集的关键,天然裂缝和可压裂性是高产的重要保证。