湘中地区石炭系测水组页岩气生气物质基础研究

为客观评价湘中地区石炭系测水组含煤岩系的页岩气勘探开发潜力,从黑色泥页岩厚度、有机碳含量、有机质类型及其热演化程度等方面系统研究了页岩气的生气物质基础.研究结果表明:湘中石炭系测水组黑色泥页岩厚度较大,平均在40m以上,明显受构造和沉积环境控制;泥页岩有机碳含量相对较低,基本上在1％左右,涟源凹陷相对最高,其次是邵阳凹陷,最低的是零陵凹陷,主要受沉积环境、水体深度等因素控制;黑色泥页岩干酪根类型属Ⅱ型,镜质组反射率为1.33％～2.55％,平均2.18％,有机质热演化程度适中,均有利于页岩气的生成.     

湘中涟源凹陷石炭系测水组页岩气成藏特征及勘探潜力

目前对海陆过渡相页岩的储层及其成藏特征研究较少.湘中地区涟源凹陷下石炭统测水组海陆过渡相页岩是重要的页岩气勘探层位,基于二维地震资料、钻井岩心资料和测录井资料,选取2015H-D6井进行了井区构造与测水组岩性描述,页岩储层地化、物性及含气量等测试分析,以及单井埋藏史和热史模拟.研究表明:涟源凹陷海陆过渡相测水组泥页岩沉积于滨岸泻湖或沼泽环境,有效厚度为71.8 m,埋深大于2 500 m;泥页岩有机碳含量平均为1.68%,干酪根类型以Ⅱ型为主,具备良好的生气基础和吸附载体;成熟度分布在2.30%~3.32%,平均为2.96%,处于过成熟阶段;储层脆性矿物含量超过60%,粘土矿物含量小于30%,储层整体表现为低孔低渗特性,孔隙以微孔隙为主,具较好的页岩气储层条件.利用测井解释、等温吸附以及现场解析等方法,揭示出测水组泥页岩具有较好的含气量,结合模拟结果提出了构造保存并持续沉降是涟源凹陷海陆过渡相测水组页岩气藏形成的关键因素.      

湘中坳陷下石炭统孟公坳段页岩气成藏条件及勘探前景

通过野外地质调查,结合实验测试数据和地震资料,对湘中坳陷下石炭统岩关阶孟公坳段页岩气勘探前景进行了探索。由烃源条件、保存条件、页岩气赋存条件及页岩可压裂性等方面的研究表明,该套泥页岩沉积厚度较大,富含有机质,有机质类型以Ⅱ型为主,TOC在1.32%~3.10%,镜质组反射率普遍大于2.0%,且处于过成熟演化阶段,具备页岩气成藏的烃源条件。从岩石结构、矿物成分、吸附性能等方面揭示出该套页岩发育良好的天然气赋存空间,且具有良好的吸附性能。黏土矿物含量及较好的顶底板条件决定了该套页岩具有良好的可压裂性。湘中坳陷的构造活动相对较弱,盖层封盖性能良好,有利于页岩气藏的形成和保存。     

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。     

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。     

柴达木盆地德令哈坳陷石炭系页岩气系统评价

石炭系是柴达木盆地油气勘探的新层系,油气勘探程度低,但发育厚度大的高有机质丰度泥页岩,具有很好的页岩气资源潜力。通过对德令哈坳陷石炭系露头剖面进行实测和钻井岩心分析,明确石炭系泥页岩空间展布特征。测定样品有机地球化学参数、孔渗特征,并且进行等温吸附和渗流实验,分析其储集特征。结合德参1井盆地模拟分析,研究石炭系页岩气成藏事件,划分德令哈坳陷石炭系页岩气系统。研究表明：石炭系泥页岩广泛发育,埋深较大但未发生变质;泥页岩有机质丰度较高,有机质类型主要为Ⅱ2型和Ⅲ型,处于成熟-高成熟演化阶段;上石炭统泥页岩发育优于下石炭统;泥页岩表现为低孔低渗特征,孔隙度在1.89%~5.48%,渗透率为(0.115~2.7)×10-7 μm2;上覆地层发育厚层泥页岩可以提供良好的盖层条件;古近纪末-现今为页岩气系统形成的关键时期;上石炭统克鲁克组钻遇天然气显示,证实了德令哈坳陷石炭系页岩气系统的存在。在泥页岩厚度、埋深、TOC含量、成熟度等条件综合评价基础上,将德令哈坳陷划分为德令哈页岩气系统与埃北页岩气系统。     

武威盆地上石炭统羊虎沟组页岩气成藏条件

武威盆地上石炭统羊虎沟组是中小盆地海陆过渡相泥页岩层系的典型代表,分析其页岩气成藏条件对揭示该区页岩气潜力和勘探方向具有重要意义。对野外露头和钻井样品进行了采集,并分析了泥页岩的发育特征、有机地球化学、储层物性和含气性。结果表明,羊虎沟组泥页岩单层厚度薄、累计厚度大、连续性差;有机质丰度高、热成熟度适中、类型以Ⅱ_1～Ⅱ_2型为主。Pr/nC_(17)和Ph/nC_(18)相关性揭示羊虎沟组泥页岩形成于还原性较强的沉积环境。矿物组成以黏土矿物为主,质量分数为28.5%～73.4%,平均为53.07%,其次是石英和少量的菱铁矿。孔隙类型主要为有机质孔和微裂缝,钻井样品的平均孔隙度为4.89%,渗透率主要分布在0.001×10~(-3)～0.1×10~(-3)μm~2,比表面积介于4.74～22.29 m~2/g。2个钻井样品的解析气含量分别为2.19 cm~3/g和2.39 cm~3/g,气体组成以CH_4为主;泥页岩甲烷等温吸附量为0.68～8.57 cm~3/g。TOC和R_o是武威地区海陆过渡相泥页岩物性和含气能力的主控因素,伊蒙混层含量的增加也可使泥页岩孔隙度和含气能力轻微增加。     

海陆过渡相页岩气成藏特征初探:以湘中坳陷二叠系为例

通过对湘中坳陷邵阳市泉塘村、隆回县北山和邵阳市黄亭等地露头观察及涟源县龙场建新村和涟源县七星街龙潭组、大隆组页岩露头剖面实测、取样和测试分析,重点研究了二叠系页岩龙潭组和大隆组页岩的地化特征、储层特征、含气特征,建立了页岩岩性-岩矿-地化-物性-含气性综合剖面。研究区龙潭组和大隆组页岩干酪根显微组分以壳质组为主,镜质组和惰质组含量较少,有机碳含量大于2%的占样品总数的40%以上,纵向上主要分布在龙潭组上部和大隆组下部,成熟度分布在1.10%~2.22%,平均为1.42%,处在成熟-高成熟阶段。储层微观类型主要有矿物质孔和微裂缝,次要类型为有机质气孔,其中矿物质孔包括残留粒间孔隙、粒间溶蚀孔、粒内溶蚀孔和粒内孔隙。综合分析上二叠统龙潭组-大隆组泥页岩层系厚度、有机碳含量等指标,结合油气显示分析认为,页岩气有利的富集层段为大隆组下部-龙潭组上部厚约80m的优质泥页岩,具备良好的页岩气勘探潜力。值得注意的是,在四川盆地内部的二叠系页岩在地化指标、矿物组成、储层特征和含气量等页岩气成藏条件与湘中地区大致相同,且具有生烃高峰期晚,抬升幅度小等特征,发现了以二叠系泥页岩为源岩的普光等大气田,是海陆过渡相页岩气勘探研究需要注意的地区和领域。     

湘中地区涟源凹陷石炭系测水组泥页岩储层特征

石炭系测水组是涟源凹陷重要的页岩气勘探层位,针对页岩气藏自生自储、低孔低渗的特征,进行测水组泥页岩储层特征研究是该区页岩气勘探与开发的关键问题。本文基于野外露头、钻探井及样品实验测试数据等资料,对测水组泥页岩储层分布、矿物组成、物性、含气性等特征进行了细致分析。测水组泥页岩在凹陷中部褶皱带厚度最大、埋深适合;泥页岩中脆性矿物含量超过70%,有利于天然裂缝的发育与后期的压裂改造。泥页岩内微孔隙与裂缝较为发育,孔径分布范围3.71~19.07nm,以介孔为主,具有较大的孔比表面积,孔径与总孔隙体积随埋深增加呈减小趋势。储层孔隙度为1.0%~6.2%,平均为3.5%,渗透率变化较大,受裂缝发育程度的影响,为典型的低孔低渗非均质储层。受埋深较浅的影响,样品整体含气量较低,分布在0.16-0.49m3/t,但等温吸附测试的吸附气量远大于解析气量,表明在合适的埋深下测水组仍具有较好的储气能力。综合评价认为,涟源凹陷测水组泥页岩具有形成优质页岩气储层的潜力。     

沁水盆地榆社-武乡区块煤系页岩气储层特征评价

通过对沁水盆地榆社-武乡区块石炭-二叠系山西组-太原组富有机质泥页岩展布特征、地球化学特征以及储层特征进行分析认为,研究区富有机质泥页岩十分发育,连续性较好。TOC含量集中分布于1.5%~2.5%,干酪根以III型为主,热演化程度为高成熟—过成熟阶段,为好-优质的烃源岩。泥页岩矿物成分以黏土矿物和石英为主,黏土矿物主要为高岭石和伊蒙混层。页岩孔隙类型以黏土矿物粒间孔和有机质孔最为发育。泥页岩具有良好的吸附性能,页岩比表面积和孔隙体积有很好的正相关关系,表明研究区页岩具有较好的储集性能。优选的山西组-太原组页岩气有利区分布于研究区的北部及中部偏南一带,有利区内泥页岩累计厚度均在50m以上,TOC含量大于2%,构造较为简单,埋深适中,有利于页岩气的勘探与开发。     

柴达木盆地东部地区石炭系泥页岩生烃条件及选区

柴达木盆地石炭系露头、钻井资料均揭示,其为海相沉积烃源岩,且石炭系泥页岩气展现出良好的勘探前景。对柴达木盆地东部石炭系泥页岩沉积环境、有机质丰度、类型和演化程度进行综合评价,利用野外露头、探井、地震、非震等资料证实了石炭系的残留及分布。研究认为,柴东地区石炭系泥页岩主要集中在上石炭统滨岸潮坪沉积的克鲁克组,发育炭质泥页岩、暗色泥岩2种烃源岩,有机碳均值为3.08%,有机质类型为Ⅱ—Ⅲ型,处于成熟-高成熟演化阶段,73%的样品达到中等-好烃源岩。平面上主要分布于尕丘、欧南、霍布逊和德令哈凹陷,分隔性较强,具有多个厚度中心,其中以欧南凹陷石灰沟地区和霍布逊凹陷落实程度高、资源潜力大,是泥页岩气最有利的发育区。     

湘中涟源凹陷下二叠统梁山组页岩气勘探前景

基于涟源凹陷二叠系梁山组泥页岩野外露头、钻井等资料,通过有机地化分析测试、X-衍射分析、扫描电镜观察、等温吸附等实验测试分析,系统研究了梁山组泥页岩的地质及地化特征、矿物组成、孔隙结构及吸附性能等。研究结果表明,梁山组有效泥页岩单层厚度为6.15～35.18m;有机质丰度较高,多数大于1%,平均为1.77%;有机质类型主要为I型,岩石热解峰温Tmax(450～533℃)和镜质体反射率(1.51%～1.83%)表明泥页岩属于高成熟阶段富有机质泥页岩。泥页岩矿物组成以石英为主,黏土矿物含量次之,黏土矿物以伊利石为主,有利于改善泥页岩储集性能。孔隙类型多样,有机质孔、粒间孔、粒内孔及微裂缝为页岩气赋存提供空间。页岩吸附气含量达0.65m3/t,具有一定的气体吸附能力。总体上梁山组泥页岩在涟源凹陷普遍发育且规模较大,特别是向斜区南部是页岩气有利勘探区。     

京西凹陷上古生界页岩气资源潜力分析

京西凹陷经历了地台结晶基底-盖层发育-板内造山复杂构造演化三个阶段。在晚奥陶世-早石炭世处于隆起剥蚀区,自晚石炭世开始由东南向西北的海侵和早二叠纪自西北向东南海退的总趋势,其间伴有多次小规模海水进退事件的发生,使本区堆积了滨海湖沼、三角洲-沼泽相的深色泥页岩、含煤建造。地层主要分布上石炭统太原组和下二叠统山西组黑色泥页岩。本次针对太原、山西组含页岩层系开展野外调查研究,在样品测试,含气量初评的基础上,对京西凹陷上古生界页岩气资源前景进行初步评价。研究表明,本区上古生界石炭-二叠系太原组-山西组有机质丰度较高、有机质类型好、达成熟-过成熟阶段,具有页岩气形成与富集的有利地质条件,可作为京西地区上古生界的生烃层位。经采用概率体积法进行页岩气资源评价,估算其潜在资源量约为8.12×10~8m~3,表明该区域具有一定的页岩气资源勘探前景。     

山东省主要页岩气储层特征与资源潜力

山东省富有机质泥页岩发育层系多、类型多、分布范围广,为探寻页岩气有利储集层系和分布范围,以富有机质泥页岩为研究对象,通过分析富有机质泥页岩岩性特征,有机碳含量、生烃潜量、氯仿沥青“A”、干酪根类型、镜质组反射率等有机地化特征,孔隙度、渗透率、矿物成分、岩石密度等岩石物性特征,含气性特征等,对山东省页岩气赋存层位、生成的物质基础、热演化程度、储层特征等形成了系统认识。认为：古生界石炭系—二叠系山西组—太原组、新生界古近系孔店组和沙河街组富有机质泥页岩发育厚度大、分布面积广、有机质丰度高,热演化程度适中、岩石脆性矿物含量高,为页岩气有利储层;利用页岩气储层分布面积、泥页岩厚度、有机碳含量、镜质组反射率、含气性等相关评价参数,计算了山东全省页岩气资源潜力为1417797×108m3,优选了9个页岩气有利区,其中鲁西南有利区、阳谷 茌平有利区、黄河北有利区、贾镇潜凹陷有利区属海陆交互相泥页岩储层,泥页岩层系分布于石炭系—二叠系山西组—太原组;潍北凹陷有利区、东营凹陷有利区、沾化凹陷有利区、车镇 沾化凹陷有利区、临邑有利区属湖相泥页岩储层,泥页岩层系分别分布于古近系孔店组和沙河街组,为今后页岩气勘查工作提供了依据。     

下扬子地区海陆过渡相页岩气成藏条件与主控因素:以萍乐坳陷二叠系乐平组为例

萍乐坳陷二叠系乐平组是典型的下扬子地区海陆过渡相泥页岩的发育层系。通过野外地质调查、样品采集和分析测试等对萍乐坳陷二叠系乐平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:萍乐坳陷二叠系乐平组页岩单层厚度小、累积厚度大,横向、纵向连续性差;有机质丰度较高,w(TOC)以1.0%~2.5%为主,有机质类型以Ⅲ型和Ⅱ2型为主,有机质成熟度Ro分布在0.6%~4.5%之间,以高成熟-过成熟为主。页岩矿物组成中黏土矿物较为富集,储层孔隙类型主要为微孔隙和微裂缝,储层物性较差;总含气量和最大吸附气含量都较小。在页岩气成藏地质条件研究的基础上,结合区域沉积-构造背景的分析表明,页岩气成藏控制因素为:沉积环境、构造运动和保存条件。综合分析表明萍乐坳陷二叠系乐平组页岩气成藏条件一般,但在有机质丰度高、物性较好、埋藏适中的构造稳定地区仍然有较好的页岩气资源前景。     

北京地区中元古界下马岭组页岩气形成条件

以野外露头与地热井的岩屑样品为基础,以岩石学、有机地球化学和储层物性实验测试分析为手段,对北京地区中元古界下马岭组页岩进行了页岩气形成条件研究。结果表明,中元古界下马岭组页岩分布广泛,沉积厚度大,有机碳含量高,有机质类型好,以Ⅱ型为主、兼有少量的Ⅰ型,具有良好的页岩气形成条件。中元古界下马岭组页岩矿物组成主要为石英和黏土矿物,石英平均质量分数为60%,黏土矿物平均质量分数为31.5%,黏土矿物中伊利石含量最高,占黏土矿物总组成的77.54%;页岩中微孔隙与微裂缝发育,具备良好的页岩气赋存条件,等温吸附实验也证明了这一点。北京地区经历了多期构造变动,但页岩气藏具有较强的抗构造破坏能力,使得研究区具有较好的页岩气保存条件。总体认为北京地区中元古界下马岭组是较理想的页岩气勘探目的层系。     

重庆黔江地区下寒武统牛蹄塘组页岩气成藏条件

下寒武统牛蹄塘组是重庆黔江地区继下志留统龙马溪组之后,最有望取得页岩气勘探突破的重点层系之一,但其页岩气勘探方向仍不明确。通过钻井岩心和野外露头剖面观察,采用显微薄片、扫描电镜、全矿物-黏土矿物X衍射、有机地球化学参数等多项实验测试方法,系统分析了区内牛蹄塘组沉积环境、富有机质页岩的分布与埋深及其有机地球化学指标、储集性特征、保存条件与含气性特征等页岩气成藏条件。研究表明区内牛蹄塘组处于浅水陆棚-深水陆棚过渡沉积环境,富有机质页岩分布于地层下部,沉积厚度40~80m;有机碳质量分数介于2.0%~6.0%,热演化程度达过成熟阶段,有机质类型以Ⅰ型为主,生烃强度5×10~8~20×10~8 m~3/km~2,生烃潜力较大;脆性矿物含量较高,黏土矿物以伊利石和伊/蒙混层为主,页岩储层储集空间类型多样,具低孔-超低渗特征,具备了页岩气藏发育的良好地质条件。综合各种页岩气选区评价指标表明,黔江-濯水-酉阳以西、彭水以东、北抵郁山-黔江、南至洪渡-酉阳等区域的牛蹄塘组页岩气成藏条件优越,为区内页岩气勘探有利区带。     

湘中涟源凹陷中二叠统小江边组页岩气勘探前景分析

对湘中涟源凹陷中二叠统小江边组页岩气有利层位进行了地球化学、物性特征分析,结合地质保存条件对小江边组含气页岩层进行综合解析。主要物化指数:TOC介于0.61%~3.98%之间,平均值为1.64%;Ro值范围为1.61%~2.31%,均值为1.88%;有机质类型为Ⅰ型、Ⅱ1型,具有良好的生油生气潜力;脆性矿物含量60%~86%,脆性矿物含量较高;其有效孔隙度为2.81%~4.11%,渗透率为0.00267~0.00299mD;厚度主要范围为40~130m。小江边组具一定的埋深,主要分布于中部构造带宽缓向斜中,具有较好的页岩气开发前景。     

湘中祁东地区佘田桥组页岩气成藏地质条件分析

为了研究湘中邵阳凹陷祁东地区上泥盆统佘田桥组页岩气成藏地质条件,对该区佘田桥组进行了地质调查、系统采样与大量分析测试工作。结果表明:研究区佘田桥组有利层段厚度平均48m;有机质丰度一般,成熟度较高,具有一定页岩气生烃物质条件;储集特征有利于后期开发;泥页岩吸附气含量平均为2. 21 m~3/t,但现场解吸气含量较低,且气体成分主要为氮气,主要由于区内构造条件复杂,保存条件较差。后期需优选台盆相区内保存条件较好的地区寻求该组页岩气勘查的突破。     

和什托洛盖盆地石炭系太勒古拉组泥页岩岩矿特征

和什托洛盖盆地上石炭统太勒古拉组具有页岩气勘探潜力。为详细了解太勒古拉组泥页岩岩矿特征及其对页岩气勘探开发的影响,采用X射线衍射仪定量分析法,对其中的泥页岩岩矿特征进行了较全面的系统分析,结果表明太勒古拉组泥页岩具以下特征:(1)脆性矿物百分含量均值超过50%,表明可压裂性较好;(2)黏土矿物以伊利石和绿泥石为主,且随着伊利石含量的增多,伊/蒙间层含量大致呈相应降低的规律;(3)太三段泥页岩黏土矿物组合为高岭石+伊蒙混层+绿泥石+伊利石,加之其有机质镜质体反射率深部平均为1.15%,地表平均为1.20%,表明太三段已进入中成岩阶段;(4)黏土矿物、石英+长石及碳酸盐岩含量与井深相关性较差;盆地西南缘及东南缘脆性矿物含量略高于南缘,盆地北缘脆性矿物含量略低于盆地南缘,黏土矿物反之;(5)该组沉积于滨海环境,与川南筇竹寺组和龙马溪组海相泥页岩的形成环境不同。