宁夏中卫上下河沿油页岩矿床的主要特征及开发利用前景

油页岩是目前油气领域里新的研究热点,也是国家今后长期勘探开发的重点。前人及我们最近的研究结果表明,宁夏中卫上下河沿地区存在与煤伴生的油页岩资源。油页岩赋存于晚石炭世—早二叠世太原组之中。成矿环境为晚古生代奥拉谷构造背景条件下的浅海—海湾泻湖—三角洲环境。矿区构造较为复杂,总体为一向北推覆、推覆面南倾的区域性大型推覆构造。逆掩断层产状较陡,倾角达60°～75°,构成断层相关褶皱。油页岩呈层状,夹于煤系地层之中,受断层相关褶皱控制,产状与相关地层产状一致,总的呈一不对称的向斜构造。厚度及产状变化较大,一般厚度1m左右。油页岩一般为黑灰色,致密而细腻,具油质感,有沥青味,贝壳状断口,较坚硬,易破碎,风化后呈纸片状、薄片状,小刀刻之见明显的亮痕。含油率1.5～9.35%,低位发热量0.02 MJ/Kg～6.07 MJ/Kg。视比重一般1.79～2.57。具有工业价值的层位是油1和油3。查明油页岩资源量(121+333)400×104t,是开采炼油的理想地段。     

中国西北新能源——油页岩典型特征及开发利用中的几个问题

随着石油资源的可用量不断减少,油页岩、油砂与稠油作为一种非常规资源即新能源而备受人们的重视。中国西北地区存在着丰富的油页岩资源。笔者近年来对其进行了初步研究。通过收集前人相关资料、野外地质剖面测量,典型矿区考察、关键样品化验分析等手段,结果表明中国西北油页岩有以下特点:①矿体多呈层状展布,油页岩单层厚度一般为1～36 m。油页岩多为褐黑色、黑色,有的表面因氧化而呈褐红色,略具油脂光泽。片状、层状构造。参差状、贝壳状断口。硬度小,条痕亮褐色。肉眼观察,岩石主要由粘土矿物及粉砂级碎屑矿物(长石及石英)组成。油页岩化学成分主要为SiO2、Al2O3。二者和为65.44×10-2,表明其属中等灰分的油页岩。油页岩有机碳为14×10-2,全碳16.28×10-2。含油率一般为1.5%～13.7%,发热量一般为1.66～20.98 MJ/kg,视密度1.55～2.46 kg/m3。时代越新,油页岩稀土元素丰度越高。主要有3种矿床类型:中、晚石炭世—早二叠世滨浅海相沉积矿床、晚二叠世残余湖湾-湖相沉积矿床以及中生代内陆大型湖泊相沉积矿床。其中中生代大型内陆深水-半深水湖泊相油页岩是主要工业类型,它也是鄂尔多斯盆地主要的生油岩,其成因类似于"黑海模式"。中、晚石炭世和侏罗纪形成的油页岩矿床多与煤层共生,形成于三角洲环境。该区预测的油页岩总资源量至少是30000×108 t,折合页岩油约2100×108 t。其中鄂尔多斯盆地油页岩资源量几近占99%,可与美国西部绿河油页岩媲美。西北地区已查明的油页岩矿均位于大、中城市附近,只要解决好环境污染问题,采用适当的开发技术,必将获得巨大的经济效益。     

鄂尔多斯盆地油页岩的主要地质特征及资源潜力

前人及笔者最近研究结果表明:鄂尔多斯盆地除赋存有大量的石油、天然气、煤、煤层气、地下水及铀矿而外,还赋存着巨量的油页岩资源.油页岩分别赋存于早二叠世山西组、中-晚三叠世延长组、晚三叠世瓦窑堡组及中侏罗世早期延安组、中侏罗世晚期安定组地层中;在空间上,油页岩多呈层状展布于盆地内部而隐伏于地下.中、晚三叠世延长组和中侏罗世早期延安组是主要含油页岩层位.早二叠世油页岩形成于海陆交互的滨海环境,中-晚三叠世延长组中的油页岩形成于陆相深湖或半深湖环境,晚三叠世瓦窑堡组油页岩、中侏罗世早期延安组油页岩形成于陆相湖泊三角洲湖沼环境,与煤层共生,而中侏罗世晚期安定组油页岩仅局限于陆相半深湖环境.通过对陕西铜川北部和宁夏固原炭山典型油页岩矿的剖析,查明鄂尔多斯油页岩矿层厚度一般为4～36 m,含油率一般为1.5%～13.7%(下限略低于3.5%这一油页岩矿的最低工业品位,本次低于部分暂不参加资源量的计算);发热量一般为1.66～20.98 MJ/kg,视比重1.55～2.46.埋藏2000 m以上的页岩油资源量(334)达2000×108 t以上,其中探明储量(121)1×108t,显示了巨大的资源前景.盆地东南部及西部的油页岩埋藏浅,部分地段探明程度高,交通条件好,如果及时开发利用,不仅可以获得初步经济效益,同时也可为鄂尔多斯油页岩的开发利用获取开拓性的宝贵经验.     

宁夏固原炭山地区中侏罗统延安组油页岩特征及其沉积环境

宁夏固原炭山地区存在大量与煤伴生的油页岩资源,油页岩主要赋存于中侏罗统延安组中下部各含煤层系中。本文采集钻孔所获延安组油页岩岩心样品,通过低温干馏、主量元素测定以及钻井录井等方法对炭山地区油页岩特征进行了研究,明确了油页岩测井识别依据,恢复了油页岩沉积环境。研究表明：炭山地区油页岩主要以黑色、灰黑色、深灰色为主,质地较轻,密度小,硬度小,断口参差状、贝壳状,具油脂光泽、沥青光泽,块状层理发育;油页岩含油率为3.60%~9.00%,灰分质量分数为42.50%~79.05%,全硫质量分数为0.07%~1.37%,发热量为11.01 kJ/g（平均值）,属中品质、硅质灰分、低硫且与煤伴生的油页岩;油页岩中w（SiO₂）变化较大,为53.89%~65.55%,w（Al₂O₃）为17.45%~23.29%,w（K₂O）明显高于w（Na₂O）,w（Fe₂O₃+MgO）为12.75%~21.98%,表明油页岩中含有较多的含钾矿物和镁铁成分;另外,Al₂O₃/（CaO+Na₂O）值为3.09~21.12,揭示油页岩稳定组分含量较高。炭山地区油页岩测井曲线特征明显区别于煤层和泥岩,油页岩长距伽马、声波时差和密度介于煤层与泥岩之间,而电阻率明显低于煤层和泥岩。炭山地区油页岩化学蚀变指数为74.87~84.35,Sr/Ba值为0.33~0.83,平均为0.61,Th/U值为1.00~3.50,表明本地区油页岩沉积环境为温暖、温润的缺氧、贫氧的陆相淡水湖泊环境和沼泽环境。     

西北地区油页岩地质特征、资源现状及其开发利用条件分析

中国西北地区预测和查明的油页岩总资源/储量至少是400亿t,折合页岩油约20亿t,探明的储量多为小型—中型规模。油页岩矿床主要有3种类型:中、晚石炭世滨浅海相沉积矿床、晚二叠世湖湾-湖相沉积矿床以及中生代内陆湖泊相沉积矿床。不同矿区面积相差较大,油页岩单层厚度一般为1～5m,总厚度在不同矿区变化也较大。油页岩多为褐黑色、黑色,略具油脂光泽,含油率5%～10%,矿体多呈层状展布,中、晚石炭世和侏罗纪形成的油页岩矿床多与煤层共生,时代越新,油页岩稀土元素丰度越高。西北地区已查明的油页岩矿均位于大、中城市附近,具有较好的开发利用前景,内蒙古巴格毛德地区是很有远景的找矿区。     

松辽盆地东南隆起超大型油页岩矿床特征及成因

研究区内已发现的超大型油页岩矿床位于吉黑地槽褶皱系松辽中断陷的一个三级构造单元--松辽盆地东南隆起内。研究区主要发育白垩纪地层,属于陆源碎屑岩沉积。经钻井岩心观察和采用“费舍尔”方法对含油率测试分析表明,油页岩层主要赋存在早白垩世青山口组和晚白垩世嫩江组。含油页岩层系整体为一套厚层的暗色泥页岩和油页岩组合。井间油页岩层对比和油页岩平面展布特征显示,该区油页岩呈层状、规模大、分布范围广、矿层稳定、连续性好。研究证实矿石含油率与有机质组分及总有机碳关系密切,矿石灰分大,属低品质油页岩矿石。通过对油页岩特征及成矿环境分析,认为矿床成因属于腐泥型页岩-油页岩。     

我国油页岩的成分和品级划分

根据我国21个油页岩产地,26个样品的分析数据,讨论了油页岩的含油率、灰分产率,灰分成分和密度等品级的划分,指出我国缺少高含油率页岩,提出中、低含油率油页岩的标准。并认为含油率在3.5~5.0%称含油页岩,含油率低于3.5%不应当作油页岩。油页岩灰分成分大多是硅铝质,因而灰熔点偏高。提出了油页岩灰分成分的分类表。指出我国油页岩的密度高于国外样品,原因是钙质成分含量较低。     

老黑山盆地下白垩统穆棱组油页岩与煤含油率控制因素

我国陆相盆地内普遍存在油页岩与煤共生的地质现象。本文以老黑山盆地下白垩统穆棱组油页岩与煤为研究对象,基于工业分析（含油率、灰分、挥发分、全硫和发热量）和有机地球化学分析（有机碳、岩石热解、显微组分和生物标志化合物）,对油页岩与煤含油率的控制因素开展研究。根据含油率等工业品质特征,将研究区油页岩与煤进一步划分为高含油率油页岩（HOS）、低含油率油页岩（LOS）、高含油率煤（HC）和低含油率煤（LC）4种亚类。其中HC的总有机碳质量分数和生烃潜力最高,其次为LC、HOS和LOS,4种亚类的有机质类型以Ⅱ型干酪根为主,均处于未成熟的热演化阶段。沉积环境与有机质来源是控制油页岩与煤含油率的关键因素,HOS主要形成于陆源有机质供给中等的湖沼环境,而HC主要形成于陆源有机质供给丰富的泥炭沼泽环境。油页岩与煤形成时期的高等植物以松科、柏科/杉科、南洋杉科、罗汉松科和蕨类植物为主,这些植物可以提供充足的树脂和蜡质有机质,从而使油页岩与煤具有相对较高的含油率。     

陆相盆地油页岩成矿规律:以东北地区中、新生代典型盆地为例

油页岩作为常规油气的重要替代或补充能源,在全球资源战略中的地位日益彰显。为了更好地揭示我国陆相油页岩的特征与分布规律,在总结多年油页岩勘查成果的基础上,分析了东北地区松辽和桦甸典型含油页岩盆地矿床特征及成矿特点,揭示了陆相坳陷与断陷盆地油页岩成矿规律。油页岩主要发育于三级层序的高水位体系域和水进体系域;古气候和沉积环境对大型坳陷盆地油页岩的形成有重要的控制作用,温暖湿润的气候条件使湖泊自身生产力大大提高,为油页岩形成提供丰富的物质基础;油页岩的平面分布受控于沉积环境的变化,主要分布于深湖—半深湖相,盐度较高使水体处于盐度分层,有利于有机质保存。构造条件对小型断陷盆地油页岩成矿起着至关重要的控制作用,通过控制可容纳空间而影响了油页岩的厚度分布及品质特征,油页岩主要富集相带为靠近控盆同生断裂一侧的半深湖—深湖环境,且靠近控盆同生断裂一侧油页岩厚度明显加厚和含油率增大;同时,干湿交替的气候控制了油页岩的层数和保存条件。对比分析表明:坳陷含油页岩盆地规模多为大型,油页岩矿单独存在、分布面积大,以中薄层中低含油率为典型特点;断陷含油页岩盆地规模多为小型,油页岩矿单独存在或与煤相伴生,以薄层高含油率或巨厚层中等含油率为典型特点。在三级层序的水进和高水位体系域中,有机质丰度和湖泊生产力较高,层状藻和结构藻较为繁盛,外源输入较低、水体盐度较大、还原性较强,且呈碱性环境,是油页岩形成的有利时期。因此,古构造、古气候和沉积环境综合控制下的丰富有机质来源和良好的湖水盐度分层是油页岩有机质富集的有利因素。     

云南油页岩资源现状及潜力分析

截止目前云南已知油页岩矿点20余处,资源量1.58亿吨,折合页岩油550万吨;含油页岩岩系自寒武系下统—新近系上新统,主要赋存于下寒武统、中泥盆统近底部、中侏罗统、上白垩统和新近系中新统、上新统等层位.除下古生界为滨海—海湾泻湖相和滨外平原相外,其他则为内陆湖泊相.大部分矿点油页岩厚度可以达到最低可采厚度1m以上,含油率也达到或超过油页岩边界品位4ω％.下古生界油页岩含油率普遍较高,最高含油率可达27.07％.云南油页岩矿资源有望成为重要的非常规油气资源.     

甘肃省新能源——油页岩特征及开发利用条件分析

非常规油气资源的勘查和开发利用目前已被提到议事日程。油页岩就是首先要考虑开发利用的、现实的、有可能部分代替常规油气资源的非常规能源之一,并已经成为新能源领域里研究的热点。甘肃省的中生代盆地里不仅赋存有良好的煤炭、石油资源,而且蕴藏着较为丰富的油页岩资源。现已查明,省内油页岩预测资源量至少约2 000亿t,折合页岩油约1...     

窑街矿区浅层煤系气储层特征及勘探开发关键技术

煤系气勘探开发不仅可以减少资源浪费,而且可以缓解我国能源危机,降低煤矿瓦斯事故,保护大气环境,为实现碳达峰、碳中和目标做出贡献。依托窑街矿区海石湾井田三采区浅层煤系气开发示范工程,分析窑街矿区煤系气储层特征,探讨煤系气勘探开发关键技术。研究表明:井田煤系气主要赋存于侏罗系中统窑街群煤系第四岩组(J₂yj4)的油页岩、油砂岩和第二岩组(J₂yj2)的油A层、煤二层等特厚产层中;油A层、煤二层气含量随着埋深的增加而增大;CO₂浓度较高,且随着埋深增加而减小;煤二层吸附能力较强,油A层更容易解吸;各层渗透率为油砂岩 > 油A层 > 煤二层 > 油页岩;抗压强度、抗拉强度、弹性模量、泊松比和脆性指数显示各产层改造难易程度由小到大依次为油砂岩、油A层、油页岩、煤二层。油页岩有机质丰度4.06%,干酪根类型Ⅱ₂–Ⅲ型;油A层有机质丰度43.27%,变质程度呈两极分化,腐泥煤镜质体反射率0.48%~0.53%,腐植煤镜质体反射率0.89%~0.97%;煤二层有机质丰度92.87%,其中镜质组体积分数67.90%,惰质组29.10%,壳质组3.50%,变质程度以肥煤为主,含少量气肥煤。与我国大部分欠压地层相比,各产层储层压力正常,产气潜力大;煤系气开发应优选煤二层、油A层和油页岩;多段分簇、限流法射孔工艺和细砂防滤失、投球暂堵、两高一低(高排量、高砂量、低砂比)的压裂工艺适合于该区致密特厚储层改造,挂泵位置低于煤二层射孔段和重力式螺旋气锚排采工艺可减少CO₂的影响,提高排采效率。这些关键技术的应用显著提高了井田示范工程产气效果,单井日产气量超过2 000 m3。      

梅河盆地油页岩特征及成因

梅河盆地为古近纪富含油页岩的小型断陷盆地。岩芯观察、薄片鉴定、有机碳、热解和工业分析等测试分析表明,梅河盆地发育高灰分中含油率型油页岩,油页岩中有机质处于未熟状态;黏土矿物以高岭石和伊利石为主,富含石英等稳定组分,U、Mo等元素较为富集,轻重稀土分异程度高。油页岩突变沉积于煤层之上,且上覆深灰色泥岩,表明其形成于半深湖-深湖环境;Sr/Ba比值和伽马蜡烷含量较低、V/(V+Ni)0.5,表明油页岩形成于缺氧的淡水中。油页岩中有机质来源较为复杂,黑色油页岩有机质丰度含量较高,以高等植物来源为主,油页岩产油率(含油率/TOC)较低;褐色油页岩TOC相对较低,有机质以湖泊生物为主,具有较高的产油率。     

鄂尔多斯盆地长_7油层组与张家滩页岩的关系

鄂尔多斯盆地内中—晚三叠世形成的一套河—湖相沉积物的含油气层系的延长群含油气层系,由十个油层组(长1-长10)组成,其中长7油层组位于张家滩页岩之上,为胡家村组的下段,张家滩页岩的层位是铜川组的顶部,与其对应的是长8油层组。     

苏南地区二叠系页岩气资源潜力研究

通过对以往地质资料的分析研究,认为本区构造较复杂,二叠系泥页岩层系厚度较大,其中龙潭组暗色泥页岩厚度占该组的30％以上,有机质类型以Ⅲ型为主,有机碳含量大于1．00％,镜质组反射率（Ro）多为1．2％～2．5％;埋藏深度适中,微裂隙发育,盖层发育较好。采用类比法初步估算本区二叠系页岩气资源量为0．86×10^12～4．31×10^12m3,资源潜力较好。     

黄县盆地古近系煤与油页岩共生组合类型及发育特征

黄县盆地是我国东部重要的煤与油页岩资源赋存区。采用沉积学、层序地层学及构造地质学等多种学科研究方法,对黄县盆地煤与油页岩组合类型进行研究,并在层序地层格架下分析不同组合类型的沉积环境演化,这对于该区煤与油页岩资源勘查具有重要意义。研究结果表明:(1)该区煤与油页岩组合类型有四种型式:油页岩/其它沉积/煤层共生组合(煤4-泥岩-油4组合)、煤层/油页岩共生组合(煤3和油3,煤1和油2)、油页岩/煤层/油页岩共生组合(油2-煤1-油1)和油页岩/煤层共生组合(油上1和煤上1)。(2)在黄县断陷盆地古近系地层沉积充填序列中识别出两类三个性质不同的层序界面(SB1、SB2、SB3),其中李家崖组可划分出2个三级层序,各层序具有四元结构特点,即由低水位体系域、湖扩张体系域和早期高水位体系域、晚期高水位体系域组成。(3)黄县盆地古近系煤与油页岩共生组合主要在层序的低位体系域与湖侵体系域中发育,特别是在湖侵体系域中煤与油页岩组合类型丰富,主要与湖侵体系域复杂的沉积环境演化有关。     

黑龙江依兰盆地古近系煤与油页岩共生特点及层序地层格架

黑龙江依兰盆地是我国典型的煤与油页岩共生盆地,通过对盆地古近系达连河组层序地层格架下煤与油页岩共生特征进行研究,识别出四种煤与油页岩共生组合,即煤层／油页岩／煤层组合、油页岩／煤层／油页岩组合、油页岩／其它沉积腺层组合及油页岩／煤层组合。将达连河组划分为一个三级层序,其内部可以识别出4个体系域：低水位体系域（LST）沉积期,在地势低洼处发育厚度不大、分布局限的油页岩,向隆起区尖灭;湖扩张体系域（EST）沉积期,4种煤与油页岩共生组合均有发育;湖扩张体系域从早期到晚期、从滨湖到湖中心,共生组合中煤层厚度逐渐减小,油页岩厚度逐渐增大;早期高水位体系域（EHST）沉积期,主要发育厚度巨大、分布稳定的油页岩;晚期高水位体系域（LHST）不发育煤层和油页岩。可容空间增加速率与沉积物堆积速率的相关关系控制了煤、油页岩的发育和相互转换。