神农架及其周缘地区五峰-龙马溪组页岩微观孔隙结构特征及其含气性评价

近年来随着我国页岩气勘探领域从上扬子地区逐步扩展到中扬子地区,位于中扬子的宜昌、神农架地区由于广泛发育五峰-龙马溪组黑色页岩而受到了较多的关注。本次研究通过对比鄂西宜昌、神农架地区与川东焦石坝地区五峰-龙马溪组黑色页岩的地球化学特征、孔隙结构特征和构造保存条件等因素,综合评价宜昌、神农架地区五峰-龙马溪组富有机质页岩的含气性。结果表明,神农架背斜北翼八角庙剖面五峰-龙马溪组黑色页岩发育以微孔和介孔为主的有机质孔隙,与宜昌和焦石坝地区五峰-龙马溪组黑色页岩孔隙特征相似,具备良好的页岩气储集空间。宜昌、神农架地区与焦石坝地区的五峰-龙马溪组黑色页岩在厚度、热演化程度、矿物组成、页岩孔隙类型和分布特征上有很大的相似性,但在页岩的分布范围、有机质丰度及类型上均存在差异。另外,宜昌、神农架地区受宜昌上升运动等构造活动的影响,在古隆起中心部位的五峰-龙马溪组遭受严重剥蚀破坏,页岩气保存条件较差,仅在古隆起周缘地区还发育保存条件较好的富有机质页岩。综合认为位于黄陵隆起东缘的宜昌斜坡带是今后鄂西、渝东地区页岩气勘探开发的有利地区。     

雪峰山前陆盆地下志留统页岩气勘探潜力

雪峰山志留系前陆盆地分布在湘中-湘西北-四川盆地,是上扬子板块主要的盆地类型,目前针对该前陆盆地沉积特征和页岩气勘探潜力的研究少见.根据野外资料、测井资料和分析测试资料分析了湘西北和湘中地区前陆盆地沉积建造过程和页岩气勘探潜力.结果表明湘中前陆盆地前渊带以浊积扇和浅海陆棚相沉积为主,而湘西北隆后盆地沉积相类型丰富,包括潮坪相、浅海陆棚相、滨岸相、三角洲相和碳酸盐岩台地相等.虽然前渊带和隆后盆地沉积相类型和沉积厚度差异较大,但沉积旋回的划分却是一致的,因此前渊带和隆后盆地相互连通,雪峰山对其两侧盆地的遮挡作用有限.地球化学测试分析表明研究区隆后盆地页岩的有机碳含量、有机质类型均较四川盆地的焦石坝差.湖南地区志留系页岩各项地化指标较差的主要原因是其缺少龙马溪组第一旋回的黑色碳质页岩.      

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。     

湖南保靖地区震旦系陡山沱组页岩气成藏地质条件分析

为评价湖南保靖地区震旦系陡山沱组页岩气勘探潜力,利用野外地质调查及页岩气井勘探成果资料,结合钻井岩心样品测试结果,研究了湖南保靖地区陡山沱组页岩储层发育的特征及其分布规律。湖南保靖震旦系陡山沱组发育被动大陆边缘浅水陆棚斜坡相灰色白云质灰岩、黑色碳质泥岩、黑色硅质岩、黑色硅质岩、深灰色泥晶灰岩、深灰色含钙碳质泥岩等。该页岩层分布稳定,厚度巨大(150～200m);有机碳含量较高(4.07%～10.25%),热演化程度较高(3.78%～4.97%),达到过成熟阶段;页岩孔隙度中等(0.19%～2.355%),渗透率极低(0.0005257～0.5910081 mD);脆性矿物含量较高(55.9%～84.5%),主要以石英、方解石、黄铁矿、斜长石为主;黏土矿物含量较低(16.5%～44.1%),以伊利石和伊蒙混层为主,经历了晚成岩作用阶段;储集空间主要有矿物溶蚀孔、有机质溶蚀孔、黄铁矿晶间孔、黏土矿物晶间孔、成岩解理缝及构造微裂缝等。综合研究分析认为,湖南保靖地区陡山沱组具有较好的页岩气成藏条件,可继续加大勘探力度。     

四川盆地及周缘五峰组—龙马溪组富有机质页岩沉积演化模式

四川盆地及周缘地区上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组富有机质页岩是我国页岩气勘探开发的主要层位,厚度20~60 m,该套富有机质页岩的时空展布差异明显。通过对重点剖面及钻井的岩芯观察、笔石生物地层划分、地化及矿物分析,明确了四川盆地及周缘不同地区富有机质页岩的时空展布特征,建立了3种富有机质页岩沉积演化模式:1）长宁-威远"三隆夹二洼"沉积演化模式:长宁地区富有机质页岩主要沉积于WF2-LM5,威远地区为LM1-LM8,隆起区域富有机质页岩沉积受到不利影响。2）黔渝地区的"渐进式"沉积演化模式:该区域呈现越靠近盆地内部,富有机质页岩沉积结束的时间越晚的趋势,焦石坝区域是富有机质页岩的沉积中心,其他区域厚度相对较薄。3）川东北地区的"稳定抬升型"沉积演化模式:位于盆地中心的巫溪2井区域的富有机质页岩厚度大,沉积持续时间长（WF2-LM9）,盆地边缘区域富有机质页岩厚度明显变薄,区域呈现整体抬升趋势,随时间推移,富有机质页岩沉积范围越来越小。总体而言,富有机质页岩的沉积主要受广西运动的影响,富有机质页岩沉积中心有逐渐向北迁移的趋势,埃隆阶后仅威远和巫溪区域沉积富有机质页岩。研究成果对该地区页岩地层的精细对比具有重要的指导意义。     

沉积环境对页岩气储层的控制作用——以渝东北地区五峰组-龙马溪组为例

以"沉积控相,相控储层"为研究思路,基于野外露头剖面实测与室内实验测试,以及前人的研究成果,探讨渝东北地区上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组沉积环境对页岩气储层的控制作用。研究表明,渝东北地区五峰组-龙马溪组富有机质泥页岩主要发育于滞留浅海陆棚相中,沉积中心页岩厚度可达70~80m,有机碳含量(TOC)最高可达7.56%,平均3.09%。静水缺氧还原沉积环境岩石类型主要以富含有机质的含碳质含粉砂泥(页)岩、含碳质含硅质泥(页)岩、含硅质泥(页)岩、含碳质泥(页)岩、含粉砂泥(页)岩及硅质泥(页)岩为主。页岩矿物成分以石英(平均达62.76%)和黏土矿物(平均达22.61%)为主。缺氧还原环境下沉积的大量黄铁矿形成的黄铁矿晶间孔、黏土矿物层间微孔隙、有机质生烃形成的微孔隙以及脆性矿物控制形成的微裂缝为页岩气提供了良好的储集空间。沉积环境控制的储层发育特征的研究可为页岩展布、有机质丰度、储集空间及其之后有利区评价等研究提供基础。     

川西南威远地区龙马溪组页岩储层孔隙发育特征及控制因素分析

以四川盆地西南威远地区龙马溪组页岩为研究对象,通过X衍射、场发射扫描电镜、氮气吸附实验方法和QSDFT的分析方法,对该区的页岩孔隙类型、结构及孔隙发育的自身控制因素进行了研究。研究结果表明:1龙马溪组主要发育3种孔隙,即有机质孔、无机质孔和微裂缝,有机质孔有连续分布和不连续或块状分布2种形态,孔隙以2种结构为主,即墨水瓶孔和平行狭缝内壁的孔隙。2孔隙直径呈0~2,2~4nm双峰态分布,微孔和介孔提供了主要的比表面积和孔隙体积,且随着埋藏深度的变浅,储层的孔隙体积和比表面积均减小。3页岩有机质含量和矿物组成控制了页岩储层的孔隙发育,有机质主要控制微孔的发育;石英主要影响介孔的发育,对其有一定的抑制作用;黏土矿物有利于介孔的发育,不利于微孔的发育。4与焦石坝地区页岩储层的对比表明,有机质含量是页岩气储集空间发育的主控因素。     

湖南省保靖地区下寒武统牛蹄塘组页岩气成藏条件分析

为评价湖南省保靖地区寒武系牛蹄塘组页岩气勘探潜力,利用野外地质调查及页岩气井勘探成果资料,结合钻井岩芯样品测试结果,研究了保靖地区牛蹄塘组页岩储层发育特征及其分布规律。保靖下寒武统牛蹄塘组发育被动大陆边缘浅海深水碎屑岩陆棚相黑色碳质页岩、深灰色泥岩、深灰色钙质粉砂岩。该页岩层系分布稳定,厚度较大(90 m),有机质丰度较高(1.48%～3.49%),为I型干酪根,成熟度较高(3.90%～4.86%),处于过成熟阶段;脆性矿物含量较高(38.4%～50.5%),具较好的破裂潜力;成岩作用较深,黏土矿物以伊利石和伊蒙混层为主;页岩孔隙度中等(0.50%～4.24%),渗透率极低(0.000 5×10~(-3)～0.014 6×10~(-3)μm~2)。储集空间有晶体矿物晶面溶蚀孔、矿物边缘溶蚀孔、有机质溶蚀孔、黄铁矿晶间孔、成岩作用解理缝和构造裂缝。综合分析认为,湖南省保靖地区下寒武统牛蹄塘组具有较好的页岩气成藏地质条件,裂缝发育区可促进页岩气聚集,在保靖县东部昂洞—泽碧一带可以加大勘探力度。     

湖南省保靖地区龙马溪组页岩气地质特征与成藏模式研究

湖南保靖地区为页岩气勘探新区块,其页岩气地质特征和富集规律有待进一步研究。通过对区内沉积环境、储层孔渗、地球化学特征及地层含气性等研究,总结区内龙马溪组页岩气的地质特征; 根据生烃发育史、裂缝发育特征、滑脱层运移特征以及断裂作用等研究,探索页岩气的成藏模式。研究结果表明: 湖南保靖地区龙马溪组页岩有机质丰度较高,热演化程度适中,脆性矿物含量较高,物性特征较好,具备页岩气富集成藏条件; 页岩从二叠纪开始进入生气阶段,并持续到中侏罗世; 中侏罗世末期研究区形成隔槽式断裂褶皱冲断带,龙马溪组储层中形成垂直层面多组网状裂缝及顺层滑脱层; 湖南保靖地区龙马溪组具有“滑脱层运移、裂缝聚集、孔隙残留、断层封堵、高位富集、箱状成藏”的页岩气富集成藏模式。     

基于嵌入离散裂缝的页岩气藏视渗透率模型

页岩储层具有不同类型的储集空间,但综合考虑不同储集空间,对页岩储层渗透率进行评价的模型未见报道.基于嵌入离散裂缝模型,建立的页岩气藏视渗透率模型包括4个步骤:（1）构建天然裂缝、有机质和无机质的空间分布模型;（2）筛选不同类型储集空间的渗透率计算方法;（3）基于嵌入离散裂缝模型,结合空间分布模型和渗透率计算方法,建立数值模拟模型;（4）在模型的入口和出口端施加压差,求得一定压差下通过该岩心的气体流量,采用达西定律得到该页岩气藏的视渗透率.其计算结果与文献报道的渗透率实验值吻合较好.通过对不同因素的探讨,结果表明,天然裂缝对页岩气藏视渗透率的贡献大于无机质和有机质孔隙.因此,计算页岩视渗透率时有必要对天然裂缝、有机质和无机质孔隙进行综合考虑.      

“Source-Diagenesis-Accumulation” enrichment and accumulation regularity of marine shale gas in southern China

After the breakthrough of shale gas exploration and development in the Ordovician Wufeng Formation (Fm.) and Silurian Longmaxi Fm. of Chongqing Jiaoshiba area, Changning-Weiyuan area, etc. in Sichuan basin, a series of discovery and breakthrough were obtained by China Geological Survey in the Cambrian Niutitang Fm. and Sinian Doushantuo Fm. shale of the areas with complicated structure outside Sichuan basin. Based on the understanding of the law of shale gas enrichment in Longmaxi Fm. in the basin, this paper puts forward three elements of the formation and enrichment of shale gas, which are the “Source”, the “Diagenesis” and the “Accumulation”, after deeply studying the law shale gas enrichment and accumulation in Sinian-Cambrian reservoir of the complex structure area outside the basin. The “Source” means the sedimentary environment and petrological characteristics of organic shale. The “Diagenesis” means the basin tectonic subsidence and hydrocarbon generation and expulsion process of organic matter. The “Accumulation” means the tectonic uplift and shale gas preservation. It is proposed that the Sinian-Cambrian and Ordovician-Silurian black shale series in the middle and upper Yangtze region of southern China were both formed in the deep-water shelf environment of rift trough and foreland basin respectively. The dessert intervals were formed in the strong reduction environment under transgressive system tract. The shale lithology belongs to calcium-siliceous and charcoal-siliceous respectively. Based on the summary of structural evolution in Yangtze area, the correlation of structural burial depth with shale diagenesis and the coupling evolution of organic matter with pore structure are discussed. Combining with structural styles, the preservation conditions of shale gas are discussed. Five types of shale gas reservoir control models are further described. Two types of future exploration directions, which are reverse fault syncline and paleo-uplift margin in complex structural area outside the basin, are proposed.     

湖南省保靖地区下寒武统牛蹄塘组页岩气成藏条件分析

为评价湖南省保靖地区寒武系牛蹄塘组页岩气勘探潜力,利用野外地质调查及页岩气井勘探成果资料,结合钻井岩芯样品测试结果,研究了保靖地区牛蹄塘组页岩储层发育特征及其分布规律。保靖下寒武统牛蹄塘组发育被动大陆边缘浅海深水碎屑岩陆棚相黑色碳质页岩、深灰色泥岩、深灰色钙质粉砂岩。该页岩层系分布稳定,厚度较大(90 m),有机质丰度较高(1.48%~3.49%),为I型干酪根,成熟度较高(3.90%~4.86%),处于过成熟阶段; 脆性矿物含量较高(38.4%~50.5%),具较好的破裂潜力; 成岩作用较深,黏土矿物以伊利石和伊蒙混层为主; 页岩孔隙度中等(0.50%~4.24%),渗透率极低(0.000 5×10^-3~0.014 6×10^-3 μm²)。储集空间有晶体矿物晶面溶蚀孔、矿物边缘溶蚀孔、有机质溶蚀孔、黄铁矿晶间孔、成岩作用解理缝和构造裂缝。综合分析认为,湖南省保靖地区下寒武统牛蹄塘组具有较好的页岩气成藏地质条件,裂缝发育区可促进页岩气聚集,在保靖县东部昂洞—泽碧一带可以加大勘探力度。     

四川含油气叠合盆地基本特征

随着近年来四川盆地油气勘探的不断突破,重新审视其基本地质特征和油气成藏特点变得迫切而必要.四川盆地是典型的叠合盆地,显生宙以来经历了震旦纪一中三叠世伸展体制下的差异升降和被动大陆边缘(海相碳酸盐岩台地)、晚三叠世-始新世挤压体制下的摺皱冲断和复合前陆盆地(陆相碎屑岩盆地)、渐新世以来的褶皱隆升改造(构造盆地)3大演化阶...     

环青藏高原盆山体系东段新构造变形特征——以川西为例

介于扬子板块与青藏高原之间的川西前陆冲断带是环青藏高原盆山体系东段的重要组成部分,它是研究喜马拉雅构造运动对青藏高原东缘沉积盆地构造作用的重要场所。本文分别选取川西南段、川西北段和川北西段米仓山前的区域构造地质剖面来研究沉积地层在喜马拉雅运动中发生的构造变形特征。通过前陆冲断构造变形带的宽度、水平缩短量,山体隆升、盆地沉降,新构造对早期古构造的叠加与改造关系的研究,揭示出在环青藏高原盆山体系内,造山带与盆地边缘的冲断构造变形从造山带向克拉通盆地内扩展的同时受欧亚大陆与印度板块碰撞及其远程效应的空间位置限制,靠近青藏高原的川西南段到远离它的川北西段,新构造变形强度、新构造变形范围、盆山耦合程度具有依次降低等特征。这种受环青藏高原盆山体系控制的前陆冲断带构造变形具有明显的资环效应,特别是对油气资源的聚集与分布有重要的影响,控制了川西南段晚期次生气藏发育,川西北段和川北西段的早期原生气藏的发育。     

湘中—湘南烟溪组沉积特征及页岩气勘探潜力

湖南地区,尤其是湘中—湘南区域奥陶系烟溪组是我国新发现的页岩气勘探层位,该地层具有岩性变化大、有机碳含量高、成熟度高的特点。通过野外露头资料、钻井资料分析表明烟溪组岩性以硅质岩和碳质页岩为主,砂质页岩和砂岩次之。根据岩性、沉积构造以及纵向上岩石组合特征分析,认为烟溪组沉积相类型多样,包括深水盆地相、浅水盆地相、浅水陆棚相和浊积扇相等。研究表明:深水盆地相分布在湘南,浅水盆地和浅水陆棚相分布在湘中中部,而浊积扇相分布在湘中西北部、北部和东部等区域,沉积相的分布规律决定了烟溪组页岩气的勘探方向。横向上,湘南深水盆地硅质岩和碳质页岩TOC含量较低,而湘中浅水盆地相碳质页岩TOC含量高、厚度大,是烟溪组最有利的勘探区域;纵向上,烟溪组第三岩性段碳质页岩有机质丰度最高,脆性矿物含量高,是页岩气勘探的“甜点”层位。     

扬子北缘晚造山阶段弧形构造特征与盆地演化

扬子北缘晚造山阶段(即晚侏罗世—晚白垩世)发育以弧形构造为特征的前陆薄皮逆冲—褶皱构造,包括了沿秦岭—大别造山带发育的北西向的大洪山和大巴山弧形带,以及沿江南—雪峰造山带发育的北东向的川东—湘鄂西弧形带。详细的构造解析、盆地沉积及物源特征综合分析表明,弧形构造不仅将早期的前陆序列卷入变形,并且控制了晚侏罗世—晚白垩世的盆地演化和古地理格局。总结扬子北缘晚造山阶段的盆山演化特征,可以将其划分为3个阶段:(1)晚侏罗世—早白垩世早期,大洪山和大巴山弧形带的发育控制了四川盆地东北部及秭归盆地上侏罗统蓬莱镇组的沉积,川东—湘鄂西弧形带限制了盆地的东南边界,加之位于四川盆地西部的龙门山逆冲带,三面围限构成具前渊沉降的克拉通内盆地或称为“墙围盆地”(walled sedimentary basin);(2)早白垩世中期—早白垩世晚期,大洪山和大巴山弧形带的逆冲构造变形逐渐减弱,而川东—湘鄂西弧形带继续向北西扩展,构造线呈北东向展布,在弧形带前缘的宜昌地区形成沉积中心,并覆盖了现今的黄陵背斜;(3)晚白垩世,川东—湘鄂西弧形带继续向北西推进,构造线呈北北东向展布,弧形带北翼的黄陵背斜初始隆起,沉积中心分别位于北翼宜昌地区及南翼习水地区。与此同时,在弧形带内部薄皮构造的向斜部位形成楔顶沉积,发育如恩施盆地、黔江盆地、来凤盆地等一系列规模较小的背驼式盆地。     

川西和川东北地区差异构造演化及其对陆相层系天然气成藏的影响

川西和川东北地区处于扬子地台西北缘,均具有褶皱冲断带-前陆盆地的二元结构,其构造特征具一定相似性。根据地震资料解释和典型气藏解剖,再结合前人研究成果,分析了川西和川东北地区构造演化差异性及其对各自成藏特征的影响,结果表明：川西地区主要受龙门山造山带影响,从印支期中晚期开始发育前陆盆地,之后主要受燕山中晚期和喜马拉雅期构造运动的影响;而川东北地区从燕山早期开始发育前陆盆地,之后在燕山中期和晚期受大巴山、米仓山和雪峰山联合作用影响,最后大巴山造山带在喜马拉雅期的强烈活动使其最终定型。上述差异构造演化对川西和川东北地区陆相层系的成藏特征的影响主要表现在4个方面：烃源岩的发育、输导体系的形成、气藏的保存和天然气成藏过程。川西地区主要发育须家河组烃源岩,形成了以NE向和SN向断裂及其伴生裂缝为主的输导体系,多期构造运动形成的大型通天断裂影响了山前断褶带气藏的保存,成藏经历了印支晚期、燕山中期、晚期和喜马拉雅期4个关键时刻。川东北地区发育须家河组和下侏罗统两套烃源岩,输导体系以NW向断裂为主,隆升剥蚀和大型断裂造成了山前断褶带较差的保存条件,成藏经历了燕山中期、燕山晚期和喜马拉雅期三个关键时刻。