南方海相页岩气“二元富集”规律——四川盆地及周缘龙马溪组页岩气勘探实践认识

继JY1井龙马溪组页岩测试获得高产工业气流,实现南方海相页岩气的战略突破之后,近期焦石坝地区多口开发井获得高产天然气流,展现出四川盆地海相页岩气勘探的良好前景。通过对四川盆地及周缘多口井的岩性、有机地球化学、岩石矿物含量、物性、储集类型、微观孔隙结构特征、裂缝发育程度、含气量和气井产量、压力等钻探成果及分析测试资料进行深入解剖研究,探索并提出了复杂构造区海相页岩气"二元富集"规律,即:深水陆棚优质泥页岩发育是页岩气"成烃控储"的基础;良好的保存条件是页岩气"成藏控产"的关键。本文对中国南方海相页岩气的高效勘探开发具有重要的借鉴、指导意义。     

川东南地区五峰组-龙马溪组页岩气富集与高产控制因素

中美页岩气地质和地表条件的对比分析表明,中国南方海相页岩与北美典型页岩的主要评价指标相近,是页岩气勘探的主攻层系。其中,四川盆地及周缘地区是有利勘探地区。中国石油化工股份有限公司2006年以来,经历6年的研究与勘探探索,2012年在四川盆地涪陵焦石坝地区龙马溪组页岩气获得重大突破,发现了涪陵页岩气田,取得了中国页岩气的首个商业发现。五峰组-龙马溪组页岩气富集与高产的地质因素包括原始沉积条件和后期保存条件,台内坳陷控制优质页岩的形成分布,页岩厚度大、有机质含量高是页岩气选区的首要评价指标。保存条件影响页岩气的富集程度,四川盆地内部总体保存条件较好,有三叠系膏盐岩分布的地区保存条件好,页岩气层段压力系数高,页岩气富集程度高。在选区评价中,原始沉积条件和后期保存条件均有利的地区是页岩气勘探的有利区。通过对典型探井五峰组-龙马溪组页岩气富集条件的分析表明,有机质提供了页岩气富集的物质基础,有机质孔是页岩气富集的主要储集空间,层理(缝)是页岩气水平渗流的高效通道,高硅质含量具有良好的可压性,高压力系数指示页岩气富集程度高。有机质、有机质孔、层理(缝)、硅质含量和压力系数等表征页岩气富集与高产的5种关键参数具有成因联系和统计相关的特征,纵向上又具有"五性一体"的分布特征,从而决定了五峰组-龙马溪组下部富含有机质的优质页岩层段既可以富集页岩气,又有利于页岩气的开发,是开发页岩气的主要层段和水平井轨迹的关键目标层。     

南方复杂地区页岩气差异富集机理及其关键技术

针对我国南方海相富有机质页岩时空非均质强、热演化程度高、构造演化历史复杂、页岩气具差异富集和保存条件多样等特点,采用多学科方法对南方五峰组-龙马溪组海相页岩气区进行精细解剖,形成了针对南方复杂地区海相高过成熟页岩气评价参数表征的多项关键技术.研究结果显示富泥硅质页岩和富泥/硅混合质页岩是五峰组-龙马溪组的优质岩相;页岩中孔和宏孔提供了主要的孔体积,微-纳米孔隙结构特征受页岩组分及其孔隙发育程度双重控制;页岩气富集演化具二高、三复杂特点（古温度高,热演化程度高,温压演化复杂,页岩气赋存方式复杂及保存条件复杂）.研究中所提出的页岩岩相表征和优选技术、多尺度储集空间全息表征技术、海相页岩复杂演化改造过程表征技术、初步形成的甜点评价参数体系表征方法可有效地应用于南方五峰组-龙马溪组海相页岩气评价.研究成果可为南方页岩气基础地质调查工程提供技术支撑.      

页岩气储层保存条件关键参数地震预测及在川东南的应用

四川盆地东南缘志留系海相页岩具有良好的物质基础,但由于后期改造强烈,页岩气储层保存条件成为勘探开发的关键。立足于改进CPS模型单井地层压力预测流程,通过不同层段采用不同计算方法、引入相对挤压构造应力与压力因子等手段,有效提高了双复杂地区地层压力预测结果可靠性,预测结果与实测结果相对误差在1.5%以内;利用闭合应力比参数与页岩气储层"易恢复"特征的相关关系,提出了闭合应力比保存条件预测思路,间接分析了页岩气储层保存条件。以构造作用和演化历史为基础背景,依据页岩气富集成藏因素,通过地震解释综合断裂-裂缝预测结果、地层压力预测、闭合应力比等结果,建立了适应复杂地表复杂构造区特征的页岩气储层保存条件关键参数地震预测流程,并成功应用于四川盆地东南缘志留系海相页岩气储层。     

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...     

我国南方海相页岩气富集高产主控因素及前景预测

近年来我国在四川盆地率先实现了页岩气商业开发,奥陶系五峰组-志留系龙马溪组成为南方海相页岩气开发的主力层系.通过梳理页岩气沉积与分布特征、构造演化特征、构造样式及保存特征、页岩储层特征,提出了我国南方海相页岩气富集高产的主控因素:深水陆棚相富有机质优质页岩是物质基础;构造抬升时间和构造样式是页岩气富集保存的关键因素,总结了构造保存完整型、残留型、破坏型3大类页岩气构造样式;地层超压是页岩气高产的必要条件.最终展望了页岩气发展前景,预测了我国南方几个古隆起的边缘和滇黔桂地区是未来页岩气勘探开发的有利区.      

昭通太阳背斜山地浅层页岩气"三维封存体系"富集成藏模式

本文系统分析了太阳地区构造断裂系统、顶底板条件、沉积岩相、优质页岩展布、源储条件及富集高产规律,提出了"多场协同多元耦合"共同作用下太阳背斜区山地浅层页岩气"三维封存体系"富集成藏赋存模式,具有5个特征:①页岩储层上覆龙马溪组一段二亚段—石牛栏组厚层致密页岩和泥灰岩,下伏临湘组—宝塔组厚层致密瘤状灰岩,具有良好的封隔层条件,形成了封存体系的顶板和底板;②压扭应力背景下形成的断裂系统属于挤压性逆冲断层、压扭性走滑断层,断层的纵向封闭性好,有效地保护了优质页岩气藏;③断层两盘页岩气层对接岩性均为致密泥灰岩和灰岩,侧向封堵性防止了页岩气泄漏点出现,使得山地浅层页岩气仍具有连续型气藏特征;④前陆盆地"水体滞留+火山灰沉降"造就了"海洋漂浮生物繁盛+缺氧强还原"深水陆棚沉积环境,形成了"富碳、高硅、低黏、高脆"的优质烃源岩储集体,构建了"规模生烃、高效吸附富集"的页岩微纳米级储集孔隙空间;⑤页岩储层具有相对小的地应力和两向水平应力差,既利于在中低泵压下的储层压裂施工作业,又具备体积压裂打碎页岩形成复杂缝网和气井获得高产的关键要素.提出了复杂构造区山地浅层页岩气"多元富集高产"的规律性认识,即:前陆盆地深水缺氧强还原环境促使了"富碳、高硅、低黏"页岩储层发育(沉积成岩控制源储特征)、持续良好的三维封闭保存体系有效保护了富有机质页岩生烃留烃富烃和超压保孔(保存条件控制天然气藏)、页岩脆性与地应力以及水平应力差决定了体积压裂改造的难易程度并影响了人造页岩气藏的构建效果(应力可压性控制人造气藏)、Ⅰ类优质页岩气储层连续厚度和地层压力系数决定了页岩气禀赋的资源储量丰度与气井高产(烃储禀赋控制单井产量).研究成果对中国南方复杂构造区海相浅层页岩气的高效勘探开发具有重要的借鉴引领和指导意义.     

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。     

论海相页岩气富集机理——以四川盆地五峰组—龙马溪组为例

深入探究页岩气富集机理是保障勘探开发高效推进的基础。本研究通过对四川盆地五峰组—龙马溪组页岩气勘探开发实践的系统分析,梳理总结前人研究成果,从生成机理、运移机理、赋存机理和保存机理四个方面对海相页岩气富集机理进行了深入分析,并讨论了深层和常压页岩气的勘探开发潜力。结果表明：在生成机理方面,埋藏史和热演化史控制了页岩生排烃史、生排烃量和现今含气量;页岩气运移机理涉及运移动力、运移相态、运移方式和运移通道四方面内容,页岩气运移主要是烃源岩内的初次运移,同时讨论了初次运移的影响因素;在赋存机理方面,甲烷—页岩间表现出单/多分子层吸附和微孔充填等多种赋存机制,组分润湿性和孔隙有效性是决定甲烷吸附赋存和解吸运移的关键;在保存机理方面,盖层和物性自封闭是主要的保存机理,构造运动引起的裂缝—流体活动是页岩气保存条件遭到破坏的主要原因,流体活动时间和期次研究是页岩气保存条件和含气量定量评价的重要内容。页岩气富集机理的系统分析和创新认识为页岩气勘探开发评价提供了重要依据,建议加强页岩气演化历史全过程的动态评价。结合深层和常压页岩气勘探实践,分析了深层和常压页岩气的成因机制及主要特征,指出了下一步攻关内容及勘探方向。     

四川盆地下古生界硅质页岩层系中硅质来源及其对有机质保存的影响初探

四川盆地下古生界两套硅质页岩层系(寒武系底部页岩和奥陶系—志留系五峰组—龙马溪组页岩)是其重要的页岩气产层,五峰组—龙马溪组硅质含量与TOC及含气量呈正相关性,暗示硅质矿物对该地区页岩气的生成具有重要意义。但硅质来源复杂,且存在后期硅质流体的注入。因此,本文在总结前人的研究成果基础上,对四川盆地寒武系底部硅质岩系和五峰组—龙马溪组硅质岩系的硅质特征进行了详细的岩石学分析,揭示了3种硅质来源特征:(1)同沉积无机硅质流体;(2)生物硅;(3)后期无机硅质流体。其中寒武系底部以同沉积无机硅质流体和生物硅来源为主,同沉积硅质流体导致有机质快速石化埋藏,有机质内部结构及形态保存较好;五峰组—龙马溪组硅质来源以后期无机硅质流体和生物硅来源为主,有机质在保存过程中受硅质流体的影响很小,有机质腐泥化作用充分,内部结构和形态多数保存较差。该研究初步揭示了两套页岩层系的硅质发育岩石学特征,及其对有机质保存的影响,期望能为四川盆地两套页岩气储层差异性提供新的思路和基础地质数据。     

四川西部中高温地热流体地球化学特征及其地质意义

四川西部是我国主要的高温地热资源分布区之一,水热活动的时空分布、物质来源与深部水热岩作用密切相关,地热流体化学特征可反映流体上升至近地表过程中发生的深部地球化学过程信息。通过分析鲜水河地热带、甘孜-理塘地热带和金沙江地热带典型地热田的地热流体化学组分特征,认为研究区地下水类型基本为HCO₃-Na型水。其中甘孜-理塘地热带地下热水中的K ⁺、Na ⁺、HCO₃ ^-和Mg ²⁺与Cl ^-有相似物质来源,除了来自矿物溶解外,还来源于地球深部物质。研究区地热流体径流较长,深度为2 189.93~5 620.52 m,地热流体在上升过程中冷水混入比例为 56%~78%,水岩作用仍未达到平衡状态。在循环过程中,受到含钙、镁的硅酸盐矿物溶解的影响。厘清区域内地热流体汇聚的路径及其控制因素,提高对四川西部地区地热资源分布规律和成因的认识,可为区域内工程建设施工提供参考依据。     

Characteristics, mechanism and development tendency of deformation of Maoping landslide after commission of Geheyan reservoir on the Qingjiang River, Hubei Province, China

Based on field investigation of the constituent structure and geological formation of the Maoping landslide, the authors made an in-depth study of the deformation characteristics and triggering mechanism of the reservoir-induced slide through comprehensive analysis of the about 13 years observation data. The Maoping landslide, the largest ancient landslide in Geheyan reservoir, with a volume of 23.5 million m³, is located on the left bank of the Qingjiang River, 66 km upstream of Geheyan dam. In April 1993 reservoir inundation reactivated the landslide, which resulted in relocation of a village of 290 people. Since then the landslide body has been experiencing persistent deformation with an observed maximum displacement of 2841.4 mm up to October 2005. Therefore, further development of deformation of the landslide becomes a great concern for the safety of the reservoir and dam. The analysis results show that the Maoping landslide is an ancient landslide that is an accumulation of several consequent slides along the bank slope and experienced several secondary slumps in its front in later stages. The ongoing deformation of the reactivated landslide is controlled by mechanical properties of materials and hydraulic effects induced by reservoir. The slip process is of creep deformation as a whole, and appears to be attenuating in later stage, which indicates very low possibility of the high-speed slip and integral failure of the slide.     

贵州某公路滑坡变形破坏机制及稳定性评价

贵州某公路边坡在雨季产生滑动,坡体后缘的裂缝呈放射状,这一现象较为特殊。通过现场调查、岩土体实验,对该公路滑坡变形破坏机制、放射状裂缝形成机制及滑坡稳定性进行评价。研究结果表明:研究区的地形及物质组成是滑坡发生的地质基础,连续的强降雨是滑坡发生的诱发因素;坡体后缘先破坏滑动,推动挤压前缘土体鼓胀变形,滑移类型为推移式;滑坡处于山区公路弯道外凸弧形斜坡地形,这是后缘放射状张拉裂缝形成的主要因素;滑坡在天然状态下稳定,在强降雨状态下欠稳定,需要采取防治措施进行治理。     

岩土钻掘设备的液压步履机构

因液压步履移位最方便，辅助时间短，换向灵活，移位对孔准确，大型岩土钻掘设备施工的群孔现场实现近距离的自行迁移多采用液压步履机构。详细叙述了双向移动和单向移动加转向步履机构的结构和特点。     

清江隔河岩水库蓄水后茅坪滑坡的变形机理及其发展趋势研究

茅坪滑坡位于清江隔河岩水库左岸,下距隔河岩坝址66Km,是隔河岩水库中最大的一个基岩古滑坡,体积约2350104m3。自1993年4月10日水库下闸蓄水以来,该滑坡发生了持续的缓慢变形,至目前为止,最大位移达2100mm,且仍在变形过程中。     

韧性剪切带中含金石英脉的就位机制

本文以韧性剪切带中含金石英脉的地质特征分析为基础。重点讨论:a.绿片岩相—低角闪岩相环境中的韧性剪切带内,变形岩石的韧—脆性转变既受温度、压力条件控制,又受高压流体相的广泛介入影响。对于多阶段金矿化过程,流体相的存在对岩石力学性质的转变具有更重要的意义;b.Roberts(1987)论述的含矿Riedal裂隙系(D、P、R、R′和T、P′)中不同类型裂隙内含金石英脉的就位机制有很大的差异;c.Ramsay的破裂—愈合机制可以很好地解释沿R、R′、T和某些沿D、P就位的含金石英脉的形成;d.本文作者提出液压扩容破裂机制是沿D、P方向就位的某些含金石英脉的重要就位过程。     

土工合成纤维土补强机理试验研究及工程应用

对土工合成纤维土（TEXSOL）的补强机理进行了理论分析,研究了各种因素对纤维土补强特性的影响规律及已有纤维土强度计算经验公式的缺陷,并在大量试验的基础上确定了一系列经验系数如K,Q,R,P等,得出了各种影响因素与纤维土补强特性的关系。研究结果表明,纤维土粘聚力的增量与纤维的韧度、细度及纤维土的配合比等参数有关;提出了能反映多种影响因素的纤维土补强计算经验公式;最后将直壁高度法推广到纤维土挡墙的设计中,并应用所提公式对纤维土挡墙进行了内部稳定分析。     

甘肃永靖黑方台地区灌溉诱发型滑坡发育特征 及力学机制

水是诱发黄土滑坡最为积极的因素,以灌溉诱发型滑坡尤为典型.基于野外水工环地质综合调查,对黑方台地区灌溉渗透诱发滑坡的发育特征进行总结.通过分析特定孕灾地质条件下滑坡发育特征的差异,认为黄土滑坡形成的力学机制以滑移-压致拉裂-剪断型和蠕滑-拉裂-滑移型为主,而黄土-基岩滑坡以滑移-压致-拉裂型为主.滑移-压致拉裂-剪断型黄土滑坡为原位溯源后退扩展式,系灌溉水入渗后造成黄土饱和带厚度增大,不仅造成台缘周边地下水溢出带部位渗透压力增大,且抗剪强度显著弱化,从而在坡体自重作用下发生蠕滑剪切.锁固段突然破坏使滑坡快速启动,滑体冲击致早期饱水滑床产生液化,产生高位抛射,借助原始地形滑体加速运移形成高速远程运动.蠕滑-拉裂-滑移型黄土滑坡是黄土底部饱和带厚度较薄或灌溉入渗影响较小的地段,以后缘拉裂为主激发形成.渗灌溉水长期入渗造成下伏基岩顺倾泥岩层面软化泥化,从而在顺向坡段产生黄土-基岩顺层滑坡,该类滑坡以低速短程滑坡为主.     

微生物-矿物接触作用对金属硫化物溶解的影响——氧化亚铁硫杆菌参与黄铜矿溶解的初步研究

在表生条件下,氧化亚铁硫杆菌的参与能够有效促进黄铜矿的氧化分解,前人研究认为微生物对黄铜矿的溶解有直接和间接作用,但相对贡献仍存在争议。利用透析膜将细菌和黄铜矿隔离,模拟对比了黄铜矿与氧化亚铁硫杆菌不接触和直接接触时的溶解行为。利用等离子光谱(ICP-AES)测定两种实验条件下溶液中Cu2+离子的浓度变化,并利用扫描电子显微镜(SEM)观察了两种条件下黄铜矿表面特征的变化和次生产物特征。实验发现在两种模式下,氧化亚铁硫杆菌均不同程度提高了黄铜矿的溶解速率;直接接触模式比非接触模式对黄铜矿氧化分解的促进作用更显著。