元坝地区大安寨段陆相页岩气富集高产主控因素

四川盆地元坝地区大安寨段湖相泥页岩为研究对象,在样品实验数据分析和岩心观察的基础上,对元坝地区陆相页岩气的形成条件进行了评价,并探讨了陆相页岩气富集高产的主控因素。元坝地区大安寨段泥页岩具有厚度大、有机质丰度高、类型好、热演化程度适中、储集物性以及含气性好、并具有可压性等特点,具备陆相页岩气形成的有利地质条件。元坝地区泥页岩含气量较高,其中吸附气量明显受到温度和压力、IOC、热演化程度(Ro)以及矿物成分的控制,表现为与压力、TOC、硅质和粘土矿物呈正相关,与温度、Ro呈负相关,与碳酸盐矿物相关性不大的特点,影响程度表现为TOCRo硅质粘土矿物碳酸盐矿物;游离气量则受孔隙和裂缝发育的影响,其与孔隙度成正相关关系;其中反映孔隙发育程度的基质孔隙度与TOC、粘土矿物含量呈正相关,与石英+长石呈先正相关后负相关(在40%左右最大),与碳酸盐含量呈负相关;裂缝发育程度则受岩性、构造作用、沉积成岩作用以及生烃作用的控制。元坝地区大安寨段陆相页岩气富集高产的主控因素包含了沉积相带、岩相和裂缝发育程度,其中浅湖—半深湖暗色泥页岩是湖相页岩气富集高产的基础;浅湖—半深湖相富有机质泥页岩所夹的薄层(条带)灰岩或砂岩有利于后期的压裂改造;裂缝和"挡板"层控制了页岩油气的高产。     

页岩气储层的形成条件与储层的地质研究内容

应用沉积学和层序地层学的理论和方法,综合考虑页岩气系统形成的有利条件,结合国内和国外的实例,总结了有利于泥页岩,特别是可作为页岩气储层的富有机质暗色泥页岩形成的时期和沉积环境,认为富有机质暗色泥页岩主要形成在相对海(湖)平面上升时期的海侵(湖侵)体系域,特别是密集段附近的位置;陆相盆地中的湖湾、半深湖—深湖与海相盆地中的半深海—深海盆地、台地边缘深缓坡和半闭塞—闭塞的欠补偿海湾地区是富有机质暗色泥页岩发育的有利地区。通过对美国Barnett等页岩气系统的分析,认为制作暗色泥岩等厚图、TOC等值线图、Ro等值线图、暗色泥岩埋深图等单因素基础地质图件,对其进行叠加综合分析, 对页岩气的勘探具有很好的指导意义。     

页岩气储层的形成条件与储层的地质研究内容

应用沉积学和层序地层学的理论和方法,综合考虑页岩气系统形成的有利条件,结合国内争国外的实例,总结了有利于泥页岩,特别是可作为页岩气储层的富有机质暗色泥页岩形成的时期和沉积环境,认为富有机质暗色泥页岩主要形成在相对海(湖)平面上升时期的海侵(湖侵)体系域,特别是密集段附近的位置;陆相盆地中的湖湾、半深湖一深湖与海相盆地中的半深海一深海盆地、台地边缘深缓坡和半闭塞一闭塞的欠补偿海湾地区是富有机质暗色泥页岩发育的有利地区.通过对美国Bar-nett等页岩气系统的分析,认为制作暗色泥岩等厚图、TOC等值线图、R.等值线图、暗色泥岩埋深图等单因素基础地质图件,对其进行叠加综合分析,对页岩气的勘探具有很好的指导意义.     

中扬子北部上震旦统陡山沱组地质特征及页岩气资源潜力分析

依据野外实测剖面和页岩气钻井资料,结合样品有机地球化学、矿物成分、扫描电镜及物性等大量分析测试资料,系统研究了中扬子地区北部上震旦统陡山沱组暗色泥页岩的沉积环境、发育规模、地球化学及储集层特征。结果表明:暗色泥页岩厚度在53.3~114.7 m,平均为87.3 m,主要发育在台内盆地沉积环境;暗色泥页岩的有机碳含量(TOC)普遍大于1%,有机质类型主要为I-Ⅱ1型,成熟度(Ro)平均为1.85%,Tmax在353~609℃;矿物成分主要为碎屑矿物和粘土矿物,碎屑矿物含量平均为56.3%,成分主要为石英和长石,粘土矿物含量平均为26.1%,主要为伊利石和伊蒙混层矿物;泥页岩中含有大量的微观孔隙和微裂缝,微孔以次生溶蚀微孔和原生孔为主,孔隙度平均为2.32%,渗透率平均为0.031857×10-3μm2。与美国及国内页岩气商业性开发区的泥页岩的各项指标比较,本区暗色泥页岩具有厚度较大、有机质丰度相对较低、热演化程度高、脆性矿物含量高、粘土矿物含量低,低孔特低渗的特征,保存条件较好,具备了页岩气形成的基本地质条件,是中国海相页岩气勘探的远景区之一。     

内蒙古西部额济纳旗希热哈达地区二叠系页岩油(气)地质条件初探

银额盆地是中国内陆地区油气地质工作程度极低的地区之一,前人以中生界为目的层的油气勘探进展缓慢,通过十余年的油气基础地质调查,发现石炭—二叠系具有较好的油气资源前景。笔者通过银额盆地希热哈达地区地质调查井和煤田钻井岩心采集的大量样品,开展了二叠系暗色泥岩分布、有机质丰度、类型、成熟度、矿物组成、储集特征和页岩油气显示等页岩油(气)地质条件的综合研究,认为希热哈达地区二叠系发育分布广、厚度大、有机质丰度高、Ⅱ_1~Ⅱ_2型优质烃源岩具有良好的生烃潜力;暗色泥岩中脆性矿物的含量较高,黏土矿物以伊利石为主,蒙皂石含量较高,有利于吸附气的聚集和后期压裂改造形成裂缝;暗色泥岩物性较好,裂缝、孔洞、残余原生孔隙、次生溶蚀孔和微裂缝等孔(缝)隙发育,具有良好的储集条件,且在钻井岩心中见到了二叠系良好页岩油气显示,指示了希热哈达地区二叠系具有良好的页岩油(气)资源前景,是银额盆地值得探索的新层系和新领域。     

鲁西地区上古生界页岩气成藏条件研究

以鲁西地区上古生界海陆过渡相暗色泥页岩为研究对象,通过获取分析暗色泥页岩有机地球化学及岩石物性等资料,认为鲁西地区上古生界暗色泥页岩具备形成页岩气的物质基础,且成藏条件优越。暗色泥页岩厚度大,有机质丰度高,有机质类型以Ⅲ型为主,热演化程度适中,储层微孔隙-纳米孔发育,泥页岩中脆性矿物丰富,有利于页岩气的形成、富集和后期改造。在鲁西地区上古生界山西组、太原组有机质泥页岩发育的凹陷盆地中部,盖层保存完整,后期改造活动弱,有利于页岩气成藏,为鲁西地区上古生界的页岩气勘探潜力区。     

三江盆地下白垩统穆棱组页岩气成藏地质条件研究

采用有机地球化学分析测试、X衍射荧光分析、高压压汞、扫描电镜、低温氮气吸附等方法,对三江盆地下白垩统穆棱组暗色泥页岩页岩气成藏地质条件开展系统研究,研究结果表明穆棱组暗色泥页岩分布面积较广泛、累积厚度大、TOC含量中等,有机质主要处于成熟-过熟阶段,以Ⅱ2型干酪根为主,说明有机质已进入大量产气阶段;泥页岩中石英、长石及碳酸盐等脆性矿物含量较高;存在一定量的中孔、大孔和微裂缝,为低孔隙度、低渗透率的孔隙结构类型。据现有钻探资料,充分显示了下白垩穆棱组统暗色泥页岩较好的含气性,与美国主要页岩油气产区和中国发现的陆相页岩气层段相对比,三江盆地穆棱组各项参数达标,具有较好的页岩气勘探潜力。     

辽河盆地西部凹陷沙河街组古近系页岩气成藏地质条件研究

在辽河盆地各构造单元中以西部凹陷湖泊沉积持续时间最长,是研究辽河盆地沙河街组页岩气成藏的良好地区.本次在大量的资料收集、整理和分析的基础上,对辽河盆地西部凹陷沙河街组页岩气成藏地质条件进行初步分析,结果表明：本区的暗色泥岩主要发育在半深湖-深湖环境中,暗色泥岩具有厚度大、连续性强、分布广的特点.有机质丰度较高,TOC平均值在2.18%左右.干酪根类型以II型为主,偏向产气.有机质成熟度基本大于0.59%,表明泥页岩已基本进入大量排烃阶段.脆性矿物总量达到43.1%~61.5%,有利于页岩气开采.在页岩气成藏的地质因素分析基础上,综合研究认为,清水洼陷是沙河街组页岩气富集的有利区域.     

中国西北地区页岩气形成地质条件分析

长期以来,对西北地区盆地常规石油勘探已经取得了巨大突破,但页岩气的勘探仍处于起步阶段。页岩气具有自身的成藏机理,需要特殊的地质条件。通过分析我国西北地区塔里木盆地、柴达木盆地、准噶尔盆地、吐哈盆地、银-额盆地和焉耆盆地页岩分布情况、厚度、面积、总有机碳含量、热演化程度、有机质类型、矿物岩石成分等因素,认为中国西北地区页岩分布面积广泛、厚度大,许多盆地或地区页岩有机碳含量高、热演化程度高、有机质类型好,具备页岩气大规模成藏的地质条件。其中吐哈盆地页岩与塔里木盆地页岩中黏土矿物含量低,石英等脆性矿物含量高,易受外力作用影响形成天然裂缝与诱导裂缝网络结构,有利于页岩气开采。与美国产气页岩的各项指标比较发现,塔里木盆地与准噶尔盆地古生界海相及海陆交互相页岩厚度大、脆性矿物种类多且含量高,但有机质丰度较美国海相产气页岩低,且热演化程度高(大部分处于高-过成熟热解气阶段)。与埋深超过3 000m的古生界过成熟(Ro为0.51%～3%)页岩和浅埋深但有机碳含量偏低(普遍小于2%)的新生界陆相页岩相比,中生界湖相和湖-沼相高有机碳含量(最高值达15.6%)页岩更具有勘探价值。     

鄂尔多斯盆地上古生界山西组页岩气成藏条件及勘探潜力

为了研究鄂尔多斯盆地上古生界页岩气的勘探潜力,对鄂尔多斯盆地二叠系山西组富有机质泥页岩样品有机地球化学、物性特征及等温吸附等方面测试获得的参数进行了数理统计和测井响应特征分析。研究发现：有效泥页岩单层厚度变化较大,最厚可达15 m以上,盆地主体部位w(TOC)一般大于1.0%,有机质类型主要为Ⅱ₂型及Ⅲ型,镜质体反射率平均为1.66%,属于成熟-高成熟阶段,有利于有机质热解生气,具备页岩气成藏的基本地质条件。黏土矿物主要以伊利石（44.9%）和高岭石（33.6%）为主,泥页岩孔隙度平均为3.98%,渗透率平均为0.133×10^-3 μm²。泥页岩吸附含气量平均为1.94 m³/t。综合考虑泥页岩有效厚度、有机质丰度、有机质类型、热演化程度以及含气量等因素,预测鄂尔多斯盆地山西组页岩气有利区主要位于天环坳陷西北角、陕北斜坡带东北角及盆地中南部等区域。     

鄂尔多斯盆地黄陵北部延安组页岩气勘探潜力分析

鄂尔多斯盆地中南部发育有侏罗系延安组第二段和第三段陆相暗色厚层泥岩层系,矿物成分以石英、黏土为主,石英43%~56%,黏土矿物29%~33%。总有机碳(TOC)1.63%~3.89%,有机质成熟度R_o为0.59%~0.60%,含气量(CH₄)0.25~0.85 m3/t,等温吸附实验表明延安组泥岩的甲烷吸附能力与总有机碳含量呈正相关关系。泥岩处于生物成因气阶段,具备页岩气形成的基本地质条件,并可对比美国密歇根盆地Antrim页岩和伊利诺斯盆地的New Albany页岩的地质条件。为查清黄陵北部侏罗系延安组页岩气的勘探潜力,通过分析勘查和化验测试资料,对其页岩气勘探潜力进一步评价认为:黄陵北部延安组泥岩分布范围和厚度较大,已进入生物成因气和热催化生气的中间阶段,有机质丰度较高,具备形成页岩气的成藏条件,页岩气潜力巨大。      

鄂尔多斯盆地东缘临兴地区海陆过渡相页岩气地质特征及成藏潜力

海陆过渡相页岩气是我国页岩气增储上产的重要接替领域,基于鄂尔多斯盆地东缘临兴地区海陆过渡相页岩实验和研究资料,选取山西组、太原组和本溪组页岩层系为研究对象,从沉积环境、页岩展布、有机地球化学特征、矿物学特征、物性特征和含气性特征等方面,系统总结解剖研究区海陆过渡相页岩气地质特征,分析其富集成藏潜力。结果表明:鄂尔多斯盆地在晚石炭世–早二叠世受区域内部构造活动影响,水体环境变化频繁,形成多期次的滨浅海–三角洲前缘–滨浅湖组合的沉积旋回,沉积多套海陆过渡相富有机质页岩;临兴地区位于鄂尔多斯盆地东部晋西挠折带的中北地区,区内沉积环境稳定,海陆过渡相富有机质页岩广泛分布;岩性主要为灰白色–浅灰色细粒砂岩和暗色泥页岩互层发育,垂向上页岩累计厚度大,为60~180 m;页岩有机质类型为Ⅱ₂–Ⅲ型干酪根,总有机质碳含量较高,平均TOC质量分数为3.07%,处于成熟生气阶段;页岩矿物成分以石英和黏土类矿物为主,长石和碳酸盐岩类矿物含量较少;宏观上主要孔隙类型为无机孔隙和有机质孔隙,裂缝不发育,微观上孔隙受黏土矿物控制,孔隙形态多为开放狭缝状的微孔和介孔。研究区海陆过渡相页岩具有低孔低渗的物性特征,但平均含气量为1.15 m3/t,具有较好的含气特征,确定研究区内山西组北部、太原组东北部、本溪组东部和北部为页岩气潜力区。研究认识为该区后期页岩气勘探开发提供理论据。      

福建二叠系中统童子岩组页岩气储层特征

为了评价福建省二叠系中统童子岩组页岩气资源开发潜力,开展了野外地质调查及现场解吸测试工作,研究了童子岩组页岩气储层特征及其影响因素。结果表明:福建二叠系中统童子岩组泥页岩干酪根为Ⅲ型;有机碳质量分数普遍在2%以下;R_ran值介于2.52%~5.80%,泥页岩储层处于过成熟演化阶段;泥页岩储层黏土矿物含量较高,脆性矿物含量不高,不利于页岩储层的压裂改造;泥页岩孔隙度较低,渗透率极低,中孔是童子岩组页岩气储存的主要场所;童子岩组含气量总体较低,主要受后期构造运动和岩浆活动影响所致。分析表明:在受影响相对较小的局部块段——加福向斜和抚市向斜,其向斜底部的童子岩组具有页岩气成藏条件。      

煤系页岩气储层研究进展

煤系页岩气是煤系非常规天然气的重要类型。储层研究可为煤系页岩气开发提供理论基础。基于国内外文献调研分析,从煤系页岩分布与地化特征、储层特征与含气性、煤系页岩气赋存状态、富集影响因素、有利储层优选方面,阐述了煤系页岩气储层研究进展。研究表明:煤系页岩单层厚度薄,累计厚度大,有机质类型以Ⅲ型为主,储层矿物中黏土矿物含量相对较高,含气量具备商业开发所需条件。煤系页岩气赋存状态本质上取决于储层孔隙结构,页岩气在微孔中主要以吸附态的形式存在,而在中孔和宏孔中游离态是其主要存在形式。煤系页岩气富集主要受到有机质特征、储层矿物组成、储层结构特征、岩性组合的影响。有机质含量高有利于页岩气赋存;黏土矿物具有较强的吸附能力,多发育微孔和中孔,有利于页岩气富集;储层孔隙度的增加有利于页岩气富集;煤系页岩与煤层互层时,存在压力封闭和煤层气充注,利于富集。煤系页岩气有利储层优选为:TOC含量>2%,R o>0.7%,孔隙度>2%,脆性矿物含量>30%,黏土矿物含量<50%,含气量>1 m 3/t,煤系页岩有效厚度定为>30m、埋深>1000m,同时应考虑气藏封闭性及构造稳定性。     

Geochemical and Geological Characterization of Marine-Continental Transitional Shale: A Case Study in the Ordos Basin, NW China

The organic-rich shale of the Shanxi and Taiyuan Formation of the Lower Permian deposited in a marine-continental transitional environment are well developed in the Ordos Basin, NW China, which is considered to contain a large amount of shale hydrocarbon resources. This study takes the Lower Permian Shanxi and Taiyuan shale collected from well SL# in the Ordos Basin, NW China as an example to characterize the transitional shale reservoir. Based on organic geochemistry data, X-ray diffraction (XRD) analysis, field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM) observations, the desorbed gas contents of this transitional shale were systematically studied and the shale gas potential was investigated. The results indicate that the Lower Permian Shanxi and Taiyuan shale has a relatively high total organic carbon (TOC) (average TOC of 4.9%) and contains type III kerogen with a high mature to over mature status. XRD analyses show that an important characteristic of the shale is that clay and brittle minerals of detrital origin comprise the major mineral composition of the marine-continental transitional shale samples, while the percentages of carbonate minerals, pyrite and siderite are relatively small. FE-SEM observations reveal that the mineral matrix pores are the most abundant in the Lower Permian shale samples, while organic matter (OM) pores are rarely developed. Experimental analysis suggests that the mineral compositions mainly govern the macropore development in the marine-continental transitional shale, and mineral matrix pores and microfractures are considered to provide space for gas storage and migration. In addition, the desorption experiments demonstrated that the marine-continental transitional shale in the Ordos Basin has a significantly potential for shale gas exploration, ranging from 0.53 to 2.86 m3/t with an average value of 1.25m3/t, which is in close proximity to those of terrestrial shale (1.29 m3/t) and marine shale (1.28 m3/t). In summary, these results demonstrated that the Lower Permian marine-continental transitional shale in the Ordos Basin has a significantly potential for shale gas exploration.     

Methane Adsorption on Montmorillonite,Kaolinite and Illite at High Pressures

Shale gas, which is derived from organic matters in shale and stored in shale deposits, is an important unconventional gas resource and attracts attention due to its significant requirement in the hydrocarbon production. Methane (CH4) is the dominant component of shale gas, and adsorbed gas is an important reservoir form. Many studies have investigated the adsorption capacities and adsorption mechanisms of CH4 in shale. Organic matters and clay minerals have been proposed to be the two major components for CH4 adsorption. Adsorption of CH4 in organic matters, such as the adsorption capacity and effects of characteristics of the organic matters, has been well investigated. However, studies on CH4 adsorption on clay minerals have mainly focused on evaluating the adsorption capacity, and very little information about the adsorption mechanism has been provided. For example, the adsorption sites and factors influencing CH4 adsorption on clay minerals remain unclear. Three main reasons account for this: (1) the co-existence of organic matters in samples affects the evaluation of CH4 adsorption on clay minerals; (2) the pressures used during adsorption are not representative of actual reservoir pressures; and (3) the clay minerals selected have low swelling capacity and a smaller interlayer distances than a CH4 size, resulting in the misunderstanding of the CH4 adsorption sites.     

鄂尔多斯盆地东部太原组页岩气吸附特征及影响因素

鄂尔多斯盆地东部太原组在绥德地区发育一套潜在的烃源岩,总有机碳(Total Organic Carbon,TOC)含量为0.75%~5.71%(平均2.75%);镜质体反射率(Ro)为1.43%~2.12%(平均1.80%),处在高成熟-过成熟阶段,具有很好的生气潜力。为了探讨鄂尔多斯盆地东部太原组泥页岩的吸附特征,选取了研究区SSD1井10个泥页岩样品进行等温吸附、总有机碳含量、镜质体反射率、X-射线衍射和比表面积等测试分析,在此基础上探讨了盆地东部太原组富有机质泥页岩的吸附能力及其影响因素。结果表明:研究区SSD1井太原组10个泥页岩样品的兰氏体积为1.11~2.41m3/t,随着压力的增加,吸附能力迅速增加,当达到一定压力后达到饱和;泥页岩的吸附能力与总有机碳含量和黏土矿物含量有正相关关系;页岩比表面积与兰氏体积相关性不明显,推测样品孔隙大小及形态对气体的扩散和吸附有一定的影响。综合评价认为,总有机碳含量、黏土矿物含量是影响太原组泥页岩吸附能力的重要因素,这为盆地东部页岩气勘探提供参考。     

鄂尔多斯盆地东部太原组页岩气吸附特征及影响因素

鄂尔多斯盆地东部太原组在绥德地区发育一套潜在的烃源岩,总有机碳(Total Organic Carbon,TOC)含量为0.75%~5.71%(平均2.75%); 镜质体反射率(R_o)为1.43%~2.12%(平均1.80%),处在高成熟—过成熟阶段,具有很好的生气潜力。为了探讨鄂尔多斯盆地东部太原组泥页岩的吸附特征,选取了研究区SSD1井10个泥页岩样品进行等温吸附、总有机碳含量、镜质体反射率、X-射线衍射和比表面积等测试分析,在此基础上探讨了盆地东部太原组富有机质泥页岩的吸附能力及其影响因素。结果表明: 研究区SSD1井太原组10个泥页岩样品的兰氏体积为1.11~2.41 m³/t,随着压力的增加,吸附能力迅速增加,当达到一定压力后达到饱和; 泥页岩的吸附能力与总有机碳含量和黏土矿物含量有正相关关系; 页岩比表面积与兰氏体积相关性不明显,推测样品孔隙大小及形态对气体的扩散和吸附有一定的影响。综合评价认为,总有机碳含量、黏土矿物含量是影响太原组泥页岩吸附能力的重要因素,这为盆地东部页岩气勘探提供参考。     

南华北盆地太康隆起煤系页岩气地质特征及勘探潜力

基于南华北盆地上古生界煤系页岩气勘探实践及认识,通过研究该区页岩气烃源岩地球化学特征、储集层特征、含气性特征,总结页岩气地质特征,分析勘探潜力。页岩气主要发育于太原组、山西组,烃源岩有机质类型以Ⅲ型为主,镜质体反射率为2.1%~3.4%,处于过成熟阶段;太原组、山西组泥页岩有机碳含量均值分别为2.34%、1.66%;页岩气储集层矿物成分以石英、黏土矿物为主,主要储集空间类型为矿物质孔和微裂缝;太原组、山西组页岩含气量均值分别为1.73 m³/t、1.55 m³/t,相对于海相页岩含气特征属于中等—偏高的范围;采用容积法计算页岩气地质资源量为7112×10⁸m³,资源丰度为2.54×10⁸m³。经综合对比评价认为庄头斜坡、杞县凹陷是南华北盆地太康隆起页岩气较为有利的勘探目标区。     

渝东北田坝地区五峰-龙马溪组页岩矿物学特征及其油气地质意义

渝东北田坝地区五峰-龙马溪组泥页岩的矿物成分主要为石英和黏土矿物,其次为长石,此外还含有少量黄铁矿、硬石膏等含硫矿物,以及极少量的碳酸盐矿物。沉积学及矿物学研究表明,五峰-龙马溪组的沉积环境以浅海陆棚为主,而浅海陆棚属还原环境,有利于有机质富集和保存,可以更好地形成页岩气;页岩含石英量较多并且脆性指数较高,因此有利于形成裂缝以利于渗流。与相邻的涪陵地区相对比,两者可比性较高,并且渝东北田坝地区五峰-龙马溪组页岩的石英等脆性矿物含量大于涪陵地区,而黏土矿物含量、碳酸盐矿物含量远小于涪陵地区;渝东北田坝地区黏土矿物组合反映,五峰-龙马溪组已进入了晚期成岩作用阶段,该阶段所对应的有机质成熟度为高成熟-过成熟,表明其成熟度条件有利于形成页岩气藏;进一步研究还发现,五峰组及龙马溪组页岩具有较高的孔隙度和渗透性,能为页岩气储存提供较好的储集空间。