中美陆相页岩油地质条件对比

正页岩油是指富有机质泥页岩层系中,主要以游离态和吸附态赋存于泥页岩及泥质粉砂岩、砂岩、碳酸盐岩等夹层的孔隙、裂缝,通过压裂等非常规技术手段才能实现规模经济开采的烃类资源(武晓玲等,2013)。页岩油具有储层致密、孔渗条件差、难以有效开采的特点。进入21世纪以来,美国相继在海相页岩气、海相页岩油领域实现突破,引领世界页岩油气的勘探。中国页岩油储集层主要以陆相湖盆富有机质泥页岩为主,尚未取得规模性商业     

济阳坳陷青东凹陷低熟油生烃机理研究

青东凹陷勘探程度低,油气资源潜力尚未得到充分认识,开展凹陷内低熟油成因机理的研究有利于评价油气资源潜力并指导油气勘探工作。原油的物理及地球化学特征表明低熟油主要分布于凹陷边缘的沙四上亚段储层中。油源对比显示低熟油主要来自凹陷内沙四上亚段低熟烃源岩。研究区沙四段烃源岩具备形成低熟油的地质和地球化学条件：沙四段泥页岩有机质丰度高,有机质类型以腐泥型(I)和腐泥-腐殖型(II1)为主;泥页岩与蒸发岩共生的咸化还原环境因富含高矿化度地层水而有助于有机质早期转化生烃;烃源岩中的可溶有机质经过低温化学反应、细菌活动、生物催化作用等可形成低熟油。该研究对青东凹陷油气勘探工作有重要指导意义,寻找低熟油气藏是研究区未来重要的勘探方向。     

陆相断陷盆地致密油藏特征与分类

陆相断陷盆地的致密油气成藏条件复杂,储层性质变化多,规模开发的难度很大。根据渤海湾盆地的地质、地球化学、实验分析及生产测试等资料,对比国内外拗陷盆地致密油气藏特点,综合分析断陷盆地致密油气的成藏条件和成藏特征.研究表明断陷盆地生烃洼陷中富有机质泥页岩厚度大,有机质丰度高,成熟度演化范围宽;泥页岩成分复杂或与不同岩性的致密储层频繁互层,形成了丰富的自生自储或近源聚集的致密油气资源.致密油气藏依据油藏储层岩性类型分为致密碎屑岩类油藏、致密碳酸盐岩类油藏、致密火山岩类油藏、泥页岩类油藏4类.致密碳酸盐岩类油藏成藏条件最好,最易于开发.断裂构造附近泥页岩层系的构造裂缝发育区域,也具有良好的成藏条件,是重要的勘探方向.     

中国页岩油的形成和分布理论综述

页岩油是指生成并滞留在烃源岩中,以游离或吸附状态赋存在地层微纳米级储集空间中,基本未运移或极短距离运移的低熟—半熟油气.通过总结泥页岩低孔低渗的特点,对页岩油的形成机制、演化条件、保存条件以及分布特征进行了讨论.泥页岩中有机质的丰度、类型以及演化成熟度是泥页岩生油能力的主要影响因素.生油能力较好的Ⅰ或Ⅱ型干酪根是良好的有机质类型,而Ⅲ型干酪根则以生气为主.在适当的埋藏深度下,达到生油门限,即可发生热化学反应产生大量液态烃.弱水动力条件以及相对长时间稳定的构造活动,都能使得有机质及沉积物缓慢沉降并演化.陆上优质泥页岩由于分布范围广、类型多、时代跨度大、陆相湖盆面积小、物源丰富且湖平面变化等原因,有利于页岩油气形成.     

北美页岩油气研究进展及对中国陆相页岩油气勘探的思考

北美在海相页岩油气的勘探开发中已获得巨大成功,研究表明,页岩油和页岩气形成条件和赋存状态虽然具有较多的共性,但也存在一定差异。共性为二者均呈"连续型"分布于沉积盆地的斜坡和中心带,具有工业开采价值的页岩油气均产自有机质丰度高、脆性矿物含量高、存在异常高压的页岩地层。两者的差异性表现在页岩气的产生具有多源性和多阶性,即页岩气既可来自Ⅰ-Ⅱ型有机质,也可来自Ⅲ型有机质,但页岩油主要来自Ⅰ-Ⅱ型有机质;页岩气可形成于有机质成熟作用的任何阶段,但页岩油是有机质处于成熟阶段的产物。由于页岩油和页岩气分子直径和结构的差异导致两者在页岩中的赋存状态和开采机制存在一定差别。勘探实践表明,中国陆相盆地存在着丰富的页岩油气资源,如何利用这些资源,有针对性地研究其勘探开发技术,是我国页岩油气勘探开发面临的重要问题。     

页岩油富集可采主控因素分析: 以泌阳凹陷为例

页岩油能否有效聚集并具可采性主要受控于6个方面因素, 即生烃基础、存储空间、保存条件、储层改造条件、原油物性和开发方式.目前已取得页岩油突破的安深1井、泌页1井开发层段有机质丰度高、有机质类型好, 页理、纹理及构造裂缝发育, 脆性矿物含量较高等有利条件, 但其泥页岩有机质成熟度较低, 在影响泥页岩含油率的同时, 对原油的物性也有较大影响, 且保存条件不佳, 地层无超压, 能量较低, 不利于页岩油的产出.今后, 泥页岩埋深较大的东南部地区可能是下步页岩油勘探开发的有利区.另外, 考虑到原油溶解气量对其物性的影响以及低渗储层的应力敏感性, 生产方面应尽量延缓储层压力的降低.      

下扬子苏皖南地区上二叠统页岩油气地质条件研究

下扬子地区广泛发育厚度大、有机质含量高的上二叠统海陆过渡相泥页岩,但是勘查程度低,缺乏对页岩油气地质条件的系统分析。下扬子苏皖南地区上二叠统大隆组和龙潭组泥页岩埋藏深度适中,部署的多口探井获得了良好的油气显示。结合前人资料,通过野外调查、岩心观察、测试分析和资料对比等手段,对苏皖南地区上二叠统泥页岩进行了页岩油气成藏条件与保存条件的综合分析。研究表明,苏皖南地区上二叠统地层具有良好的生烃基础和储集条件,但有机质成熟度变化大,构造活动复杂,导致了区内不同地区油气保存和富集条件的差异。建议在重点地区开展页岩油气保存条件和埋藏演化史的精细研究,以寻求突破,力争带动整个下扬子地区的勘探开发进程。     

陆相断陷咸化湖盆有机质差异富集因素探讨

我国中、新生代陆相断陷咸化湖盆广泛发育含盐泥页岩,蕴藏着大量页岩油资源。页岩油“甜点”发育与有机质富集密切相关,但含盐泥页岩有机质差异富集主控因素研究相对较少,且存在争议。以渤海湾盆地东濮凹陷为例,针对古近系沙三段泥页岩取芯,开展总有机碳（TOC）、扫描电镜、能谱分析以及主量、微量和稀土元素分析,探讨泥页岩的有机质丰度与古气候、古盐度、沉积速率、古生产力和氧化还原条件的关系。结果表明:沙三段泥页岩的有机质富集主要受控于古生产力、古盐度和沉积速率。古生产力越大,有机质富集程度越高;随古盐度和沉积速率升高,有机质富集程度先增大后减小。氧化还原条件对有机质富集的影响不大,这与泥页岩整体发育于缺氧的还原条件有关。只有在高的古生产力、适当的古盐度和适当的沉积速率背景下,方才利于沉积有机质富集。泥页岩的有机质差异富集是非常规油气沉积学研究的重要内容之一,揭示有机质差异富集主控因素,对我国陆相页岩油勘探开发具有重要意义。     

页岩层系油气资源有序共生及其勘探意义——以鄂尔多斯盆地延长组长7页岩层系为例

页岩层系内的非常规油气已成为全球油气勘探开发的热点,这些资源的形成与富有机质页岩密切相关,形成演化有序、空间分布上共生。目前的研究通常按非常规油气类型单独进行,尚未从页岩层系整体角度考虑各类油气资源的分布规律。在大量调研国内外页岩层系油气资源分布规律的基础上,提出页岩层系油气资源有序共生,并以鄂尔多斯盆地长7页岩系为例进行解剖,按照成熟度阶段、埋藏深度和有机质丰度,将长7页岩层系油气资源分成露头-浅埋藏油页岩区、中等成熟-中等埋深压裂页岩油区、中等成熟-中等埋深原位改质页岩油区、高成熟度-深埋页岩气区和紧邻-夹层致密砂岩油五大区域。基于页岩系统油气资源有序共生关系,提出页岩层系油气资源立体勘探开发的观点,以期对页岩层系非常规油气资源有效利用提供新思路。     

云南禄劝地区泥盆系油苗地球化学特征及地质意义

随着四川盆地海相常规天然气和页岩气勘探开发的成功,新区、新层系的油气勘探逐渐提上议程。云南地区泥盆系泥页岩在局部地区广泛分布,有机质丰度较高,但钻井工作很少,研究较为薄弱,油气富集情况不明。通过野外调查,在云南禄劝地区中泥盆统华宁组发现了液态油苗。有机地球化学分析表明:油苗与中泥盆统华宁组三段的泥灰岩亲缘关系较好;中泥盆统华宁组三段的泥灰岩整体沉积于强还原—还原环境,生烃母质主要为藻类等低等水生生物,也有来自高等植物的贡献,已处于成熟阶段,具有较强的油气生成能力,生烃能力与Ⅱ₁型烃源岩相当;康滇古陆西缘泥盆系泥灰岩有过生油气过程,生成的原油以饱和烃和芳香烃为主,且保存条件好的情况下,具有一定的页岩油气和常规油气勘探前景。      

Geological Features and Reservoiring Mode of Shale Gas Reservoirs in Longmaxi Formation of the Jiaoshiba Area

Abstract: This study is based on the sedimentation conditions, organic geochemistry, storage spaces, physical properties, lithology and gas content of the shale gas reservoirs in Longmaxi Formation of the Jiaoshiba area and the gas accumulation mode is summarized and then compared with that in northern America. The shale gas reservoirs in the Longmaxi Formation in Jiaoshiba have good geological conditions, great thickness of quality shales, high organic content, high gas content, good physical properties, suitable depth, good preservation conditions and good reservoir types. The quality shales at the bottom of the deep shelf are the main target interval for shale gas exploration and development. Shale gas in the Longmaxi Formation has undergone three main reservoiring stages: the early stage of hydrocarbon generation and compaction when shale gas reservoirs were first formed; the middle stage of deep burial and large-scale hydrocarbon generation, which caused the enrichment of reservoirs with shale gas; the late stage of uplift, erosion and fracture development when shale gas reservoirs were finally formed.     

陆相页岩油研究进展及开发地质面临的问题

针对页岩油开展了广泛文献调研,在页岩油概念的提出、演化及研究历程基础上,对陆相页岩油资源量分布、类型和潜力及若干关键问题等研究进展进行了综述,提出了陆相页岩油效益开发面临的关键开发地质问题。具体如下:1）阐述了页岩油概念的由来及最新定义。国内外页岩油均历经三个发展阶段,对页岩油的理论认识不断深入,开发效果和水平逐渐提升。我国陆相页岩油资源丰富、潜力巨大,是今后一个时期的重点攻关对象。2）陆相页岩油可按不同方式进行分类。按成熟度演化阶段划分固态有机质阶段、滞留烃阶段、液态烃阶段、液态烃裂解天然气阶段等四类;按源储组合类型划分源储共存型、源储分离型和纯页岩型三类;按开发方式分为夹层型、混积型、页岩型和裂缝型四类。3）陆相页岩油在细粒岩分类及沉积模式、源储岩石微观特征、富集机制、“七性特征”和工业化开采技术等方面取得了较大的进展。4）陆相页岩油源储结构表现出极强的非均质性,亟待加强细粒页岩沉积超高频基准面旋回对比模式、半深湖—深湖相低级次构型单元成因及分布模式、相控储层质量差异分布模式和地质工程一体化及甜点快速评价等开发地质方面的研究,以提高页岩油开发经济效益和采收率。     

盐源地区古生界页岩气地质条件分析

为了进一步探索我国西南地区的页岩气资源潜力,中国地质调查局成都中心对盐源地区开展公益性页岩气基础地质调查。在系统的地质调查和沉积学、石油地质学研究的基础上,对盐源地区进行页岩气地质条件分析。发现盐源地区早古生代发育志留系龙马溪组和泥盆系坡脚组两套富有机质页岩层系。志留系龙马溪组以碳质硅质泥页岩和碳质粉砂质泥页岩为主,以富有机质、硅质含量高、笔石发育为主要特征,发育于深水陆棚环境中。泥盆系坡脚组以含钙质碳质泥岩和钙质碳质粉砂质泥岩为主,以富有机质、黏土含量高、竹节石发育为主要特征,主要发育于潟湖环境中。两套富有机质页岩层系均具有有机质含量高,沉积厚度大,热演化程度高,脆性指数较高,低孔低渗的特征。盐源地区发育大量宽缓向斜,具备较好的页岩气保存条件。在志留系稗子田组和泥盆系坡脚组的勘探获得了油气显示,表明盐源地区页岩气具备良好的勘探潜力,研究成果为区域油气勘探评价提供借鉴与参考。     

川东焦石坝地区页岩气特征及其意义

焦石坝地区五峰组-龙马溪组页岩富集有大量的天然气,但针对页岩气地球化学特征研究还较薄弱,其蕴含的地质意义不甚明确.通过页岩气组分及其碳同位素特征和页岩干酪根的碳同位素特征分析,讨论了页岩气的来源、成因类型和完全倒转的碳同位素分布特征.五峰组-龙马溪组页岩具有很好的生烃能力、有机质丰度与含气量的关系有明显的正相关性、甲烷与干酪根相似的碳同位素特征、地层的超压特征等,综合表明研究区天然气应为页岩自生自储的页岩气;页岩气的甲烷含量均超过98%,其碳同位素平均为-29.93‰,反映了成熟度已经达到过成熟干气阶段;相对稳定的ln（C₁/C₂）和快速增大的ln（C₂/C₃）揭示其成因主要为二次裂解气;页岩气碳同位素完全倒转的分布特征主要受到在相对封闭环境中的原油裂解生气作用的影响,其完全倒转的碳同位素分布特征也反映了研究区良好的页岩气保存、富集条件.      

基于地球物理和地球化学数据的页岩油甜点区综合预测:以泌阳凹陷核三段5号页岩层为例

我国页岩油气勘探开发不断取得实质性进展,有望成为未来油气资源的重要接替能源.而提高页岩油储层钻遇率和油气产量的关键是甜点区的预测和评价.以泌阳凹陷核桃园组三段5号富有机质页岩层为研究对象,综合利用多种地球物理方法和地球化学指标,通过岩相、含油性、储集条件和地层压力等关键评价参数分析,探讨了综合信息叠合的页岩油甜点区预测方法.研究表明:（1）脆性矿物含量普遍大于50%,以灰质页岩和粘土质页岩夹粉砂质页岩为主的岩相是页岩油赋存的优势岩相;（2）低自由烃差值和高含油饱和指数均指示高含量游离态页岩油,指示了页岩含油性最好区域;（3）夹层主要发育在深凹区周缘,断裂控制的相互重叠区域或派生断裂控制区微裂缝更为发育;（4）异常高压对页岩油微距离运移和富集的影响较大;（5）基于不同参数门槛值对页岩储层进行综合评价划分,采用综合信息叠合法预测出3类甜点区.本文为多参数综合评价和识别陆相页岩油甜点区提供了有效范例,对指导陆相页岩油勘探具有重要的实践意义.      

下扬子地区上二叠统页岩气成藏条件分析

【研究目的】下扬子地区上二叠统广泛发育龙潭组-大隆组暗色页岩,是中国页岩气调查的重点层位。目前该区勘探程度低,导致对该区页岩气成藏条件认识不清。【研究方法】通过龙潭组和大隆组页岩地球化学特征、储集性能,以及保存条件等方面的研究,对该区页岩气资源潜力进行了评价,对有利区进行了优选。【研究结果】龙潭组和大隆组有机质丰度高,TOC含量普遍大于2.0%,热演化程度适中(介于1.3%～2.5%),储集空间以墨水瓶和狭缝状中孔为主,脆性矿物含量普遍高于50%,具有较好的生烃物质基础和可压裂性。龙潭组页岩累计厚度较大,具有良好的自封闭能力,保存条件总体优于大隆组。二者均发育多种类型的裂缝,是页岩气逸散的主要通道,此外,后期岩浆活动较为频繁,对于页岩气有很强的破坏作用,保存条件是页岩气富集的关键。【结论】下扬子地区上二叠统页岩气选区评价应以沉积环境、生烃能力、储集性能等为基础,以页岩气保存条件为关键,采取“强中找弱”的原则进行,最终在下扬子地区大隆组和龙潭组分别划分了5个有利区。     

上扬子黔北地区下寒武统海相黑色泥页岩特征及页岩气远景区评价

依据大量野外页岩实测地质剖面和2口页岩气钻井、样品岩石矿物组分分析、有机地球化学实验等大量分析测试资料,系统研究了上扬子黔北地区下寒武统牛蹄塘组黑色泥页岩的发育特征与分布,并结合北美海相页岩气形成地质条件及我国页岩气选区评价标准,预测了黔北地区页岩气勘探的有利区。结果表明:黔北地区下寒武统牛蹄塘组海相黑色泥页岩厚度大、分布广泛,早期海侵体系域水体相对较深,沉积和沉降中心位于研究区的东南部,主要的物源来自西北部,沉积相类型主要为砂质陆棚、浅水陆棚和深水陆棚相沉积,深水陆棚相分布在东南部地区,呈北西-南东向带状展布。晚期高位体系域,水体深度逐渐降低,随着相对海平面的下降,研究区陆棚砂体范围进一步扩大,浅水陆棚和深水陆棚向东南迁移,范围缩小。黑色页岩的有机质类型为Ⅲ型干酪根,有机碳含量很高,平均值为4.880%,普遍大于2%;有机质成熟度平均值为2.7%,总体演化程度较高; 黑色页岩的矿物成分主要为碎屑矿物和粘土矿物,碎屑矿物含量平均值为61.3%,成分主要为石英和少量的长石;粘土矿物含量平均值为31.1%,主要为伊利石和伊蒙混层矿物。与美国产气页岩的各项指标相比较,黔北地区下寒武统海相黑色页岩具有厚度较大、有机质丰度平均值高、热演化成熟度高、脆性矿物含量低、粘土矿物含量中等,页岩孔隙度低的特征。具备了页岩气形成的基本地质条件,是我国海相页岩气勘探的主要地区之一。综合评价预测了黔北地区下寒武统牛蹄塘组页岩气的有利、较有利远景区。     

阿尔金山前下—中侏罗统页岩气成藏地质条件分析

阿尔金山前侏罗系出露大套厚层的暗色泥页岩,生烃潜力优越,具备陆相页岩气形成条件,是有利的勘探接替区。通过野外地质调查、样品采集和测试分析,研究下—中侏罗统泥页岩的沉积展布、有机地球化学特征及储集性能,并探讨了该区页岩气的勘探潜力。研究表明: 富有机质泥页岩主要处于滨浅湖—半深湖相、沼泽相沉积环境中,其在平面上呈NE向展布,单层厚度和累计厚度均较大; 泥页岩的有机质类型主要为Ⅱ₁、Ⅱ₂型干酪根; TOC含量为0.55%~10%,平均为2.28%; 镜质体反射率(R_o)为1.0%~1.6%,平均为1.269%,处于成熟—高成熟阶段,为页岩气藏形成提供良好的生烃条件; 其矿物特征表现为脆性矿物含量高,大于51%,有利于后期的水力压裂改造和页岩气开采; 通过扫描电镜观察,泥页岩储层发育微孔隙及微裂缝,为页岩气提供了良好的储集空间和运移通道。初步预测,后期改造相对较弱的月牙山地区为页岩气勘探的有利目标区。     

北羌塘盆地油页岩形成环境及其油气地质意义

最近在北羌塘长蛇山地区新发现了晚侏罗世—早白垩世大套油页岩及巨厚膏盐层,该油页岩与近年来作者在胜利河、长梁山地区发现的多处油页岩连成一片,构成了目前我国规模最大的中生代海相油页岩带—北羌塘油页岩带。沉积岩相、古地理研究表明,晚侏罗世—早白垩世时期,北羌塘盆地总体上为一个向北西开口的相对闭塞的巨大海湾,发育了河流-三角洲、海湾(潮坪-潟湖)和浅海-陆棚等沉积相组合。古气候、古环境研究表明,油页岩(段)沉积期,胜利河地区处于潮湿的热带-亚热带环境,大量淡水的注入以及高的生产力等综合因素,控制了油页岩的形成,其分布主要位于局限海湾-潟湖的边缘带;膏盐层(段)沉积则发育于相对干旱、炎热气候条件下的闭塞环境。北羌塘晚侏罗世—早白垩世油页岩及其上覆膏盐层是重要的烃源岩和区域性封盖层。油页岩及含膏盐层沉积组合的发现,对于重新认识羌塘盆地生烃条件及保存条件,具有十分重要的意义。     

阿尔金山前下—中侏罗统页岩气成藏地质条件分析

阿尔金山前侏罗系出露大套厚层的暗色泥页岩,生烃潜力优越,具备陆相页岩气形成条件,是有利的勘探接替区。通过野外地质调查、样品采集和测试分析,研究下—中侏罗统泥页岩的沉积展布、有机地球化学特征及储集性能,并探讨了该区页岩气的勘探潜力。研究表明: 富有机质泥页岩主要处于滨浅湖—半深湖相、沼泽相沉积环境中,其在平面上呈NE向展布,单层厚度和累计厚度均较大; 泥页岩的有机质类型主要为Ⅱ₁、Ⅱ₂型干酪根; TOC含量为0.55%~10%,平均为2.28%; 镜质体反射率(R_o)为1.0%~1.6%,平均为1.269%,处于成熟—高成熟阶段,为页岩气藏形成提供良好的生烃条件; 其矿物特征表现为脆性矿物含量高,大于51%,有利于后期的水力压裂改造和页岩气开采; 通过扫描电镜观察,泥页岩储层发育微孔隙及微裂缝,为页岩气提供了良好的储集空间和运移通道。初步预测,后期改造相对较弱的月牙山地区为页岩气勘探的有利目标区。