湖北宜昌寒武系水井沱组页岩气藏主控地质因素和富集模式

湖北宜昌地区埃迪卡拉纪—寒武纪界线附近地层格架显示宜昌地区埃迪卡拉纪晚期—早寒武世时期的构造古地理格局具有隆、凹相间的特点。凹陷区是寒武系水井沱组下段富有机质页岩发育的有利区带。凹陷区内水井沱组下段页岩微量元素V/Cr、Ni/Co、V/(V+Ni)的比值和化学蚀变指数(CIA)指示水井沱组下段页岩总体上形成于缺氧或硫化环境,但自下而上氧化还原条件有逐步改善的趋势。与氧化还原环境变化对应,出现了总有机碳(TOC)和生源钼(Moxs)的同步减小,证明TOC受氧化还原环境和海底有机碳通量的双重影响。TOC与Moxs的相关性明显高于TOC与生源镍(Nixs)的相关性,据此,并结合同期地层有机碳同位素组成特征,推测寒武纪早期海底可能发生了天然气水合物的溶解和甲烷释放。宜昌地区寒武系水井沱组页岩TOC与页岩的含气量、石英和黄铁矿等脆性矿物含量的高度相关性证明TOC是页岩气储层品质评价的最重要参数之一,具有相对较高TOC含量的水井沱组下段中—下部无疑是水井沱组页岩气的最优质储层。宜昌地区海相地层埋藏演化史研究,揭示宜昌地区下寒武统储层中的有机质在晚三叠世中期进入生气高峰之后,再未发生二次生烃,黄陵隆起及其演化有效防止了有机质的过度热演化和页岩气储层的破坏。寒武系水井沱组页岩气富集受控于总有机碳含量和黄陵隆起及其演化。     

湖北宜昌地区寒武系水井沱组探获页岩气

<正>1研究目的(Objective)中扬子中部黄陵隆起东南缘宜昌斜坡带在太古宙结晶基底之上,发育有元古宙至第四纪各时代地层,保存有埃迪卡拉系陡山沱组、寒武系水井沱组,奥陶系五峰组—志留系龙马溪组等多套黑色富有机质泥岩。区域构造稳定,地层产状平缓,页岩气地质条件优越,但页岩气的勘探一直未获突破。本文的目的旨在查明宜昌斜坡带寒武系水井沱组页岩的分布和含气性,确定页岩气储层特点,为区域页岩气的勘探开发提供基础资料。     

渝东南地区古生界天然气成藏体系及立体勘探

渝东南地区处于四川盆地东南缘盆缘转换带,古生代地层发育齐全,但构造期次多、强度大,导致气藏类型多、成藏条件复杂.为明确气藏主要类型、成藏特征和立体勘探开发潜力,降低勘探风险和成本、提高勘探成功率,以成藏体系和立体勘探思路为指导,通过沉积相、地化指标、储集类型、成藏条件、源储匹配关系和成藏模式等研究,结合勘探开发实践,识别出源内和源外两类成藏体系,前者包括二叠系龙潭组泥页岩-煤层气藏和茅口组泥灰岩气藏、奥陶系五峰组-志留系龙马溪组页岩气藏和寒武系水井沱组页岩气藏,后者包括志留系小河坝组砂岩气藏、寒武系洗象池群和石龙洞组碳酸盐岩气藏.建议以源内成藏体系的下部五峰组-龙马溪组页岩气为主、上部龙潭组和茅口组页岩气为辅开展立体勘探,同时探索源外砂岩和碳酸盐岩气藏,尽可能地发现多套商业含气层系,这对持续勘探突破具有重要的现实指导意义.综合研究源内、源外天然气成藏条件和富集规律,优选出盆缘南川地区为二叠系-志留系-寒武系立体勘探有利区带,盆外彭水地区为志留系-寒武系立体勘探有利区带.     

江汉盆地海相探区中寒武统盐下层勘探潜力浅析

江汉海相探区内中寒武统覃家庙组膏盐岩盐下层系中发育有两套良好的生储盖组合.对盐下层系生、储、盖特点和分布规律的分析表明,上震旦统陡山沱组及下寒武统水井沱组发育页岩烃源岩,上震旦统灯影组碳酸盐岩和下寒武统石龙洞组碳酸盐岩有良好的储集条件,而覃家庙组的膏盐岩和下寒武统石牌组-天河组泥质岩又为盐下的油气聚集提供了区域性盖层条...     

中扬子地区下古生界海相泥-页岩含气勘探远景

利用中扬子区下古生界页岩的野外露头地质剖面、有机地球化学分析数据和钻井显示资料,分析中扬子下古生界页岩气资源勘探远景。研究表明,中扬子区下古生界海相泥-页岩主要以下寒武统水井沱组(或牛蹄塘组)和上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组为主。上述2套泥质岩和页岩有机质含量丰富、有机质类型好、热演化程度高,多数已达到成熟—过成熟阶段,是有效页岩气气源岩。中扬子区自加里东以来经历了多期构造运动、构造隆升和挤压作用,改善了页岩储层的储集性能,提高页岩气聚集量。湘鄂西区和江汉平原区南部下寒武统泥-页岩可作为有利页岩气勘探选区,而鄂西渝东区钻井揭示志留系见工业性气流,表明该区志留系页岩气潜力较大。     

中扬子地区下古生界海相泥-页岩含气勘探远景

利用中扬子区下古生界页岩的野外露头地质剖面、有机地球化学分析数据和钻井显示资料,分析中扬子下古生界页岩气资源勘探远景.研究表明,中扬子区下古生界海相泥-页岩主要以下寒武统水井沱组(或牛蹄塘组)和上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组为主.上述2套泥质岩和页岩有机质含量丰富、有机质类型好、热演化程度高,多数已达到成熟-过成熟阶段.是有效页岩气气源岩.中扬子区自加里东以来经历了多期构造运动、构造隆升和挤压作用,改善了页岩储层的储集性能,提高页岩气聚集量.湘鄂西区和江汉平原区南部下寒武统泥-页岩可作为有利页岩气勘探选区,而鄂西渝东区钻井揭示志留系见工业性气流,表明该区志留系页岩气潜力较大.     

鄂西地区震旦系—寒武系页岩气成藏模式

通过对鄂西震旦系陡山沱组和寒武系牛蹄塘组页岩气勘查大量实际资料总结研究,创新性地提出了针对鄂西地区震旦系和寒武系"岩相控炭、成岩控烃、构造控藏"的页岩气成藏理论认识。震旦系陡山沱组和寒武系牛蹄塘组富有机质页岩沉积受控于鄂西裂陷海槽,富有机质页岩甜点层段主要形成于海侵体系域和早期高水位体系域。黄陵古隆起周缘震旦纪—三叠纪长期浅埋,为生油提供了充足时间,三叠纪短暂快速深埋,为页岩气生成的主峰期。古隆起刚性基底、区域性泥页岩盖层以及后期逆冲推覆构造,为页岩气保存提供了良好的条件。从而建立了鄂西震旦—寒武系"深水海槽控炭、古隆起浅埋控烃、古隆起+逆冲断裂控藏"的页岩气成藏模式。      

封面故事

<正>鄂阳页1井陡山沱组直井压裂现场及返排点火情况。通过页岩气基础地质调查和二维地震,优选鄂西长阳页岩气有利区,部署实施鄂阳页1井,获得寒武系天河板组、牛蹄塘组和震旦系灯影组、陡山沱组页岩气与天然气"四层楼"式重大发现。开辟了南方古老层系页岩气勘查新领域,其中陡山沱组经直井压裂获日产最高5460方/天。这项由中国地质调查局油气资源调查中心翟刚毅、包书景研究员主持的研究成果,当选中国地质调     

鄂西宜昌下寒武统水井沱组页岩气聚集条件与含气特征

鄂西宜昌下寒武统水井沱组页岩具有良好的气体显示,页岩气成藏条件研究薄弱.利用最新钻探的井下资料、周边露头地质调查资料及大量样品的分析测试结果,从富有机质页岩区域展布、地球化学特征、岩石储集特征、含气性、保存条件等方面研究鄂西宜昌地区下寒武统水井沱组页岩气聚集条件.研究区水井沱组形成于陆棚-斜坡相带,厚度为50~140 m.有机碳含量高（TOC值为0.43%~10.45%,平均值达2.65%）,TOC大于2%的优质页岩有效厚度为28~41 m,有机质热成熟度为2.4%~3.2%,处于高演化阶段.页岩脆性矿物含量高,石英含量平均值为29.33%,碳酸盐含量平均值为25.94%,黏土矿物含量平均值为35.06%,且以伊/蒙间层为主.水井沱组富有机质页岩孔隙度为0.96%~3.32%,平均值为2.08%,页岩渗透率为0.01×10-3~3.05×10-3 μm2.氩离子抛光电镜与吸附测试表明,页岩孔隙发育具有成因类型多、孔径尺度小的特点,有机孔孔径主要集中在10~50 nm范围内.水井沱组页岩气层顶、底板条件良好,区域构造稳定、断裂不发育,页岩气保存条件优越.钻井过程中水井沱组气显频繁,解析含气量为0.31~5.48 m3/t,连续含气量大于2 m3/t的累计厚度达44.05 m.水井沱组水平井压裂获工业气流,页岩气组分中CH₄含量为87.17%~92.75%,C₂H₆为0.83%~0.94%,N₂为5.86%~9.37%,CO₂为0.05%~2.25%.总体上宜昌地区下寒武统水井沱组页岩气成藏条件较好,是四川盆地外页岩气新的勘探区.      

古隆起边缘成藏模式与湖北宜昌页岩气重大发现

在对四川盆地内威远古隆起、盆外雪峰古隆起和汉南古隆起等构造研究的基础上,创新提出"古老隆起边缘控藏模式"页岩气成藏模式,古老隆起边缘控藏模式认为古隆起周缘具有埋藏深度适中、抬升较早、构造变形较弱的特点,有利于页岩气的富集和保存,以此为指导,通过部署页岩气基础地质调查和二维地震勘探,优选了鄂西长阳页岩气有利区,通过实施鄂阳页1井,获得寒武系天河板组、牛蹄塘组和震旦系灯影组、陡山沱组页岩气与天然气"四层楼"式重大发现。开辟了南方古老层系页岩气勘查新领域。     

宜昌地区寒武系水井沱组(第二统第三阶)生物组合面貌及其地层分布

近年来随着“鄂宜页1井”高产气井的突破,寒武系水井沱组(第2统第3阶)已成为中扬子区页岩气勘查开发新的主力层系。本文旨在前人研究的基础上,通过对水井沱组中主要生物类型、古生物组合面貌及其时空分布的简要总结,为鄂西地区的页岩气勘探提供对比借鉴。宜昌地区寒武纪地层发育完整,广泛出露于宜昌、秭归、长阳、兴山等地,古生物化石较为丰富,是开展寒武纪地层及古生物研究的经典地区之一。埃迪卡拉纪—寒武纪过渡时期的地质记录中保存了寒武纪大爆发和后生动物多样化事件的化石证据,从寒武系纽芬兰统到第二统,自下而上发现了岩家河生物群、水井沱生物群(包括清江生物群)、石牌生物群和京山布尔吉斯页岩型生物群等,它们化石类群多样,浮游生物和底栖生物丰富,而在长阳发现的清江生物群更是具有典型布尔吉斯页岩型动物群特异埋藏化石库的特点,出现了大量高保真度的软躯体类群,代表了远离海岸的较深水环境,为寒武纪大爆发研究打开了一个新的窗口。从岩性、生物类型以及构造运动来看,宜昌地区水井沱组发育一套以黑色页岩或钙质页岩夹碳质灰岩为主的黑色岩系,其中海绵化石在黑色岩系中呈现出较高的丰度和多样性,显示当时深水低氧的沉积环境。同时繁盛的微体...     

鄂西渝东及邻区寒武系盐下层烃源演变特征

鄂西渝东及邻区广泛分布中寒武统覃家庙组膏盐岩层。膏盐岩层之下的下寒武统石龙洞组和上震旦统灯影组储层是本区的重点勘探层系。下震旦统陡山沱组、下寒武统天河板组—牛蹄塘组是本区的两套烃源岩,但因烃源岩的热演化程度高,这两套勘探层系中的烃源一直受质疑。对高—过成熟阶段烃源灶因性质演变所形成的气源接替效应分析表明,烃源灶具有印支期以前的干酪根裂解型与印支—燕山期的油裂解型两种类型的烃源。碳、氧、锶等稳定同位素标记物的流体行为轨迹追踪,进一步证实本区存在多期次的烃源充注,且有效供烃量巨大,计算表明,灯影组和石龙洞组的最大有效供烃量分别为155 548.9×10~8m~3和589 255.76×10~8m~3,认为本区具有较大的天然气资源潜力。     

宜昌地区下寒武统水井沱组黑色页岩地球化学特征及其地质意义

宜昌地区下寒武统水井沱组黑色页岩是一套重要的区域性烃源岩,探讨其沉积古环境及沉积模式有助于对地质历史演化的认识,推动油气勘探进展,为页岩气勘探提供科学依据.本文通过对宜昌地区水井沱组野外剖面观测,利用薄片鉴定、扫描电镜、全岩X射线衍射(XRD)、总有机碳(TOC)及主微量元素等分析测试,分析其地球化学特征,探讨其沉积古环境及页岩气勘探潜力.结果表明,黑色页岩中的SiO2、CaO较高,V/(V+Ni)为0.645～0.902,δU＜1,CIA均值为67.59,指示该套黑色页岩形成于伴有间歇性热液活动的缺氧环境中,气候以温暖湿润为主,古水深整体为由浅到深的变化特征.其TOC含量高,均值为4.21％,有机质以腐泥型为主,Ro＞2.0％,页岩含气饱和度高,有效厚度大,具有良好的页岩气勘探潜力.     

世界最古老页岩气层储层特征与勘探前景分析

在中国南方海相主要页岩层系中,除已经成为页岩气工业产层的奥陶系五峰组—志留系龙马溪组页岩层系外,还包括寒武系牛蹄塘组及震旦系陡山沱组等海相页岩。目前,震旦系陡山沱组是中国乃至世界上发现的最古老页岩气层。本文在参考前人区域地质研究基础上,依托位于中扬子地区的鄂阳页1井钻井岩心资料,利用多尺度的储层性质表征方法,结合有机质丰度与演化特征开展综合研究,对陡山沱组古老页岩气层进行了储层及生烃潜力分析,并与美国及中国四川盆地已形成商业开发的页岩气产层进行了对比。研究认为,鄂阳页1井区震旦系陡山沱组页岩发育于相对稳定的沉积环境,泥页岩厚度大,有机质含量较高,大部分样品总有机碳(TOC)含量大于2%,且有机质显微形态以填隙状优质生气有机质为主;页岩脆性矿物含量高,微纳米孔隙及多尺度裂隙发育;与四川盆地龙马溪组页岩相比,陡山沱组页岩有机质热演化程度适中,计算拉曼成熟度介于2.0～3.0,有机质处于热解生气阶段。分析认为鄂西陡山沱组具备形成页岩气藏的基本地质条件,具有良好的资源与勘探前景。研究成果对于未来页岩气新领域、新层系的评价及勘探开发,提供了较全面的基础资料。     

特约主编致读者

<正>我国南方寒武系页岩有机质丰度高、脆性矿物含量高、分布面积广、资源潜力大,是继四川盆地及其周缘地区志留系龙马溪组页岩气勘探开发之后的重要接替层系。近年来已在川西南威远及井研─犍为、鄂西宜昌和陕南汉中等地区的寒武系页岩中获得了工业气流,显示了良好的勘探前景,但整体勘探程度低,理论研究薄弱。不同地区寒武系海相页岩含气性差异大、局部氮气含量高、孔隙发育机制尚未明确,无法直接沿用五峰组—龙马溪组页岩含气性预测方法,     

我国南方不同地区寒武系页岩含气性差异主控因素探讨

中国南方寒武系富有机质页岩具有很大的页岩气资源潜力,但不同地区的勘探效果差异较大。本文分析了近年来我国寒武系页岩含气性研究进展,讨论了寒武系页岩的储层特征、总有机碳(TOC)含量、孔隙度和构造保存条件等因素对页岩含气性的影响。中上扬子地区的寒武系富有机质页岩主要发育在绵阳—长宁裂陷槽、鄂西裂陷槽和湘黔渝深水陆棚—斜坡等沉积相区。寒武系页岩的孔隙度主要分布在1%～6%,孔隙以微孔和介孔占主导,总体以孤立密集发育的海绵状有机孔为主,区别于志留系龙马溪组页岩极为发育的气泡状有机孔。位于裂陷槽环境的寒武系筇竹寺组/水井沱组页岩的有机孔隙发育程度较好(有机质平均面孔率可达20%～50%),且无机孔也对总孔隙度有所贡献;页岩现今含气量为1.5～5.5 m³/t,是理论总生成气量的10%～30%(最大甚至超过50%),反映页岩气保存条件总体较好。而位于深水陆棚—斜坡环境的寒武系牛蹄塘组页岩有机孔发育程度较差(有机质平均面孔率小于20%),页岩现今含气量基本小于1.0 m³/t,不足理论总生成气量的10%,反映页岩气可能发生过大规模散失,页岩气保存条件较差。...     

宜昌斜坡区南华系-震旦系断坳结构发现及其地质意义

宜昌斜坡区钻获南方复杂构造区下寒武统水井沱组、下震旦统陡山沱组高含气页岩,首次实现了古老层系页岩气重大发现,南华系-震旦系构造-沉积格局是认识盆地构造属性及古老页岩气富集的关键。基于前人的研究成果,开展了宜昌地区南华系-震旦系沉积岩石特征、地震资料分析。结果表明:宜昌及周缘存在克拉通内Ⅰ型(宜昌型)、克拉通边缘过渡区Ⅱ型(长阳型)断坳结构控制的沉积区类型。在经历了早期断陷、中期成冰、断坳转换及晚期坳陷4个演化阶段,断坳结构控制了陡山沱组及灯影组-水井沱组Ⅰ_Ⅰ型台地边缘-斜坡和Ⅰ_Ⅱ型台内洼地及Ⅱ型陆棚相沉积区,富有机质页岩相对发育。结论认为:Ⅰ型、Ⅱ型断坳结构发育区是陡山沱组-水井沱组自生自储页岩气的规模聚集区;Ⅰ型控制下灯影组旁生侧储边缘滩也是天然气聚集的有利场所。     

鄂西地区寒武系黑色页岩地质特征及页岩气远景预测

通过对野外地表露头、钻井岩心及典型剖面等基础资料的分析,从烃源岩品质、生烃演化阶段、储层特征和保存条件四个方面入手,阐述了鄂西地区寒武系黑色页岩的地质特征,采用综合信息叠合法预测了页岩气资源远景区。结果表明:寒武系牛蹄塘组黑色页岩分布广,厚度大,有机碳含量(TOC)高,有机质类型好,热演化程度高,具备良好的生烃潜力;在宣恩—鹤峰和宜昌—宜都一带,受构造活动改造弱,黑色页岩埋深适中,盖层分布连续,断裂不发育,流体封闭性强,可作为页岩气勘探的有利远景区。     

宜昌页岩气揭开神秘面纱

正为保障国家能源安全、贯彻绿色发展理念,中国地质调查局武汉地质调查中心近年来在宜昌地区积极部署实施页岩气勘查工作,先后在距今5.3亿年的下寒武统水井沱组和距今4.4亿年的下志留统龙马溪组页岩地层中钻获页岩气工业气流,实现了南方页岩气勘探由盆地内向盆地外扩展的战略突破。宜昌有望成为我国继重庆焦石、四川长宁-威远之后第三个页岩气能源基地,从而为长江经济带建设提供有力支撑。页岩气-能源新贵     

汉南古隆起周缘下寒武统(陕南地1井)发现海相页岩气

正1研究目的(Objective)近几年来随着我国页岩气勘探开发的不断推进,志留系五峰—龙马溪组页岩气在四川盆地已基本实现页岩气商业开发。而寒武系牛蹄塘组是另一套重要页岩层系,但由于构造活动强、整体热演化程度高,目前仅在威远、鄂西、城口等个别地区获得突破和发现。陕南地区寒武系牛蹄塘组页岩围绕汉南古隆起