涟源凹陷泥盆纪佘田桥组沉积与地震相特征

涟源凹陷泥盆纪佘田桥组为台盆相间的海相沉积,盆地相为有利的页岩气富集区。目前对台盆相研究多依靠地质露头和少量测井资料,对台盆相地震相特征研究较少,从而制约着本区页岩气勘探进展。本文基于新采集的二维地震资料,从湘新地3井钻井岩心资料和测录井资料入手,通过对该井主要目的层的合成记录标定、目的层反射轴响应特征分析等工作,开展佘田桥组沉积相序划分及地震相特征分析。结果表明:泥盆纪佘田桥组台地相地震反射特征为不连续弱振幅杂乱-亚平行结构,盆地相地震反射特征为连续强振幅平行结构,并在此基础上利用地震相特征开展佘田桥组有利相区平面预测,明确了佘田桥组盆地相分布范围,为佘田桥组页岩气勘探提供部署依据。     

湘中涟源凹陷上泥盆统佘田桥组页岩地球化学特征及有机质富集机理

上泥盆统佘田桥组是湘中地区页岩气勘探的重要层系之一.为了探讨湘中地区涟源凹陷上泥盆统佘田桥组黑色泥页岩有机质富集机理,系统采集了区内湘新地3井佘田桥组20个泥页岩岩心样品,开展有机碳含量、主量元素、微量元素以及稀土元素等地球化学特征测试,分析佘田桥组页岩的古盐度、古气候、古氧化还原条件和古生产力等古沉积环境.结果表明:佘田桥组底部层段有机碳含量较高（1.28%~2.68%）,平均值为1.69%.页岩主要成分为SiO₂（50.27%）、Al₂O₃（13.66%）、CaO（11.55%）.微量元素Rb、Sr和Zr富集而Co、Mo、Sc和Hf亏损.Sr/Ba、化学蚀变指数（CIA）、Th/U、V/Sc、V/Cr、δU比值表明佘田桥组富有机质页岩段沉积环境为淡水-半咸水、干旱的贫氧-次富氧环境,贫有机质页岩段为咸水、干旱-半干旱的富氧环境.结合区域层序地层特征,综合对比佘田桥组有机碳含量（TOC）与古氧化还原条件、古生产力条件的相关性,揭示出涟源凹陷佘田桥组富有机质页岩段有机质富集的主控因素为古氧化还原环境,而贫有机质页岩段有机质主要来源于陆源供给.      

湖南省涟源凹陷泥盆纪佘田桥组页岩储层测井评价

湘中地区涟源凹陷泥盆纪佘田桥组(D3s)富有机质页岩发育,区内参数井-湘新页1井(XXY-1)已在该组钻遇良好页岩气.为研究该套储层特征,依托湘新页1井的岩心和测井资料,通过数控测井系统的综合测井曲线响应特征和数据处理结果对该套储层进行了评价.结果表明,湘新页1井泥盆纪佘田桥组底部为优质页岩发育段,厚度达81.1 m,页岩TOC、物性均较好,具有较大资源潜力.     

湘中祁东地区佘田桥组页岩气成藏地质条件分析

为了研究湘中邵阳凹陷祁东地区上泥盆统佘田桥组页岩气成藏地质条件,对该区佘田桥组进行了地质调查、系统采样与大量分析测试工作。结果表明:研究区佘田桥组有利层段厚度平均48m;有机质丰度一般,成熟度较高,具有一定页岩气生烃物质条件;储集特征有利于后期开发;泥页岩吸附气含量平均为2. 21 m~3/t,但现场解吸气含量较低,且气体成分主要为氮气,主要由于区内构造条件复杂,保存条件较差。后期需优选台盆相区内保存条件较好的地区寻求该组页岩气勘查的突破。     

湖南弗拉阶地层的分布特征和页岩气有利区

湖南上泥盆统弗拉阶佘田桥组泥页岩是重要的页岩气勘探目的层。由于区域上具有岩相分异显著、变化快的特征,佘田桥组存在多个同期地层,容易造成引用和野外识别困难,严重制约其页岩气调查工作进程。通过梳理佘田桥组及其同期地层的历史沿革,明确和圈定了它们的分布区域和使用范围。基于佘田桥组的岩石组合特征、有机碳含量的区域变化和已有调查成果,提出受陆缘碎屑输入影响较强的新化-涟源、邵东地区为页岩气有利勘探区的设想,同时认为找准台盆范围是页岩气调查发现的关键。     

陆相页岩气形成条件及勘探开发潜力 ——以川东涪陵北地区侏罗系东岳庙段为例

陆相泥页岩是页岩气勘探开发的重要接替领域。利用四川盆地涪陵北地区最新钻井(FY10井)资料及大量样品的分析测试结果,从页岩矿物组成、有机地球化学特征、储集特征、含气性等方面研究了侏罗系自流井组东岳庙段页岩气形成条件与勘探潜力。研究结果表明:研究区东岳庙段一亚段优质页岩厚度大于20 m,有机质含量较高(TOC为1.31%～4.04%,平均值大于1.5%),有机质类型以Ⅱ型为主,有机质已进入高成熟演化阶段;页岩中无机矿物孔与有机质孔均较发育,平均孔隙度大于4%,储集性能好;岩心浸水实验显示气泡密集、持续性好,页岩气形成与富集条件好;东岳庙段整体埋藏深度适中,页岩中发育大量灰质介壳纹层,有利于增强压裂改造效果,因此具备良好的页岩气勘探开发潜力。     

页岩气地质综合评价和目标优选

页岩气为烃源岩层系的油气聚集,属于源岩滞留气,以游离和吸附状态为主存在。中国页岩气资源调查和勘探开发刚刚起步,工作基础差别较大。在含油气盆地,由于有以往油气勘探开发资料,对含气页岩发育层系、有机质热演化程度、气显示等基本资料,具有一定的工作基础;在含油气盆地外以及油气勘探程度很低的沉积区,以上基础资料缺乏,仅有地表和部分固体矿产探井资料可供参照,工作基础薄弱。在不同工作基础的地区,页岩气地质综合评价所处阶段不同,主要评价指标也不同;随着工作程度的提高,资料的不断丰富,评价指标也逐步增加。页岩气地质评价以区域地质演化分析为基础,主要涉及以下几方面内容：（1）含气页岩评价。主要研究划定含气页岩层段,页岩的TOC、Ro、岩石和矿物成分,页岩分布、厚度、埋深、纵向和横向变化规律等,优选页岩气富集远景区。（2）页岩含气性和资源潜力评价。主要研究页岩的含气量、吸附能力、储集空间类型、储层物性、储层裂缝及其变化规律,预测页岩气资源潜力等。（3）页岩气开发条件和开发经济性评价。研究储层温度、流体压力、流体饱和度及流体性质,研究页岩的敏感性,页岩的岩石力学参数、区域现今应力场特征,地表条件和开发保障条件,通过试验井产量数据分析开发经济条件。综合各方面因素,优选有利开发区。     

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。     

河西走廊中东部地区上古生界太原组页岩气资源潜力评价

甘肃河西走廊地区上古生界太原组发育了一套海陆交互相煤系泥页岩,选取有机质丰度及种类、成熟度、有效页岩单层厚度、埋深、储层物性、页岩含气性6项指标对页岩气成藏前景进行评价。研究发现:研究区有效页岩单层厚度平均大于50m,最厚可达120m;TOC平均为3.76%;有机质类型以Ⅱ型为主,含少量Ⅲ型;镜质体反射率(Ro)平均为2.77%,属于过成熟阶段,有利于有机质热解生气,具备页岩气成藏的基本地质条件。页岩中粘土矿物含量平均为24.6%,脆性矿物含量平均为69.5%;孔隙度平均为2.88%,渗透率平均为0.094×10-3μm2。泥页岩吸附含气量平均为1.33m3/t。综合分析认为河西走廊中东部地区上古生界太原组页岩具有较好的页岩气勘探潜力。     

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。     

西澳大利亚珀斯盆地页岩气资源研究

珀斯盆地位于澳大利亚西海岸,是西澳大利亚页岩气资源勘探的重点区域。该盆地属于复杂的凹陷裂谷,海相沉积二叠纪的Carynginia组和早三叠世Kockatea页岩层被认为是潜在的含气地层。通过搜集大量外文文献,全面总结了该盆地含气目标层的地物化特征,Carynginia组的总有机碳含量为1%~15%,干酪根为III型,Ro在0.56~1.91;Kockatea页岩层的总有机碳含量为1%~4%,干酪根为II/III混合型,Ro为0.48~1.93。两组共划分了11各岩相段,其中黑色页岩岩相段和含黄铁矿泥岩段是最重要的生烃含气层。综合考虑地层、地化指标和岩石地球物理性质,圈出了可供参考的页岩气甜点区。     

湘西北地区震旦纪陡山陀组页岩气储层特征

对湘西北下震旦统陡山陀组页岩气有利层位进行相应的地球化学、物性特性分析,并结合地质保存条件等因素对含气页岩层进行了综合评价,得到区内页岩主要物化指数:TOC为0.52%~6.79%,均值为2.25%;Ro为2.38%~2.87%,均值为2.56%,干酪根类型为Ⅰ型;孔隙度为0.6%~8.7%,平均为3.9%,渗透率均小于0.04×10-3μm2,属低孔低渗类型。页岩埋深主要在2000~5000m,且有效厚度基本大于20m,具有页岩气成藏条件,页岩气勘探开发前景良好。     

大地电磁测深在湘东南坳陷页岩气勘探中的应用

为了解湘东南坳陷西南部地区深部构造特征,以及泥盆系—二叠系主要页岩气层系的分布、岩性等特征,以袁家向斜为研究对象,开展了4条大地电磁测深剖面资料的处理和定性、定量分析。通过对大地电磁测深资料的视电阻率拟断面、阻抗相位分析及二维连续介质反演,结合研究区的地质和物性特征,大致查明了剖面上主要断裂的位置、性质及发育特征,圈定了主要地质层系(电性层)的空间展布,并在此基础上探讨了该地区页岩气勘探的有利层系。研究成果表明:袁家向斜内部的断裂以SN向、NE向和NW向断裂为主,在剖面上多表现为铲式或坡坪式的构造样式;二叠系龙潭组发育优质含气性煤层,具有较好的煤层气勘探前景;泥盆系棋梓桥组下段低阻页岩连续且厚度大,可作为有利勘探页岩层系。     

湘中南大庙口地区构造变形特征及其对区域页岩气构造保存条件的启示

近几年来对湖南省页岩气地质条件进行了大量调查研究,但对页岩气的构造保存条件研究和评价很少,因而影响了区域页岩气勘查工作的科学部署。笔者在湘中南永州凹陷西北缘的水岭-大庙口地区开展了1∶50 000页岩气地质调查,对该地区构造特征和构造演化过程进行了研究,在此基础上探讨了页岩气保存和富集的构造条件。调查区构造变形强烈,主要构造类型有：上古生界盖层中发育的NNW-近SN向（主）褶皱和EW向（次）褶皱,下古生界中发育的NNE向和NE向膝折,切割上古生界和下古生界的NNW-SN向、NE向、NW向等3组断裂（主要为逆断裂、正断裂,少量为走滑断裂）,下古生界中极为发育的NNW向板劈理以及泥盆系跳马涧组中发育的SN向、NNE向破劈理等。结合区域构造背景,初步确定上述构造主要形成于早古生代以来的8期构造变形事件,其中以加里东运动、印支运动和早燕山运动的挤压事件以及白垩纪区域伸展事件等最为重要。奥陶系烟溪组和天马山组底部的黑色页岩为调查区页岩气勘探目标层,但钻孔岩心页岩气解吸实验表明含气性极差。分析认为,多期构造运动造成的抬升和剥蚀及形成的断裂、劈理,既导致页岩气的散逸,也使得目标层仅局部有保存;多期构造运动形成的复杂构造样式,使得上古生界之下目标层的空间展布特征难以探明;加里东运动和印支运动所诱发花岗质岩浆活动相关的高地热场区会显著增高有机质热演化程度,总体不利于页岩气的保存。调查区对页岩气富集和保存不利的构造条件基本适用于永州凹陷及周缘其它地区,因此认为永州凹陷及周缘页岩气成藏潜力非常有限。本研究成果对区域页岩气成藏条件的客观认识以及页岩气勘查工作的合理部署具有重要的启示意义。     

黔西地区下石炭统旧司组页岩气聚集条件及含气性分析

为研究旧司组页岩气聚集条件和含气性特征,以黔西地区下石炭统旧司组页岩为研究对象,采用薄片鉴定、X-射线衍射分析、覆压孔渗、扫描电镜、低温氮吸附、有机地球化学、含气量现场解析、等温吸附等测试方法开展研究。结果表明:黔西地区旧司组富有机质页岩广泛发育,厚度主体上介于30~100 m之间,有机碳含量高,有机质类型主要为Ⅱ型,处于过成熟生干气阶段;矿物成分主要为石英和黏土矿物,脆性指数均大于50%,为超低孔、超低渗,孔隙类型多样,孔径介于2~4 nm之间,以中孔为主,比表面积和总孔体积较大,具备良好的页岩气聚集条件;页岩微观孔隙的分形维数(D₁、D₂)较大,平均值分别为2.804 1、2.753 8,页岩孔隙结构较为复杂、非均质性较强;现场解析总含气量主体介于1.5~3.0 m³/t之间,等温吸附气量介于1.58~4.52 m³/t之间,含气性能较好,旧司组显示出具有良好的页岩气勘探潜力。     

湘西北下志留统龙马溪组页岩气成藏条件及有利区分析

湘西北地区下志留统龙马溪组发育富含有机质页岩。通过野外露头地质剖面、钻井及有机地球化学等资料分析,认为泥页岩厚度较大,有机质类型较好、有机碳含量较高、热演化程度适中、储层物性好、埋深适宜及保存条件相对较好,满足页岩气成藏要求。根据页岩气资源潜力评价方法与有利区优选标准,选定桑植-石门复向斜一带为页岩气的有利勘探区域。     

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。      

三江盆地绥滨坳陷下白垩统陆相页岩油气形成的地质条件分析

绥滨坳陷是位于三江盆地西部的次一级构造单元,并且作为中国东北部地区唯一的中生界具有海相和海陆交互相沉积的、未获得常规油气突破的坳陷,对其进行非常规油气地质研究显得意义重大。其中中生界下白垩统穆棱组和城子河组的陆相富有机质含煤泥页岩是该地区最重要的两套主力烃源岩层系。通过分析绥滨坳陷下白垩统暗色泥页岩的分布情况、地球化学指标、页岩储层及含气性特征等因素,认为下白垩统两套富有机质泥页岩的分布面积较广泛(＞2 000 km²)、累积厚度大(＞1 000 m)、TOC含量高(＞1.3%)、受局部火山活动的影响,成熟度以成熟-过成熟为主(平均1.19%),有机质类型以Ⅲ和Ⅱ₂为主,有利于生气,且储层中石英、长石及碳酸盐等脆性矿物含量较高,易于后期压裂改造的实施。另外,多段泥页岩层段气测显示异常,表明了其良好的页岩气勘探潜力。并与美国和国内海、陆相产气页岩层的主要参数指标相比较,初步认为普阳-南大林子凹陷的北部及南部的东荣集贤一带为页岩气勘探的有利地区且以城子河组为最有利层段,而穆棱组次之,页岩油气资源潜力巨大。     

渝东南彭水地区彭页1井龙马溪组储层特征及含气性研究

渝东南地区是我国页岩气勘探开发的重点地区.以彭水地区彭页1井龙马溪组泥页岩为研究对象，结合钻井资料、全岩分析、薄片观察、扫描电镜、核磁共振与氮气吸附等实验，对页岩岩矿特征、有机地球化学、储层特征与含气性进行系统分析.研究表明：彭页1井龙马溪组泥页岩厚度约80 m，脆性矿物含量高，以石英为主，约占48%，其次为长石与碳酸盐矿物；黏土矿物占29%，以伊利石为主，占黏土矿物总量的65%，与美国Barnett页岩矿物成分及含量相近，有利于后期压裂.该井区页岩有机质类型为II₂型，TOC为1%～3%，平均1.84%，成熟度2.5%～4.4%.储集空间多为纳米级—微米级孔隙，有机质孔和粒间孔为主，可见粒内溶蚀孔、微裂隙、黏土矿物层间孔和少量晶间孔，平均孔隙度2.43%，孔径以微小孔为主，介于2～80 nm，渗透率主要集中在0.005～0.01 mD，含气性中等—偏低，解析气量平均1.15 m³/t，饱和吸附量（V_L）平均2.56 m³/t，均低于Barnett页岩和焦页1井的含气量，有机质丰度、储层孔隙度是该区页岩含气量的主控因素，其次还受脆性矿物和黏土矿物含量影响.     

中国页岩气地质调查评价研究现状与存在问题

美国页岩气大规模商业性开发促进了中国页岩气地质调查评价和研究工作的开展.经过近10年的探索实践,认识到中国页岩气地质条件复杂,地质理论和开发技术有待突破.从中国富有机质页岩特征及分布规律、生气机理与富集规律、页岩气储层物性及微结构、保存条件、资源评价与选区评价等方面对目前中国页岩气地质理论研究进展进行了综述分析,讨论了中国在页岩气地质理论研究中存在的问题,并对今后中国页岩气地质研究工作进行了展望.认为沉积、构造对页岩层段分布规律的控制作用研究需加强,页岩气吸附机理的理论认识需深入,微结构定性定量测试分析技术需提高,评价现今页岩气保存条件的指标体系需建立,选区参数体系和标准需进一步完善.