黔东北地区下寒武统牛蹄塘组页岩气特征及主控因素分析*

黔东北地区页岩气资源丰富,其下寒武统牛蹄塘组具有巨大的勘探潜力。在对几口探井分析的基础上,结合露头资料及地球化学特征,认为研究区牛蹄塘组页岩具有厚度大、分布广、有机碳含量高、热演化程度相对较高、储集条件较好等特征。但由于大部分针对牛蹄塘组页岩气的钻井遇到的都是含气量低、甲烷含量低、氮气含量高的页岩,因此对黔东北地区页岩气富集的主控因素进行了系统分析,认为该地区牛蹄塘组页岩气具有沉积控带、断裂控藏的明显特征。     

黔北地区牛蹄塘组页岩气成藏条件及有利区评价

为评估黔北地区下寒武统牛蹄塘组页岩气资源潜力,根据井下岩心和露头岩样的地球化学实验分析结果,对黔北地区牛蹄塘组页岩气成藏条件进行了研究,并评价了该区页岩气成藏的有利区。研究表明:黔北地区牛蹄塘组页岩主要形成于深水陆棚相沉积,页岩埋深适中(<3 000 m),富有机质页岩厚度较大(30~110 m),有机碳含量高(平均TOC>3.0%),有机质类型主要为Ⅰ型,热演化程度高(R_o>2.0%,为过成熟),页岩储层物性为低孔渗,发育大量的微米-纳米级孔裂隙,富含石英等脆性矿物(平均含量>40%),页岩含气量较高(平均1.5 m3/t),具备良好的页岩气成藏条件。在上述基础上,提出东南部的石阡-余庆-施秉一带为黔北地区牛蹄塘组页岩气成藏有利区。      

黔北绥页1井牛蹄塘组页岩气地质特征及资源潜力分析

黔北地区位于上扬子地台区,断裂构造发育。该地区下寒武统牛蹄塘组海相沉积发育,以陆棚沉积为主,尤以深水陆棚沉积对页岩气形成有利。目标层位牛蹄塘组绥页1井资料分析的结果表明: 牛蹄塘组有利潜质页岩主要位于该组下部,有机质丰度高、成熟度高、微裂隙发育、含气性好,页岩气的保存条件好,牛蹄塘组上段成为保存页岩气的良好盖层。牛蹄塘组页岩气地质特征分析表明,牛蹄塘组页岩气资源潜力较大。     

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     

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。      

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,     

重庆黔江地区下寒武统牛蹄塘组页岩气成藏条件

下寒武统牛蹄塘组是重庆黔江地区继下志留统龙马溪组之后,最有望取得页岩气勘探突破的重点层系之一,但其页岩气勘探方向仍不明确。通过钻井岩心和野外露头剖面观察,采用显微薄片、扫描电镜、全矿物-黏土矿物X衍射、有机地球化学参数等多项实验测试方法,系统分析了区内牛蹄塘组沉积环境、富有机质页岩的分布与埋深及其有机地球化学指标、储集性特征、保存条件与含气性特征等页岩气成藏条件。研究表明区内牛蹄塘组处于浅水陆棚-深水陆棚过渡沉积环境,富有机质页岩分布于地层下部,沉积厚度40~80m;有机碳质量分数介于2.0%~6.0%,热演化程度达过成熟阶段,有机质类型以Ⅰ型为主,生烃强度5×10~8~20×10~8 m~3/km~2,生烃潜力较大;脆性矿物含量较高,黏土矿物以伊利石和伊/蒙混层为主,页岩储层储集空间类型多样,具低孔-超低渗特征,具备了页岩气藏发育的良好地质条件。综合各种页岩气选区评价指标表明,黔江-濯水-酉阳以西、彭水以东、北抵郁山-黔江、南至洪渡-酉阳等区域的牛蹄塘组页岩气成藏条件优越,为区内页岩气勘探有利区带。     

鄂西地区下寒武统牛蹄塘组页岩气保存条件研究

下寒武统牛蹄塘组是鄂西地区重要的页岩气勘探目的层系。利用鄂西地区调查井及野外露头资料,对牛蹄塘组岩石地层及沉积相特征、含气性特征及页岩气保存条件等进行了分析,并对页岩气成藏有利区进行了综合评价。研究表明:鄂西地区牛蹄塘组纵向上可以分为2段,其中下部的牛蹄塘组一段发育深水泥质陆棚相黑色碳质页岩,是主要的页岩气含气层段。纵向上,牛蹄塘组一段现场解吸气含量从顶到底逐渐增加,往下至岩家河组又急剧变小。平面上,含气性较好的地区主要位于黄陵背斜东南缘深水陆棚相区。指出页岩气富集成藏必须满足以下条件:深水陆棚相区,褶皱宽缓;距离区域性正断层超过5km;岩心裂隙密度小且高角度裂隙不发育;顶底板封闭性良好,地层连续无沉积缺失;R_o小于3.0%;埋深大于500m。评价预测的有利区块主要分布在黄陵背斜东南缘,仙女山断裂以东、雾渡河断裂西南、通城河断裂以西的区域。     

黔东北地区牛蹄塘组页岩气勘探前景分析

黔东北地区页岩气资源丰富,特别是牛蹄塘组勘探潜力巨大。本文在先期勘探失利井(CY1、HY1、FS1)分析基础之上,结合大量岩石露头、岩心分析测试数据,对黔东北地区页岩气的地质特征进行了系统研究,进一步落实了该地区资源潜力。研究认为：黔东北页岩气区下寒武统牛蹄塘组干酪根有机显微组分主要以腐泥无定型和腐殖无定型为主,有机质类型主要为Ⅰ型和Ⅱ1型;页岩层段有机质含量高,平均3.52%;镜质体反射率平均3.58%,为成熟晚期阶段;储层具有低孔超低渗、高比表面积等特征;页岩层脆性矿物含量平均64.2%,黏土矿物平均含量19.6%,牛蹄塘组硅质含量高,脆性较大,易于储层改造;黔东北地区页岩气可采资源量达0.12×1012 m3。可优选岑巩、沿河、秀山、德江、凯里等有利地区进行下一步的勘探和评价工作。     

湖南省保靖地区下寒武统牛蹄塘组页岩气成藏条件分析

为评价湖南省保靖地区寒武系牛蹄塘组页岩气勘探潜力,利用野外地质调查及页岩气井勘探成果资料,结合钻井岩芯样品测试结果,研究了保靖地区牛蹄塘组页岩储层发育特征及其分布规律。保靖下寒武统牛蹄塘组发育被动大陆边缘浅海深水碎屑岩陆棚相黑色碳质页岩、深灰色泥岩、深灰色钙质粉砂岩。该页岩层系分布稳定,厚度较大(90 m),有机质丰度较高(1.48%～3.49%),为I型干酪根,成熟度较高(3.90%～4.86%),处于过成熟阶段;脆性矿物含量较高(38.4%～50.5%),具较好的破裂潜力;成岩作用较深,黏土矿物以伊利石和伊蒙混层为主;页岩孔隙度中等(0.50%～4.24%),渗透率极低(0.000 5×10~(-3)～0.014 6×10~(-3)μm~2)。储集空间有晶体矿物晶面溶蚀孔、矿物边缘溶蚀孔、有机质溶蚀孔、黄铁矿晶间孔、成岩作用解理缝和构造裂缝。综合分析认为,湖南省保靖地区下寒武统牛蹄塘组具有较好的页岩气成藏地质条件,裂缝发育区可促进页岩气聚集,在保靖县东部昂洞—泽碧一带可以加大勘探力度。     

湖南省保靖地区下寒武统牛蹄塘组页岩气成藏条件分析

为评价湖南省保靖地区寒武系牛蹄塘组页岩气勘探潜力,利用野外地质调查及页岩气井勘探成果资料,结合钻井岩芯样品测试结果,研究了保靖地区牛蹄塘组页岩储层发育特征及其分布规律。保靖下寒武统牛蹄塘组发育被动大陆边缘浅海深水碎屑岩陆棚相黑色碳质页岩、深灰色泥岩、深灰色钙质粉砂岩。该页岩层系分布稳定,厚度较大(90 m),有机质丰度较高(1.48%~3.49%),为I型干酪根,成熟度较高(3.90%~4.86%),处于过成熟阶段; 脆性矿物含量较高(38.4%~50.5%),具较好的破裂潜力; 成岩作用较深,黏土矿物以伊利石和伊蒙混层为主; 页岩孔隙度中等(0.50%~4.24%),渗透率极低(0.000 5×10^-3~0.014 6×10^-3 μm²)。储集空间有晶体矿物晶面溶蚀孔、矿物边缘溶蚀孔、有机质溶蚀孔、黄铁矿晶间孔、成岩作用解理缝和构造裂缝。综合分析认为,湖南省保靖地区下寒武统牛蹄塘组具有较好的页岩气成藏地质条件,裂缝发育区可促进页岩气聚集,在保靖县东部昂洞—泽碧一带可以加大勘探力度。     

Exploration and research progress of shale gas in China

There are three types of shale gas resources in China. The resources are present in large amounts and are widely distributed. Marine facies, transitional facies and continental facies resources each account for a third. Based on resource distributions, there are many wells penetrated into the Sinian, Cambrian, Ordovician, Silurian, Devonian, Carboniferous and Permian strata of the Yangtze plate and its periphery, the North China Craton and the Tarim Basin. Many years of exploration have indicated that the marine Silurian Longmaxi shale gas is widely distributed in south China and has been industrialized in its production in the Sichuan basin. The shale gas from the Cambrian Niutitang Formation and the Sinian Doushantuo Formation are important discoveries in Yichang, Hubei and Zhenba, Shanxi. There are also shale gas resources found within transitional facies and continental facies in different areas in China. The “two element enrichment theory” has been summarized during the exploration process of Silurian marine shale gas in the Sichuan Basin. In addition, horizontal drilling and fracturing technologies up to 3500 m in depth have been developed. Based on the understanding of shale gas accumulation in a complex tectonic zone outside the Sichuan basin, a preliminary summary of the formation of the “converse fault syncline control reservoir” and “paleo uplift control reservoir” model has been constructed. The dominant theory of “Trinity” shale gas enrichment and the high yield of the “deep water Lu Pengxiang sedimentary facies belt, structural preservation conditions and overpressure” is summarized. Guided by the above theories. Anye1 well in Guizhou and Eyangye1 well in Hubei were drilled. “Four storey” oil and shale gas is found in the Permian Qixia group, the Silurian Shiniulan Formation, the Longmaxi Formation and the Ordovician Baota Formation in Anye1 well. Good shale gas has been gound in the Cambrian Niutitang formation inian Doushantuo formation in Eyangye 1well. This paper aims to summarize and review the main progress, theoretical technology and problems of shale gas exploration and development in recent years in China, and predicts the future exploration and development direction for shale gas and possible exploration areas.     

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。     

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。     

鄂西地区下寒武统牛蹄塘组页岩气成藏及保存条件分析:以XD1井为例

为了获得鄂西地区下寒武统牛蹄塘组页岩气成藏特征,通过对XD1井储层裂缝统计,方解石脉流体包裹体测试以及寒武纪碎屑锆石U-Pb同位素年代学研究.XD1井裂缝发育,以高角度剪切缝为主,裂缝大部分被方解石充填.液相包裹体成分以H₂O和CH₄为主,气相包裹体成分含有CO₂、H₂S、CH₄、N₂和H₂.流体包裹体的均一温度显示出较大差异性,从168~293℃均有分布,且大致划分为3个区间:168~175℃低温区、185~227℃中温区和244~293℃高温区,反映出页岩气成藏具有多期次成藏的特点,大部分晚期次生包裹体处于中温区,且CH₄含量较高,因此页岩气主要成藏期为晚期次生聚集成藏.获得有效碎屑锆石年龄数据178组,年龄值变化范围在2 638~330 Ma区间内,主要集中在2 638~2 010 Ma、1 997~1 516 Ma、1 450~904 Ma、890~722 Ma和699~330 Ma的5个时间段,说明XD1井经历多期构造改造.XD1井页岩气具有生烃的物质基础,但由于多期的构造运动产生大量裂缝和破裂带,导致页岩气保存条件的破坏,造成了页岩气的散失,因此,鄂西地区优选页岩气有利勘探区重点是寻找构造稳定区.      

湖南省桑植地区下寒武统牛蹄塘组页岩气成藏条件分析

桑植地区发育了牛蹄塘组海相黑色页岩,前人对该区古生界下寒武统页岩气成藏条件研究相对较少。在文献调研的基础上,结合野外实地勘查和试验分析,对桑植下寒武统牛蹄塘组页岩储层地质要素和成藏条件进行研究,以期为该区页岩气下一步勘探开发提供借鉴与参考。结果表明: 沉积环境方面,桑植牛蹄塘组页岩沉积相类型为陆棚相和斜坡相,埋深条件好,厚度大; 有机地化特征方面,有机质丰度在2%以上,干酪根类型主要为Ⅱ₁型,少见Ⅰ型,有机质成熟度3.5%,为较好烃源岩; 有机质演化与黏土矿物成岩阶段有较好的对应关系,其成岩矿物转化阶段与有机质生油、生气门限基本一致,源岩处于大量生成干气和裂解气阶段; 储集条件方面,孔隙度为9%,发育了原生孔、次生孔、矿物质孔及天然裂缝、构造裂缝,为页岩气富集提供了空间; 脆性矿物含量高,易造缝造储。整体而言,牛蹄塘组页岩为优质页岩,页岩气的成藏条件为较好—好,其勘探、开发潜力较大。     

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。     

泥页岩有机质孔隙差异特征及影响因素分析 ——以我国典型海相、陆相、过渡相储层为例

泥页岩中有机质孔隙是有机质向烃类转化的产物,也是烃类重要的纳米级赋存空间。以我国不同沉积相泥页岩（鄂尔多斯盆地延长组、四川盆地东南缘龙马溪组和牛蹄塘组、南华北盆地山西组）为研究对象,通过有机地球化学和微区分析等手段对有机质孔隙发育特征及影响因素进行了精细表征和深入探讨。结果表明:TOC与孔隙参数的相关性随热成熟度的增加展现出规律性变化,表明热演化是有机质孔隙发育的主要驱动因素。除热成熟度外,四组样品中有机质孔隙的发育特征受多种因素影响:延长组有机质孔隙处于形成阶段,多数有机质不发育孔隙,孔隙的形成主要受有机质类型和显微组分的影响。龙马溪组有机质孔隙普遍发育,为孔隙发育的高峰阶段,有机—无机相互作用制约着孔隙的结构和形貌特征。牛蹄塘组因排烃作用较为完全而处于孔隙收缩阶段,已有较多有机质孔隙被压实而消失,孔隙形态主要受控于微裂隙和有机质—黏土复合体的发育情况。山西组因过高的热演化程度引起有机质结构塌陷,且保存条件极差,处于孔隙的转化和消失阶段;有机质孔隙的发育情况与有机质类型和内部结构直接相关,并受保存条件的严重影响。相关结论有助于深刻理解页岩油气资源赋存富集机理,促进页岩油气资源的勘探开发。