海相和湖相页岩气富集机理分析与思考:以四川盆地龙马溪组和自流井组大安寨段为例

本文关注四川盆地龙马溪组和自流井组大安寨段两个页岩气代表层段,以涪陵页岩气田龙马溪组和元坝、涪陵自流井组大安寨段比较系统的实验分析资料为基础,从页岩储层的岩性、物性、电性及含气性、有机地球化学特性、脆性等"六性"对比的角度,对海相和湖相页岩气形成基本条件、富集机理和潜力层段进行分析和讨论,认为有机孔隙的发育程度是造成其含气性差异的主要原因,受TOC含量、热演化程度和有机质类型的影响,海相页岩有机质孔隙更加发育。两套页岩层系都具有较好的勘探前景,发育条带状或纹层状灰岩的浅湖-半深湖相富有机质泥页岩是湖相页岩气勘探的有利相带;龙马溪组底部深水陆棚含骨针放射虫笔石页岩岩相是龙马溪组勘探最有利的页岩岩相,另外富含有机质的浅水陆棚相带泥页岩发育的区域、保存条件受到一定程度破坏但吸附气含量仍较高的区域同样具有一定勘探潜力。     

坦桑尼亚维多利亚湖金矿区钻探技术

四川盆地东部非常规页岩气勘探潜力巨大,在该区石柱复向斜内,中石化江汉分公司部署的 JX井于自流井组珍珠冲段页岩层成功获得非常规工业气流,又有2口针对自流井组东岳庙段页岩气层的探井,也获得了工业产能。研究表明鄂西渝东区自流井组有两套差异性较大的页岩气层,分别是“页包砂”型即页岩层段沉积有条带状砂岩夹层,页岩质地不纯;“页包灰”型即页岩与灰岩呈薄条状交互沉积,页岩质地不纯,实钻气显示均较活跃,具有一定规模的页岩气勘探潜力。     

浅析川东北达州地区自流井组页岩气成藏条件

本文通过野外调查、采样、实验测试及搜集大量资料等工作手段,获取关键的地球化学、物性参数等,对川东北达州地区中下侏罗统自流井组大安寨断和东岳庙段页岩气的成藏条件进行了综合分析研究。结果表明,区内页岩气的富集主要受泥页岩的有机碳含量、有机质热成熟度、生烃潜量及地层压力等因素控制,区内该组镜质体反射率Ro平均为1.005%、有机碳含量TOC平均为0.68%、生烃潜量平均为1.80mg/g,整体表现出研究区地化条件一般,但局部地区偏好,具备页岩气形成的有利条件;沉积相控制了页岩的物性特征及矿物组分特征,具备页岩气勘探开发及储层改造的必要条件。     

浅析川东北达州地区自流井组页岩气成藏条件

本文通过野外调查、采样、实验测试及搜集大量资料等工作手段,获取关键的地球化学、物性参数等,对川东北达州地区中下侏罗统自流井组大安寨断和东岳庙段页岩气的成藏条件进行了综合分析研究。结果表明,区内页岩气的富集主要受泥页岩的有机碳含量、有机质热成熟度、生烃潜量及地层压力等因素控制,区内该组镜质体反射率Ro平均为1.005%、有机碳含量TOC平均为0.68%、生烃潜量平均为1.80mg/g,整体表现出研究区地化条件一般,但局部地区偏好,具备页岩气形成的有利条件;沉积相控制了页岩的物性特征及矿物组分特征,具备页岩气勘探开发及储层改造的必要条件。     

鄂西-渝东地区下侏罗统东岳庙段泥岩地球化学特征及有机质富集模式

我国不同地区页岩非均质性研究是亟待解决的基础地质问题,且四川盆地陆相页岩气的研究十分薄弱.通过对鄂西-渝东地区下侏罗统自流井组东岳庙段剖面和钻井岩心的岩石学特征、地球化学等方面的精细分析,结合测井曲线,查明了该层段地球化学垂向变化特征及有机质富集模式.结果表明,东岳庙段脆性矿物含量高,粘土矿物含量较少,下部有机质含量高于上部.地球化学指标所反映的古气候、古生产力、古氧化还原、古盐度表明东岳庙段垂向上具有明显差异;东岳庙段下部为干旱炎热古气候、贫氧-偏咸化水体和高古生产力,而东岳庙段上部为温暖湿润古气候、淡化水体和低古生产力,故东岳庙段下部更有利于有机质富集.      

鄂尔多斯盆地东南部上古生界盒8段有效厚度下限确定

在测井解释、试气数据、储层物性、单井分析化验等地质资料的基础上,根据统计学原理和低渗透气藏流体渗流原理,首先进行研究区储层四性关系解释,进而采用试气法进行有效厚度电性下限确定,采用测试法、毛管压力曲线法、经验统计法进行有效厚度物性下限确定。分析结果显示,鄂尔多斯盆地东南部上古生界石盒子组盒8段电性下限为声波时差≥210μs/m,深侧向电阻率≥30Ω·m,泥质含量≤21%,密度≤2.50 g/cm3,含水饱和度≤55%;物性下限渗透率为0.08 m D,孔隙度为5%。     

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。     

安塞油田三叠系长6致密砂岩油藏有效厚度下限探讨

有效厚度是储层测井解释的一个重要组成部分,其中有效厚度下限的确定对划分有效储层具有关键性的作用,包括电性下限和储层的物性下限.以安塞油田某区长6油层组为例,通过岩心分析资料,地质录井、化验分析及邻井的试油试采资料综合分析,认为长6属于典型的低孔低渗油层.岩性、物性的差异控制着储层油藏的富集程度,确定储层物性下限的标准:孔隙度为7％,渗透率为0.1mD;电性下限的标准:电阻率为14Ω·m,声波时差为219μs/m.利用有效厚度的物性、电性下限和夹层的扣除标准,划分单井的有效厚度,提高目的层段油藏测井解释和有利区预测的精度.     

延长气田山2段储层四性特征及储层参数模型研究

对延长气田山2储层四性特征的研究和建立储层参数模型,为研究区进一步的开发评价和增储增产提供有力的证据和保障。利用岩心、测井、试气、分析化验等资料,对鄂尔多斯盆地东南部延长气田山2段致密储层的岩性、物性、电性及含气性特征进行分析,并总结它们之间的关系,建立孔隙度、渗透率和含气饱和度的计算模型。研究表明:延长气田山2段储层岩性主要为石英砂岩、岩屑质石英砂岩,储层的孔隙度平均值为4.94%,渗透率平均值为2.98×10~(-3)μm~2,为低孔低渗储层。大多数井气层组有较好的含气显示,含气性较好,岩性、物性、电性和含气性有较好的对应关系。     

重庆合川自流井组植物化石的发现

描述了发现于合川自流井组东岳庙段的三种似木贼植物化石,即Equisetites flus Harris,E．1ateralis(Phillips)和E．columnaris(Brongn．)Phillips。标本保存良好,依据植物和双壳类化石的分布关系,提出自流井组东岳庙段的时代为早侏罗世晚期至中侏罗世早期。同时,分析了东岳庙段的岩相特征和沉积环境。     

造缝产烃还是改质造烃？——论含油气源岩层系的储集层属性和烃源岩属性

源岩层系油气已成为世界油气工业体系中举足轻重的重点领域，未来发展潜力很大。本文通过深入解读含油气源岩层系的地质形成条件，发现储集层属性和烃源岩属性在根本上决定了源岩层系油气成功开发的技术路径。储集层属性是指储集层储存和渗滤油气的物理性质及其相互关系，地史时期微—纳米级孔- 喉- 缝系统充注和聚集了大面积连续型油气资源，人工压裂形成缝网系统突破了致密储层的连通属性短板，成功开发了规模油气资源，突破流动属性短板可能是另一个发展方向。烃源岩属性是指烃源岩滞留、转化和排出油气的物理化学性质及其相互关系，包括已转化的滞留油气和未转化的残留有机质，滞留及潜在烃类资源规模巨大，地下人工加热等方式理论上可突破烃源岩的有机质数量和成熟度属性短板，可能是实现成功开发的有效路径。储集层属性和烃源岩属性是实现源岩层系油气规模发展的内在潜质基础，公共属性参数是外部环境基础。造缝产烃还是改质造烃？前提是准确研判优选何种内在属性参数，基础是系统整合优化所有外在属性参数，推动实现源岩层系油气商业化可持续发展，未来中低熟富有机质页岩及油页岩、中高熟富气态烃页岩层系、低变质程度富油煤岩、深层可气化煤炭等是值得期待的战略发展领域。     

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.      

页岩油气富集的主控因素及误辩:以美国、阿根廷和中国典型页岩为例

页岩气富集不均匀,无论对于不同页岩油气藏还是同一页岩油气藏不同地方,产量都是有高有低.有必要系统分析和对比全球不同页岩油气的地质、石油系统与油气富集的关系,总结页岩油气富集的主控因素,从而采取合理的勘探和开发技术.以美国、阿根廷和中国典型页岩为例,基于野外和岩心观察、样品属性测试分析、储层表征、石油系统分析及油气测试,探究了页岩油气富集的主控因素及存在的认识误区.结果表明,富含有机质和脆性矿物的页岩主要分布于远离造山带物源的非深水的沉积和构造背景,富含石英和高伽马页岩并非判断优质储层的矿物和岩石物理标准,优质碳酸盐页岩应以富含碳酸盐和低伽马值为标准.页岩油气藏实际是细粒富含有机质的自生自储或与富含有机质烃源岩相邻的贫有机质细粒沉积储层.天然裂缝对页岩油气富集具有有利和不利的双重作用.因此,页岩油气富集同时受到沉积和构造环境、岩相及矿物组成、天然裂缝的耦合影响,且对不同沉积盆地、不同属性页岩的影响差异明显.      

从源控论到源储共生系统 ——论源岩层系油气地质理论认识及实践

中国非常规油气正实现整体战略发展,源岩层系油气已成为非常规油气增储上产的主要组成部分。基于中国源岩层系油气地质条件和工业实践历程,本文主要取得4项研究认识:(1)源岩层系油气包括源岩油气和致密油气两种类型,纵向分布新生界、白垩系、侏罗系—三叠系、上古生界、下古生界等5个油气聚集域;(2)源岩层系油气地质是研究陆上源岩层系油气资源类型、赋存机理、富集规律、分布特征、产出机制、评价方法、关键技术及发展战略的一门新兴油气地质学科,核心是研究和评价源岩层系油气"甜点区(段)""烃源性、储集性、含油性、流动性、成缝性和经济性""六性关系";(3) 10余年来,中国源岩层系油气研究和生产取得重要进展,致密砂岩气规模发展,致密油稳步发展,页岩气快速发展,页岩油加快探索,煤层气及油页岩油持续发展,2020年中国源岩层系油气产量已占总产量的18%;(4)未来主要攻关方向,建议聚焦解决制约中低压致密油、含水致密砂岩气、中低阶煤层气、陆相及过渡相页岩气、中低熟页岩油等中国陆上源岩层系油气资源规模动用和开发的瓶颈问题,探索创造页岩原位转化和煤炭地下气化两大地下"人工油气藏"颠覆性工程。源岩层系油气将成为"稳油增气"最具潜力的现实资源,预计2030年页岩层系天然气有望超天然气总产量的50%,页岩层系石油约占原油总产量的10%-15%。     

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。     

湖相泥页岩基质储层直井压裂选层方法研究——以松辽盆地三肇凹陷松页油3井为例

湖相泥页岩基质储层是中国页岩油赋存的主要载体,相对于夹层型和裂缝型储层更难被压裂改造和实现工业开发,因而压裂层位的选择至关重要. 本文以松辽盆地三肇凹陷松页油3井为例,建立了一套湖相泥页岩基质储层直井压裂选层方法. 通过录井、测井解释优选出青山口组一段中的I类页岩油层,对I类页岩油层的电性、物性、含油气性、烃源岩性、脆性、可压性6项指标进行综合分析,基于上述6项指标,利用层次分析法对所有I类页岩油层进行综合排序,确定了27、25和23号层为最有利页岩油层. 松页油3井针对上述页岩油层进行了压裂试油,实现了三肇凹陷页岩油工业油流突破,证实选层方法可行有效,可推广应用于湖相基质型页岩油的甜点层优选和水平井部署.     

页岩油气储层纵向多重非均质性及其对开发的影响

页岩油气作为烃源岩层系内自生自储的油气资源,其可开发性受页岩储层特征的控制明显。由于不同类型富有机质页岩形成环境的差异性,页岩油气储层在纵向上具有多重非均质性,包括岩性的纵向非均质性、储层物性的纵向非均质性、岩石力学参数的纵向非均质性、地应力的纵向非均质性以及含气性特征的纵向非均质性等,这造成了页岩油气储层的纵向非均质性明显强于横向非均质性,有机质丰度、孔隙度、渗透率、储层的可压裂性、地应力、含气性及吸游比等参数在纵向上的变化均较大,且直接影响了后期页岩油气开发方案的设计与实施。优质开发目的层段的选择首先要考虑单段页岩油气储层的连续厚度在30~50 m左右、有机碳含量均值达到2.0%以上、有效孔隙度大于2.0%、岩石泊松比小于0.25、脆性较大、最小主应力相对上下邻层较小、含气性较高的层段。页岩油气开发井型的选择,水平井段的部署,压裂分段的长短、射孔簇的设计等均要充分考虑这种非均质性的影响。     

非常规源岩层系油气形成分布与前景展望

经过十余年理论技术持续攻关,中国陆上实现了致密砂岩气规模发展、页岩气快速发展、煤层气持续发展、致密油稳步发展和页岩油加快探索,源岩层系油气已成为中国非常规油气增储上产的主要组成部分.源岩层系油气包括源岩油气和致密油气2种资源类型,普遍具备有效配置的烃源岩、储集层和聚集保存3个方面基础地质形成条件,展现出源内或近源大面积连续分布标志特征,海相页岩气主要分布于深水陆棚区,致密砂岩气和煤层气一般分布于主要聚煤期煤系,页岩层系石油一般主要发育于长期持续沉降的富油湖盆.源岩层系油气开发追求“平面甜点区”“纵向甜点段”较好经济资源条件,页岩气需含气量高、孔隙度高、TOC含量高、热演化程度适中、气层埋藏适中、保存条件好、储层可压性好、储量规模大,致密砂岩气需全天候气源、中粗粒砂岩、含气层系多、大面积聚集、稳定斜坡区、中浅层埋藏,致密油甜点区段一般具有烃源性、储集性、含油性、流动性、成缝性和经济性“六特性”经济资源条件.中国非常规源岩层系油气资源丰富,源岩层系天然气是天然气上产的“主力”,源岩层系石油是石油稳产的“砝码”,实现地下原位“煤岩燃烧气化、页岩熟化气化”“2个革命性领域”突破是推进源岩层系油气领域“跨越式”发展的关键路径.      

川西坳陷须五段陆相页岩层系储层特征及对含气性的控制作用

四川盆地陆相领域页岩层序发育,但其内部发育复杂的岩性及组合关系、非均质性强、储层特征不明,制约了油气勘探开发的进程。本文研究通过大量的全岩X衍射、场发射扫描电镜、高压压汞、等温吸附等实验方法,从岩石学特征、微观孔隙结构特征及物性特征等方面,对川西坳陷上三叠统须五段陆相页岩须五段储层地质特征进行研究,并分析影响储层发育的主要地质因素,同时阐明储层地质特征对天然气赋存状态和含气量大小的影响。研究结果表明：须五段储层在垂向上形成富砂型、互层型和富泥型3种叠覆式储层结构;储层均致密化严重,但泥页岩储集物性优于粉砂岩和细砂岩;水动力条件较弱的三角洲远端到滨浅湖的沉积环境和强烈的成岩作用导致须五段储层原生孔隙及粒间溶孔基本不发育,对储集性能起主要贡献的为泥页岩中发育大量片状晶间孔、有机质孔及微裂缝,因此泥页岩是须五段的最有利储层。须五段天然气为吸附气与游离气的混合气体,但以吸附气为主,吸附气含量占总含气量的84.9%。天然气赋存状态和含气量大小受控于储层的岩性、微观孔隙结构和储层的物性。     

地堑式断陷盆地储层流体综合识别——以伊通盆地岔路河断陷为例

伊通盆地岔路河断陷古近系为地堑式断陷盆地沉积,其储层主要为重力流成因的湖泊水下扇,具有物源近、堆积速率快、岩性复杂多变的特征,加之后期成岩作用的影响,造成这类砂体物性变异系数大,非均质程度高。储层内部含流体时,流体性质难以识别,易造成测井解释上油气水层的误判。为了能够应用常规测井资料评价此类油气储层,提高测井解释的成功率,通过综合分析本区储层岩性、物性和含油气性特征,结合试油结果建立了本区岩性、物性及含油气性解释模型。岔路河断陷测井解释参数交汇图版可以明显区分出气层、油层、气水同层、油水同层、水层和干层等不同的地层油气产状。图版显示:岔路河断陷产油气储层含油饱和度下限为20%,并且产气层比产油层具有更高的深浅双侧向电阻率差值;纯水层虽然具有较好的物性条件,但含油饱和度均小于20%;干层泥质体积分数均大于22%,总孔隙度小于10.5%,物性变差,一般为无效储层。