川南古叙地区LD1井龙潭组海陆过渡相泥页岩地质特征及其含气性

扬子地区二叠系龙潭组海陆过渡相煤系泥页岩广泛发育。本文以川南古蔺-叙永地区页岩气调查井LD1井为例,利用测录井、岩心样品测试等资料评价其页岩气地质条件。LD1井龙潭组富有机质泥页岩与盆内JY1、N203等高产井五峰-龙马溪组海相页岩相比较,主要地质参数差异明显。LD1井龙潭组优质泥页岩单层厚度一般小于5m,累计厚度可达40m以上。龙潭组泥页岩有机碳含量总体较高,干酪根类型以Ⅱ₂型为主,有机质成熟度达到过成熟阶段（R_O平均值为3.21%）,黏土矿物组分含量相对较高,脆性矿物组分含量相对较低,孔隙度普遍大于3%。龙潭组泥页岩气测异常值偏高,共计5.9m/13层气测异常层,最高异常值可达背景值的8倍,龙潭组上段标态总含气量平均可达4.08m³/t。     

鄂西宜昌斜坡带五峰组—龙马溪组页岩优势岩相及其生气潜力

【研究目的】不同页岩岩相的矿物组分、含气性和可压性等的差异,决定不同岩相的开发潜力不同,页岩岩相的划分及评价对找寻页岩气勘探开发甜点具有重要指导意义。【研究方法】基于钻井、岩心和分析测试资料,综合利用地质理论结合硅质矿物-黏土矿物-碳酸盐矿物含量三端元图解,对鄂西宜昌斜坡带上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组下段含气页岩岩相进行划分,结合有机碳含量、含气量、岩心镜下特征等划分优势岩相。优选有机质丰度、硅质矿物含量、黏土矿物含量3项指标与页岩含气量进行相关性分析,建立了五峰组—龙马溪组含气页岩优势岩相的分级标准。【研究结果】研究区优势岩相均为II类优势岩相,II₁类（最优）优势岩相为S-2混合硅质页岩相和S-3含黏土硅质页岩相,位于龙马溪组一亚段和五峰组上段,厚6 m;II₂类（次优）优势岩相为S硅质页岩相,位于五峰组下段,厚4 m。【结论】宜昌斜坡带和涪陵地区具有相似的岩相垂向演化序列,优势岩相均位于五峰组—龙马溪组一亚段,但同一岩相组合的页岩厚度和品质差异较大,发生在鲁丹阶早期的湘鄂西水下隆起和鲁丹阶晚期的水下隆起是造成宜昌地区优势岩相的厚度和品质均要差于涪陵地区的主要原因。创新点：建立五峰组—龙马溪组含气页岩优势岩相的分级标准,提出龙马溪组一亚段和五峰组是优势岩相发育层位。     

渝东北田坝地区五峰-龙马溪组页岩矿物学特征及其油气地质意义

渝东北田坝地区五峰-龙马溪组泥页岩的矿物成分主要为石英和黏土矿物,其次为长石,此外还含有少量黄铁矿、硬石膏等含硫矿物,以及极少量的碳酸盐矿物。沉积学及矿物学研究表明,五峰-龙马溪组的沉积环境以浅海陆棚为主,而浅海陆棚属还原环境,有利于有机质富集和保存,可以更好地形成页岩气;页岩含石英量较多并且脆性指数较高,因此有利于形成裂缝以利于渗流。与相邻的涪陵地区相对比,两者可比性较高,并且渝东北田坝地区五峰-龙马溪组页岩的石英等脆性矿物含量大于涪陵地区,而黏土矿物含量、碳酸盐矿物含量远小于涪陵地区;渝东北田坝地区黏土矿物组合反映,五峰-龙马溪组已进入了晚期成岩作用阶段,该阶段所对应的有机质成熟度为高成熟-过成熟,表明其成熟度条件有利于形成页岩气藏;进一步研究还发现,五峰组及龙马溪组页岩具有较高的孔隙度和渗透性,能为页岩气储存提供较好的储集空间。     

滇东北DD1井五峰-龙马溪组页岩气地质特征及其勘探启示

四川盆地南缘五峰-龙马溪组页岩气勘探难度大。以滇东北彝良县DD1井页岩气调查井为例，利用钻测井、岩心分析测试等资料评价其页岩气地质条件。滇东北彝良县DD1井的五峰-龙马溪组富有机质页岩厚度较小、有机质丰度低、热演化程度高、含气性差、N₂含量高，其主要评价指标与盆地内JY1、N203等盆内页岩气高产井差异明显。在页岩气核心评价参数对比基础之上，对DD1井五峰-龙马溪组页岩气勘探失利的地质因素进行深入分析，认为其原因主要在于3个方面：1）五峰-龙马溪期距离黔中古隆起较近，五峰-龙马溪组下段为浅水潮坪相沉积，缺乏黑色富有机质页岩的物质基础；2）五峰-龙马溪组页岩热演化程度高，导致页岩孔隙度变差；3）五峰-龙马溪组埋深较浅，多种尺度裂缝发育，页岩气逸散严重，页岩气构造保存条件差。对滇东北彝良县DD1井页岩气钻探失利的分析，为盆外五峰-龙马溪组页岩气勘探提供了启示意义。     

川南马边上奥陶统—下志留统黑色页岩铂族元素地球化学特征及成因分析

通过野外地质调查资料、X衍射、主量及铂族元素测试分析，研究川南马边地区五峰-龙马溪组页岩的矿物学、主量元素地球化学特征和铂族元素组成特征。川南马边长河碥五峰-龙马溪组页岩有机碳TOC平均含量为2.47%；矿物成分主要由石英和黏土矿物两大类构成，石英平均含量37.95%，黏土矿物平均含量为40.2%；页岩SiO₂平均含量为52.90%，Al₂O₃平均含量为11.47%；铂族元素总量在1.5～11.9 ng/g之间，平均值为5.16 ng/g。川南马边地区五峰-龙马溪组页岩铂族元素均以Pt与Pd含量高为特征，其中Pd平均含量为3.15 ng/g，Pt平均含量为1.48 ng/g。铂族元素碳质球粒陨石配分模式为Pt-Pd型，Pd含量约为Pt含量的2.12倍。剖面中富有机质页岩比贫有机质页岩更加富集铂族元素，铂族元素的富集可能与生物活动有关；黏土矿物含量与铂族元素含量呈负相关关系，铂族元素并未呈吸附态吸附在颗粒表面，黏土矿物的增加反而稀释了铂族元素含量。川南马边长河碥五峰-龙马溪组铂族元素并非来源于地外物质，可能来自地幔，且发生了明显分异，其富集程度在正常海洋沉积物范围内。     

鄂西黄陵隆起东缘鄂宜页2井五峰组—龙马溪组页岩气储层特征与含气性

鄂西地区五峰组-龙马溪组已成为中国南方页岩气勘探的热点领域。为深化该区页岩储层及含气性特征认识,本文以鄂宜页2井钻井及测试分析资料为基础,以笔石带为标尺,对五峰组-龙马溪组下部黑色富有机质页岩的岩石学特征、有机地化特征、储集空间类型及结构特征进行深入研究,分析总结了页岩储层含气性特征及影响因素,并对页岩储层开展了综合评价。结果表明：鄂宜页2井五峰组-龙马溪组下部黑色岩系缺失LM5-LM6笔石带,富有机质页岩上延至LM7笔石带,总厚度约16 m;岩性以硅质页岩夹少量硅质岩、混合质页岩和黏土质页岩为主,有机质类型为Ⅰ-Ⅱ1型,Ro为1.88%~2.03%,显示黑色页岩已过大量生气阶段;页岩储集空间主要为小于100 nm的有机质纳米孔、直径大于5 μm的微米孔和构造微裂缝,其中纳米孔占比超过50%,孔隙容积、比表面积与有机碳含量存在显著正相关性;现场解析总含气量为0.068~3.33 m³/t,平均1.13 m³/t,高含气量段集中于凯迪阶WF2-WF3与鲁丹阶LM2-LM4,含气量与TOC、脆性矿物含量之间具有明显的正相关性;根据TOC、含气性、脆性矿物含量以及页岩沉积环境等参数进行综合评价,Ⅰ类储层主要对应于凯迪阶WF2-WF3笔石带以及鲁丹阶LM2-LM4笔石带以深水环境下形成的硅质页岩和硅质岩层段,总厚度约9 m,是该区五峰-龙马溪组水平钻井的最佳甜点段。     

黔西北燕子口地区五峰-龙马溪组页岩气源岩评价

黔西北上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组具有巨大的页岩气资源潜力,是我国南方页岩气勘探主攻目的层位和地区之一。本文研究了黔西北燕子口地区该套地层横向范围和厚度以及埋藏深度、岩相特征、矿物组成、总有机碳含量、热成熟度、储集空间和物性等页岩气成藏关键特征,结果表明:五峰组在燕子口西部的以勒地区厚度可达20 m,而龙马溪组自黔中隆起往北厚度逐渐增大,至四川丁木坳—大坪一线厚度达250 m以上;有效烃源岩主要分布在五峰组-龙马溪组下段,包括粘土页岩、粉砂质页岩和钙质页岩几种岩相类型,主要由粘土矿物、石英、碳酸盐矿物组成,其高岩石脆性指数(47.3%～76.8%)显示良好的可压裂性;可识别出裂缝、溶蚀孔、粒间孔、晶间孔等储集空间,其中溶蚀孔隙和裂缝占主导,储层孔隙度高,比表面积(13.4～24.9 m2/g)与总有机碳含量之间呈现良好的正相关性;地球化学分析表明,富有机质页岩段有机质类型好(Ⅰ型-Ⅱ1型),具有高有机质丰度(TOC平均值为2.56%)和有机质成熟度(Ro值为2.5%)。综合研究认为,燕子口地区以北与川东南古蔺—叙永一线接壤区带为五峰组-龙马溪组页岩气较为有利的勘探潜力区域。     

渝东五峰组-龙马溪组页岩矿物成分与孔隙特征分析

页岩的矿物成分和孔隙特征对页岩气成藏和开采具有重要意义。四川盆地渝东石柱县打风坳地区五峰组-龙马溪组富有机质页岩广泛发育,应用X射线衍射技术对其矿物成分特征进行研究,发现五峰组-龙马溪组页岩矿物成分包含石英、长石、方解石、白云石、黄铁矿、伊利石、伊/蒙混层和绿泥石。脆性矿物含量(50%)和黏土矿物组合特征表明五峰组-龙马溪组是宜于页岩气形成与开采的有利层位。应用氩离子抛光-扫描电镜方法对页岩微纳孔隙特征展开研究,发现无机孔、微裂缝和有机孔3种孔隙类型。无机孔主要包括粒间孔、黄铁矿晶间孔、黏土矿物层间孔和溶蚀孔,孔径数百纳米至数微米;微裂缝包括构造裂缝和解理缝,缝长集中于3~10μm,缝宽数百纳米。有机孔主要发育在有机质内部,呈片麻状或蜂窝状,孔径30~200 nm,连通性较好。总体而言,五峰组页岩中最主要的孔隙类型是溶蚀孔,龙马溪组页岩中主要发育粒间孔和有机孔。     

咸丰地区咸地2井上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组页岩岩石学特征分析

湖北咸丰地区咸地2井在上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组页岩获得较好的页岩气显示。咸地2井五峰组-龙马溪组页岩具有有机碳含量高、沉积厚度大、含气性高等特点。通过系统观察与描述咸地2井岩心,采集样品和开展薄片鉴定、X衍射实验,然后进行矿物成分和岩石学分析。研究结果表明,五峰组-龙马溪组岩性可划分为四段,即五峰组、龙马溪组一段、二段、三段。沉积水体由下往上在五峰组时期为快速海侵阶段,至龙马溪组一段处于稳定期,龙马溪组二段处于动荡期,龙马溪组三段处于海退期,水体变浅。五峰组-龙马溪组矿物组分以石英、长石和黏土矿物为主,其次为碳酸盐矿物和黄铁矿,总体上脆性矿物含量高。五峰组-龙马溪组岩相呈现由硅质岩-硅质页岩-炭质页岩变化规律,总体上具有硅质含量逐渐减少、炭质含量逐渐增加的特点。     

渝东南地区下古生界富有机质页岩有机岩石学特征

渝东南下古生界主要发育牛蹄塘组和五峰-龙马溪组两套富有机质页岩:五峰-龙马溪组岩心样品显微组分总含量TMC值为0.6%~1.2%,牛蹄塘组岩样TMC值为0.7%~2.2%。页岩富氢显微组分主要为腐泥组和壳质组,其中矿物沥青基质、藻类体和壳屑体是下古生界页岩主要生烃组分,对油气生成贡献最大渝东南下古生界富有机质页岩热演化程度处于过成熟—极高过成熟阶段,等效镜质体反射率(VR_O)为2.25%~5.18%。本文应用全岩有机岩石学分析技术,系统研究了2套页岩的显微组分组成、分布特征、主要组分对生烃的贡献以及有机质热演化程度,希望为该区页岩气的勘探与开发提供进一步的证据支持。     

川东地区东岳庙段沉积环境演化及其页岩油气富集主控因素分析

川东地区下侏罗统自流井组东岳庙段富有机质泥页岩发育，且在局部地区已获工业页岩油气流，但尚未实现规模开发，其页岩油气富集机理研究滞后于生产实践。本文在野外调查和测试分析的基础上，对其沉积环境演化及页岩油气地质条件进行分析，并探讨其页岩油气富集主控因素，以期为实现东岳庙段页岩油气突破提供有益借鉴。结果显示：川东地区东岳庙段发育一个完整的水进水退沉积旋回，富有机质泥页岩主要发育于中部半深湖相，厚约15~30m，TOC平均为1.79%，以II型有机质为主，热演化程度较高，达凝析油—湿气阶段。以黏土矿物粒间孔和有机质孔为主，脆性矿物含量中等，脆性指数平均为62.1%。平均孔隙度为8.85%，而渗透率极低，均值仅0.239mD，呈现出“高孔低渗”特征，层内油气以侧向运移为主。其页岩油气的富集主要受富有机质泥页岩分布、热演化程度和裂缝发育条件的控制。推论垂向富有机质泥页岩连续发育的现今油气低势区是川东地区东岳庙段潜在的页岩油气高产区。     

贵州寒武系和石炭系页岩气开采对环境影响分析——以牛蹄塘组和打屋坝组为例

贵州页岩气地质资源量巨大,达到1.048×10~(13)m~3。其中寒武系牛蹄塘组与石炭系打屋坝组是重要储集层位。本文在研究牛蹄塘组页岩与打屋坝组页岩的地层结构、岩性和地球化学特征,以及储层特征的基础上,分析水力压裂方法对地下水含水层的破坏作用,建立了页岩气压裂开采导致地下水含水层、隔水层被破坏引起地下水污染模式,预测了压裂液返排地面可能造成地表环境污染的风险。同时,采取牛蹄塘组和打屋坝组页岩进行浸泡试验,试验结果表明,页岩在浸泡过程中,元素的浓度随着时间、温度的变化而变化,并呈现出一定的规律性,特别是As、Cd、Pb、Se、Co、Ba等元素呈显著浸出,据此分析了水力压裂法在开采页岩气的过程中可能会产生的环境污染问题。     

江苏宁镇地区五峰—高家边组优质页岩分布及其与笔石带的对应关系：来自苏页1井的启示

为准确掌握江苏五峰—高家边组页岩气基础地质条件,在宁镇地区汤山—仑山复背斜南翼高家边组命名地实施页岩气参数井苏页1井,井深1 203.37 m,全孔取芯。苏页1井钻遇高家边组中下部五峰组、汤头组,为完整揭露五峰—高家边组底部富有机质页岩的典型钻孔。基于243个厘米-分米级采样间隔的TOC(总有机碳)数据,建立了五峰—高家边组下部TOC标准柱状图。根据TOC划分的页岩分段与笔石带对应良好,共分7个页岩段,包括4个优质富有机质页岩段,其中WF4—LM3优质页岩段品质最好,为宁镇地区的典型代表。苏页1井Ro介于2.47%～2.91%之间,平均值为2.62%,总体处于过成熟早-中期生干气阶段,干酪根类型为Ⅰ型。五峰—高家边组优质、富有机质页岩呈2层式,真厚度约为22.4 m。页岩气勘探潜力最好的WF4—LM3优质页岩段真厚度为8.6 m,应视为主要产气页岩小层和未来水平井钻进层段。不同页岩段的沉积速率不同,说明有机质含量与物源输入作用关系密切。     

世界油页岩资源利用和发展趋势

世界油页岩资源丰富, 其探明储量换算成页岩油,远大于世界原油的探明储量。美国油页岩储量居世界首位, 其次则为俄罗斯、扎伊尔、巴西、加拿大、约旦、澳大利亚和中国。油页岩干馏制取页岩油始于19世纪上半叶的法国、英国、德国、西班牙等西欧国家。而后页岩油生产由于廉价原油的开采而衰落, 又由于世界石油危机而兴起; 100多年来、油页岩工业几经波折; 如今中国、爱沙尼亚和巴西拥有页岩油的工业生产。此外、爱沙尼亚、德国、中国和以色列则拥有油页岩燃烧产蒸汽发电的工业装置。当前、由于世界原油价格上涨,页岩油的生产在不少国家已有利可图, 中国、爱沙尼亚等国家正扩建、新建页岩油工厂; 蒙古、约旦等国正考虑筹建页岩油厂, 美国也计划对其丰富的油页岩资源进行加工利用。     

盆缘构造复杂区页岩气保存条件分析与量化评价——以黔北地区海相页岩为例

保存条件是我国南方构造复杂区页岩气地质评价中的关键,本文通过对四川盆地周缘断裂展布、地层产状、目的层埋深以及地层接触情况等多项参数进行分析,评价构造复杂区海相页岩气保存条件影响因素,建立保存条件参数体系,并通过模糊识别数学方法对各项参数赋予权重并进行排序,确定保存条件主控因素的重要性。其中,断裂分布、埋藏深度、压力系数及地层产状是最重要控制因素,上覆泥岩厚度、目的层地层接触关系及底部古岩溶等也具有一定影响。最后,本文以黔北长顺区域作为研究对象,对其保存条件参数指标的平面分布图进行量化叠加,获得保存条件有利区域量化评价图。通过对比,认为该方法与常规方法评价保存条件具有一定的一致性,但在清晰直观性方面以及有利区内的量化可对比性上具有更明显的优势。     

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。     

鄂尔多斯盆地华池地区三叠系延长组长7段富有机质页岩岩相特征

鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7油层组发育富有机质页岩和泥岩,目前已成为鄂尔多斯盆地页岩油气勘探的重要层位。综合岩心精细描述、薄片微观结构观察和粒度分析结果,将富有机质页岩和泥岩划分为黑色页岩岩相、纹层状泥岩岩相、粉砂质泥岩岩相。粉砂质泥岩岩相的脆性矿物含量高于黑色页岩岩相和纹层状泥岩岩相,后者比前者具有更高的黄铁矿含量,3种岩相的黏土矿物含量较接近。黑色页岩岩相有机质丰度高,有机质类型以I型干酪根为主,是最有利的富有机质岩相类型,其次为纹层状泥岩岩相。长7油层组沉积时期水体为分层的厌氧环境,有利于有机质的保存,低等水生生物是主要的母质来源。黑色页岩岩相和纹层状泥岩岩相形成于安静、缺少陆源碎屑影响的深湖环境下;粉砂质泥岩岩相形成于受陆源碎屑频繁影响的环境,有较多的陆源高等物质输入湖盆中,造成有机质类型复杂。将岩心精细描述和测井信息紧密结合,揭示了各类岩相纵向发育特征。受基准面变化和沉积物供给能力影响,长73以黑色页岩岩相和纹层状泥岩岩相为主,长72和长71以纹层状泥岩岩相和粉砂质泥岩岩相为主。长73暗色泥岩和页岩的岩相类型好,发育页理缝和纹层缝,有机质类型好、丰度高,是最有利的页岩油气勘探目的层系。     

柴达木盆地鱼卡地区中侏罗统页岩气成藏条件

通过地质钻井、野外现场解吸、样品实验分析等,对柴达木盆地鱼卡地区中侏罗统页岩气成藏条件进行了研究。结果表明,鱼卡地区中侏罗统泥页岩主要发育于大煤沟组第五段和石门沟组,是一套以辫状河三角洲间湾、辫状河三角洲平原和湖泊相为主的优质烃源岩,累计厚度38~300m,TOC为0.12%~13.23%,Ro为0.29%~0.89%。石英含量为18.0%~63.3%,粘土矿物含量为10.1%~55.6%,孔隙度为1.53%~14.92%,渗透率为0.007×10-3~6.24×10-3μm2。微孔隙发育,主要有粒间孔、溶蚀孔、粒内孔,孔隙直径多为0.3~3μm。泥页岩含气量为0.42~0.83m3/t,解吸气CH4含量8.6%~64.9%,δ13C1为-80.59‰~-63.32‰。与国内外含气泥页岩对比发现,研究区中侏罗统泥页岩具有厚度大、TOC高、石英含量居中的特点,但分布面积小、成熟度低、含气量小,且自中、新生代以来经历了多期次构造运动,对页岩气的保存影响较大。预测鱼卡地区中侏罗统页岩气勘探前景,还需重点加强构造作用对页岩气保存的影响及页岩气成因类型、资源量评估等方面的研究。     

油页岩生产技术研究

总结了世界上从油页岩中制取页岩油的两大类生产技术方法:即地面干馏方法和地下转化方法,并总结了各方法的优缺点。根据我国油页岩资源的特点,认为应在发展和改进目前地面干馏技术的同时着力发展地下转化技术,为开采油页岩油进行技术改进。