宁夏六盘山盆地白垩系马东山组页岩气地质特征与勘探潜力分析

以六盘山盆地固页1井白垩系马东山组泥页岩为研究对象,通过野外观察、岩心编录、岩石热解、X衍射、干酪根元素分析、等温吸附等手段,对六盘山盆地固页1井白垩系马东山组页岩气勘探潜力进行评价。结果表明:(1)六盘山盆地白垩系马东山组具有丰富的荧光、油迹、沥青等油气显示,并见200余米的暗色泥页岩、油页岩层位。(2)马东山组泥页岩有机质类型为Ⅱ～Ⅲ型;65%样品TOC大于1.0%,37.2%的样品TOC大于2.0%;50%样品Ro大于0.8%,T_(max)处于435～445℃,处于低成熟—成熟阶段,属生物成因气与热成因气混合气。(3)马东山组泥页岩具黏土矿物低,长石类和碳酸盐类矿物含量高的特征,碳酸盐类矿物均值达38.2%,长石类含量均值24.4%,石英含量均值17.2%,黏土含量均值仅为13.2%;符合页岩气压裂施工的黏土含量小于30%,脆性矿物含量大于40%标准。其黏土组成以伊利石和伊/蒙间层为主,均值含量分别达69%、26.1%。(4)马东山组泥页岩有效孔隙度介于0.117%～1.268%;渗透率0.0009～0.0042 m D,属低孔低渗储层。马东山组泥页岩具有较强的储气能力,其最大甲烷吸附能力介于0.96～4.6 m~3/t,均值2.29 m~3/t。(5)对比延安组页岩地质、地化参数,认为六盘山盆地白垩系马东山组泥页岩层位具备较好的页岩气勘探潜力,可以作为良好的页岩气层位进行进一步工作,其成果将对河西走廊白垩系非常规油气层位勘探具有借鉴意义。     

临兴地区海陆过渡相页岩及页岩气地球化学特征

为揭示鄂尔多斯盆地东缘上古生界海陆过渡相页岩及页岩气地球化学特征,选取临兴地区页岩样,开展薄片鉴定、全岩和黏土含量、扫描电镜、有机碳、岩石热解、干酪根显微组分和干酪根碳同位素测试,分析页岩解吸气的气体组分和碳同位素组成。结果表明:临兴地区过渡相页岩矿物组分主要是石英和黏土矿物,含少量方解石、斜长石、钾长石、白云石和黄铁矿等。受矿物成因、沉积环境等多方面的影响,不同矿物组分与有机质赋存方式各异。石英与有机质存在2种赋存方式,黏土矿物存在3种赋存方式,黄铁矿存在4种赋存方式。有机质类型为Ⅱ₂–Ⅲ型,有机碳含量平均值大于2.0%,干酪根碳同位素介于–24.5‰~–23.2‰。镜质体反射率介于0.92%~1.30%,t_max值介于427~494℃,有机质热演化达到成熟阶段。页岩气中烃类气以甲烷为主,含有少量乙烷、丙烷,总体属于干气。甲烷碳同位素均值为–40.0‰,介于海相页岩气和陆相页岩气甲烷碳同位素之间;乙烷碳同位素值介于–26.8‰~–22.56‰,均大于–29‰,整体呈现出δ13C₁＜δ13C₂＜δ13C₃正碳序列。研究认为,该区页岩具备大量生成页岩气的潜力,页岩气主要来源于上古生界偏腐殖型页岩,属于由干酪根裂解而生成的有机热成因煤成气。      

湖北当阳复向斜北部页岩气地质评价与有利区优选

以露头、钻井、地震等资料为基础,对湖北当阳复向斜北部上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气成藏条件和勘探潜力展开评价。研究表明,当阳复向斜五峰组—龙马溪组具备良好的页岩气成藏地质条件:五峰组—龙马溪组沉积期以深水陆棚沉积环境为主,页岩广泛发育,优质页岩层厚度约50 m;有机质类型为Ⅱ_2型,有机碳含量一般大于2%,有机质成熟度R_o在3.0%左右,已进入过成熟阶段;页岩中的矿物以石英和黏土为主,有利于后期压裂改造和吸附气的大量富集;储层具有低孔特低渗特征;当阳复向斜构造简单,区域上盖层连续分布,保存条件较好。通过地质评价和资源量计算,当阳复向斜页岩气资源量较为丰富,优选巡检—溪前向斜带和龙坪—肖堰—栗溪背斜带为页岩气勘探有利区。     

辽西金羊盆地下侏罗统北票组页岩气地球化学特征及其成因

金岭寺-羊山盆地(金羊盆地)是中国北方侏罗系发育最完备的地区之一,盆地内充填的下侏罗统北票组为一套湖相泥岩,具有良好的油气潜力。在金羊盆地章吉营子凹陷西缘布置实施的4口地质调查井中,有3口井见油气显示。通过对SZK2及SZK3钻井岩心进行现场解析,北票组泥页岩在浅层测试到可观的页岩气含量,且随着深度的变化,总含气量及甲烷含量有所增加。另外,其总含气量与有机碳含量呈良好的正相关关系,是影响页岩含气量的关键因素。对比金羊盆地北票组泥页岩吸附气C同位素特征,其气体成因主要存在生物成因气和煤型气2种类型,表明下侏罗统北票组页岩气具有混合多成因的特征。通过X衍射分析综合评价,金羊盆地下侏罗统北票组泥页岩压裂条件好、天然气吸附能力强,具备一定的页岩气勘探前景,是有利的页岩气勘探开发新层系。     

鄂尔多斯盆地东南部延长组长7段陆相页岩气地质特征及勘探潜力评价

提要：鄂尔多斯盆地为大型富含油气盆地,发育本溪组、山西组、延长组长7段、长9段等多套页岩层系,具备页岩气形成的基本地质条件。为查明鄂尔多斯盆地东南部延长组长7段页岩气的勘探潜力,本文利用有机地球化学和岩石学分析、含气量测试、等温吸附曲线测定等多种手段,分析了延长组长7段页岩的基本地质、地化及含气性特征。在此基础上,对长7段页岩气勘探潜力进行了初步评价。结果表明,长7段陆相页岩埋深和厚度适中、有机质类型以Ⅰ、Ⅱ型为主,有机质丰度和脆性矿物含量高,含气量可达1.25~6.45 ml/g。与北美地区典型页岩相比,研究区长7段页岩有机质类型、有机碳含量类似,粘土矿物含量和长石含量偏高,碳酸盐和石英含量偏少,有机质成熟度偏低。研究区内延长组长7段页岩气资源勘探潜力巨大,资源量为1 528.409亿m3,可作为常规油气勘探的重要补充,志丹—甘泉一线西南部为页岩气勘探的有利目标。     

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。     

鄂尔多斯盆地中部上古生界山西组页岩储层特征

鄂尔多斯盆地山西组发育一套厚度大且有勘探潜力的陆海陆过渡相页岩。应用岩芯观察、X衍射、扫描电镜和显微镜观察以及高压压汞等方法,对该盆地中部山西组页岩的岩石学、矿物学、页岩储集空间、孔隙结构和物性特征进行分析研究。结果表明:研究区山西组页岩以黑色泥岩、黑色页岩夹纹层或薄层状深色粉砂岩为主,页岩主要由黏土矿物和石英两类矿物组成,二者平均含量分别为59.6%和36.9%。页岩宏观和微观裂隙发育,显微镜下统计的显微裂缝平均面密度达到116.6/m。除了发育与矿物和成岩作用有关的矿物孔隙外,页岩中有机显微组分发育较多的有机质孔。页岩孔隙度平均为0.77%,渗透率平均为0.06×10-3 μm2。山西组页岩总有机碳（TOC）、镜质体反射率（R_o,%）和黏土矿物含量是影响页岩孔隙度的主要因素,具有正相关性,而石英含量与页岩孔隙度呈一定的负相关关系。山西组页岩中裂缝的普遍发育提高了页岩的渗透率,有利于页岩气聚集成藏。综合分析表明山西组页岩气储层地质条件一般,开发难度较大,但在裂缝发育、物性较好的层位和地区仍具有较好的页岩气资源前景。     

北京地区中元古界下马岭组页岩气形成条件

以野外露头与地热井的岩屑样品为基础,以岩石学、有机地球化学和储层物性实验测试分析为手段,对北京地区中元古界下马岭组页岩进行了页岩气形成条件研究。结果表明,中元古界下马岭组页岩分布广泛,沉积厚度大,有机碳含量高,有机质类型好,以Ⅱ型为主、兼有少量的Ⅰ型,具有良好的页岩气形成条件。中元古界下马岭组页岩矿物组成主要为石英和黏土矿物,石英平均质量分数为60%,黏土矿物平均质量分数为31.5%,黏土矿物中伊利石含量最高,占黏土矿物总组成的77.54%;页岩中微孔隙与微裂缝发育,具备良好的页岩气赋存条件,等温吸附实验也证明了这一点。北京地区经历了多期构造变动,但页岩气藏具有较强的抗构造破坏能力,使得研究区具有较好的页岩气保存条件。总体认为北京地区中元古界下马岭组是较理想的页岩气勘探目的层系。     

河南中牟区块页岩气特征及勘探前景分析

文章通过对河南中牟区块海陆过渡相太原组和山西组页岩气形成的地质条件与特征分析,认为区块构造较为简单、稳定,其海陆交互相沉积环境控制太原组和山西组页岩发育,分布广泛,富含有机质页岩厚度大,为页岩气目标层;有机碳含量w(TOC)=1.1%~3.7%,有机质类型为Ⅲ型,有机质成熟度指标镜质体反射率(Ro)3.0%~3.8%;目标层有效孔隙度1.0%~5.0%,黏土矿物以伊利石和伊/蒙混层为主;含气量0.5~3.3m~3/t,平均1.7m~3/t。对牟页1井太原组、山西组三段采用快钻桥塞分段压裂,累计注入压裂液量5 055.9m~3,加砂量202.7m~3,三层合采求产为1 256m~3/d,标志着南华北盆地海陆过渡相页岩气勘探取得重大发现。通过地质评价和资源量计算,中牟区块太原组、山西组页岩气地质资源量较为丰富,勘探有利区面积大,具备较好的页岩气勘探前景。     

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。     

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。      

鄂尔多斯盆地东南部中侏罗统延安组物源分析

中侏罗统延安组是鄂尔多斯盆地东南部的一套重要的含油气层系.通过对砂岩中碎屑岩成分、重矿物组合、石英的阴极发光及其泥岩微量地球化学等特征的研究,结合露头剖面古水流方向的测定,分析了鄂尔多斯盆地东南部中侏罗统延安组物源区的母岩性质、物源方向及其构造环境.结果表明,研究区延安组古水流和主要物源方向来自北东、北西方向.母岩主要为北缘阴山、东北缘吕梁山和西北缘阿拉善地区太古代及早元古代的花岗岩类、片麻岩系和浅变质岩系,并且推断这些地区从晚古生代开始,就长期为全盆地的沉积提供稳定的物源.这将对盆地的油气进行进一步勘探及开发和周缘地质构造研究具有重要的意义.     

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。     

基于统计学方法的页岩孔容预测

页岩气储集空间与储层矿物特征关系密切,以四川盆地东缘龙马溪组页岩为研究对象,利用矿物组成、微量元素、地球化学等测试结果,结合低温氮气吸附法和高分辨率成像技术,采用多元统计分析方法,建立了页岩孔容预测方程,并分析孔隙分布特征和影响因素。结果表明,龙马溪组中部和底部页岩组分含量差异较大,生物成因的自生石英发育是龙马溪组底部石英含量高的主要原因;页岩纳米级孔隙以2~5 nm为主,对孔容贡献率介于64.2%~70.1%;建立的页岩组分含量与孔容的预测模型高度显著。脆性矿物孔、黏土矿物片间孔及其粒内孔是富黏土矿物页岩的主要孔隙类型,孔隙呈微缝状,小于2 nm孔隙不发育;有机质含量是富有机质页岩孔容大小的主控因素,有机质孔的面孔率介于8.8%~12.5%;有机质含量及成熟度是小于2 nm微孔发育的主控因素,大于50 nm孔隙的发育则受控于黏土矿物、石英及长石含量。      

淮南矿区新集矿1001井煤系泥岩脆性矿物及其沉积控制

采取钻孔岩心样品,采用X射线衍射、有机碳含量、镜质体反射率等测试方法,研究淮南矿区新集井田1001井煤系泥页岩组成特征、脆性及其沉积控制。结果表明:煤系泥页岩TOC质量分数偏低,为0.6%~6.05%,平均2.44%;干酪根类型以Ⅲ型为主,少量Ⅱb型,处于生油窗和湿气生成范围;泥岩矿物成分以石英和黏土矿物为主,脆性指数主要为20%~60%,平均45%,储层脆性高,可压裂性较好,具有储层改造的潜力。缺氧滞留还原环境有利于脆性矿物发育,对泥页岩脆性控制有促进作用;海相向陆相环境过渡过程中,黏土矿物含量增加,脆性矿物含量明显减少,泥页岩脆性受抑制;受海洋影响较强的还原环境对该井煤系泥页岩中脆性矿物的发育较为有利,这一结果可能在较大程度上受埋藏成岩作用的影响。      

鄂尔多斯盆地延长探区陆相页岩气储层特征

结合我国陆相页岩分布特征,以鄂尔多斯盆地延长探区为例,对钻孔岩心样品进行有机地球化学、X射线衍射、孔隙度测定、扫描电镜、气体吸附等多种实验分析,研究陆相页岩气储层特征。结果表明,延长探区延长组陆相页岩厚度较大（平均50 m）,有机质丰度高（平均TOC为4.86%）,有机质类型主要为Ⅱ型,热演化程度处于成熟阶段（R_ran为0.84%~1.10%）;页岩中黏土矿物质量分数高（21.8%~71.5%,平均47.3%）,石英质量分数较低（10.8%~44.9%,平均22.3%）,脆性指数相对较小（27.1%~77.2%,平均49.6%）,表明页岩储层具有脆性和可压裂性;延长组页岩孔隙度主要分布在1%~3%,孔隙类型多样,以粒间孔和粒内孔为主,其次是晶间孔、微裂缝、溶蚀孔和有机质孔,为页岩气赋存提供了储集空间;延长组页岩总含气量为1.60~6.67 m3/t,显示出较好的含气性。      

湘西北下古生界海相页岩储层特征与含气性分析

基于野外地质和钻井资料,结合相关实验测试结果,对湘西北地区下古生界海相页岩储层特征进行了深入研究,并探讨了页岩甲烷含气性及影响因素。结果表明：牛蹄塘组黑色页岩以深水陆棚斜坡相沉积为主,厚度范围为50~250 m;龙马溪组为闭塞海湾沉积,底部黑色页岩发育。两组页岩有机质类型均属于Ⅰ型,有机碳含量平均为3.57%和1.16%,热演化程度较高,平均达2.61%和2.08%。受沉积环境和成岩作用影响,两组页岩均具有高石英、低黏土、少量碳酸盐矿物的组成特征。页岩储集空间可划分为3大类：矿物基质孔、有机质孔、微裂缝。受有机质和黏土矿物等因素影响,页岩内部孔隙结构参数各不同,但主体上孔径小于50 nm的微孔和中孔提供了大部分比表面积和孔体积,为气体存储主要场所。牛蹄塘组页岩甲烷最大吸附量平均为1.98 cm3/g;龙马溪组页岩甲烷最大吸附量较低,为1.16 cm3/g。其中有机质与黏土矿物对页岩甲烷吸附量均有一定的贡献,而过高的成熟度和含水量可导致页岩吸附能力下降。     

Characterization of a Lacustrine Shale Reservoir and the Evolution of its Nanopores: A Case Study of the Upper Cretaceous Qingshankou Formation in the Songliao Basin,Northeastern China

The Songliao Basin is one of the most important petroliferous basins in northern China. With a recent gradual decline in conventional oil production in the basin, the exploration and development of unconventional resources are becoming increasingly urgent. The Qingshankou Formation consists of typical Upper Cretaceous continental strata, and represents a promising and practical replacement resource for shale oil in the Songliao Basin. Previous studies have shown that low-mature to mature Qingshankou shale mainly preserves type Ⅰ and type Ⅱ1 organic matter, with relatively high total organic carbon(TOC) content. It is estimated that there is a great potential to explore for shale oil resources in the Qingshankou Formation in this basin. However, not enough systematic research has been conducted on pore characteristics and their main controlling factors in this lacustrine shale reservoir. In this study, 19 Qingshankou shales from two wells drilled in the study area were tested and analyzed for mineral composition, pore distribution and feature evolution using Xray diffraction(XRD), scanning electron microscopy(SEM), low-pressure nitrogen gas adsorption(N2-GA), and thermal simulation experiments. The XRD results show that clay, quartz, and feldspar are the dominant mineral constituents of Qingshankou shale. The clay minerals are mostly illite/smectite mixed layers with a mean content of 83.5%, followed by illite, chlorite, and kaolinite. There are abundant deposits of clay-rich shale in the Qingshankou Formation in the study area, within which many mineral and organic matter pores were observed using SEM. Mineral pores contribute the most to shale porosity;specifically, clay mineral pores and carbonate pores comprise most of the mineral pores in the shale. Among the three types of organic matter pores, type B is more dominant the other two. Pores with diameters greater than 10 nm supply the main pore volume;most are half-open slits and wedge-shaped pores. The total pore volume had no obvious linear relationship with TOC content, but had some degree of positive correlation with the content of quartz + feldspar and clay minerals respectively. However, it was negatively correlated with carbonate mineral content. The specific surface area of the pores is negatively related to TOC content, average pore diameter, and carbonate mineral content. Moreover, it had a somewhat positive correlation with clay mineral content and no clear linear relationship with the content of quartz + feldspar. With increases in maturity, there was also an increase in the number of carbonate mineral dissolution pores and organic matter pores, average pore diameter, and pore volume, whereas there was a decrease in specific surface area of the pores. Generally, the Qingshankou shale is at a low-mature to mature stage with a TOC content of more than 1.0%, and could be as thick as 250 m in the study area. Pores with diameters of more than 10 nm are well-developed in the shale. This research illustrates that there are favorable conditions for shale oil occurrence and enrichment in the Qingshankou shale in the study area.     

鄂尔多斯盆地延长组泥页岩储层SiO2赋存状态研究

鄂尔多斯盆地泥页岩储层纯页岩段黏土矿物含量高,储集空间体积小。因此,黏土矿物转化释放的二氧化硅缺乏足够的空间,不能生长成自生石英,只能以非晶态存在于黏土矿物之间;而其粉砂质泥岩夹层中常见微米级孔洞。孔洞由长石溶蚀和黏土矿物转化形成,内部则发育晶形完好的自生石英、绿泥石及含铁方解石。此外,粉砂质泥岩的碎屑颗粒间常发育结块状非晶态二氧化硅,碎屑石英颗粒周围则以次生加大边的形式发育粒状和席状(或片状)非晶态二氧化硅。二氧化硅主要来源于黏土矿物转化与石英碎屑颗粒溶蚀。