川东南綦江丁山地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气地质条件综合评价

本文综合利用钻井、测井、地震及分析化验等资料,在对川东南綦江丁山地区DY1井、DY2井上奥陶统五峰组一下志留统龙马溪组页岩气层含气性分析基础上,探讨了各地质要素对气藏富集和产量的影响。结果表明:丁山地区页岩气地质条件好,具有TOC高、热演化程度适中、储集性能好、含气性较好等特点;构造样式是控制页岩气富集的一个重要因素,正向构造是四川盆地内最有利于页岩气富集的构造类型,而位于盆缘、靠近齐岳山断裂的丁山鼻状断背斜构造,同样有利于页岩气富集,但齐岳山断裂决定了其不同构造部位的含气性;在离齐岳山断裂距离较近、埋深较浅的构造部位,裂缝更加发育,页岩横、纵向渗透性增大,页岩气更容易发生大规模逸散,最终造成页岩气层含气性差。在此基础上,综合页岩埋深、构造特征,将丁山构造划分为浅埋平缓区、西部高角度斜坡区、中部低缓区、东部高角度斜坡区、深埋平缓区5个区带;以优质页岩厚度为基础,"构造与保存条件"为关键,并结合页岩埋深,优选出丁山地区中部低缓斜坡区为最有利区带。     

黔北习水地区五峰-龙马溪组页岩地球化学与热演化特征及页岩气前景展望

黔北习水地区在五峰-龙马溪组广泛发育优质页岩。本文对习科1井和习科2井五峰-龙马溪组页岩岩芯样品的地球化学特征、孔隙发育特征和含气量进行了分析,并评价了该地区的页岩气资源潜力。研究结果表明:习水地区五峰-龙马溪组优质页岩(TOC 2%)的厚度约为30 m,成熟度较高,脆性矿物含量高,孔隙发育,含气量大。另外,我们运用PetroMod软件恢复了习科1井的埋藏史和热演化史,模拟结果显示习水地区主要经历了4期剥蚀事件和1期热异常事件;该地区五峰-龙马溪组页岩的最大埋深约为5300 m,现今成熟度约为2.20%。总体上讲,习水背斜北西翼地区的构造稳定,五峰-龙马溪组页岩的埋藏适中,容易形成超压的保存条件,拥有良好的页岩气勘探开发前景。     

川东南丁山地区龙马溪组页岩裂缝特征及对含气性的影响

川东南丁山地区是近年来四川盆地页岩气勘探开发的热点区域,裂缝的发育对页岩含气性及保存条件有重要的影响。综合运用野外露头、岩心、测井资料,结合岩石脆性矿物含量、岩石力学参数等数据,深入分析龙马溪组页岩裂缝发育特征和控制因素,并探讨了裂缝发育对含气性的影响。结果表明,丁山地区龙马溪组页岩裂缝主要以构造成因的剪切缝为主,裂缝优势方位共6组,主要包括4组平面剪切缝和2组剖面剪切缝,其发育主要受2个方向、3个阶段的构造应力场影响而成;裂缝延伸稳定,平均密度小,宽度小,充填程度高,主要被方解石和黄铁矿等充填。裂缝受控因素主要包括古构造应力场、构造部位、脆性矿物组分、岩石力学性质等;断层对裂缝发育具有明显的控制作用,其中断层两盘均存在裂缝发育程度急剧下降的临界范围,临界范围内裂缝发育程度高,超过此临界范围,裂缝发育程度变差且变化趋于平缓;不同期次的裂缝中,形成时间晚、规模过大、充填程度不高、与现今地应力方向一致或呈低角度相交的裂缝易造成页岩气的散失,对提高页岩含气性不利;龙马溪组岩石脆性矿物含量高,脆性指数属中等偏上程度,有利于构造缝发育且可压性较好。随着距齐岳山断裂距离的适当增加,龙马溪组页岩埋藏深度适中,地层压力增大,抗压强度增强高,脆性指数适中,构造保存条件变好,有利于不同方位的裂缝发育和页岩含气量的增加,位于该区域的DY2井与DY4井均位于该有利区域,含气性良好。研究结果对下一步深化页岩气勘探开发具有重要指导作用。     

川东南地区五峰组—龙马溪组页岩气成藏条件分析

上奥陶统五峰组(O_3w)—下志留统龙马溪组(S_ll)是川东南地区页岩气勘探开发的重要层系。利用钻井、测井、地震及分析化验等资料,明确了川东南地区具有较好的页岩气成藏条件。该区位于深水陆棚有利沉积相带,优质页岩(TOC2.0%)厚度大,介于20~50 m之间,呈北东—南西向展布,有宜宾—泸州和石柱—建南两个厚度中心,有机质丰度高(平均TOC2.0%),热演化程度适中(2.0%Ro3.0%),脆性矿物含量高(平均65.4%),有机质孔发育,以微孔—中孔为主,含气量高(大于2 m~3/t),盆内压力系数普遍高于1.2,保存条件好,页岩埋深普遍在1500~4500 m。综合以上分析,选取优质页岩厚度、页岩埋深及页岩气保存条件3个参数作为核心评价指标,孔隙度、总有机碳含量和含气量作为辅助评价指标,建立了页岩气有利区评价标准,评价出涪陵—武隆—彭水、丁山—松坎、五指山—昭通—长宁及威远—富顺—永川共4个有利区带,为川东南地区五峰组—龙马溪组页岩气下一步勘探指明了方向。     

来凤咸丰区块LD2井五峰-龙马溪组页岩发育特征及含气性分析

来凤咸丰区块位于湘鄂西褶冲带。页岩气参数井LD2井的钻探揭示了来凤咸丰区块两河口向斜翼部五峰-龙马溪组页岩发育特征和含气性特点,通过有机地球化学、X衍射全岩矿物、扫描电镜以及现场解析等实验方法手段,明确了LD2井五峰-龙马溪组页岩有机碳含量较高(TOC:0.42%~3.20%)、热演化程度适中(Ro:1.47%~2.63%)、矿物成分以碎屑岩脆性矿物为主(石英+长石:37.4%~65.3%)、特低孔特低渗的特征。通过与位于两河口向斜轴部的LD1井对比研究,认为两口井页岩品质大致相当,但LD2井含气量明显偏低,最大含气量仅0.72m~3/t,分析认为LD2井在新滩组钻遇断层,且龙马溪组顶界距离断层的横向距离不足20m,保存条件被破坏是导致LD2井五峰-龙马溪组页岩含气量偏低的主要原因。     

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。     

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。     

渝东北城口地区Y1井页岩有机地球化学特征及勘探前景

基于钻井资料,以总有机碳(TOC)、干酪根显微组分、等效镜质体反射率(Ro)及碳同位素等测试数据系统分析了渝东北城口地区Y1井五峰组—龙马溪组页岩的有机地球化学特征,利用页岩流体包裹体的显微特征、均一温度及激光拉曼数据深入分析了Y1井页岩气成藏特征。结果表明:Y1井上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组炭质页岩发育,TOC含量2%的富含有机质页岩厚度达83 m,干酪根类型以Ⅰ型干酪根为主,处于湿气生烃阶段。页岩裂缝脉体中大量烃包裹体和富含甲烷气体的含烃盐水包裹体证实城口地区五峰组—龙马溪组页岩发生了充足页岩气供给,具有高均一温度、高盐度的伴生盐水包裹体表明城口地区页岩气成藏时期的保存条件良好。这些Y1井页岩有机地球化学特征研究成果揭示了城口地区下古生界具备良好的页岩气勘探前景。     

南华北盆地中牟凹陷太原组-山西组页岩气成藏特征——以河南中牟区块ZDY2井为例

河南中牟区块ZDY2井海陆过渡相太原组和山西组页岩气层系地质特征分析表明:太原组和山西组富有机质页岩厚度均为77.5m,有机质类型主要为Ⅲ型,少量Ⅱ型;有机碳平均含量分别为2.18%和1.90%;有效孔隙度分别为1.53%和2.4%,现场解析平均含气量分别为1.32m~3/t和1.1m~3/t,其中太原组中部优质压裂层段平均含气量为1.56m~3/t;有机质成熟度Ro值在2.6%～3.4%之间;黏土矿物以伊利石和伊蒙混层为主。综合研究认为中牟区块太原组、山西组页岩气层系普遍含气,太原组中部页岩层段及山西组下部大占砂岩是有利勘探层位。通过ZDY2井太原组中部43.3m页岩层段压裂,获得日产天然气3 614m~3,南华北盆地海陆过渡相页岩气勘探取得重大进展。     

四川盆地焦石坝地区五峰组—龙马溪组页岩储层成岩作用研究

四川盆地涪陵页岩气田是全球除北美以外最大的商业开发页岩气田,属于国家级页岩气示范区,为了明确四川盆地涪陵页岩气田焦石坝地区五峰组—龙马溪组页岩成岩作用对储层的影响,以涪陵页岩气田焦石坝区块重点评价井JYA井159块岩石薄片鉴定样品,69块X射线衍射样品和16块氩离子抛光扫描电镜样品等分析化验资料为基础,进行该区五峰组—龙马溪组含气页岩段岩石学特征研究,分析岩性特征和沉积背景,同时分析表明该区块五峰组—龙马溪组页岩储层段平均有机碳含量2.42%,镜质体反射率2.61%,结合干酪根显微组分分析和金属元素分析等实验分析结果,对该地区五峰组—龙马溪组页岩矿物组分、有机组分、孔隙特征及成岩作用进行研究,明确了页岩不同成岩阶段中孔隙类型的构成和分布特征,划分出成岩阶段,明确了成岩演化特征。在JYA井单井分析的基础上,将五峰组—龙马溪组含气页岩段划分出优质页岩段和次优质页岩段,相应页岩段受不同成岩事件的改造,存在明显的差异性,成岩作用对于页岩储层具有重要影响,控制了页岩储层孔隙的保存和演化,同时影响岩石的力学性质。通过多项成岩指标综合分析认为,本地区五峰组—龙马溪组优质页岩段处于晚成岩阶段。     

Geological Factors Controlling the Accumulation and High Yield of Marine-Facies Shale Gas: Case Study of the Wufeng-Longmaxi Formation in the Dingshan Area of Southeast Sichuan,China

The main geological factors controlling the accumulation and yield of marine-facies shale gas reservoirs are the focus of the current shale gas exploration and development research. In this study, the Wufeng-Longmaxi Formation in the Dingshan area of southeast Sichuan was investigated. Shale cores underwent laboratory testing, which included the evaluation of total organic carbon(TOC), vitrinite reflectance(Ro), whole-rock X-ray diffraction(XRD), pore permeability,and imaging through field emission scanning electron microscopy(FE-SEM). Based on the results of natural gamma ray spectrum logging, conventional logging, imaging logging, and seismic coherence properties, the exploration and development potential of shale gas in the Dingshan area have been discussed comprehensively. The results showed that(1)layer No. 4(WF2-LM4) of the Wufeng-Longmaxi Formation has a Th/U ratio 2 and a Th/K ratio of 3.5–12. Graptolites and pyrite are relatively abundant in the shale core, indicating sub-high-energy and low-energy marine-facies anoxic reducing environments.(2) The organic matter is mainly I-type kerogen with a small amount of II1-type kerogen. There is a good correlation among TOC, Ro, gas content, and brittle minerals; the fracturing property(brittleness) is 57.3%. Organic and inorganic pores are moderately developed. A higher pressure coefficient is correlated with the increase in porosity and the decrease in permeability.(3) The DY1 well of the shale gas reservoir was affected by natural defects and important latestage double destructive effects, and it is poorly preserved. The DY2 well is located far from the Qiyueshan Fault. Large faults are absent, and upward fractures in the Longmaxi Formation are poorly developed. The well is affected by low tectonic deformation intensity, and it is well preserved.(4) The Dingshan area is located at the junction of the two sedimentary centers of Jiaoshiba and Changning. The thickness of the high-quality shale interval(WF2-LM4) is relatively small, which may be an important reason for the unstable production of shale gas thus far. Based on the systematic analysis of the geological factors controlling high-yield shale gas enrichment in the Dingshan area, and the comparative analysis with the surrounding typical exploration areas, the geological understanding of marine shale gas enrichment in southern China has been improved. Therefore, this study can provide a useful reference for shale gas exploration and further development.     

涪陵地区页岩含气量计算模型及应用

目前页岩含气量的预测获取方法主要包括现场解吸法、测井解释法、等温吸附法、线性拟合法以及地震反演法等,但每种方法都存在不足,因此研制了涪陵地区页岩含气量计算模型,为页岩资源量评价奠定基础.以岩心实验为基础,筛选并分析了研究区页岩游离气含量和吸附气含量的主控参数,分别建立了游离气含量和吸附气含量的计算模型,最终利用该模型得到了研究区页岩含气量与孔隙度、OC和深度的演化图版以及单井页岩含气量分布特征.当孔隙度和OC一定时,页岩含气量随深度的增加而增加,但是增加幅度逐渐降低;当深度一定时,页岩含气量随孔隙度和OC的增大而增加.A井五峰组-龙马溪组页岩气储层含气量呈现上低下高且随深度的增加而明显增加的特征;其中下部Ⅰ段储层段,总含气量高达7.76m3/t,游离气含量占60.7%,为优质层段.      

潘谢矿区石盒子组煤系页岩有机质特征及其对含气量的影响

潘谢矿区是安徽省淮南煤田重要的深部煤炭生产矿区,其石炭-二叠系煤系地层具有丰富的天然气资源。应用有机碳、热解、显微组分定量、等温吸附等实验分析数据,对潘谢矿区石盒子组煤系页岩有机质特征与含气量进行研究,并利用梯度下降算法建立了含气量与有机碳含量(TOC)和有机质成熟度(Ro)的多元线性模型。结果表明:潘谢矿区石盒子组煤系页岩TOC较高(平均为1.20%),有机质类型为Ⅲ型,成熟度Ro为0.75%~1.12%,处于成熟阶段,页岩含气量较高(平均为1.93 m 3/t)。多元线性模型表明,煤系页岩TOC和Ro的增加会有利于页岩气生成,但Ro对含气量的影响更为明显。     

四川盆地西南缘五峰组-龙马溪组页岩气形成条件与有利区优选

利用四川盆地西南缘志留系龙马溪组最新钻井、露头资料及样品分析结果,从富有机质泥页岩区域分布、岩性、有机地球化学特征、储层特征、含气性、地层压力等方面,重点研究四川盆地西南缘龙马溪组页岩气形成条件与有利区优选。研究发现,五峰组—龙马溪组页岩具有有机质含量高(TOC 0.12%~6.49%,平均2.06%)、有效厚度大(普遍大于30m)、热演化程度高(Ro2.62%~2.80%)、脆性矿物含量高(56%~92%)、孔隙度较高(0.50%~11.36%,平均3.85%)等特征,钻井岩心现场解析气量最大值达3.38 m3/t、埋深适中(浅于3500m),这些条件均有利于页岩气的形成与富集。综合对比研究结果表明,云南云荞、木杆、高桥地区是四川盆地西南缘页岩气勘探的3个有利区。     

云南曲靖地区下寒武统筇竹寺组页岩气成藏地质条件及有利区预测

基于野外地质调查、岩心观测、地球化学分析、含气量现场解吸等技术手段,深入分析了云南曲靖地区下寒武统筇竹寺组页岩气形成与富集条件。研究认为该区筇竹寺组沉积期为浅水陆棚环境,黑色泥页岩厚度237~363 m,成熟度较高,平均R_o为3.06%,TOC多数大于2.0%;页岩中石英含量平均为53.18%,碳酸盐矿物含量平均为18.82%,储集空间以泥页岩微裂缝、粒间孔、粒内孔和有机孔为主;区域具有较好的页岩气勘探潜力。根据多口钻井现场解吸气量较低的特征,推断保存条件是曲靖地区页岩气富集的关键,马龙为页岩气勘探远景区。     

川东南武隆地区五峰组—龙马溪组页岩气形成条件及富集区分析

通过野外地质调查资料及样品测试分析,结合前人研究的结果,对川东南武隆地区五峰组—龙马溪组页岩气形成的基础地质条件进行了研究,指出五峰组与龙马溪组底部富有机质页岩形成于深水陆棚环境,富有机质页岩厚度大,分布广,埋深适中(300~3 500 m),脆性矿物含量较高,TOC主要分布于2%~5%之间,热演化程度处于高成熟—过成熟早期阶段,发育溶蚀(微)孔、粒间微孔、粒内微孔、有机质孔及微裂缝等,并通过综合信息叠合分析,提出了5个页岩气富集区。     

Sedimentary lithofacies characteristics and sweet-spot interval characterization of the Sinian Doushantuo Formation in Upper Yangtze Platform,South China

The Sinian Doushantuo Formation is the oldest shale gas reservoir discovered in the world, which contains good shale gas shows as the Eyangye-1 and Zidi-1 wells in the Yichang Region of western Hubei province, China. The shales in the Doushantuo Formation feature considerable thickness (135 m), high gas content (4.83 m³/t) and high fragile mineral content (up to 75%). Due to the influences of the sedimentary environment, the shale reservoirs here have high dolomitic content (54%) and abruptly changes in vertical lithofacies. Moreover, the characteristics of the shale sweet-spot differ significantly from that in the Wufeng Formation and Longmaxi Formation in southeast Sichuan Basin. A high-resolution sequence stratigraphic correlation was performed on the shales of the Doushantuo Formation at the Eyangye-1 well, Zidi-1 well, Zidi-2 well and some outcrop profiles in Yichang area for the identification of their sedimentary microfacies characteristics. A comprehensive comparative analysis was made by incorporating the elemental geochemistry, wireline and mud logging data of the well to further identify the sweet-spot interval therein. With the analysis of Eyangye-1 well, the sweet-spot interval of the Doushantuo Formation is 3360−3408 m, of which sedimentary microfacies is deepwater reduced environment with many pyrite laminaes, and the TOC is high to 3.42%, the Ro is 3.3%, the organic and matrix pore are well developed and the aperture more than 50 nm, the porosity is 2.7%, the desorption gas content average is 2.16%, and the main mineral is dolomitic (54%) and siliceous quartz (21%). Additionally, these parameters combined with previous studies will shed light on evaluating and characterizing the layers therein, also provide referential geological data for the following exploration and development activities of this shale system.     

鄂西宜昌下寒武统水井沱组页岩气聚集条件与含气特征

鄂西宜昌下寒武统水井沱组页岩具有良好的气体显示,页岩气成藏条件研究薄弱.利用最新钻探的井下资料、周边露头地质调查资料及大量样品的分析测试结果,从富有机质页岩区域展布、地球化学特征、岩石储集特征、含气性、保存条件等方面研究鄂西宜昌地区下寒武统水井沱组页岩气聚集条件.研究区水井沱组形成于陆棚-斜坡相带,厚度为50~140 m.有机碳含量高（TOC值为0.43%~10.45%,平均值达2.65%）,TOC大于2%的优质页岩有效厚度为28~41 m,有机质热成熟度为2.4%~3.2%,处于高演化阶段.页岩脆性矿物含量高,石英含量平均值为29.33%,碳酸盐含量平均值为25.94%,黏土矿物含量平均值为35.06%,且以伊/蒙间层为主.水井沱组富有机质页岩孔隙度为0.96%~3.32%,平均值为2.08%,页岩渗透率为0.01×10-3~3.05×10-3 μm2.氩离子抛光电镜与吸附测试表明,页岩孔隙发育具有成因类型多、孔径尺度小的特点,有机孔孔径主要集中在10~50 nm范围内.水井沱组页岩气层顶、底板条件良好,区域构造稳定、断裂不发育,页岩气保存条件优越.钻井过程中水井沱组气显频繁,解析含气量为0.31~5.48 m3/t,连续含气量大于2 m3/t的累计厚度达44.05 m.水井沱组水平井压裂获工业气流,页岩气组分中CH₄含量为87.17%~92.75%,C₂H₆为0.83%~0.94%,N₂为5.86%~9.37%,CO₂为0.05%~2.25%.总体上宜昌地区下寒武统水井沱组页岩气成藏条件较好,是四川盆地外页岩气新的勘探区.      

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。