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。      

煤系泥页岩生烃条件分析——以临清坳陷东部上古生界为例

页岩气资源逐渐成为矿产能源研究的热点,目前的研究大都集中在对海相和湖相页岩气的研究,而对煤系页岩气的研究较为薄弱。临清坳陷东部地区石炭系-二叠系煤系泥页岩主要发育在滨浅海、潟湖-潮坪和浅水三角洲环境,太原组泥页岩最为发育,以东北部和西南部厚度最大;泥页岩有机质含量高-特高,整体表现为自西北向东南方向逐渐增高,且太原组最高,本溪组次之;泥页岩干酪根主要为Ⅱ-Ⅲ,泥页岩的生烃效率整体偏低,且以太原组最高,本溪组次之。泥页岩经历了四次生烃过程,生烃高峰发生在新生代,具有晚期成烃特征;泥页岩有机质热处于低成熟-成熟阶段,页岩气主要为生物气和热解混合气。总体而言,太原组泥页岩生烃条件最佳。     

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。     

河南牟页1井山西组—太原组页岩含气性控制因素

目前页岩含气性控制因素是页岩气勘探研究的一个关键问题。基于中牟区块及周边研究资料,在太原组—山西组海陆过渡相的泥炭沼泽亚相和潟湖亚相沉积岩是页岩气发育最有利相带,对岩芯进行含气量测试研究。结果表明:1)山西组泥页岩平均含气量为1.82m~3/t,累计厚度20～25m;太原组泥页岩平均含气量为2.64m~3/t,累计厚度26～30m。2)太原组泥岩的有机碳含量要高于山西组;随着埋藏深度的加大,有机碳含量具有逐渐增加的趋势,且非均质性较强。3)地层垂向岩性变化、厚度、有机质含量、有机质生烃能力影响页岩含气性。4)现场解吸气量、有机质丰度、厚度、埋深、裂缝、孔隙结构是牟页1井山西组—太原组页岩含气性控制因素。     

沁水盆地榆社-武乡区块煤系页岩气储层特征评价

通过对沁水盆地榆社-武乡区块石炭-二叠系山西组-太原组富有机质泥页岩展布特征、地球化学特征以及储层特征进行分析认为,研究区富有机质泥页岩十分发育,连续性较好。TOC含量集中分布于1.5%~2.5%,干酪根以III型为主,热演化程度为高成熟—过成熟阶段,为好-优质的烃源岩。泥页岩矿物成分以黏土矿物和石英为主,黏土矿物主要为高岭石和伊蒙混层。页岩孔隙类型以黏土矿物粒间孔和有机质孔最为发育。泥页岩具有良好的吸附性能,页岩比表面积和孔隙体积有很好的正相关关系,表明研究区页岩具有较好的储集性能。优选的山西组-太原组页岩气有利区分布于研究区的北部及中部偏南一带,有利区内泥页岩累计厚度均在50m以上,TOC含量大于2%,构造较为简单,埋深适中,有利于页岩气的勘探与开发。     

淮南煤田石炭-二叠系泥页岩层系分布与沉积环境分析

基于钻孔岩心观察、室内试验测试以及结合前人研究成果,探讨了淮南煤田石炭-二叠系泥页岩层系分布特点及其沉积环境演化。结果表明:太原组、山西组和下石盒子组、上石盒子组均发育了不同厚度的泥页岩层系,泥岩岩石类型包括粉砂质泥岩、暗色泥岩和高岭石泥岩。太原组发育浅海相的碳酸盐岩和碎屑组成的含煤沉积,部分沼泽、湖泊相发育了泥岩;山西组为海退系列的水下三角洲平原沉积,下部厚约10m的暗色泥岩段有机质含量相对较高,为研究区内主要赋页岩气层段,上部为分流河道沉积,泥岩发育不稳定;下石盒子组与上石盒子组河流作用增强,沉积环境更靠近陆地一侧,不利于有机质的聚集,沉积泥岩有机质含量相对较低。山西组和下石盒子组为本区富有机质泥岩的富集层段,更具生气潜力。     

山东省主要页岩气储层特征与资源潜力

山东省富有机质泥页岩发育层系多、类型多、分布范围广,为探寻页岩气有利储集层系和分布范围,以富有机质泥页岩为研究对象,通过分析富有机质泥页岩岩性特征,有机碳含量、生烃潜量、氯仿沥青“A”、干酪根类型、镜质组反射率等有机地化特征,孔隙度、渗透率、矿物成分、岩石密度等岩石物性特征,含气性特征等,对山东省页岩气赋存层位、生成的物质基础、热演化程度、储层特征等形成了系统认识。认为：古生界石炭系—二叠系山西组—太原组、新生界古近系孔店组和沙河街组富有机质泥页岩发育厚度大、分布面积广、有机质丰度高,热演化程度适中、岩石脆性矿物含量高,为页岩气有利储层;利用页岩气储层分布面积、泥页岩厚度、有机碳含量、镜质组反射率、含气性等相关评价参数,计算了山东全省页岩气资源潜力为1417797×108m3,优选了9个页岩气有利区,其中鲁西南有利区、阳谷 茌平有利区、黄河北有利区、贾镇潜凹陷有利区属海陆交互相泥页岩储层,泥页岩层系分布于石炭系—二叠系山西组—太原组;潍北凹陷有利区、东营凹陷有利区、沾化凹陷有利区、车镇 沾化凹陷有利区、临邑有利区属湖相泥页岩储层,泥页岩层系分别分布于古近系孔店组和沙河街组,为今后页岩气勘查工作提供了依据。     

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。     

南华北盆地尉参1井上古生界海陆交互相 页岩地球化学及其含气特征

为了明确南华北盆地太康隆起上古生界海陆交互相页岩含气性特征及资源潜力,以太康隆起西部页岩气参数井尉参1井的钻录井、岩心和测试分析等资料为基础,对泥页岩的发育特征、地球化学特征及含气性进行了研究。结果表明:太康隆起上古生界海陆交互相泥页岩较发育,累计厚度大;泥页岩有机碳含量高,二叠系太原组和山西组TOC平均值分别为1.46%、 1.01%;泥页岩有机质类型均为Ⅲ型,现场解吸气含量分别为0.172～5.478 m3/t和0.242～2.858 m3/t。并进一步探讨了埋藏深度、岩性特征及地球化学特征与含气性之间的关系,优选了优质烃源岩发育层段。     

鄂尔多斯盆地东缘上古生界煤系页岩气成藏地质条件

鄂尔多斯盆地煤系页岩气储量巨大,主要赋存在盆地东缘的上古生界地层中。总结前人的研究成果,分析了该地区上古生界煤系泥页岩的空间分布特征（沉积环境和空间分布）,有机地球化学特征（总有机碳含量、干酪根类型和有机质成熟度）,储层物性特征（矿物种类及含量、孔隙度和渗透率、微裂缝发育情况）以及含气性特征等成藏条件。结果表明：鄂尔多斯盆地东缘上古生界页岩分布广泛,累计厚度＞30 m,整体上TOC质量分数＞2.0%,镜质组反射率为1.00%～2.25%,有机质类型以Ⅲ型为主、Ⅱ型次之,石英等脆性矿物含量高,属于低孔低渗储层,同时微裂缝较发育,这些地质条件有利于页岩气的形成与富集成藏。认为鄂尔多斯盆地东缘上古生界煤系页岩具有巨大的页岩气资源潜力,其中山西组的页岩气成藏潜力最大,在后期的地质研究中应予以重视。     

中国二叠系海陆交互相页岩气富集成藏特征及前景分析

我国二叠系海陆交互相富有机质泥页岩层系分布广泛，主要有以山西组、太原组和龙潭组为代表的形成于滨浅海环境的含煤建造型和以孤峰组、大隆组为代表的含硅质建造型。本文通过大量页岩气富集评价参数资料对比和综合评价，得出两种层系富有机质页岩具有“有机质含量高、热演化适中、含气量高、孔隙度高”等特点，可与四川盆地已经开发的志留系龙马溪组海相页岩参数相媲美。按照页岩气形成富集成藏“岩相控碳、成岩控烃、构造控藏”的三大主控因素，综合评价和优选了鄂尔多斯盆地东缘、沁水盆地、南华北盆地、开江-梁平裂陷槽、城口-鄂西裂陷槽、皖江裂陷槽及湘中、川南-黔西等页岩气勘查远景区，期待对我国二叠系海陆交互相页岩气勘查开发提供支持。     

临兴区块上古生界煤系页岩孔隙结构多尺度定性–定量综合表征

为了揭示鄂尔多斯盆地东缘海陆过渡相页岩微观孔隙结构特征及其主控因素,丰富对该区块海陆过渡相煤系页岩孔隙发育特征与孔隙结构的认识,对临兴地区页岩进行扫描电镜、高压压汞和液氮吸附分析以表征微观孔隙结构特征,同时结合孔隙率、TOC含量、岩石矿物含量、黏土相对含量、有机质成熟度测试结果对页岩孔隙结构发育主控因素进行研究。结果表明:研究区页岩发育粒内孔、粒间孔、溶蚀孔和微裂缝,有机质内部偶见孔隙、可见微裂隙,与矿物伴生时周边发育微裂隙;页岩总孔容介于0.001 46~0.010 81 mL/g,介孔占比81.9%,比表面积介于0.35~ 3.65 m2/g,孔径分布以单峰型为主,分布范围主要在200 nm以内,主峰孔径在45 nm左右,本溪组、太原组页岩孔隙连通性优于山西组,太原组宏孔占比优于本溪组、山西组;页岩总有机碳含量对页岩孔隙发育的影响复杂,对宏孔发育具有一定的积极作用,脆性矿物含量对总孔、介孔发育有积极作用,黏土矿物含量对总孔和介孔发育起消极作用,其中,脆性矿物和黏土矿物通过影响介孔的发育来控制页岩中孔隙的发育程度。基于页岩孔隙结构多尺度定性–定量表征及其控制因素研究对临兴区块海陆过渡相页岩气资源量评价、甜点优选与开发具有重要指导意义,丰富了对海陆过渡相页岩储层的地质认识。      

苏单格庙气田煤系烃源岩生烃特征评价

通过热解法对苏里格庙气田煤系源岩的有机质丰度、生烃潜力及其有机质类型进行了研究。结果表明：苏里格庙气田太原组、本溪组以及山西组的煤和碳质泥岩为非烃源岩，大部分山西组煤系泥岩属于差-中等烃源岩，少部分为非烃源岩，太原组则为非烃源岩。源岩中有机碳含量和生烃潜量不受其成熟度的影响，且有机碳含量和生油潜量呈明显的正相关关系。苏里格庙气田太原组和本溪组源岩为Ⅲ型干酪根；山西组源岩中1个样品为Ⅱ：型干酪根，其余都为Ⅲ型干酪根。     

淮南煤田山西组页岩气富集条件与有利区分析

根据淮南煤田二叠系山西组的泥岩沉积分布特征,结合钻孔资料以及实验数据,总结了山西组页岩气富集的条件。运用GIS手段和多层次模糊综合评判的方法,对山西组页岩气有利勘探区进行分析。研究结果表明:山西组泥岩较厚,有机质丰度较高,有机质类型以Ⅱ₂型为主,孔隙较为发育;与一般的海相以石英为主的泥岩相比,山西组石英含量较少,长石类矿物含量较少,对于页岩气开采压裂较为不利;页岩气有利勘探区可以分为四个类型,其中在东南区域、古店乡-顾桥镇-桂集镇-岳张集镇一带及杨楼乡一带综合评价值较高,均在0.56以上,为优等开发有利区。      

河北省页岩气地质条件评价

应用泥页岩厚度、TOC含量、干酪根类型和成熟度等评价参数,对河北省主要的含暗色页岩系地层——中元古界长城系串岭沟组和蓟县系洪水庄组、新元古界青白口系下马岭组、古生界石炭二叠系太原和山西组、新生界古近系沙河街组的页岩气成藏地质条件进行评价,预测固安、霸县沙河街组和沧州、廊坊太原-山西组为页岩气有利勘探目标区。     

鄂尔多斯盆地上古生界灰岩烃源岩生烃潜力评价

对于鄂尔多斯盆地上古生界海陆过渡相灰岩能否生烃及生烃潜力有多大,目前研究较少.通过岩石热解、总有机碳测定、干酪根碳同位素及有机显微组分的测定实验,同时结合镜质体反射率的测定,综合评价了灰岩烃源岩,并分析了其生排烃特征.结果显示:从有机质丰度角度,本溪组为差的烃源岩,山西组为差-一般的烃源岩、太原组为一般-好的烃源岩;从有机质类型角度,本溪组为Ⅲ型,山西组以Ⅲ型为主同时混有少量Ⅱ₂型,太原组为Ⅱ₂-Ⅲ型;从有机质成熟度角度,本溪组处于成熟-高成熟阶段,太原组及山西组均处于高成熟阶段.根据排烃门限理论,认为R_o为1.6%时,天然气大量生成.考虑到灰岩烃源岩的特殊性、成熟度及其排烃特征,综合认为太原组灰岩可以成为天然气的有效烃源岩.      

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。     

南华北地区石炭-二叠纪煤系生烃潜力与二次生烃探讨

综合运用岩石热解、有机岩石学及有机地球化学等方法,对南华北地区石炭-二叠纪煤系烃源岩有机质丰度、类型以及成熟度和热演化史进行了分析,综合评价了烃源岩的生烃潜力。评价结果表明,石炭系(太原组+本溪组)烃源岩要好于二叠系山西组、石盒子组;有机质类型以Ⅲ型干酪根为主、Ⅱ型干酪根为辅;有机质热演化程度大部分处于成熟-高成熟阶段,部分地区达到过成熟,以生气为主。文中结合构造-热演化史资料分析了煤系二次生烃的条件,指出谭庄-沈丘凹陷和倪丘集凹陷初始成熟度较低,且具有合适的埋藏史类型,并有二次生烃油气勘探前景。