阿尔金山南缘侏罗系页岩气生烃及储集条件

柴达木盆地阿尔金山南缘侏罗系发育,具备油气生成的条件,但尚未开展页岩气调查评价。通过野外地质测量和样品采集分析,调查了侏罗纪泥页岩发育的厚度、沉积环境,分析了页岩地球化学、储层物性等页岩气地质条件。研究表明,侏罗纪泥页岩累计厚度介于158~250m之间,单层最大厚度89m;沉积环境以深湖-半深湖为主;有机碳含量介于0.15%~7.96%之间,平均2.05%;镜质体反射率介于1.02%~2.50%之间,平均1.41%;有机质类型以Ⅱ1和Ⅱ2型为主;泥页岩微裂缝及微孔隙发育,脆性矿物平均含量大于43%。综合分析认为,阿尔金山南缘侏罗系泥页岩具有较好的页岩气生烃和储集条件,可作为页岩气勘查开发的有利层系。     

柴达木盆地北缘侏罗系页岩气地质特征及控制因素

柴达木盆地侏罗系赋存着丰富的煤炭和油气资源,已有钻井和近年施工的页岩气参数井多次证实有页岩气存在。文中在柴达木盆地北缘侏罗系共识别出9个富有机质泥页岩段,对这些泥页岩的岩性、厚度、分布、有机质组成和热演化程度等特征进行研究,分析了柴北缘侏罗系页岩气地质特征。富有机质泥页岩层发育5种岩相类型,包括油页岩、黑色页岩、碳质泥岩、灰黑色泥岩和黑灰色粉砂岩,主要形成于冲积扇辫状河、辫状河三角洲泥炭沼泽、扇三角洲和湖泊沉积体系,而最有利的富有机质泥页岩成因环境是湖泊、辫状河三角洲泥炭沼泽。柴北缘侏罗系富有机质泥页岩层厚度大(平均累计厚度10～916 m);TOC含量为1.24％～8.6％,总体大于4％;有机质类型较好（H1-H4段和H6-H8段为Ⅱ2 Ⅲ型,H5和H9段为Ⅰ Ⅱ1型）,热演化程度整体处于未成熟成熟阶段。从古气候、盆地构造演化和沉积古环境3个方面探讨了柴北缘侏罗系页岩气层的控制作用。研究表明,富有机质泥页岩主体形成于古气候潮湿温暖的早、中侏罗世,早侏罗世末和晚侏罗世气候干热化阻断富有机质泥页岩的发育;侏罗纪5个阶段的断陷盆地演化控制着泥页岩层的形成发育,湖西山组沉积期为形成于潜西-冷湖-南八仙地区的快速断陷盆地,沉积了H1-H3富有机质泥页岩段,有机质丰度高,厚度大,结构稳定性较好;小煤沟组沉积期主要为局限发育在潜西和大煤沟地区的断陷速率快慢周期变化盆地,形成了局限分布的H4-H6泥页岩;大煤沟组沉积期为以鱼卡和大煤沟地区为沉积中心的缓慢断陷盆地,形成了与煤层共生的H7泥页岩,有机碳含量高,厚度大,分布稳定;石门沟组沉积期为向东不断迁移的缓慢快速断陷盆地,沉积了分布不稳定厚度中等的H8泥岩和厚度大,有机质丰度高,区域连续分布的H9泥页岩;采石岭组和红水沟组沉积期为干旱气候条件下的前陆挠曲盆地,没有富有机质泥页岩形成。因此,下侏罗统H1-H3泥页岩,中侏罗统H7、H9泥页岩是柴达木盆地北缘侏罗系页岩气勘探开发的重点层位。     

柴达木盆地西部古近系干柴沟组页岩储层特征

岩心观察和岩石薄片鉴定显示,柴达木盆地西部古近系干柴沟组存在层状-非层状泥页岩、层状-非层状灰质泥页岩、泥灰岩、层状-非层状粉砂质泥岩和泥质粉砂岩5种岩相。总有机质含量（TOC）为0.2%~1.4%,有机质以Ⅱ型干酪根为主,普遍处于成熟阶段。泥页岩矿物成分以碎屑石英和粘土矿物为主,并含有不等量的方解石、白云石、长石、黄铁矿等;发育原生孔隙、有机质生烃形成的孔隙、次生溶蚀孔隙、粘土矿物伊利石化体积缩小形成的微孔隙及微裂缝5种页岩气储集空间类型。研究表明,储集空间发育主要受岩相类型、矿物成分、成岩作用、有机碳含量和有机质成熟度的影响。虽然研究区泥页岩中有机质含量普遍较低,但有机质普遍处于成熟阶段,储层中发育多种储集空间类型,并富含脆性矿物和富伊利石的粘土矿物。因此,柴达木盆地西部干柴沟组泥页岩为良好的页岩气储集层,具有一定的页岩气勘探前景。     

柴北缘大煤沟组七段(J_2d~7)页岩油资源潜力评价——以大煤沟地区为例

通过对大煤沟地区4口钻井和侏罗系标准剖面的40件大煤沟组七段泥页岩样品进行有机地球化学特征、岩矿特征、储集性能等实验分析。结果表明:样品的总有机碳含量平均值为5.22%;干酪根类型为I-II型,以腐泥质为主;样品有机质成熟度平均值为0.52%,主要为未成熟—低成熟样品;样品的储集空间类型多样、微裂缝发育,有利于页岩油的吸附、存储,矿物组成中大于40%的脆性矿物含量有利于后期的生产压裂。另外,在荧光下,样品断面及层理面具有好的荧光显示,为页岩油的存在提供了直接证据。综合分析认为,大煤沟地区大煤沟组七段具备页岩油形成的地质条件,是中侏罗统页岩油发育的最有利层段。并且在柴北缘范围内,该层段泥页岩单层厚度大,平面上横向分布稳定,结合已有研究成果,初步预测冷湖地区、赛什腾凹陷、鱼卡凹陷、大柴旦—大煤沟地区为柴北缘该层段的页岩油发育有利区。     

柴达木盆地北缘侏罗系页岩油气成藏条件地质地球化学分析

基于柴达木盆地北缘侏罗系中下统富有机质泥页岩厚度、有机地化特征、物性及泥页岩含油气性等的分析研究,探讨了该地区页岩油气成藏的地质条件,对有利的勘探层段和区带进行了预测。结果表明,柴达木盆地北缘湖西山组和大煤沟组富有机质泥页岩厚度大,有机碳含量多在1.5%以上;有机质类型主要为Ⅱ和Ⅲ型;有机质成熟度从未成熟至过成熟皆有;泥页岩中脆性矿物含量约占50%,孔隙度多在1%~8%之间,孔隙类型多样。湖西山组和大煤沟组泥页岩显示出较强的吸附气体能力,多口钻井在泥页岩段存在明显全烃异常。综上表明,柴达木盆地北缘地区湖西山组、大煤沟组2个层位具备形成页岩油气的地质条件,其中湖西山组中上部泥页岩段为页岩油气有利层段,有利区在冷湖4号-5号构造一带;大煤沟组五段为页岩气有利层段、大煤沟组七段为页岩油有利层段,有利区分布于苏干湖坳陷、鱼卡断陷、红山断陷、欧南凹陷和德令哈断陷东部、南部区。     

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。     

湘中涟源凹陷下二叠统梁山组页岩气勘探前景

基于涟源凹陷二叠系梁山组泥页岩野外露头、钻井等资料,通过有机地化分析测试、X-衍射分析、扫描电镜观察、等温吸附等实验测试分析,系统研究了梁山组泥页岩的地质及地化特征、矿物组成、孔隙结构及吸附性能等。研究结果表明,梁山组有效泥页岩单层厚度为6.15～35.18m;有机质丰度较高,多数大于1%,平均为1.77%;有机质类型主要为I型,岩石热解峰温Tmax(450～533℃)和镜质体反射率(1.51%～1.83%)表明泥页岩属于高成熟阶段富有机质泥页岩。泥页岩矿物组成以石英为主,黏土矿物含量次之,黏土矿物以伊利石为主,有利于改善泥页岩储集性能。孔隙类型多样,有机质孔、粒间孔、粒内孔及微裂缝为页岩气赋存提供空间。页岩吸附气含量达0.65m3/t,具有一定的气体吸附能力。总体上梁山组泥页岩在涟源凹陷普遍发育且规模较大,特别是向斜区南部是页岩气有利勘探区。     

柴达木盆地北缘中段侏罗系页岩气关键参数研究及资源前景评价

通过对柴北缘中部侏罗系泥页岩样品进行系统采样和测试分析,综合评价影响页岩气形成和富集的关键参数,认为柴北缘中部主要发育下侏罗统小煤沟组二段和中侏罗统石门沟组上段两套页岩气有利层段,以石门沟组上段最为有利,具有泥页岩有效厚度大、横向展布连续、有机碳平均含量大于4.0%、有机质类型以I-II型为主等有利页岩气形成的物质条件。同时泥页岩中多样储集空间类型和微裂缝为页岩气存储提供了有利场所,而矿物组成中30%左右的石英、长石等脆性矿物的存在,为后期压裂提供了有利条件。研究表明,柴达木盆地北缘具有一定的页岩气资源前景,但研究区的样品成熟度并不高,建议在页岩气研究的同时兼顾页岩油的调查评价。该项目的研究成果为今后柴达木盆地页岩油气的勘探开发提供了基础资料。     

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。     

柴达木盆地鱼卡凹陷页岩气资源潜力评价

柴达木盆地北缘柴页1井揭示,鱼卡凹陷中侏罗统大煤沟组具有页岩气形成的地质条件,但资源潜力不明。结合钻井和地震资料,识别和优选含气页岩厚度、面积、含气量等参数,采用体积法计算鱼卡凹陷页岩气地质资源量。结果表明,埋深1500~3000m的页岩气资源最为富集,占鱼卡凹陷总地质资源量的38.95%,其中游离气占38%,展示了鱼卡凹陷良好的页岩气资源前景。     

柴达木盆地北缘侏罗系页岩气地质条件

侏罗系泥页岩是柴达木盆地的主力烃源岩之一,具备形成页岩油气的地质条件。对采自柴北缘鱼卡、大煤沟、小煤沟、开源、绿草沟、大头羊等煤矿附近地表露头的11块中侏罗统泥页岩样品进行单样品多参数实验分析,探讨了陆相页岩有机地化、储层物性、含气量等参数之间的关系,建立了页岩气资源评价参数体系。结果表明,柴达木盆地北缘中侏罗世处于浅湖-半深湖湖相沉积,断裂较发育,泥页岩富含有机质,具有低孔、低渗、低熟、较高含气量等特点,具备形成页岩油气的地质条件,进一步的勘查开发需优选地层压力系数高、保存条件较好、脆性矿物含量高的页岩气甜点区。     

频谱分解技术在泥页岩储层含气性预测中的应用——以柴达木盆地鱼卡凹陷为例

针对柴达木盆地北缘鱼卡凹陷中侏罗统大煤沟组泥页岩,利用地震频谱曲线在不同流体介质储层中的形态、斜率、主频与中心频率的差值等属性参数特征,识别陆相泥页岩层系的地震频谱属性特征,预测含气性。研究结果表明,中侏罗统大煤沟组上部能量系数较低,平均为0.6719,下部能量系数较高,平均为0.7521,结合现场含气量和全烃特征认为,可以以能量系数0.7为界线,作为识别下部和上部含气性的标志,下部明显比上部含气性好。平面上进一步圈定了2个有利目标区,得到柴页1井勘探验证。因此,频谱分解技术可应用于中国陆相页岩气的勘查开发。     

柴北缘鱼卡地区中侏罗统石门沟组油页岩品质特征及开发利用前景

柴达木盆地是中国西北地区重要的含油页岩盆地,其中柴北缘鱼卡地区油页岩潜力巨大。为查明柴北缘鱼卡地区中侏罗统石门沟组油页岩品质特征,对研究区鱼油页1井(YYY-1)岩芯进行系统取样和测试,分析结果表明研究区油页岩为中等含油率、中等发热量、高灰分、中等挥发分、低水分、低密度和低硫型油页岩。鱼卡地区交通便利、地质条件好,结合一系列工业分析指标,认为鱼卡地区油页岩品质好、埋藏浅、具有较高工业开发价值。建议对鱼卡油页岩含矿区可采用一套联合干馏炼油-发电-二氧化硅-建材的一体化工业开发流程,进而建设鱼卡地区油页岩综合开发利用工程,不仅可以改善柴达木盆地当前能源短缺的局面,还有利于促进柴达木地区的农牧业生产。     

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。     

苏干湖盆地及毗邻柴北缘西段侏罗系残留地层发育特征

前期的油气勘探和评价揭示了柴北缘西段侏罗系具有良好的油气和煤炭勘探前景。在前人研究的基础上,利用野外露头、岩心、钻井及地震等资料,对柴北缘西段侏罗系残留地层发育特征进行了系统研究,初步落实了侏罗系残留地层的分布。侏罗系自下而上可划分为下统的湖西山组和小煤沟组,中统的大煤沟组及上统的采石岭组和红水沟组。下统主要见于冷湖构造带(湖西山组)和苏干湖盆地东部的向阳煤矿(小煤沟组)。湖西山组的下部岩性为厚层粗粒沉积物,表现为水下扇沉积特征,上部为大套湖相暗色泥岩;小煤沟组厚度较薄,沉积物粒度粗,发育煤层。中、上侏罗统主要分布于赛什腾凹陷和苏干湖盆地内的西部凹陷、中部凹陷、向阳煤矿。根据钻井显示,苏干湖盆地内中侏罗统主要发育大煤沟组五至七段,岩性主要为灰色、灰黑色泥岩夹灰色细砂岩、砾岩及薄煤层;其中五段为主力煤层和油气烃源岩层。上侏罗统岩性主要为棕红色、褐色泥岩夹砾岩、砂岩。残留地层的分布主要受控于沉积中心的迁移和断裂的展布。     

柴北缘盆地YQ-1井中侏罗统石门沟组泥页岩纳米孔隙特征及影响因素

柴达木北缘(柴北缘)盆地侏罗纪是典型的陆相湖沼盆地,是目前具有页岩气潜力的盆地之一。本文运用氮气吸附、有机碳含量、有机质成熟度、全岩X衍射分析等方法,对柴北缘鱼卡地区YQ - 1井中侏罗统石门沟组泥页岩的纳米孔隙特征及控制因素进行研究。结果表明,石门沟组泥页岩纳米孔隙结构复杂,根据吸附回线及孔径分布特征可划分为两类,第一类以一端不透气性孔和开放性平行板状狭缝孔为主,孔径主要集中在3～5 nm范围内,呈单峰状分布;第二类则以一端不透气性孔和开放性倾斜板狭缝孔为主,孔径主要分布在3～5 nm和8～14 nm范围内,呈双峰状分布。孔径小于50 nm的微孔和介孔是比表面积和孔体积的主要贡献者;黏土矿物含量与微孔、介孔、总孔体积呈正相关;在较低的成熟度制约下,泥页岩有机质孔隙基本不发育,有机质丰度较高的石门沟组上段H9泥页岩TOC含量与微孔、介孔、总孔体积呈负相关性,有机质丰度较差的下段H8泥页岩TOC含量与孔体积相关性则不甚明显;孔隙结构及孔径分布受沉积环境水动力条件影响;黏土矿物是石门沟组泥页岩纳米孔隙的主要提供者,是孔隙发育的主控因素,TOC含量与沉积环境也会对泥页岩孔隙发育产生一定影响。     

Analysis of geological effects on methane adsorption capacity of continental shale: a case study of the Jurassic shale in the Tarim Basin,northwestern China

The Jurassic shale is an important source rock for the found gas reservoirs in the Tarim Basin, northwestern China, but has never been researched for shale gas potential. The geological effects on methane adsorption capacity for the gas shale have been investigated in this paper through the geochemical, mineralogical and adsorption analyses on samples from wells and sections. The methane adsorption capacity ranges from 0.58 to 16.57 cm³/g, and the total organic carbon (TOC) content is between 0.5 and 13.5 wt%. The organic maturity measured by T_max is between 410 °C (immature) and 499 °C (overmature). The methane adsorption capacity of the Jurassic continental shale in the Tarim Basin is affected by many geological factors, including the TOC content, organic matter maturity, mineral composition, surface area and pore size distribution. The TOC content is the most significant factor with a positive effect on the adsorption capacity of the Jurassic shale, and the influence varies piecewise according to the TOC content. The TOC content contributes much more to the methane adsorption capacity of organic‐rich shale samples (TOC content > 0.7 wt%) than to the organic‐lean samples (TOC content < 0.7 wt%). The mineral composition is a secondary factor, and the abundance of clay content has a positive effect on the methane adsorption capacity despite its relatively weaker adsorption ability compared to TOC. The pore size distribution has different effects on surface area and pore volume. Mesopores and micropores provide the major surface area and are mainly derived from TOC and illite, which has a positive influence on the adsorption capacity. Mesopores and macropores offer the major pore volume and are mainly formed by illite, which is the major contributor for pore volume rather than surface area. In addition, the TOC and illite contents of the Jurassic shale in the Tarim Basin are closely related to the origin, maturity and diagenesis evolution of the shale: (1) both TOC and illite content variations are related to the different provenances and depositional environments of shale; (2) the decrease of TOC content with increasing maturity is also partly attributed to hydrocarbon generation; and (3) the increase of illite content with increasing maturity is due to illitization in the diagenesis of shale. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.