正安地区五峰组-龙马溪组页岩储层特征及控制因素

四川盆地以东的复杂构造变形带拥有巨大的页岩气资源潜力，但目前勘探开发不足。为了支撑复杂构造变形带的页岩气勘探开发，针对复杂构造变形带内正安地区五峰组-龙马溪组页岩钻井岩心，开展了矿物学、有机地球化学、岩石学分析测试，探讨了页岩储层特征及主控因素。正安地区五峰组-龙马溪组页岩储层石英质量分数高达60%~80%，以硅质页岩为主，脆性程度高。石英主要是无机成因，包括原生碎屑石英沉积和黏土矿物转化而成的次生石英。原生碎屑石英、层状黏土颗粒的压实脆裂增大了孔隙空间，但次生石英的沉淀、充填减小了矿物颗粒间的骨架孔隙。正安地区五峰组-龙马溪组页岩储层总w（TOC）高达5.8%，有机质中无定形腐泥组大于80%，沥青反射率介于2.6%~3.1%，有机质热解而成的有机孔显著增大了孔隙度，但有机孔隙后期遭受构造挤压变形，多坍塌成狭长的多边形。      

黔北地区龙马溪组富有机质泥岩储层特征与勘探前景

利用黏土矿物及全岩X线衍射分析、有机碳质量分数和显微组分、镜质体反射率、气体法—脉冲法孔隙度和渗透率测定、核磁共振孔隙度、氩离子抛光扫描电镜等方法,测试黔北地区下志留统龙马溪组钻井和剖面富有机质泥岩段岩石样品,研究其储层特征。结果表明,龙马溪组富有机质泥岩岩石类型主要为含粉砂炭质泥岩、粉砂质炭质泥岩,矿物组分中黏土矿物平均质量分数为23.5%,脆性矿物以石英为主(占43.9%)。干酪根类型以I型为主,有机碳质量分数介于2.0%~6.0%,有机质成熟度介于1.51%~2.58%。富有机质泥岩总孔隙度介于2.7%~9.9%,渗透率较低,一般为(0.001~5.960)×10-4μm2。微观储集空间以微裂缝、少量残余粒间孔为主。黔北地区龙马溪组富有机质泥岩具有脆性矿物质量分数高、黏土矿物质量分数低、有机质丰度和有机质成熟度高、低孔低渗的储层特征,具备良好的页岩气勘探潜力。     

山东鲁西地区上古生界泥页岩特征及页岩气远景区预测

基于区内石油、地矿、煤田勘查开发等与页岩气有关地质矿产资料和基础地质勘查成果,以上古生界石炭-二叠系暗色泥页岩沉积环境与分布特征、有机地球化学特征为重点,对鲁西地区上古生界页岩气资源勘探远景进行初步预测。研究表明山东鲁西地区上古生界发育山西组、太原组和黑山组3套厚度较大的暗色泥页岩层系,形成于有机质丰富的沉积环境,总体表现为由克拉通盆地陆表海沉积演化为近海河流-三角洲-湖泊沉积;厚度31~193 m,埋深240~4 000 m;有机碳(TOC)含量1.8%~2.6%;有机质类型主要为Ⅱ2,Ⅲ型干酪根;且以Ⅲ型干酪根为主;镜质体反射率(Ro)平均值为0.7%~1.0%,处于成熟阶段。综合各种成藏条件,认为鲁西地区上古生界暗色泥页岩具有良好的页岩气形成条件。根据非常规能源(页岩气和油)远景区(带)划分主要技术指标,初步预测了曹县煤田、鱼台凹陷、黄河北煤田、阳谷-茌平煤田共4个远景区。     

山东省上古生界页岩气资源潜力评价

以山东省上古生界海陆过渡相富有机质泥页岩为研究对象,对泥页岩的沉积环境、厚度及分布、有机质类型及含量、有机质演化程度等资料进行分析,认为石炭-二叠纪山西组和太原组泥页岩发育厚度大而稳定,有机质类型以Ⅲ型为主,镜质体反射率一般在0.7%~1.7%之间,有机碳含量一般在1.5%~9.0%之间,是页岩气主要富集层位。以含气量不小于0.5m3/t、镜质体反射率不小于0.5%、有机碳含量平均不小于2.0%等为资源量评价标准,建立有机碳含量与含气量关系模型,估算山东省上古生界页岩气潜在地质资源总量为5 736.75×108 m~3,明确了具有勘查价值的区域有鲁西南含煤区、黄河北含煤区、阳谷-茌平含煤区和临清坳陷,为山东省上古生界页岩气下一步勘查指明了方向。     

西藏中仓盆地古近系丁青湖组生烃潜力与沉积有机相分析

以中仓盆地古近系丁青湖组为研究对象,根据烃源岩地球化学数据分析,探讨研究区丁青湖组生烃潜力及沉积有机相。结果表明:中仓盆地中丁青湖组灰岩、泥灰岩和泥岩为主要烃源岩。其中,灰岩、泥灰岩有机碳平均质量分数为0.33%,泥岩有机碳平均质量分数为0.32%,属于较差烃源岩;有机质类型为以Ⅱ1型为主的混合Ⅱ型,烃源岩热解峰温为422~446℃,镜质体反射率为0.48%~0.59%,属于低成熟阶段。根据显微组分将沉积有机相划分为湿地草本混生(沼泽)相。综合数据分析表明中仓盆地不具有较好的生烃潜力。这对认识中仓盆地油气勘探价值,以及在伦坡拉盆地群中寻找油气具有指导意义。     

川东南石林地区五峰组—龙马溪组黑色页岩特征

川东南石林地区五峰组—龙马溪组黑色页岩为四川盆地页岩气勘探重点地区重点层位,应用野外观察、镜下鉴定、化学测试等方法分析石林地区页岩特征.结果表明:川东南地区五峰组—龙马溪组主要为陆棚相黑色页岩、硅质泥页岩和粉砂质泥岩沉积,且黑色页岩段富含黄铁矿和笔石化石;以Ⅱ型干酪根为主,有机碳质量分数大于2.0%,有机质成熟度大于2.0%,具备大量生气条件;脆性矿物质量分数大于50%,有利于人工造缝;储集空间类型丰富,以纳米级孔隙及微裂缝为主,测试孔隙度为2.5%.与焦石坝地区对比,川东南地区五峰组—龙马溪组黑色页岩整体表现为有机质质量分数高、成熟度高、页岩脆性好和生气能力强的特点,较有利于页岩气的形成和富集,为勘探远景有利区.     

莱阳盆地水南组含气性研究

以山东莱阳盆地莱阳群水南组为研究对象,通过分析水南组岩性特征和沉积环境,发现水南组利于页岩气的形成。对水南组有机地化样品分析研究,有机碳含量介于0.62%~23.00%之间、镜质体反射率介于0.62%~2.14%之间、干酪根类型以Ⅰ,Ⅱ型为主;认为水南组具备页岩气形成的物质基础和地质条件。利用水南组泥页岩的试验测试数据,探讨了水南组泥页岩的游离气含量、吸附气含量和溶解气含量特征及变化规律,获得水南组泥页岩总含气量为1.538m~3/t,以游离气含量(占57%)为主,吸附气含量次之,揭示了莱阳盆地水南组页岩气具有一定勘查潜力。     

威信凹陷龙马溪组页岩成藏条件分析

下志留统龙马溪组是威信凹陷页岩气重点勘探评价层系之一。以威信凹陷下志留统龙马溪组为研究对象,通过5口井的孔渗、比表面、X衍射矿物分析、有机质含量、镜质体反射率、三轴应力实验和常规测井以及ECS测井数据分析了该页岩储层的地球化学特征、储存能力、矿物成分以及储层力学特性。结果表明:与北美及四川礁石坝页岩比较,该页岩储层有机质丰度一般,成熟度高,地球化学特征有利于大量生烃;吸附性较好,孔渗性较低,表现出较好的存储特性和较差的物性;脆性矿物含量适中,杨氏模量适中,但泊松比较小,储层表现出较好的脆性;在纵向上,龙马溪组下部泥岩层具有较大的w(TOC)值与较好的孔渗特性,且脆性矿物含量普遍高于上部,较上部表现出更好的开发潜力。      

宁蒗地区中泥盆统大槽子组页岩地球化学特征及地质意义

为评价宁蒗地区中泥盆统大槽子组页岩气资源潜力,选择4条典型泥盆系剖面(大槽子剖面、三股水剖面、野麻地剖面、岩口剖面),在地质调查基础上,对页岩样品进行矿物、微量元素分析和有机地球化学测试。结果表明:宁蒗地区中泥盆统大槽子组富有机质页岩为陆棚沉积,岩性主要为黑色富有机质页岩,主要矿物成分为石英及黏土矿物。研究区大槽子组页岩TOC质量分数多数大于1.0%,镜质体反射率介于1.23%～2.31%,有机质类型表现为Ⅱ_1型—Ⅱ_2型。V/(V+Ni)、V/Cr及U/Th指示研究区大槽子组页岩形成于缺氧—厌氧环境沉积。在宁蒗地区4个剖面控制区域中,野麻地剖面—岩口剖面一线具有较好的勘探潜力,大槽子剖面—三股水剖面一线勘探潜力较差。     

上扬子地台北缘下寒武统牛蹄塘组海相页岩气地质条件及勘探潜力

基于野外露头和钻井岩芯采样分析,对上扬子地台北缘下寒武统牛蹄塘组黑色页岩分布特征、地球化学特征、储层特征、含气性特征及顶底板条件等进行系统研究,并与中国南方地区下寒武统海相页岩展开对比分析,明确页岩气成藏地质条件和勘探潜力。结果表明:上扬子地台北缘下寒武统牛蹄塘组页岩发育且厚度大,具有"四高一中"特点,即高脆性、高总有机碳、高孔隙度、高含气量、适中热演化程度,显示良好的页岩气形成地质条件;相比中国南方地区下寒武统海相页岩,上扬子地台北缘牛蹄塘组页岩具备足够的生烃物质基础和较高的脆性,并且富有机质页岩厚度大,热演化程度低,孔隙度和含气量高,勘探效果较好;综合考虑优质页岩的厚度、埋深、保存等条件,认为回军坝—麻柳镇一带是上扬子地台北缘牛蹄塘组海相页岩气下一步勘探的最有利地区。     

湘西北页岩气牛蹄塘组和龙马溪组成藏特征对比

收集湘西北地区牛蹄塘组和龙马溪组两地层相关成藏特征、有利条件等评价指标或参数,通过对比分析得出湘西北地区页岩厚度大、总有机碳和成熟度高、生烃能力强和孔隙等储集能力好等特点,显示在区域还原环境的缺氧沉积环境下,大量海洋生物在盆地堆积并保留下来,形成可观的页岩气藏,因此推测该区具备良好的页岩气勘探潜力。牛蹄塘组页岩厚度远大于龙马溪组页岩,总有机碳含量、有机质成熟度、含气量等页岩气评价参数均优于龙马溪组,表明牛蹄塘组热演化程度更高,生烃能力和储集条件更好,牛蹄塘组页岩层将是湘西北地区页岩气勘探开发的重点。     

下扬子地区下寒武统荷塘组泥页岩层序演化及其对气源潜力的控制:以杨树岭剖面为例

下寒武统荷塘组(黄柏岭组)是下扬子地区重要的页岩气勘探层位之一,主要为一套沉积于斜坡-陆棚-盆地相的灰黑
色泥岩、碳质页岩、硅质页岩及硅质岩。以杨树岭剖面为研究对象,通过系统的野外观察、剖面实测及室内样品测试分析工作,对
下扬子地区的这套泥页岩开展了系统的综合层序地层学研究,对其体系域构成和沉积演化进行了精细划分,并将其划分结果与泥
页岩的气源潜力进行了对比分析。研究发现,在层序格架中,层序演化的不同阶段对泥页岩的气源潜力具有重要的控制作用,尤
其在层序演化凝缩段沉积的泥页岩具有最优的页岩气气源潜力,反映了开展层序地层格架研究对页岩气资源的勘探工作具有重
要的预测作用和指导意义。      

东北地区上二叠统暗色泥岩展布及生烃潜力分析

中国东北地区晚古生代地层具有油气资源潜力,是东北地区深部油气勘探的接替层系。基于野外观察、测井等资料,结合东北地区上二叠统构造、沉积等方面的研究成果,分析研究区上二叠统暗色泥岩发育展布特征及其生烃潜力。结果表明:东北地区上二叠统暗色泥岩分布范围广,构成以松辽盆地四站地区、内蒙古索伦地区、官地地区为沉积中心的暗色泥岩展布特征,暗色泥岩厚度整体上具有南厚北薄、西厚东薄的特点;297件暗色泥岩样品有机碳质量分数为0.03%～2.42%,其中中等—好暗色泥岩占比为68.68%;暗色泥岩有机质类型以Ⅱ型干酪根为主,发育Ⅰ型及少量Ⅲ型干酪根;镜质体反射率分布在0.86%～5.47%之间,其中属于过成熟阶段的样品占69.72%,106件暗色泥岩样品最高热解温度分布在402.00～593.00℃之间,处于高熟阶段的样品占比为51.89%,暗色泥岩有机质成熟度整体为过成熟阶段;中国东北地区上二叠统有良好的油气资源前景,可成为中国东北地区深部油气勘探的新层系。该结果为中国东北地区晚二叠世地层的勘探与开发提供参考。     

页岩气成藏主控因素与成藏模式研究:以渝东南地区五峰组-龙马溪组为例

渝东南地区地处四川盆地东南缘,前人研究表明其五峰组-龙马溪组具有较好的页岩气成藏地质条件,但对其页岩气成藏的主控地质因素不同学者有不同的认识,对其成藏模式则少见报道。通过对该地区3口单井的储层有机地球化学资料、物性测试资料及现场解吸含气量数据进行了分析,发现储层的含气量跟储层物性之间没有明显的相关性,而主要与总有机碳含量呈良好的正相关关系,表明总有机碳含量是该地区五峰组-龙马溪组页岩气富集成藏最关键的控制因素。通过该地区某三维地震工区叠后流体检测与裂缝预测技术,发现平缓构造区的页岩气聚集主要呈顺层分布,并主要聚集在五峰组和龙马溪组中下部总有机碳含量较高的部位,与裂缝发育之间没有明显的相关性;但在靠近背斜轴部、应力集中的地区,裂缝发育与页岩气藏的分布具有较好的吻合性。最后提出渝东南地区五峰组-龙马溪组具有3种成藏模式类型,即:原地型成藏模式、裂缝型成藏模式及原地-裂缝型成藏模式。      

海相页岩有机质石墨化特征研究:以渝东南地区牛蹄塘组为例

我国南方上扬子地区广泛发育上奥陶统五峰组－下志留统龙马溪组和下寒武统牛蹄塘组２套烃源岩，为近年来的页岩气勘探事业提供了坚实的物质保障。四川盆地及周缘牛蹄塘组具有富有机质页岩厚度大、ＴＯＣ丰度高、岩石脆性较好等特点，整体具备页岩气发育的有利条件，但其含气性明显不及上部的五峰组－龙马溪组。从渝东南地区 ＹＹ１井牛蹄塘组的极低电阻率测井响应入手，基于干岩样岩电实验、全岩 Ｘ 射线衍射定量分析等测试成果的分析初步认为:在测井曲线和岩电数据中出现的极低电阻率值是由高演化有机质中的高导矿物———石墨引起；石墨为生烃进入高温生气阶段的标志性产物之一，预示着有机质炭化程度达到区域高值。另外，通过对比牛蹄塘组和五峰组－龙马溪组的电性参数、地球化学数据与测井曲线可知，ＹＹ１井牛蹄塘组富有机质泥页岩层已发生石墨化，其生气能力、基质孔隙发育等方面均不及上部五峰组－龙马 溪 组，属于研究区页岩气勘探相对不利层位；此外，电阻率测井可作为页岩气勘探前期预判的重要指标之一，极低电阻率可指示对应层位有机质演化成熟度过高，含气性和生烃能力欠佳，不利于后期页岩气的勘探开发。      

重庆黔江地区下寒武统牛蹄塘组页岩气成藏条件

下寒武统牛蹄塘组是重庆黔江地区继下志留统龙马溪组之后,最有望取得页岩气勘探突破的重点层系之一,但其页岩气勘探方向仍不明确。通过钻井岩心和野外露头剖面观察,采用显微薄片、扫描电镜、全矿物-黏土矿物X衍射、有机地球化学参数等多项实验测试方法,系统分析了区内牛蹄塘组沉积环境、富有机质页岩的分布与埋深及其有机地球化学指标、储集性特征、保存条件与含气性特征等页岩气成藏条件。研究表明区内牛蹄塘组处于浅水陆棚-深水陆棚过渡沉积环境,富有机质页岩分布于地层下部,沉积厚度40～80 m;有机碳质量分数介于2.0%～6.0%,热演化程度达过成熟阶段,有机质类型以Ⅰ型为主,生烃强度5×108～20×108 m3/km2,生烃潜力较大;脆性矿物含量较高,黏土矿物以伊利石和伊/蒙混层为主,页岩储层储集空间类型多样,具低孔-超低渗特征,具备了页岩气藏发育的良好地质条件。综合各种页岩气选区评价指标表明,黔江-濯水-酉阳以西、彭水以东、北抵郁山-黔江、南至洪渡-酉阳等区域的牛蹄塘组页岩气成藏条件优越,为区内页岩气勘探有利区带。      

湘鄂西地区鹤峰区块页岩气勘探前景评价

对湘鄂西地区鹤峰区块及周缘下寒武统牛蹄塘组及下志留统龙马溪组页岩进行了露头点及野外线路地质调查、样品测试与邻井实钻资料分析。研究认为:鹤峰区块牛蹄塘组及龙马溪组黑色页岩厚度大(分别为60~120,20~60 m),有机碳质量分数高(0.5%~7.0%),干酪根类型好(以Ⅰ型和Ⅱ1型为主),热演化程度适中,脆性矿物质量分数高(大于50%),页岩含气量高,具有形成页岩气藏的潜力;综合考虑目的层位、地表出露地层及产状、构造形态、断裂发育情况、页岩有效厚度及埋藏深度、地形地貌等因素,优选出鹤峰区块任家台向斜槽部、容美向斜槽部、任家台向斜西北翼、中营背斜北东部两翼及走马背斜西北翼5个有利勘查区带;页岩气资源量预测表明该区页岩气勘探前景良好。      

渤海湾盆地济阳拗陷沙三段页岩气地质条件分析

沙河街组三段的湖相富有机质泥页岩是济阳拗陷常规油气的主力烃源岩,也是该拗陷页岩气勘探的重点研究层系.分析沙三段暗色泥页岩的地球化学指标、页岩储层特征、含气性等,探讨济阳拗陷沙河街组湖相泥页岩形成页岩气的地质条件.结果表明:沙河街组湖相泥页岩沉积厚度大,平均大于200m;有机碳含量高,干酪根类型好,以Ⅰ型为主,Ⅱ1和Ⅱ2为辅;成熟度以成熟—高熟为主,与美国产气页岩和中国南方上扬子地区海相富有机质页岩地球化学特征具有可比性.湖相泥页岩脆性矿物质量分数高,石英与碳酸盐岩所占比例大,黏土矿物质量分数为10%～30%,页岩储层裂缝类型多样.由于砂泥岩互层频繁,粉砂或砂质夹层孔隙可以有效改善页岩储层储集性能,为页岩气提供有效的储集空间.泥页岩层段气测显示异常,指示其良好的含气性.沙三段富有机质泥页岩是济阳拗陷页岩气勘探的优选层系,具有良好的页岩气勘探潜力.     

页岩气资源潜力评价的几个关键问题讨论

综合国内外的页岩气研究现状,认为页岩气是未来重要的补充能源,但其发展尚需要大量的工作;中国学者对页岩气的概念和资源评价方法的认识逐渐趋向于统一,关注的泥页岩评价指标主要是总有机碳、成熟度、连续厚度和泥页岩中脆性矿物含量.在对页岩气的定义进行限定的基础上,提出了含气泥页岩层段和泥页岩含气系统的概念,应用这种概念更有利于页岩气的资源评价和开发.除了常规的泥页岩评价指标外,应对泥页岩层段和系统中顶、底板的研究给予高度重视;提出了顶、底板主要特征,特别是不渗透岩层能封堵泥页岩中形成的天然气.在页岩气资源量计算中,应考虑到烃源岩纵横向上的非均质性,应用权重系数考虑不同厚度烃源岩的有机质丰度参数;同时,提出了一种新的泥页岩含气系统纵向单元精细划分方法.由于国内对页岩气中吸附气和游离气的测试方法尚不统一,对同一样品测试结果相差较大,缺乏相应的分析测试标准,因此提出了按照泥页岩总有机碳含量及氢指数确定含气量的方法;该方法尽管结果不一定很精确,但对于目前测试数据误差较大或缺乏的情况,能提供重要参考.页岩气资源评价总体上应兼顾评价方法的科学性、合理性、可靠性和可操作性;依据勘探程度选择评价方法,分类评价与分级评价相统一.最后,建议采用镜质体反射率与总有机碳的乘积和开采系数的关系图,来预测开采系数.     

川东地区下志留统龙马溪组热演化

泥页岩的热演化是其在不同地质时期的成熟度状态,对油气藏的勘探开发与油气资源评价都具有重要意义。泥页岩的热演化主要受时间与温度的控制,其中又以温度为主。利用等效镜质体反射率与磷灰石裂变径迹古温标数据重建川东地区热史,分析川东地区下志留统龙马溪组热演化史,讨论热演化与页岩气的关系。结果表明:川东地区晚元古代—晚古生代热状态稳定,热流较低(45~50mW·m-2),于海西期开始热流逐渐升高,晚二叠世(250 Ma左右)达到最高值(60~80mW·m-2),随后热流持续降低直至现今(45~65mW·m-2);龙马溪组成熟度演化与生烃过程呈阶段性,存在两次快速成熟,分别对应海西期东吴运动地壳拉张与晚三叠世以来的地层快速埋深;龙马溪组于晚白垩世(约80 Ma)达到最高热演化程度,随后开始遭受抬升降温,生烃作用停止;泥页岩热演化与页岩气密切相关,龙马溪组页岩气成藏可划分为生物气阶段(250~430 Ma)、热解气阶段(80~250 Ma)与抬升改造阶段(0~80 Ma),经历快速成熟演化保证了充足的气量并促进了储集空间的形成,后期快速抬升降温改善了泥页岩储集性能,有利于页岩气的保存。