陆相沉积盆地泥页岩含气量影响因素探讨—以潍北凹陷为例

页岩气以游离态和吸附态赋存于泥页岩中,泥页岩含气量的多少是页岩气资源潜力评价的重要指标,也是勘查开发过程中最重要的制约因素。该文利用潍北凹陷大量实测数据,分别建立泥页岩含气量与有机地化参数、储集物性参数、矿物成分等相关关系图,探讨各参数与泥页岩含气量的相关性和影响因素。研究表明:含气量与有机碳含量相关性最好,相关强度达到中等正相关;孔隙度与含气量无相关关系;岩石密度与含气量、有机碳含量均具有中等程度的负相关。提出了间接获取泥页岩含气量的方法和手段,为准确地评价页岩气资源潜力提供依据。     

湘中涟源凹陷下石炭统天鹅坪组页岩气成藏条件及主控因素

下石炭统天鹅坪组页岩是湘中地区页岩气勘探的新层系。基于野外地质调查、页岩气钻井的样品采集和分析测试等对湘中涟源凹陷石炭系天鹅坪组泥页岩的发育特征、有机地球化学特征、储层特征和含气性等页岩气成藏地质条件进行了分析。结果表明:涟源凹陷石炭系天鹅坪组有机质丰度较高,w（TOC）分布在0.78%~2.84%之间,有机质类型以Ⅱ₁型为主,有机质成熟度R_o分布在1.48%~2.09%之间,处于高成熟演化阶段;泥页岩矿物成分以石英和黏土矿物为主,黏土矿物主要由伊蒙混层、伊利石和绿泥石组成;泥页岩有机质孔较发育,孔隙度平均为1.97%,渗透率平均为0.847×10-3 μm2,但大多小于0.1×10-3 μm2;湘新地4井天鹅坪组泥页岩含气量分布在1.64~4.29 m3/t,平均2.69 m3/t（不含残余气）。结合区域构造-沉积演化背景的分析表明,涟源凹陷下石炭统天鹅坪组页岩气成藏条件的主控因素为沉积环境、构造保存条件,其中深水陆棚相是页岩气有利相带,复杂构造背景下由对冲式构造样式形成的向斜对页岩气保存条件最为有利,是研究区页岩气勘探的"甜点区"。研究成果可以为该区后续油气勘探提供参考。      

下扬子地区海陆过渡相页岩气成藏条件与主控因素:以萍乐坳陷二叠系乐平组为例

萍乐坳陷二叠系乐平组是典型的下扬子地区海陆过渡相泥页岩的发育层系。通过野外地质调查、样品采集和分析测试等对萍乐坳陷二叠系乐平组泥页岩的发育特征、有机地球化学特征、储层特征和含气性等页岩气成藏地质条件进行了分析。结果表明:萍乐坳陷二叠系乐平组页岩单层厚度小、累积厚度大，横向、纵向连续性差；有机质丰度较高，w(TOC)以1.0%~2.5%为主，有机质类型以Ⅲ型和Ⅱ2型为主，有机质成熟度R_o分布在0.6%~4.5%之间，以高成熟-过成熟为主。页岩矿物组成中黏土矿物较为富集，[JP2]储层孔隙类型主要为微孔隙和微裂缝，储层物性较差；总含气量和最大吸附气含量都较小。在页岩气成藏地质条件研究的基础上，结合区域沉积-构造背景的分析表明，页岩气成藏控制因素为:沉积环境、构造运动和保存条件。综合分析表明萍乐坳陷二叠系乐平组页岩气成藏条件一般，但在有机质丰度高、物性较好、埋藏适中的构造稳定地区仍然有较好的页岩气资源前景。      

赣西北武宁地区新开岭组页岩含气潜力新认识

鉴于赣西北武宁地区新开岭剖面附近一口水井钻遇新开岭组黑色页岩新鲜样品,开展了相关实验分析并对该层位页岩含气潜力进行了评价;通过岩心观察、有机地球化学分析、矿物组成分析、扫描电镜观察、比表面积分析以及等温吸附等研究方法,对武宁地区新开岭组页岩的生气条件和储集条件进行了研究,并分析了其含气潜力.研究结果表明,武宁地区新开岭组黑色页岩样品有机质类型为Ⅰ型和Ⅱ型,w(TOC)介于１．１８％~３．１１％之间,平均为２．１１％,Ro 平均为２．９９％,处于过成熟早期－中期阶段,生气条件较好;宏观裂缝上高角度剪切裂缝、层间页理缝以及成岩收缩缝发育,微观孔隙上有机质孔隙、黏土矿物粒间微裂缝、粒间溶蚀孔隙以及矿物间孔隙发育,储集空间类型丰富,储集条件较好,且脆性矿物含量高易于后期压裂改造,储层条件较好;吸附气量介于２．１２~３．４７m３/t之间,具有较好的吸附能力.武宁地区新开岭组与中上扬子地区龙马溪组关键参数的对比分析表明,武宁地区新开岭组具备形成页岩气的有利条件,页岩气资源潜力较大.      

柴达木盆地北缘中侏罗统大煤沟组泥页岩吸附特征及其影响因素

页岩中吸附气含量是页岩总含气量中的重要组成部分.页岩吸附特性及其影响因素研究对于预测页岩总含气量及评价页岩气资源潜力具有重要的意义.柴达木盆地北缘侏罗系大煤沟组为一套湖相暗色泥页岩,分布广泛,有机碳含量高,已钻探获得页岩气发现.为研究这套泥页岩的吸附特征和影响因素,选取包括柴页１井岩心在内的４０件泥页岩样品进行了有机地球化学、储层性能、岩石矿物学和含气量等一系列实验测试,分析了泥页岩有机碳含量等参数对吸附能力的影响.结果表明研究区大煤沟组泥页岩最大甲吸附气含量随压力增大而吸附能力逐渐增强,至一定程度达到饱和后不再增加;泥页岩中的有机碳、氯仿沥青“A”和黏土矿物可有效吸附和溶解甲烷,对吸附能力产生积极影响;在页岩热演化程度总体偏低的情况下,液态烃和可溶有机质大量存在并占据孔隙空间从而降低了泥页岩的比表面积,对其吸附能力产生消极影响.      

桂中坳陷西北部下石炭统岩关组泥页岩储层特征研究:以环页１井为例

桂中坳陷西北部地区下石炭统岩关组泥页岩沉积厚度大，生烃条件好，是页岩气勘探重要的目 标 层 之 一。以 环 页１井为例，通过镜下观察、有机地球化学分析、矿物含量分析、物性分析和等温吸附实验，分析了岩关组泥页岩的有机地球化学特征、岩石矿物学特征、储集特征和含气性特征。结果表明，岩关组泥页岩有机质类型属于Ⅰ～Ⅱ１ 型，总有机碳质量分数平均为１．３４％，热演化程度（Ｒｏ）较高，平均达３．０３％。矿物成分以石英、方解石和黏土矿物为主，具有高石英、低黏土矿物、低碳酸盐矿物的组成特征，脆性矿物含量高，黏土矿物以伊利石为主，已进入中成岩 Ｂ期。泥页岩主要发育黏土矿物层间孔、有机质孔及微裂缝，具 有良好的储、渗条件。泥页岩具有低孔低渗的特征，ｗ（ＴＯＣ）、石英含量和孔隙度三者之间存在着良好的正相关性，碳酸盐矿物成分的增多导致孔隙度降低，增多的伊利石和高岭石对孔隙度有贡献作用。甲烷吸附气含量平均为１．１６ｍ３／ｔ，泥页岩甲烷吸附量 随着孔隙度的增加而增加，ｗ（ＴＯＣ）和Ｒｏ 共同影响着泥页岩的吸附能力，过高的成熟度降低了泥页岩的吸附能力。      

陆相页岩气的泥页岩评价——以延长下寺湾区上三叠统延长组长7段为例

以鄂尔多斯盆地的延长下寺湾区中生界延长组长7段陆相泥页岩为研究对象,在样品实验数据分析和单井岩心观察的基础上,根据泥页岩的发育与分布特点和有机地球化学特征对陆相页岩气的泥页岩进行评价.结果表明:延长下寺湾区延长组长7段泥页岩主要为浅湖—深湖相沉积,泥页岩累计厚度适宜,有机质类型以Ⅱ1为主,有机质丰度较高,具备页岩气生成的物质基础,有机质演化主要处于成熟阶段.分析美国海相产气页岩与中国陆相产气页岩的综合特征,长7段泥页岩脆性矿物质量分数大于25%,有利于储层的后期改造.相对美国储层物性较好的页岩,根据现场解析法测得的长7段泥页岩含气量较高(平均为4.5m3/t),埋深适中,分布稳定,具有勘探潜力和开发前景.     

鄂尔多斯盆地东南部下寺湾—云岩区二叠系山西组页岩气形成条件

鄂尔多斯盆地东南部下寺湾—云岩区页岩气资源量较大,二叠系山西组作为主要的目的层系之一.基于钻井资料和暗色泥页岩样品化验资料,从暗色泥页岩生烃条件、储层特征、含气性等方面研究研究区山西组暗色泥页岩中页岩气的形成条件.结果表明:山西组暗色泥页岩分布广泛,且厚度大,平均厚度为80m,有机碳质量分数较高(平均为2.37%),有机质类型以Ⅰ、Ⅱ型为主,成熟度处于成熟—过成熟阶段,具有很强生烃潜力.矿物组成以石英和黏土矿物为主,黏土矿物中主要为伊蒙混层,吸附能力强.硅质、碳酸盐岩等矿物较多,岩石脆性大,造缝能力强.研究区山西组泥页岩中裂缝极为发育,储集条件优越,泥页岩段气测显示活跃,结合页岩含气层显著的测井响应,显示暗色泥页岩段含气性好,页岩气资源潜力较大.鄂尔多斯盆地东南部下寺湾—云岩区二叠系山西组具有良好的页岩气形成地质条件,厚层泥页岩分布区如下寺湾区、云岩区北部黑家堡、关庄及研究区中部延安等,是页岩气成藏的有利发育区.     

辽河盆地东部凸起太原组页岩气聚集条件及有利区预测

从辽河盆地东部凸起太原组泥页岩发育的沉积背景、地球化学条件、储集物性及含气性等方面分析页岩气聚集的基础条件,采用多信息叠合法对该区太原组页岩气富集有利区进行预测.结果表明:太原组地层发育潮坪、沼泽及泻湖相,富有机质暗色泥页岩、碳质泥页岩,单层厚度大,分布面积广,连续性好,有机碳平均质量分数为3.3%,有机质类型以Ⅲ型为主的混合型,生烃潜力较大,热演化程度高,处于大量生气的阶段;泥页岩脆性较好,孔隙和裂缝发育,含气性好,具备页岩气聚集的地质、地球化学条件及储集物性条件,有利于页岩气的生成、富集及后期储层改造.根据页岩气富集的多种因素分析结果,认为王家南部地区页岩气聚集条件和储集性能较优越,是辽河盆地东部凸起太原组页岩气勘探开发的有利区域.     

江汉盆地新沟嘴组泥质白云岩含油性分析

根据油气勘探资料,结合薄片鉴定、物性分析和地球化学分析等方法,分析江汉盆地新沟嘴组泥质白云岩富油的主控因素及界限.结果表明:江汉盆地新沟嘴组泥质白云岩有机质丰度较好,有机显微组分以腐泥组为主,热演化程度为低成熟—成熟阶段;页岩油的富集主要受有机质丰度和孔隙度影响,泥质白云岩储层含油率与孔隙度关系表现为线性增加和稳定高值两段式曲线,孔隙度大于12%的泥质白云岩储层的含油性较好,有利层段含油率大于75mg/g.该结果对研究区页岩油富集的主控因素与分布特征的研究具有参考意义.     

皖南地区二叠系页岩储层微观孔隙特征及影响因素

皖南地区二叠系发育一定规模的富有机质泥页岩。为了深入研究该套泥页岩储层的微观孔隙特征,选取两口钻井岩芯样品进行了氮气吸附、压汞、氩离子抛光扫描电镜试验,结合泥页岩地球化学、有机岩石学和矿物组成特征探讨了微观孔隙发育的影响因素。结果表明:龙潭组和孤峰组泥页岩总体厚度大,总有机碳高,成熟度适中,矿物成分以石英、伊利石、长石和黄铁矿为主;龙潭组泥页岩有机质以固体沥青和镜质组为主,类型为Ⅱ-Ⅲ型,其形态表现为片层状、条带状或块状,优势孔隙类型为晶间孔和微裂缝,有机孔发育较差,页岩比表面积和孔隙度分别介于6.80~41.62m2·g-1和0.68%~4.44%,主要来自中孔;孤峰组泥页岩有机质以腐泥组和固体沥青为主,类型为Ⅱ型,其形态主要为薄膜状或填隙状,优势孔隙类型为有机孔,也发育一定的晶间孔和微裂缝,页岩比表面积介于3.12~49.45m2·g-1,主要来自微孔,孔隙度介于0.86%~21.08%,主要来自中孔和大孔;总有机碳是这两套泥页岩比表面积的主要影响因素,但是对孔隙度起着明显的抑制作用;伊利石含量与比表面积之间存在一定的负相关性,与孔隙度之间无明显相关性。     

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。     

湖南石门地区下寒武统牛蹄塘组页岩气储层特征及储集条件分析

本文主要从岩性组合特征、岩石学特征、孔渗特征、比表面积、储集空间及其吸附性能等方面系统分析了湖南石门地区下寒武统牛蹄塘组页岩气储层特征及储集条件。该地区牛蹄塘组页岩脆性矿物含量为40.8%~79.6%,平均60.15%,脆性矿物含量丰富;脆性指数分布在0.41~0.82之间,平均0.61,脆性指数高。页岩有效孔隙度为0.69%~16.07%,平均10.16%,孔隙度中等偏高,且差异较大;渗透率为0.00027×10~(-3)μm~2~0.0057×10~(-3)μm~2,平均0.00092×10~(-3)μm~2(0.00092m D),渗透率相对较低。页岩中发育基质晶间孔、粒间孔、溶蚀孔以及有机质纳米孔等,且页岩原生孔隙系统的渗透率相当低,但原生孔隙内表面积大,拥有较多潜在的吸附空间。等温吸附试验结果表明,石门地区下寒武统牛蹄塘组黑色页岩的吸附含气量范围为0~6.5048cm~3/g,含气量推测值0.06m~3/t~3.32m~3/t,具有较好的吸附气性能,具备较好的页岩气资源前景。     

鄂尔多斯盆地三叠系陆相页岩含气性及页岩气赋存状态

鄂尔多斯盆地三叠系陆相页岩具有高黏土矿物质量分数(41.4%)、高有机碳质量分数(3.0%~7.0%)、低热演化程度(0.5%~1.4%)、低孔隙度(1.0%~3.0%)、低渗透率(低于0.05×10-3μm2)和强非均质性等特点,页岩含气性及页岩气赋存状态成为资源评价的关键。基于页岩生气模拟实验,获得研究区页岩生气过程、天然气累计转化率及生气总量;基于甲烷等温吸附实验及现场解析实验,完成页岩对甲烷的吸附能力及页岩气总含气量测试。结果表明,鄂尔多斯盆地三叠系延长组页岩生气时期为距今130~90Ma,生气高峰期为距今100Ma,CH4及C2~C5的累计转化率分别为35%及71%,烃类气体总产率为53.5mL/gTOC,页岩总生气量在1.23~4.01m3/t之间,平均可达2.30m3/t,页岩对甲烷的吸附能力在1.04~3.20m3/t之间,平均为1.96m3/t,现场解析气(不含损失气)含量在1.20~1.90m3/t之间,平均为1.61m3/t。研究区页岩气以吸附态为主,含少量游离态及溶解态天然气,页岩总含气量为1.96~2.30m3/t。     

胶莱坳陷页岩气资源潜力评价

胶莱坳陷位于山东省东部,是山东省中生代白垩系沉积、保存最好的地区。据胶莱坳陷中生代地层及沉积特征显示,莱阳群水南组为胶莱坳陷暗色泥页岩沉积最好的层段,也是常规油气显示层位。通过对莱阳群水南组暗色泥页岩有机地化、储集物性等进行分析研究,莱阳群水南组暗色泥页岩有机碳含量介于0.17%～2.92%之间,平均为1.04%,干酪根类型以Ⅱ型为主,镜质体反射0.54%～2.04%;认为水南组暗色泥页岩具有页岩气形成的物质基础和较好的生烃能力,有机质演化程度已进入大量生烃阶段,部分进入大量生气阶段。水南组暗色泥页岩孔隙度一般为4.0%～8.0%,脆性矿物含量大于50%,说明水南组暗色泥页岩有利于页岩气的赋存和后期压裂改造。优选了莱阳凹陷、桃村凹陷、夏格庄凹陷和诸城凹陷4个远景区,估算了页岩气原地潜在资源量为537.8×10~8m~3,为进一步工作指明了方向。     

鄂尔多斯盆地东北缘煤系致密砂岩孔喉结构特征及储层评价

鄂尔多斯盆地东北缘石炭系－二叠系致密砂岩复杂的孔喉结构特征是制约其今后勘探开发的重要因素.为此,通过采用铸体薄片、扫描电镜观察及压汞实验等多种测试手段,系统地分析了煤系致密砂岩储层的孔隙和喉道特征.结果表明:研究区砂岩储层以岩屑砂岩为主;孔隙度主要分布在２％~１２％之间,平均６．８８％;渗透率主要为０．０１×１０－３~１×１０－３μm２,平均０．３４×１０－３μm２;储层孔隙和喉道类型多样,孔隙类型以溶蚀孔为主,主要组合类型为粒间溶蚀孔＋粒内溶蚀孔组合和溶蚀孔＋残留粒间组合孔;喉道类型以片状和缩颈型喉道为主,呈单峰和双峰分布;孔喉结构以中孔细喉和中－小孔微细喉为主;微观孔喉结构非均质性强,孔喉结构参数与孔隙度的相关性强于与渗透率的相关性.根据孔喉结构参数与物性的相关性选取最大孔隙半径、歪度和最大进汞饱和度作为储层分类评价指标,结合渗透率和孔隙度,采用模糊数学综合评价方法将研究区储层分为４类,最优储层位于研究区中部、西南部和西北部      

莱阳凹陷水南组页岩气储层特征及可压性分析

莱阳凹陷水南组是山东省中生代暗色泥页岩发育最好的层位之一,为了获取水南组泥页岩可压性,对水南组页岩气储层开展岩性特征、有机地化特征、裂缝发育特征、脆性/黏土矿物特征、脆性指数等方面研究。结果表明：莱阳凹陷水南组泥页岩发育厚度为200～443m,泥地比大于70%;有机碳含量平均为1.38%,生烃潜量平均为4.42mg/g,干酪根以Ⅱ型为主,Ⅰ型次之,镜质体反射率为0.70%～1.30%,泥页岩中宏观裂缝和微裂缝发育,利于后期压裂诱导缝的产生;泥页岩脆性矿物平均含量为75.2%～94.1%,脆性矿物含量较高,采用改进岩石脆性指数评价方法计算水南组泥页岩样品脆性指数为28%～63%,水南组泥页岩脆性很强,说明水南组泥页岩具有较好的可压性,利于人工压裂改造形成网状体积裂缝,研究成果对水南组页岩气储层改造具有很好的借鉴意义。     

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。     

低压气体吸附实验在页岩孔隙结构表征中的应用

页岩孔隙结构特征直接影响气体在其中的吸附和运移。以长宁示范区下志留统龙马溪组下部富有机质页岩样品为例,利用场发射扫描电镜(FE-SEM)、低压CO2气体吸附及低压Ar气体吸附等实验,对长宁示范区开发主体层段富有机质页岩的孔隙结构进行定性描述和定量表征。结果表明:长宁示范区富有机质页岩主要发育有机质孔隙,页岩孔隙结构非均质性强,平均比表面积为42.19m2/g,平均孔体积为0.059 1cm3/g,孔径小于2nm的微孔提供页岩60%以上的比表面积,是页岩气主要的吸附场所;孔径大于10nm的介孔和宏孔提供页岩70%以上的孔体积,是页岩气主要的储存场所。改进的气体吸附法可实现对页岩纳米级孔径分布的连续定量表征,研究结果对了解富有机质页岩纳米级孔隙结构特征、评价页岩含气性具有指导意义。     

贵州北部安场向斜下志留统龙马溪组页岩气保存条件

利用野外地质路线调查、岩心观察及地球化学数据分析,探讨了贵州北部安场向斜龙马溪组页岩气保存状况。研究结果表明:含气页岩顶底板致密、封盖性能好,有效阻止了气体逸散;东翼陡峻西翼较缓、轴面微向北西倾斜的不对称向斜构造样式使其核部龙马溪组页岩埋深介于2 500~3 000 m,适宜保存。断裂虽发育但集中在寒武系、奥陶系地层中,仅有2条断层切穿含气目的层段,但并未与大气连通,裂缝的发育有效改善了页岩储集物性。埋深小于600 m的页岩测试结果显示含气量较高,均值达2.19 m3/t,初步推断研究区龙马溪组页岩保存较好。通过此次研究,为页岩气资源勘探寻找了新的突破口。