基于模糊物元分析法的页岩气有利选区评价模型

摘 要:基于所收集的页岩气基础地质资料及国内外公开发表的文献,分析了页岩的地球化学、储层、含气性、可采性等条件及页岩气构造保存条件对页岩气成藏和开采的影响,建立了相应的页岩气有利选区评价模型,并对评价指标进行了规范化处理。以我国页岩气勘探较为成熟地区为例,利用模糊物元分析法,确定了影响页岩气有利选区评价指标权重,并对这些有利区进行了综合评价和排序。结果表明,建立的页岩气有利选区评价模型是可行和合理的,与实际情况基本相符,评价结果可作为页岩气开发的决策依据。?      

川南地区深层页岩气储层特征及含气性主控因素

深层页岩气是非常规天然气勘探的重要目标。以川南威荣页岩气田五峰—龙马溪组为研究对象,利用地球化学测试、X线衍射矿物分析、场发射扫描电镜、气体吸附实验及含气性测试等方法,分析深层页岩气储层特征及含气性,探讨含气性主控因素。结果表明：深层页岩气储层具有高TOC、高孔隙度、高含气量和高脆性矿物质量分数的特征;深层五峰—龙马溪组页岩主要孔隙类型为迁移有机质孔,存在黏土矿物层间孔,中孔和微孔约占孔体积的88%。纵向含气量具有差异性,呈底部含气量高、顶部含气量低的特征,页岩含气性受多种地质因素控制,TOC质量分数是控制含气性主要因素之一,与含气性呈正相关关系;低矿物质量分数对含气量有利,石英对含气量具有积极作用,黏土和碳酸盐矿物对含气量具有双重作用;岩相对含气量影响明显,富碳硅质页岩含气量最好,为优质岩相类型;高角度裂缝对含气量不利,水平裂缝发育区含气量较高;地层压力越大,页岩含气量越高。该结果对深层页岩气勘探开发具有指导意义。     

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.     

新疆乌鲁木齐河东矿区煤系气的地质特征及气测录井评价方法

为在煤层气勘查中兼顾致密砂岩气、炭质(泥)页岩气的综合煤系气评价,借助能够快速发现和判别地层含气性的常规气测录井资料进行研究,以期评价煤系气地质特征.基于气测录井的基本原理,分析了影响气测录井精度的限制性因素,将气测资料、钻进参数、煤层含气量等多方面数据进行了综合研究,建立了以“地层含气量”为指标的煤系地层含气性定量评价模型.利用该评价模型,实现了对乌鲁木齐河东矿区侏罗系西山窑组、八道湾组煤系地层含气性的综合评价,研究结果表明:西山窑组的砂泥岩比值明显低于八道湾组,煤系气发育条件好,尤其是４１~４３号煤层的煤层气及其上下层段的炭质(泥)页岩气、致密砂岩气具有良好的勘探开发潜力;在一定埋深条件下,巨厚泥岩、煤层下部的砂岩层有利于致密砂岩气的聚集,是煤系气评价的重点目标层段之一.      

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.     

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。     

广西页岩气勘查现状、存在问题及建议

广西富有机质泥页岩发育,据2013年国土资源部预测数据显示,广西页岩气地质资源量为4.44×10~(12)m~3,在全国排名第八。广西页岩气勘查工作起步较晚,2014年之后主要针对中—下泥盆统、下石炭统富有机质泥页岩开展了页岩气基础地质调查,并在东塘1井下石炭统鹿寨组和丹页2井的中泥盆统罗富组富有机质泥页岩中发现有较好的页岩气显示。然而,广西的泥页岩存在着有机质成熟度(Ro)高、沉积相变化快、保存条件复杂、含气性不稳定等问题,因此页岩气勘查需要增加工作投入、加强关键地质问题的研究、加强人才队伍建设及与科研院所的合作,从而更好地推动页岩气勘查工作的深入开展。     

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。     

页岩气储层关键参数评价及进展

目前,中国页岩气开发及储层评价工作正处于初步探索阶段。为有效利用地质及地球物理测井技术进行页岩储层评价,在前人研究的基础上,总结了页岩气储层的基本特征,优选确定了页岩储层评价的关键参数:ＴＯＣ含量、矿物成分及矿物的脆性指数、储层物性及含气量。概括了页岩地层使用的测井系列、页岩气层的定性测井响应 特 征,详细论述了表征页岩储层特征的关键参数定量评价方法,从有机地球化学参数、页岩的矿物组分及脆性指数、页岩储层物性参数、储层含气性评价４个方面展开了深入论述。最后,探讨了页岩储层综合评价研究进展及中国页岩气储层评价存在的问题,为建立适合我国页岩气储层的综合评价方法,优选优质页岩富集区段提供依据。      

页岩气资源调查评价中的采样测试工作

页岩气是一种新的能源矿产,具有巨大的勘查开发潜力,现已成为全球油气勘探的一个新领域。采样测试作为一种勘查手段,在页岩气气藏岩性、成因来源、赋存形式、成藏特征、成藏条件、含气量等方面的研究中起着极其重要的作用,在页岩气的勘查开发中具有极其重要的意义。在页岩气资源评价等勘查中,正确采集测试样品、合理选定测试项目和测试方法、有效运用采样测试这一勘查手段,是页岩气资源调查评价中一项十分重要的工作。     

含气页岩实验评价指标与测试方法综述

页岩具有源储一体、低孔隙度和超低渗透率的特点而与常规的砂岩、碳酸盐岩等储集体存在较大差异.因此,明确含气页岩实验评价指标与测试方法对于页岩分析显得尤为重要.现阶段对含气页岩的分析主要分为有机地球化学特征、储层特征、含气性特征３个方面进行.对总有机碳含量测定、干酪根显微组分分析、镜质体反射率测定、矿物组分分析、孔渗测量、扫描电镜、低温氮气吸附、纳米 CT 扫描、含气性测定、等温吸附共１０个实验的指标意义与分析方法进行了论述,提出了现阶段国内外存在的实验共性问题和探索思考,为含气页岩实验测试方法的进一步研究提供了指导与思路.      

层次分析法在四川盆地页岩气勘探区评价中的应用

为了对四川盆地页岩气勘探区进行优选分析,研究了影响页岩气有利区带勘探开发的关键因素,采用层次分析法的原理,通过建立层次结构模型、构造判断矩阵、层次单排序及一致性检验、层次总排序及一致性检验4个基本步骤,建立了页岩气勘探区评价优选层次结构模型:目标层,准则层,子准则层和方案层,并且计算了各个评价指标的权重大小。研究结果表明,影响页岩气勘探区勘探开发的因素主要分为地质条件、开发条件和支持条件三大类(准则层),其中地质条件是页岩气有利区带优选的首要因素,权重高达0.637 0。子准则层主要由富有机质页岩厚度、w(TOC)、R_o、有利面积、埋深、天然裂缝发育程度、市场需求等12个评价指标组成,其中含气量、天然裂缝发育程度、压力系数以及市场需求是页岩气有利区带优选的关键指标。通过评价指标赋值和加权求和法计算了四川盆地页岩气勘探区的综合得分,其中焦石坝和长宁页岩气区块得分最高,是页岩气最有利地区。最后建议在页岩气勘探区运用“分层次,分重点,分先后”的评价方法来优选“甜点”区,以规避不必要的损失。      

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。     

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。      

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.      

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。     

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。      

湘中涟源凹陷石炭系测水组页岩气保存条件

摘 要:湘中涟源凹陷地区经历了多期构造运动,构造样式复杂,以往的勘探实践发现凹陷内不同地区泥页岩含气性差异较大,因此保存条件成为制约该区页岩气富集高产与有利区优选的重要因素。以该区石炭系测水组泥页岩层系为研究对象,从埋藏深度、构造作用、盖层条件、地层流体特征及气体组分等方面对页岩气的保存条件进行了分析。结果表明,凹陷中部褶皱带的向斜区泥页岩埋藏深、构造环境相对稳定、断层发育程度低、盖层封闭性强、受地表水改造程度低,是页岩气聚集、保存的有利区;而背斜构造区与东、西部构造带泥页岩埋深不稳定,抬升剥蚀严重,断层发育,盖层封闭性差甚至缺失,与地表水交替程度高,已形成的气藏多被破坏。综合研究认为,中部构造带内车田江向斜中心、南翼地区和桥头河向斜中心地区页岩气保存条件最好,具有形成优质页岩气藏的潜力,为涟源凹陷页岩气勘探的重要区域,且测水组纵向上以第３套煤层之下的泥页岩段含气性较好,为重要勘探层段。?      

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。     

鄂尔多斯盆地中部下古生界白云岩含气性地震检测

利用AVO、叠前弹性参数反演和高频地震能量衰减等方法检测砂岩是否含气得到了较为广泛的应用,但是这些方法是否适用于层状白云岩储层含气性检测并不清楚。针对鄂尔多斯盆地马五5白云岩的岩性和含气性变化,采用岩石物理分析、AVO类型分析、叠前反演、叠后能量衰减等多种地震方法进行了试验研究。研究表明,岩石物理参数交会图不能严格区分含气白云岩、不含气的含灰白云岩和含泥白云岩,但白云岩气层与灰岩和砂泥岩的参数差异较明显。通过截距-梯度交会图与正演模型相结合可以判断研究区白云岩属于第Ⅰ类和第Ⅳ类AVO异常,但因影响因素过多,因此不能完全依靠AVO类型进行含气性判别。在各种叠前弹性参数反演中,纵横波速度比反演以及泊松比反演可以较好地反映白云岩含气层厚度、分布与尖灭。分频能量衰减分析表明,含气段比不含气段的最高能量对应的频率会降低大约5 Hz。叠前弹性参数反演和分频能量衰减检测白云岩是否含气具有一定的效果和一致性。