主成分分析法在页岩气有利区优选中的应用

在多因素叠合法优选页岩气发育有利区的基础上,构建了涵盖地质背景、页岩生烃、储集、保存、资源和开采条件6个方面17项指标的页岩气发育有利区综合评价原始指标体系,并运用主成分分析法对湘鄂西地区下寒武统牛蹄塘组页岩气发育有利区进行了实例分析。结果表明,主要影响湘鄂西地区牛蹄塘组页岩气发育有利区分布的因子为页岩品质的优劣、资源规模的大小和保存条件的好坏,通过定量评价,综合得分排在前3位的有利区分别为中央复背斜有利区、桑植—石门复向斜南有利区和宜都—鹤峰复背斜有利区。     

浙西地区古生界页岩气资源有利区评价与优选

在前人研究的基础上依据大量实测数据,重点分析了浙西地区古生界沉积的三套富有机质泥页岩层系的岩性组合、展布特征、地球化学特征、含气性等成藏条件,并依据分析建立了浙西地区荷塘组、宁国组-胡乐组及龙潭组资源评价参数,初步估算出研究区页岩气地质资源量(P50)为2. 73×10~(12)m~3,其中下寒武统为2. 27×10~(12)m~3、奥陶系为0. 45×10~(12)m~3、上二叠统为0. 009 6×10~(12)m~3。在此基础上,依据TOC、Ro、厚度、埋深、保存条件等因素进行综合评价,认为研究区宁国—胡乐组及上二叠统龙潭组页岩不具有页岩气规模聚集的条件,下寒武统荷塘组仅在开化-淳安一带存在页岩气成藏有利区。     

川东南地区志留系龙马溪组页岩气有利区评价优选

通过对川东南地区志留系龙马溪组页岩有机质丰度、热成熟度、有机质类型、脆性矿物含量、页岩层厚度、埋藏深度、构造形态等七大地质因素的综合分析,认定该区分布广泛的页岩有机质含量较高,有机质类型较好,热演化程度高,生烃潜力大,具备形成页岩气藏的气源条件。页岩厚度较大,埋深较浅,脆性矿物含量较大,页岩气的保存条件良好,有利于页岩气的压裂与开采。     

湖北当阳复向斜北部页岩气地质评价与有利区优选

以露头、钻井、地震等资料为基础,对湖北当阳复向斜北部上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气成藏条件和勘探潜力展开评价。研究表明,当阳复向斜五峰组—龙马溪组具备良好的页岩气成藏地质条件:五峰组—龙马溪组沉积期以深水陆棚沉积环境为主,页岩广泛发育,优质页岩层厚度约50 m;有机质类型为Ⅱ_2型,有机碳含量一般大于2%,有机质成熟度R_o在3.0%左右,已进入过成熟阶段;页岩中的矿物以石英和黏土为主,有利于后期压裂改造和吸附气的大量富集;储层具有低孔特低渗特征;当阳复向斜构造简单,区域上盖层连续分布,保存条件较好。通过地质评价和资源量计算,当阳复向斜页岩气资源量较为丰富,优选巡检—溪前向斜带和龙坪—肖堰—栗溪背斜带为页岩气勘探有利区。     

阿尔金山南缘中侏罗统页岩气有利区优选与资源潜力

阿尔金山南缘中侏罗统大煤沟组泥页岩发育,初步证实具有较好的页岩气生成和储集条件,但有利选区不落实,资源潜力不明。通过对研究区中侏罗统大煤沟组页岩厚度、有机质丰度、有机质成熟度、含气性和保存条件等特征的研究,结合目的层构造和埋深等条件,根据陆相页岩气有利区优选标准,在阿尔金山南缘中侏罗统大煤沟组优选出茫崖1号沟、清水河、黑石山和月牙山等4个页岩气有利区,总有效勘查面积为1 692.54 km²。利用含气页岩面积、厚度、密度和含气量等主要参数,评价了有利区页岩气资源潜力,其中茫崖1号沟有利区P50页岩气地质资源量为723.05×108 m³,清水河有利区P50页岩气地质资源量为1 845.10×108 m³,黑石山有利区P50页岩气地质资源量为199.10×108 m³,月牙山有利区P50页岩气地质资源量为1 747.16×108 m³,合计P50页岩气地质资源量为4 514.41×108 m³,总体认为具有较好的页岩气资源潜力。     

贵州下石炭统旧司组页岩气地质特征及有利区优选

贵州下石炭统旧司组作为页岩气新区新层系勘探重点,近年来虽开展了大量的页岩气地质调查工作,但勘探效果甚微。本文在大量露头、钻井和测试分析资料的基础上,对其页岩空间展布特征、地球化学特征、页岩气储集特征和含气性特征进行详细分析,发现旧司组主要沉积于台盆和泻湖环境,黔西南地区干酪根类型主要为Ⅱ1和Ⅱ2型,在黔南地区主要为Ⅰ型,TOC主要分布于1%～2%。Ro值主要分布于1%～2.5%,区内热液矿物或温泉的影响不具区域性。页岩中石英含量多＞40%。旧司组下段页岩孔隙以宏孔为主,上段页岩孔隙呈中、宏孔并存。孔隙度主要分布2.0%～10.0%,储集性能中等。黔南地区目标层含气性良好,以吸附气为主。黔西南地区目标层以游离气为主,其含气性受断裂和目标层所处应力状态控制。在此分析基础上,结合勘探实践经验,采用综合信息叠合法初步优选出：望谟-紫云-罗甸、罗甸-克度和蟠龙-勺米3个有利勘探区,有利区面积约为1 448 km²。     

四川盆地西南缘五峰组-龙马溪组页岩气形成条件与有利区优选

利用四川盆地西南缘志留系龙马溪组最新钻井、露头资料及样品分析结果,从富有机质泥页岩区域分布、岩性、有机地球化学特征、储层特征、含气性、地层压力等方面,重点研究四川盆地西南缘龙马溪组页岩气形成条件与有利区优选。研究发现,五峰组-龙马溪组页岩具有有机质含量高(TOC 0.12%~6.49%,平均2.06%)、有效厚度大(普遍大于30m)、热演化程度高(R_o 2.62%~2.80%)、脆性矿物含量高(56%~92%)、孔隙度较高(0.50%~11.36%,平均3.85%)等特征,钻井岩心现场解析气量最大值达3.38 m³/t、埋深适中(浅于3500m),这些条件均有利于页岩气的形成与富集。综合对比研究结果表明,云南云荞、木杆、高桥地区是四川盆地西南缘页岩气勘探的3个有利区。     

基于多层次模糊分析法的黔北煤田煤层气有利区优选

为了对黔北煤田煤层气矿权空白区块进行有利区优选,以区内8个煤层气矿权空白区块为研究对象,选取构造复杂程度、水文地质条件、埋深、主采煤层厚度、＞2 m煤层数、煤级、地质资源量、地质资源丰度、含气量、渗透率、储层压力梯度、含气饱和度、构造煤发育程度、勘察程度、可采系数等15个评价指标,采用多层次模糊分析法,构建了一个3级评价参数体系及煤层气有利区块多层次模糊数学评价模型。通过层次分析法确定各层次指标的权重和隶属度,最后依据模型计算出各规划区块的综合评价系数值。结果得出:研究区8个煤层气矿权空白区的综合评价系数值介于05690821之间,其中大方县大方背斜南段煤层气区块、黔西县黔西向斜西翼南段煤层气区块2个区块综合评价系数值大于08,为煤层气勘探开发有利区;大方县金龙向斜理化煤层气区块、黔西县黔西向斜钟山—素朴煤层气区块、金沙县黔西向斜禹漠煤层气区块、金沙县官田向斜官田坝煤层气区块、大方县金龙向斜板桥煤层气区块等5个区块的综合评价系数值介于0608之间,为煤层气勘探开发次有利区;大方县大方背斜双山—竹园煤层气区块的综合评价系数值小于06,为煤层气勘探开发备选区。     

基于模糊灰关联投影法的深基坑支护方案优选

针对深基坑支护方案决策影响因素的信息不完全性以及影响因素间与评价指标的灰色关联性,综合应用灰色系统理论、矢量投影原理和模糊数学理论,在灰色关联投影法的基础上,提出了深基坑支护方案优选的模糊灰关联投影法;采用组合赋权方法,使权重能更合理地诠释各指标因素的影响;提出了一种基于最优方案区分度的灵敏度分析方法。工程实例分析表明,采用该方法具有科学实用、操作简便、易于实现程序化、决策灵敏度高等特性,能够为方案的决策提供更为可靠的依据,具有一定的推广和实用价值     

全国煤层气资源勘查开采有利区优选

借鉴以往煤层气资源评价成果,以全国121个含气区带为评价单元,主要考虑地质条件、资源量、开发程度等因素,排序采用多层次筛选,筛选出41个煤层气有利区。运用聚类分析法对筛选出的41个有利区进行了分类。通过对比各分类区块煤层气资源优劣,优选出沁水、鄂东、鄂南、准南、准东、依兰、珲春、铁法、阜新、宁武、西山、焦作、淮北、松藻、丰城15个煤层气勘查开采有利区,总面积5.07万km2,埋深1 000m以浅的煤层气地质资源量4.47×1012m3。     

川南古叙矿区煤层气资源有利区优选

川南煤田二叠系龙潭组是重要的含煤层系,也是煤层气的主要赋存层段。古叙矿区是川南地区煤矿主要产区,煤层气资源丰富,在大村矿段已实现工业开采,其他矿段尚处勘探阶段。依托区域矿产地质调查,在分析区域煤层展布特征基础上,优选区域分布稳定的煤层C25、C23、C19、C17、C11为古叙矿区煤层气勘探目的层段。目的层段普遍具有有机质组分含量高、灰分含量中-高、内生裂隙发育、含气性高的特征,煤层累计厚度呈东厚西薄展布。以煤层厚度、构造条件、埋藏深度为主要评价指标,优选出大村矿段、石宝矿段为煤层气富集有利区,观沙矿段观文井田、古蔺矿段石屏-象顶井田及河坝矿段白头沟地区为煤层气富集较有利区。     

准噶尔盆地南缘页岩气形成条件与有利区预测

通过对准噶尔盆地南缘泥页岩分布情况、厚度、面积、总有机碳含量、热演化程度、有机质类型、矿物岩石成分等因素的分析,确定了准噶尔盆地南缘侏罗系八道湾组、三工河组和西山窑组、二叠系芦草沟组、红雁池组以及石炭系是页岩气发育的有利层位。经过对有利层位的页岩气富集条件分析,并利用镜质体反射率(Ro)等值线、泥岩厚度等值线和总有机碳含量(TOC)等值线进行叠加的分析方法,最终确定霍玛吐背斜带西北缘、沙湾凹陷和莫南凸起三者过渡区域的侏罗纪地层,阜康凹陷与阜康断裂带过渡区域的侏罗纪地层,柴窝堡坳陷达坂城凹陷和永丰凹陷二叠纪地层埋藏较浅处,以及齐古断褶带石炭纪地层埋藏较浅处等4处为页岩的有利发育区。     

多层次模糊数学法在湘西北页岩气有利区块优选中的应用

湘西北下寒武统牛蹄塘组海相页岩热成熟度高,且经历了多期复杂构造运动,这种有机质高热演化程度及复杂构造条件下的页岩气有利区块优选面临挑战。本研究对影响页岩气勘探开发潜力的各种因素进行了综合研究,确定了页岩气勘探开发潜力评价的4个二级指标(生成条件、储集条件、保存条件和综合配套条件)及相应的三级指标。采用模糊数学方法对各级因素指标赋予了权重,建立了用于页岩气勘探开发潜力评价的多层次模糊数学评判模型。利用该模型,综合评价湘西北地区鹤峰复背斜、桑植复向斜、古丈隆起、沅麻盆地和洞庭坳陷5个Ⅲ级构造单元的页岩气资源勘探开发潜力。研究表明,桑植复向斜最具勘探开发潜力,其次是鹤峰复背斜,沅麻盆地、古丈隆起与洞庭坳陷则相对最差。建立的评价体系,可以作为有机质高热演化程度及复杂构造条件下的页岩气资源开发潜力评价的参考体系。     

重庆地区下古生界页岩气聚集条件及有利区预测

重庆地区是中国页岩气勘探开发取得突破的地区,页岩气赋存层位主要为下古生界上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组有机质泥页岩。依据露头、钻井岩心及测井资料,利用沉积学、有机地球化学等方法,分析研究区泥页岩沉积学特征与岩石学特征、页岩气聚集条件,并预测区内页岩气有利区。结果表明,区内暗色泥页岩厚度大,分布广,总有机碳含量大于2%,有机质类型以Ⅰ型为主,热演化程度处于高成熟—过成熟阶段,说明该区泥页岩具有很好的生烃潜力;区内页岩气层上覆厚层泥页岩与下伏岩层灰岩对页岩气具有较好的保存效果;泥页岩含气量较高,平均为1.39cm~3/t。采用综合信息叠合法,可预测研究区页岩气发育有利区位于城口—巫溪一带与石柱—涪陵—武隆—彭水—南川—綦江一带。     

新疆吐哈盆地页岩气富集条件与有利区预测

通过对吐哈盆地页岩的分布、厚度、有机质丰度及有机质成熟度进行分析,结合页岩矿物成分进行裂缝发育及气体吸附能力的评价,并综合盖层分布、储层物性特征以及显著的气测数据对页岩气成藏条件进行研究发现:吐哈盆地中、下二叠统桃东沟群与中、上三叠统小泉沟群的页岩厚度大、脆性矿物种类多且含量高,有机质丰度大,盖层条件好,是比较有利的页岩气勘探层位。进一步预测台南凹陷、台北凹陷南缘、托克逊凹陷的西部及北部地区是桃东沟群页岩气勘探有利区,三堡凹陷是小泉沟群页岩气勘探的有利区域。     

湖南弗拉阶地层的分布特征和页岩气有利区

湖南上泥盆统弗拉阶佘田桥组泥页岩是重要的页岩气勘探目的层。由于区域上具有岩相分异显著、变化快的特征,佘田桥组存在多个同期地层,容易造成引用和野外识别困难,严重制约其页岩气调查工作进程。通过梳理佘田桥组及其同期地层的历史沿革,明确和圈定了它们的分布区域和使用范围。基于佘田桥组的岩石组合特征、有机碳含量的区域变化和已有调查成果,提出受陆缘碎屑输入影响较强的新化-涟源、邵东地区为页岩气有利勘探区的设想,同时认为找准台盆范围是页岩气调查发现的关键。     

黔北正安地区五峰组—龙马溪组页岩气地质特征及有利区预测

为明确黔北正安地区上奥陶统五峰组至下志留统龙马溪组的页岩气地质特征,充分应用页岩气地质调查、重磁电、二维地震、地质调查井及测试分析等工作方法,开展黔北正安地区1∶5万页岩气基础地质调查,对五峰组至龙马溪组富有机质页岩的分布、沉积环境、有机地球化学、岩石矿物、储集性能及含气性等特征进行分析研究,结果表明:研究区五峰组—龙马溪组富有机质页岩为深水陆棚相沉积,主要分布有安场向斜、斑竹向斜和泥高向斜,厚度14.5～55 m,埋深0～3 200 m;有机碳(TOC)含量1.0%～4.0%,有机质镜质体反射率(R_o)为1.82%～2.23%,有机质类型以Ⅰ型干酪根为主;岩石主要由石英、长石和黏土矿物组成,脆性矿物含量高,一般大于50%;孔隙度为2.03%～3.89%,渗透率为0.35×10~(-5)～1.86×10~(-5)μm~2,表现为低孔、特低渗的特征;最高含气量为2.88 m~3/t,显示出较好的含气性特征。综合分析和评价圈出3个页岩气聚集有利区,分别为安场区块、斑竹区块和泥高区块,这为研究区页岩气进一步勘探开发指明了方向。     

鄂尔多斯盆地马家沟组二氧化碳地质封存有利区优选

CO2地质封存(CCS)技术是目前国际上实现CO2大规模低成本减排的最佳选择之一,而CO2地质封存的首要问题是CO2封存有利区优选.针对鄂尔多斯盆地马家沟组CO2地质封存有利区优选研究不足的现状,本文借助大量的地质、钻井、地球物理及测试分析,对鄂尔多斯盆地马家沟组地层水矿化度条件、温压条件、储层条件、构造条件及盖层条件...     

鄂尔多斯盆地马家沟组二氧化碳地质封存有利区优选

CO2地质封存技术（CCS）是目前国际上实现CO2大规模低成本减排的最佳选择之一,而CO2地质封存的首要问题是CO2封存有利区优选。针对鄂尔多斯盆地马家沟组CO2地质封存有利区优选研究不足的现状,本文借助大量的地质、钻井、地球物理及测试分析,对鄂尔多斯盆地马家沟组地层水矿化度条件、温压条件、储层条件、构造条件及盖层条件进行研究分析,从而对CO2地质封存区域边界进行确定。在此基础上,出于CO2地质封存技术性和经济性考虑,进一步再优选出储层条件优越、距离CO2捕集装置较近、勘探程度较高、地层埋深合适且对其他矿产开发影响甚微的地区进行CO2地质封存。结果表明：①确定鄂尔多斯盆地适宜CO2地质封存的地区位于摆宴井-沙井子断裂以东、渭北隆起北缘断裂以北、黄河断裂以西、伊盟隆起以南的广大地区,主要包括伊陕斜坡和天环坳陷内的除中央古隆起缺失区以外的马家沟组分布地区;②乌审旗—靖边—延安岩溶斜坡区（Ⅰ1）为盆内最佳CO2地质封存区;③榆林—米脂岩溶盆地区（Ⅰ2）是CO2地质封存的有利场所。