页岩气含气量和页岩气地质评价综述

页岩气为源岩区油气聚集,属于源岩滞留气,以游离和吸附状态为主存在。富有机质页岩含气量是页岩气资源评价和有利区优选的关键参数。页岩有机质含量和地层的压力、温度、湿度等因素影响页岩的含气量。含气量的确定方法主要有解吸和测井方法。开展页岩气地质评价,除含气量参数外,还要研究地层和构造特征、岩石和矿物成分、储层厚度和埋深、储集空间类型、储集物性、岩石力学参数、有机地球化学参数、区域现今应力场特征、流体压力、储层温度、流体饱和度、流体性质等其它参数。发展有效的系统集成方法,综合分析、评价页岩气资源潜力和预测有利区,目前也在不断探索之中。     

页岩气含气量和页岩气地质评价综述

页岩气为源岩区油气聚集,属于源岩滞留气,以游离和吸附状态为主存在。富有机质页岩含气量是页岩气资源评价和有利区优选的关键参数。页岩有机质含量和地层的压力、温度、湿度等因素影响页岩的含气量。含气量的确定方法主要有解吸和测井方法。开展页岩气地质评价,除含气量参数外,还要研究地层和构造特征、岩石和矿物成分、储层厚度和埋深、储集空间类型、储集物性、岩石力学参数、有机地球化学参数、区域现今应力场特征、流体压力、储层温度、流体饱和度、流体性质等其它参数。发展有效的系统集成方法,综合分析、评价页岩气资源潜力和预测有利区,目前也在不断探索之中。     

页岩气地质综合评价和目标优选

页岩气为烃源岩层系的油气聚集,属于源岩滞留气,以游离和吸附状态为主存在。中国页岩气资源调查和勘探开发刚刚起步,工作基础差别较大。在含油气盆地,由于有以往油气勘探开发资料,对含气页岩发育层系、有机质热演化程度、气显示等基本资料,具有一定的工作基础;在含油气盆地外以及油气勘探程度很低的沉积区,以上基础资料缺乏,仅有地表和部分固体矿产探井资料可供参照,工作基础薄弱。在不同工作基础的地区,页岩气地质综合评价所处阶段不同,主要评价指标也不同;随着工作程度的提高,资料的不断丰富,评价指标也逐步增加。页岩气地质评价以区域地质演化分析为基础,主要涉及以下几方面内容：（1）含气页岩评价。主要研究划定含气页岩层段,页岩的TOC、Ro、岩石和矿物成分,页岩分布、厚度、埋深、纵向和横向变化规律等,优选页岩气富集远景区。（2）页岩含气性和资源潜力评价。主要研究页岩的含气量、吸附能力、储集空间类型、储层物性、储层裂缝及其变化规律,预测页岩气资源潜力等。（3）页岩气开发条件和开发经济性评价。研究储层温度、流体压力、流体饱和度及流体性质,研究页岩的敏感性,页岩的岩石力学参数、区域现今应力场特征,地表条件和开发保障条件,通过试验井产量数据分析开发经济条件。综合各方面因素,优选有利开发区。     

河北省页岩气地质条件评价

应用泥页岩厚度、TOC含量、干酪根类型和成熟度等评价参数,对河北省主要的含暗色页岩系地层——中元古界长城系串岭沟组和蓟县系洪水庄组、新元古界青白口系下马岭组、古生界石炭二叠系太原和山西组、新生界古近系沙河街组的页岩气成藏地质条件进行评价,预测固安、霸县沙河街组和沧州、廊坊太原-山西组为页岩气有利勘探目标区。     

鄂西地区下寒武统牛蹄塘组页岩气保存条件研究

下寒武统牛蹄塘组是鄂西地区重要的页岩气勘探目的层系。利用鄂西地区调查井及野外露头资料,对牛蹄塘组岩石地层及沉积相特征、含气性特征及页岩气保存条件等进行了分析,并对页岩气成藏有利区进行了综合评价。研究表明:鄂西地区牛蹄塘组纵向上可以分为2段,其中下部的牛蹄塘组一段发育深水泥质陆棚相黑色碳质页岩,是主要的页岩气含气层段。纵向上,牛蹄塘组一段现场解吸气含量从顶到底逐渐增加,往下至岩家河组又急剧变小。平面上,含气性较好的地区主要位于黄陵背斜东南缘深水陆棚相区。指出页岩气富集成藏必须满足以下条件:深水陆棚相区,褶皱宽缓;距离区域性正断层超过5km;岩心裂隙密度小且高角度裂隙不发育;顶底板封闭性良好,地层连续无沉积缺失;R_o小于3.0%;埋深大于500m。评价预测的有利区块主要分布在黄陵背斜东南缘,仙女山断裂以东、雾渡河断裂西南、通城河断裂以西的区域。     

深度学习在南川页岩气含气量预测中的应用

含气量是评价页岩气能否富集高产的主要参数之一,含气量越高越有利于页岩气井获得高产.传统含气量地震预测方法基于单属性、多属性的线性拟合或简单的神经网络,精度较低.基于深度神经网络的含气量预测方法,通过优选地震属性及最优化求解方法,选择合适的隐藏层个数、神经元个数、迭代次数来建立预测模型,从而预测页岩含气量,该方法能有效提高页岩含气量预测精度,为页岩气研究区地质评价、页岩气水平井井位布署提供支撑.     

思茅盆地页岩气地质条件及资源潜力分析

根据野外调查及样品测试,从富有机质页岩的地化特征、物性特征及保存条件等分析了思茅盆地页岩气地质条件。研究表明：思茅盆地发育下密地组、羊八寨组、挖鲁八组及和平乡组四套暗色页岩;其中,羊八寨组页岩累计厚度普遍大于100 m, TOC平均为1.06%～2.54%,R_o平均为1.81%～3.47%,有机质类型主要为Ⅱ₂—Ⅲ型,脆性矿物含量平均为49.5%,为思茅盆地页岩气有利层段。景谷洼陷南部和普文洼陷受深大断裂、地层抬升剥蚀、岩浆岩和变质岩带影响较小,盖层厚度大,页岩气保存条件相对较好。思茅盆地与相邻呵叻盆地具有相似的油气地质条件,具有一定的页岩气资源潜力,值得开展进一步的勘探研究工作。最后,综合考虑页岩分布、有机地化条件和保存条件,预测页岩气有利靶区主要位于勐班—德化及普文—象明一带。     

页岩含气量测定过程中的几点建议

页岩气以吸附或游离态赋存与泥页岩中,页岩气含气量数据对储层评价及开发规划具有重要意义.页岩气含气量测定借鉴煤层气标准,在取心方式、总含气量、解吸周期、解吸温度等方面具有一定的差异性,需要改进实验过程,优化实验方法.建议页岩气含气量测定在参考煤层气标准的同时,需要增加数据点、选用多阶解吸温度、选取稳定解吸数据计算损失气,然后根据损失时间进行修正,能有效提高页岩气含气量测定的准确性.     

重庆南川地区龙潭组页岩气地质特征与甜点优选

海陆过渡相富有机质含气页岩是页岩气勘探的重要领域。利用地震、钻井、测井、分析测试等资料，选择重庆南川地区为研究对象，对我国南方四川盆地东南缘地区二叠统龙潭组页岩气勘探潜力系统评价。从沉积环境、岩性组合、有机地化、储层物性、含气性、矿物组成等页岩气成藏地质条件等方面入手，探讨了页岩气富集主控因素，优选了甜点区和甜点段。研究结果表明：① 南川地区龙潭组处于潟湖相，富有机质黑色泥页岩发育，累厚50~65 m，单层厚度26~32 m，埋深主体在1000~4000 m之间。② 地球化学指标适中，TOC含量2. 0%~3. 0%，Ro为2. 0%~2. 2%，有机质类型为Ⅲ~Ⅱ2型。③ 含气性较好，气测全烃一般3%~25. 5%，含气量1. 5~3. 5 m3/t。④ 硅质、碳酸盐矿物等脆性矿物含量较高，具有较大页岩气勘探潜力。⑤ 龙潭组页岩气富集高产具有相带控烃、保存控富、可压控产“三控”规律，即潟湖相影响泥页岩厚度及地化指标，控制页岩气富集烃源基础；保存条件影响地层压力和滞留气含量，控制页岩气富集的程度；可压裂性影响改造体积和缝网复杂程度，控制页岩气井产量。⑥ 初步建立了南川地区龙潭组页岩气甜点区目标评价方法和标准，优选出具有一定构造稳定区面积、页岩气成藏指标较好、埋深适中的阳春沟背斜、东胜背斜为Ⅰ类区。⑦ 建立了以TOC、孔隙度、含气量、脆性矿物含量四项主要参数为指标的储层综合评价指数（RCEI），优选出潭三段为页岩气勘探甜点段，潭三段上部为水平井最优穿层靶窗。     

页岩气勘探目标层段优选

探讨了页岩气勘探目标层段优选中含气量、埋深及有机碳含量之间的互相补偿关系,并初步提出了相应的参考特征值。Ⅰ型、Ⅱ1型、Ⅱ2和Ⅲ型有机质热进入生气主峰的成熟度门限依次递降,Ro分别为1.2%、0.9%、0.7%和0.5%,相应的深度界限依次减小;对美国页岩气产层实际资料统计分析后认为,要形成工业价值的页岩气,在1 000 m、2 000 m、3 000 m深度页岩含气量至少应达到0.5 m3/t、1.0 m3/t、1.5 m3/t;根据渝东南地区下志留统龙马溪组Ⅰ型有机质页岩研究表明,要达到一定的含气量,有机碳含量与深度应互相补偿。若要含成熟有机质的页岩吸附气含量达到1.0 m3/t,则在500 m、1 000 m、2 000 m深度处TOC值需依次达到1.4%、1.1%和0.9%以上。     

页岩气储层的形成条件与储层的地质研究内容

应用沉积学和层序地层学的理论和方法,综合考虑页岩气系统形成的有利条件,结合国内和国外的实例,总结了有利于泥页岩,特别是可作为页岩气储层的富有机质暗色泥页岩形成的时期和沉积环境,认为富有机质暗色泥页岩主要形成在相对海(湖)平面上升时期的海侵(湖侵)体系域,特别是密集段附近的位置;陆相盆地中的湖湾、半深湖—深湖与海相盆地中的半深海—深海盆地、台地边缘深缓坡和半闭塞—闭塞的欠补偿海湾地区是富有机质暗色泥页岩发育的有利地区。通过对美国Barnett等页岩气系统的分析,认为制作暗色泥岩等厚图、TOC等值线图、Ro等值线图、暗色泥岩埋深图等单因素基础地质图件,对其进行叠加综合分析, 对页岩气的勘探具有很好的指导意义。     

页岩气储层的形成条件与储层的地质研究内容

应用沉积学和层序地层学的理论和方法,综合考虑页岩气系统形成的有利条件,结合国内争国外的实例,总结了有利于泥页岩,特别是可作为页岩气储层的富有机质暗色泥页岩形成的时期和沉积环境,认为富有机质暗色泥页岩主要形成在相对海(湖)平面上升时期的海侵(湖侵)体系域,特别是密集段附近的位置;陆相盆地中的湖湾、半深湖一深湖与海相盆地中的半深海一深海盆地、台地边缘深缓坡和半闭塞一闭塞的欠补偿海湾地区是富有机质暗色泥页岩发育的有利地区.通过对美国Bar-nett等页岩气系统的分析,认为制作暗色泥岩等厚图、TOC等值线图、R.等值线图、暗色泥岩埋深图等单因素基础地质图件,对其进行叠加综合分析,对页岩气的勘探具有很好的指导意义.     

页岩气储层的形成条件与储层的地质研究内容

应用沉积学和层序地层学的理论和方法,综合考虑页岩气系统形成的有利条件,结合国内和国外的实例,总结了有利于泥页岩,特别是可作为页岩气储层的富有机质暗色泥页岩形成的时期和沉积环境,认为富有机质暗色泥页岩主要形成在相对海(湖)平面上升时期的海侵(湖侵)体系域,特别是密集段附近的位置;陆相盆地中的湖湾、半深湖—深湖与海相盆地中的半深海—深海盆地、台地边缘深缓坡和半闭塞—闭塞的欠补偿海湾地区是富有机质暗色泥页岩发育的有利地区。通过对美国Barnett等页岩气系统的分析,认为制作暗色泥岩等厚图、TOC等值线图、Ro等值线图、暗色泥岩埋深图等单因素基础地质图件,对其进行叠加综合分析, 对页岩气的勘探具有很好的指导意义。     

大面积高丰度海相页岩气富集理论及地质评价技术进展与应用

海相页岩气富集特征及主控因素、地质评价及综合选区是四川盆地及周缘页岩气勘探开发研究的核心内容与突破的关键.基于勘探开发地质与地球物理多学科联合研究、现场调研、重点露头野外踏勘与取样分析、关键探井岩心观察与精细描述等方面的深入研究,阐述了大面积高丰度页岩气富集理论和地质评价技术内涵,及其在川南地区五峰–龙马溪组的最新进展...     

页岩气储层的特殊性及其评价思路和内容

为了有效地开展页岩气储层的评价,文中首先总结了页岩气储层相对于常规油气储层的特殊性。指出这些特殊性体现在富含有机质、富含粘土矿物、细小的矿物粒度、极低的孔隙度和渗透率、纳米级孔喉结构、巨大的矿物表面积、复杂的成岩改造、大比例的天然气吸附赋存。在此基础上,从页岩储层性质的特殊性入手,梳理了页岩储层的评价思路和方法。强调了评价过程应遵循评价参数的直接测定与间接计算相结合、分析测试的常规手段与特殊方法相结合、评价对象的孔隙特征与吸附能力相结合。最后,探讨了页岩气储层的评价内容,认为其除了与常规储层相同的储层岩石学特征和物性特征外,还应考虑其吸附天然气的能力及其压裂改造的难易程度,即应包括储层岩石组成特征与空间分布、储层孔渗特征、储集空间特征、储层含气性和储层岩石力学性质等。     

鄂尔多斯盆地东南部上古生界海陆过渡相页岩储集性与含气性

鄂尔多斯盆地上古生界海陆过渡相页岩是重要的页岩气富集层系,但是含气性及其控制因素研究薄弱,制约了对该地区页岩气的勘探和研究。论文通过对鄂尔多斯东南部本溪和山西组大量页岩样品开展有机地球化学、矿物组成、页岩孔隙及分布的研究,评价了海陆过渡相页岩的储集性;通过含气量现场解吸和等温吸附实验,分析了页岩含气特征和影响因素。结论认为研究区海陆过渡相页岩有机质丰度高(TOC含量0.5%~11%),主要发育III型干酪根,有机质成熟度较高(1.0%~3.0% Ro);矿物组成以富黏土页岩为特征,黏土矿物含量可高达60%以上。总孔隙度分布在2%~8%,部分样品微裂缝发育。孔隙类型以平行板状的狭缝型孔隙介孔为主,在岩石孔隙比表面积和孔体积的贡献占90%以上;TOC含量与孔隙比表面积及孔隙总体积具有密切的相关性,有机质孔隙对岩石总孔隙构成具有重要贡献。现场解吸含气量为0.591~4.05 m3/t,兰氏体积从0.05 m3/t到14 m3/t都有分布,页岩实测含气量与气体吸附能力差异大。TOC含量是控制海陆过渡相页岩含气量和含气能力的重要因素,富黏土矿物的吸附作用可使样品含气能力显著增加。     

中国页岩气地质调查评价研究现状与存在问题

美国页岩气大规模商业性开发促进了中国页岩气地质调查评价和研究工作的开展.经过近10年的探索实践,认识到中国页岩气地质条件复杂,地质理论和开发技术有待突破.从中国富有机质页岩特征及分布规律、生气机理与富集规律、页岩气储层物性及微结构、保存条件、资源评价与选区评价等方面对目前中国页岩气地质理论研究进展进行了综述分析,讨论了中国在页岩气地质理论研究中存在的问题,并对今后中国页岩气地质研究工作进行了展望.认为沉积、构造对页岩层段分布规律的控制作用研究需加强,页岩气吸附机理的理论认识需深入,微结构定性定量测试分析技术需提高,评价现今页岩气保存条件的指标体系需建立,选区参数体系和标准需进一步完善.     

复杂地质特征中富有机质页岩脆性评价方法研究

页岩脆性是页岩气勘探开发中“工程甜点”选区的重要评价指标。针对目前页岩脆性评价方法多样,加之我国复杂的各种地质条件与因素均对页岩脆性存在不同程度的影响,难以全面科学的表征页岩脆性等问题,通过对我国产气的主要页岩层系中现有的脆性评价方法的分析,结合页岩岩性岩相特征、埋深情况、有机质与石英含量、室内页岩的力学性质测试和镜下微观结构的观察等研究成果的调研,认为沉积环境和岩性岩相决定页岩脆性矿物种类;埋深环境决定着岩石外部的围压和温度,进而影响岩石力学性质;有机质与石英含量两者差异致使页岩脆性在纵向上产生变化;页岩层理结构和微观孔隙结构特征影响页岩破裂模式,也决定着力学性质的各向异性。综合我国各种复杂地质特征,针对页岩内部与外部环境提出了一种简单的脆性理想评价模型,增强了复杂地质条件中页岩脆性评价的适用性。