川东南构造变形特征及其对页岩气保存的影响

川东南地区构造变形复杂,二叠系和志留系含有丰富的页岩气资源。依据岩性和地震资料的解释,寒武系膏盐层与中-下三叠统膏盐层对构造变形有重要控制作用,多数断层沿膏盐层滑脱。研究区包括盆内和盆缘两部分,盆内发育形态对称的盖层滑脱式褶皱;盆缘发育基底卷入式褶皱冲断构造,分为山前推覆带和山前转换带,前者发育高陡的三角楔构造,后者由冲断带、褶皱带和斜坡带组成。构造演化分析表明:晚侏罗世齐岳山断层开始发育,盆内地层发生挠曲变形;白垩纪盆缘形成三角楔构造,盆内主要构造和断裂已经发育;新生代齐岳山褶皱隆升,盆内寒武系之上沉积盖层褶皱形成多个背斜和向斜。山前推覆带构造高陡、变形强烈,页岩气保存条件差;山前转换带构造变形程度适中,其褶皱带背斜完整,页岩气保存条件好;盆内中-下三叠统膏盐层封盖性好,埋深适中的背斜为页岩气有利勘探目标区。      

鄂西荆门地区志留系龙马溪组古构造应力场研究及裂缝预测

鄂西地区志留系龙马溪组页岩储层发育,由于页岩低孔低渗的特性,构造裂缝成为了页岩气运移和聚集的主控因素。本文以鄂西荆门地区志留系龙马溪组页岩为例,基于地震资料、岩石力学实验、野外实测资料,利用有限元数值模拟技术、岩石破裂准则,解析古构造应力场分布规律,预测构造裂缝分布特征。结果表明,荆门地区发育的构造裂缝主要以中燕山晚期形成的NNW向和NE向共轭剪切缝为主,其次为中燕山早期形成的NNE向和NEE向共轭剪切缝。构造裂缝的分布受断层、岩石物理参数和构造应力的影响较大,Ⅲ级裂缝发育区和断层区域综合破裂系数均大于1.1,构造裂缝最为发育,页岩气保存效果最差;Ⅱ级裂缝发育区综合破裂系数在1.0～1.1之间,为页岩气保存效果较好区域;Ⅰ级裂缝发育区综合裂缝破裂系数在0.85～1.0之间,处于“破而不裂”的状态,为页岩气最优保存区。     

川东南綦江丁山地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气地质条件综合评价

本文综合利用钻井、测井、地震及分析化验等资料,在对川东南綦江丁山地区DY1井、DY2井上奥陶统五峰组一下志留统龙马溪组页岩气层含气性分析基础上,探讨了各地质要素对气藏富集和产量的影响。结果表明:丁山地区页岩气地质条件好,具有TOC高、热演化程度适中、储集性能好、含气性较好等特点;构造样式是控制页岩气富集的一个重要因素,正向构造是四川盆地内最有利于页岩气富集的构造类型,而位于盆缘、靠近齐岳山断裂的丁山鼻状断背斜构造,同样有利于页岩气富集,但齐岳山断裂决定了其不同构造部位的含气性;在离齐岳山断裂距离较近、埋深较浅的构造部位,裂缝更加发育,页岩横、纵向渗透性增大,页岩气更容易发生大规模逸散,最终造成页岩气层含气性差。在此基础上,综合页岩埋深、构造特征,将丁山构造划分为浅埋平缓区、西部高角度斜坡区、中部低缓区、东部高角度斜坡区、深埋平缓区5个区带;以优质页岩厚度为基础,"构造与保存条件"为关键,并结合页岩埋深,优选出丁山地区中部低缓斜坡区为最有利区带。     

宜昌天阳坪断裂两侧页岩气保存条件对比研究

中扬子宜昌地区在天阳坪断裂两侧实施了数口页岩气调查井和参数井,总体上,断裂两侧页岩的含气性差别较大。从页岩构造变形、裂缝发育特征、古流体活动等方面研究了保存条件差异的原因。结果表明:①因黄陵隆起的砥柱作用,天阳坪断裂以北的宜昌斜坡带为一简单的单斜构造,产状平缓,天阳坪断裂以南属于宜都-鹤峰复背斜的北端,断裂、褶皱构造发育,地层产状变化大;②典型井揭示天阳坪断裂以北地区页岩构造裂缝不发育,天阳坪断裂以南页岩构造裂缝非常发育并见多个破碎带,是页岩气逸散的主要通道;③古流体分析揭示天阳坪断裂以北页岩早期封闭体系的裂缝较发育,晚期裂缝不发育,天阳坪断裂以南地区晚期裂缝发育,古大气水下渗深度超过3 500～4 000 m,页岩的封闭性破坏严重;④综合研究表明,宜昌周边的页岩气勘探应围绕宜昌斜坡带向东西两侧巴东-大冶对冲干涉带拓展,天阳坪断裂以南的宜都-鹤峰复背斜北端构造变形最强、保存条件差,勘探风险较大。     

盆缘构造复杂区页岩气保存条件分析与量化评价 ——以黔北地区海相页岩为例

保存条件是我国南方构造复杂区页岩气地质评价中的关键,本文通过对四川盆地周缘断裂展布、地层产状、目的层埋深以及地层接触情况等多项参数进行分析,评价构造复杂区海相页岩气保存条件影响因素,建立保存条件参数体系,并通过模糊识别数学方法对各项参数赋予权重并进行排序,确定保存条件主控因素的重要性.其中,断裂分布、埋藏深度、压力系数...     

川东南丁山地区龙马溪组页岩裂缝特征及对含气性的影响

川东南丁山地区是近年来四川盆地页岩气勘探开发的热点区域,裂缝的发育对页岩含气性及保存条件有重要的影响。综合运用野外露头、岩心、测井资料,结合岩石脆性矿物含量、岩石力学参数等数据,深入分析龙马溪组页岩裂缝发育特征和控制因素,并探讨了裂缝发育对含气性的影响。结果表明,丁山地区龙马溪组页岩裂缝主要以构造成因的剪切缝为主,裂缝优势方位共6组,主要包括4组平面剪切缝和2组剖面剪切缝,其发育主要受2个方向、3个阶段的构造应力场影响而成;裂缝延伸稳定,平均密度小,宽度小,充填程度高,主要被方解石和黄铁矿等充填。裂缝受控因素主要包括古构造应力场、构造部位、脆性矿物组分、岩石力学性质等;断层对裂缝发育具有明显的控制作用,其中断层两盘均存在裂缝发育程度急剧下降的临界范围,临界范围内裂缝发育程度高,超过此临界范围,裂缝发育程度变差且变化趋于平缓;不同期次的裂缝中,形成时间晚、规模过大、充填程度不高、与现今地应力方向一致或呈低角度相交的裂缝易造成页岩气的散失,对提高页岩含气性不利;龙马溪组岩石脆性矿物含量高,脆性指数属中等偏上程度,有利于构造缝发育且可压性较好。随着距齐岳山断裂距离的适当增加,龙马溪组页岩埋藏深度适中,地层压力增大,抗压强度增强高,脆性指数适中,构造保存条件变好,有利于不同方位的裂缝发育和页岩含气量的增加,位于该区域的DY2井与DY4井均位于该有利区域,含气性良好。研究结果对下一步深化页岩气勘探开发具有重要指导作用。     

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。     

湘中涟源凹陷石炭系测水组页岩气保存条件

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。     

川南地区页岩气富集规律与存在的问题

<正>不同于北美克拉通页岩气,川南地区下古生界页岩自沉积、成岩、成气以来,发生多期强烈的构造变形,隆升剥蚀强烈,断裂极其发育,致使游离气散失,吸附气被置换,页岩气富集规律和保存条件复杂。川南地区页岩气富集规律:1多期构造演化和抬升剥蚀背景下,构造与保存条件是页岩气富集成藏的首要条件,正向构造、超压对页岩气的富集具有重要作用,但并非正向构造就能形成高产富集,而要结合构造—沉积演化分析,看其是否具有形成高压的过程。与常规油气勘探一样,在复杂构造区、高演化程度     

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。     

Quantitative Prediction of Fracture Distribution of the Longmaxi Formation in the Dingshan Area,China using FEM Numerical Simulation

Fracture prediction is a technical issue in the field of petroleum exploration and production worldwide. Although there are many approaches to predict the distribution of cracks underground, these approaches have some limitations. To resolve these issues, we ascertained the relation between numerical simulations of tectonic stress and the predicted distribution of fractures from the perspective of geologic genesis, based on the characteristics of the shale reservoir in the Longmaxi Formation in Dingshan; the features of fracture development in this reservoir were considered. 3D finite element method (FEM) was applied in combination with rock mechanical parameters derived from the acoustic emissions. The paleotectonic stress field of the crack formation period was simulated for the Longmaxi Formation in the Dingshan area. The splitting factor in the study area was calculated based on the rock breaking criterion. The coefficient of fracture development was selected as the quantitative prediction classification criteria for the cracks. The results show that a higher coefficient of fracture development indicates a greater degree of fracture development. On the basis of the fracture development coefficient classification, a favorable area was identified for the development of fracture prediction in the study area. The prediction results indicat     

四川盆地及周缘龙马溪组页岩产气效果影响因素

我国在四川盆地及周缘下志留统龙马溪组页岩气勘探开发中已取得一些重要发现和突破。JY1HF井、彭页1Hf、DY2HF井、南页1HF、龙参2井、保页1井等一系列针对龙马溪组的钻井及压裂改造都展现了我国南方龙马溪组页岩具备良好的勘探开发前景。本文对比分析了四川盆地及周缘多口页岩气井压后产量与储层地质条件、储层物性、地应力、构造保存及压裂施工规模等影响页岩气产能参数的相关性,总结提出了影响页岩气勘探开发效果的主要控制因素为优质页岩厚度、含气性、脆性矿物含量、孔隙度、地层压力系数和水平应力差异系数,为今后我国南方海相页岩气的高效勘探开发提供了重要的借鉴和指导。     

川东盆缘带龙马溪组关键保存要素对页岩气富集的控制作用

川东盆缘带是南方地区龙马溪组页岩气勘探的重点地区,已经在涪陵地区建成我国第一个页岩气大气田.研究区页岩气原始地质条件优越,但由于后期构造改造强烈,保存条件十分复杂,直接影响到页岩气的富集程度,除涪陵地区外的其他地区尚未取得产能建设的重大突破.笔者等利用钻井、野外、测井、地震及分析测试资料分析了研究区构造及演化特征、抬升...     

泥页岩单轴抗压破裂特征及UCS影响因素

正确认识泥页岩单轴抗压破裂特征及UCS影响因素对探究泥页岩破裂机制、钻完井设计、压裂评价、微裂缝预测、测井解释及地震响应等方面均具有重要参考价值。本文在对国内外近些年有关泥页岩单轴抗压及UCS研究系统调研及近期研究成果全面分析基础上,对泥页岩破裂特征及UCS影响因素进行了综合分析。研究结果表明,泥页岩单轴加载曲线的非弹性段变形机制受微裂缝的滑动、新微裂缝的产生、扩展及孔隙坍塌的综合影响。泥页岩单轴抗压破裂呈张性或张剪性,张性破裂易发生于刚度较高、固结程度较强的部位;而剪性破裂易发生于刚度较低、固结程度较弱的部位。S型破裂准则可以较为准确的描述泥页岩从单轴到三轴发生破裂时所对应的强度变化。从地质学角度,对影响泥页岩UCS的因素进行了归纳,分别为矿物组成、层理面角度、分选性、微组构、有机质含量及分布、孔隙度、水分、微裂缝8方面因素,详细分析了不同影响因素的影响机制。在这些影响因素中,微裂缝由于分布特征复杂,其对泥页岩单轴抗压破裂及UCS的影响机制研究尚不深入。因此建议未来应加强泥页岩微裂缝参数的定量化研究,从微观尺度研究微裂缝对泥页岩单轴抗压破裂的具体影响机制,该研究可以为页岩油气勘探、开发提供科学指导。     

四川盆地东部龙马溪组页岩气成藏地质条件对比分析

为了揭示四川盆地东部页岩气成藏地质规律,指导页岩气勘探部署,选取四川盆地东部焦石坝地区、彭水地区及湖南保靖地区进行页岩气成藏地质条件对比分析。结果表明: 在龙马溪沉积时期,四川盆地东部形成了前陆盆地,沉积了富含有机质的碳质页岩,为页岩气生成提供了物质条件; 前陆盆地沉积中心位于重庆一带,其碳质页岩厚度从中心向周围减薄,碳质页岩中有机质丰度由中心向周边减小,有机质成熟度由中心向周边降低,地层压力由中心向周边减小,生烃时间从西向东逐渐缩短; 渝东焦石坝地区页岩气储集空间以孔隙为主,湖南保靖地区储集空间以裂缝为主; 从西向东,储层中孔隙空间缩小,裂缝发育程度加大; 构造运动对页岩气产生破坏作用,由东向西逐渐减弱。综合分析认为,四川盆地东部从渝东焦石坝地区向湖南保靖地区,页岩气成藏条件逐渐变差,勘探难度增加。     

Geological Factors Controlling the Accumulation and High Yield of Marine-Facies Shale Gas: Case Study of the Wufeng-Longmaxi Formation in the Dingshan Area of Southeast Sichuan,China

The main geological factors controlling the accumulation and yield of marine-facies shale gas reservoirs are the focus of the current shale gas exploration and development research. In this study, the Wufeng-Longmaxi Formation in the Dingshan area of southeast Sichuan was investigated. Shale cores underwent laboratory testing, which included the evaluation of total organic carbon(TOC), vitrinite reflectance(Ro), whole-rock X-ray diffraction(XRD), pore permeability,and imaging through field emission scanning electron microscopy(FE-SEM). Based on the results of natural gamma ray spectrum logging, conventional logging, imaging logging, and seismic coherence properties, the exploration and development potential of shale gas in the Dingshan area have been discussed comprehensively. The results showed that(1)layer No. 4(WF2-LM4) of the Wufeng-Longmaxi Formation has a Th/U ratio 2 and a Th/K ratio of 3.5–12. Graptolites and pyrite are relatively abundant in the shale core, indicating sub-high-energy and low-energy marine-facies anoxic reducing environments.(2) The organic matter is mainly I-type kerogen with a small amount of II1-type kerogen. There is a good correlation among TOC, Ro, gas content, and brittle minerals; the fracturing property(brittleness) is 57.3%. Organic and inorganic pores are moderately developed. A higher pressure coefficient is correlated with the increase in porosity and the decrease in permeability.(3) The DY1 well of the shale gas reservoir was affected by natural defects and important latestage double destructive effects, and it is poorly preserved. The DY2 well is located far from the Qiyueshan Fault. Large faults are absent, and upward fractures in the Longmaxi Formation are poorly developed. The well is affected by low tectonic deformation intensity, and it is well preserved.(4) The Dingshan area is located at the junction of the two sedimentary centers of Jiaoshiba and Changning. The thickness of the high-quality shale interval(WF2-LM4) is relatively small, which may be an important reason for the unstable production of shale gas thus far. Based on the systematic analysis of the geological factors controlling high-yield shale gas enrichment in the Dingshan area, and the comparative analysis with the surrounding typical exploration areas, the geological understanding of marine shale gas enrichment in southern China has been improved. Therefore, this study can provide a useful reference for shale gas exploration and further development.     

川滇黔邻区龙马溪组页岩气富集主控因素与勘探方向

中国的页岩气资源评价必须立足于中国主要陆块的地质条件与构造演化特点之上,对于不同层系、不同地区的页岩气选区评价,也必须抓住关键因素。川滇黔邻区的五峰组-龙马溪组富有机质页岩发育,但保存条件较渝东南地区更为复杂。印支期以来,该区经历了多期次构造应力场转换,断裂、褶皱发育,因此,建立针对性的页岩气选区评价参数体系是该区页岩气勘探走出困局的当务之急。本文在分析该区已有页岩气钻井成效的基础上,立足于扬子海相层系页岩气勘探应是基于保存条件的"连续型甜点区"的选区评价基本思路,结合前人研究成果,系统梳理出一套评价指标体系。该体系涵盖5大因素(区域盖层、直接盖层、底板条件、页岩层自身条件、构造改造强度)、4个等级、17个选区评价参数。另外,根据已有相关钻井数据,总结提出了5个页岩气层评价表征参数(含气量、孔隙度、电阻率、氮气组分含量和压力系数)。根据该指标体系,对川滇黔邻区的主要构造单元进行了梳理分析,优选出5个有利区,提出了各有利区的首选可能突破点。本研究对复杂构造区页岩气有利区带优选具有一定的指导意义。     

页岩水力压裂过程的态型近场动力学模拟研究

水力压裂技术广泛使用于页岩气开采工程中。为了分析压裂过程中多裂缝扩展形成复杂裂缝网的机制,尝试将态型近场动力学理论引入页岩水平井水力压裂过程的力学建模与数值仿真,在物质点间相互作用力模型中加入等效水压力项以实现在新生裂缝面上跟踪施加水压力,建立了水力压裂过程的近场动力学分析模型。通过模拟页岩储层的水力压裂过程,可得到复杂的裂缝扩展路径、裂缝网络的形成过程以及裂缝扩展受射孔间距及页岩天然裂缝和层理的影响。研究结果表明:射孔间距过小会造成起裂干扰,使中心射孔的裂缝扩展受到抑制;在压裂压力一定的情况下适当增大射孔间距,可以显著增强页岩压裂形成裂缝网的能力;压裂过程中水平层理面可能张开形成水平裂缝,且天然裂缝会诱导形成更复杂的垂直裂缝。模型和方法可为页岩水力压裂过程和机制研究及工程实践提供参考。     

微电阻率成像测井在识别页岩岩相与裂缝中的应用

页岩气储层微电阻率成像测井的应用与研究,目前国内还处于起步阶段。与常规储层相比,页岩气储层岩性更加复杂,矿物类型较多,裂缝识别难度大。通过对渝东南地区Q1井微电阻率成像测井资料的精细标定与分析,结合页岩气储层8块岩心薄片、37块岩心矿物成分,总结常规测井曲线特征,引入图版形式准确区分出该地区4种页岩岩相识别模式。在此基础上选取有利岩相,自动拾取裂缝并定量计算了该井裂缝孔隙度等参数,确定该井最大主应力近东西方向,提高了页岩气勘探开发效率,为后期压裂改造提供了可靠依据。