北美典型混合页岩油系统特征及其启示

北美Williston 盆地Bakken组属典型的混合页岩油系统.笔者系统剖析了Bakken组混合页岩油系统富有机质层段和贫有机质层段的地质与地球化学、物性与裂缝发育以及页岩油特征,揭示了页岩油"甜点"主要受高含轻质油的富有机质成熟页岩、异常压力、微裂缝以及贫有机质层的白云石化作用共同控制,同时由于贫有机质层具有相对高的孔隙度、渗透率以及低的吸附量,因此可认为其是混合型页岩油系统中的主要产层.这对目前我国东部陆相页岩油勘探效果不佳的因素分析具有重要启示.把页岩油勘探目标层仅仅聚焦于富有机质泥页岩层段是勘探效果欠佳的主观因素;而富有机质泥页岩层段天然微裂缝发育局限、滞留油主要赋存在有机质中、热演化程度偏低使滞留油较重以及湖相Ⅰ型烃源岩生成的油含蜡量高等因素,是导致可采的页岩油量十分有限的客观因素.为此,针对我国东部湖盆页岩油的勘探,建议:加强成熟富有机质层系中贫有机质碳酸盐岩或粉砂、细砂岩薄夹层的精细评价与勘探;加强成熟富有机质泥页岩层段裂缝型页岩油的评价与勘探.     

夹层特征及其在页岩油勘探中作用探讨——以济阳坳陷为例

正陆相富有机质泥页岩中贫有机质的夹层普遍发育,但夹层在页岩油评价中的作用不清。针对这一问题,本文以济阳坳陷系统取心井为研究对象,进行了大量地层、地球化学等方面的分析测试,开展了富有机质泥页岩中贫有机质夹层特征探讨并明确了其在页岩油勘探中的作用。     

鄂尔多斯盆地中部山西组烃源岩特征

<正>我国页岩气发育于海相、海陆过渡相和陆相沉积的富有机质泥页岩中[1-3],其中以南方古生界页岩为代表的海相页岩气和以鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7段为代表的陆相页岩气均取得一定突破[3-7],而有关海陆过渡相页岩气资源评价的工作较少。鄂尔多斯盆地在早二叠世海陆过渡环境下沉积了一套富有机质泥页岩煤系地层[8,9],泥页岩厚度大,有机质丰度高,热演化程度高,历来被认为是天然气重要的气源岩。其中山西组地层沉积于海退背景下,盆     

柴达木盆地北缘侏罗系(柴页1井)发现陆相页岩气

正1研究目的(Objective)中国页岩气赋存于海相、海陆交互相、陆相三大领域,目前已在南方海相获得重大突破,形成工业产能,北方海陆交互相获得进展,而西北地区陆相泥页岩发育、厚度大、有机质丰度高,尚未取得页岩气实质发现。柴达木盆地北缘地区(简称柴北缘)侏罗系大煤沟组泥页岩作为常规油气的主要烃源岩,具备形成页岩油气的良好地质条件,然而对该套泥页岩的研究尚处于起步阶段,富有机质页岩层段的空间分布、页岩气有利区的预测、"甜点"层段的优选等均需进一步调查和研究。     

西昌盆地上三叠统白果湾组富有机质泥页岩沉积岩相古地理与孔隙特征

海陆过渡相富有机质泥页岩是页岩气勘查开发的重要领域。本文以西昌盆地上三叠统白果湾组富有机质泥页岩为研究对象,对研究区内富有机质泥页岩的沉积岩相古地理特征、微观孔隙类型、孔隙结构特征进行研究。白果湾组富有机质泥页岩段沉积相主要为湖泊相、三角洲相、河流相。发育不同类型的微孔隙,孔隙主要以小孔为主,微孔次之,平均孔径分布在5.56~56.89nm之间,比表面积平均为9.44m²/g,总孔体积平均为0.0187cm³/g。页岩气主要形成于滨浅湖亚相及半深湖亚相中,并主要吸附于富有机质泥页岩的小孔、微孔内;西昌盆地白果湾组富有机质泥页岩储集空间较好,具有良好的勘探潜力。     

四川盆地及周缘下古生界海相页岩气富集高产主控因素——以焦石坝地区五峰组—龙马溪组为例

利用钻井、地震及样品实验数据资料,首先对焦石坝地区五峰组—龙马溪组页岩气的形成条件进行了评价,然后探讨了四川盆地及周缘下古生界海相页岩气富集高产主控因素。研究认为:焦石坝地区五峰组—龙马溪组泥页岩具有厚度大、有机质丰度高、类型好、热演化程度较高、储集物性以及含气性好、以及良好保存条件和可压性等特点;四川盆地及周缘下古生界海相页岩气富集高产主控因素是富有机质泥页岩的发育程度、保存条件、天然裂缝的发育和泥页岩的可压裂性等,因为富有机质泥页岩的发育为页岩气的生成和储集提供了丰富的物质基础,良好的保存条件是页岩气富集的关键,天然裂缝和可压裂性是高产的重要保证。     

川南古叙地区LD1井龙潭组海陆过渡相泥页岩地质特征及其含气性

扬子地区二叠系龙潭组海陆过渡相煤系泥页岩广泛发育.本文以川南古蔺—叙永地区页岩气调查井LD1井为例,利用测录井、岩心样品测试等资料评价其页岩气地质条件.LD1井龙潭组富有机质泥页岩与盆内JY1、N203等高产井五峰—龙马溪组海相页岩相比较,主要地质参数差异明显.LD1井龙潭组优质泥页岩单层厚度一般小于5m,累计厚度可达...     

泌阳凹陷核桃园组三段富有机质泥页岩形成环境及发育模式

通过Rock-Eval、饱和烃色谱质谱、电感耦合等离子质谱分析和X荧光光谱等测试方法,对南襄盆地泌阳凹陷核桃园组三段2油组和3油组泥页岩开展了有机质丰度、类型,生物标志化合物特征和常微量元素参数综合分析,探讨了湖相富有机质泥页岩地球化学特征及其沉积环境,并建立了富有机质泥页岩发育模式。研究结果表明,2油组沉积时期,泥页岩有机碳含量相对较低,湖盆内的有机质由水生生物和陆源有机质共同供给,有机质类型从Ⅰ型到Ⅲ型均有分布,高盐度下的水体分层和还原环境为有机质提供了良好的保存条件,但高盐环境抑制了水生生物的繁盛,一定程度上降低了湖泊生产力,此外较高的陆源碎屑的输入稀释了湖泊生产力,不利于有机质的富集;而3油组沉积时期,泥页岩有机碳含量相对较高,有机质类型以Ⅰ型和Ⅱ₁型为主,尽管水体盐度降低,分层作用减弱,但是缺氧的还原环境为有机质提供了保存条件,该环境下的湖泊高生产力是富有机质页岩形成的主控因素。     

富有机质页岩天然裂缝研究进展

天然裂缝是富有机质页岩油气储层的重要储集空间和主要渗流通道,影响页岩油气的富集、保存、单井产能及开发效果,天然裂缝发育规律研究对富有机质页岩油气勘探开发具有重要意义.本文在调研近年来海相和陆相富有机质页岩裂缝研究成果的基础上,综述了富有机质页岩天然裂缝的成因类型、发育特征、主控因素以及评价与预测方法等方面取得的最新进展,讨论了富有机质页岩天然裂缝今后重点研究方向.富有机质页岩天然裂缝分为构造裂缝、成岩裂缝和异常高压裂缝3大类6小类,其中层内张开裂缝、穿层剪切裂缝、顺层剪切裂缝和水平层理缝是其主要的裂缝类型.页岩构造裂缝的发育程度主要受脆性矿物含量、有机质含量、高脆性页岩层厚度、构造、地层倾角和流体压力等因素的控制,页岩水平层理缝的形成与发育程度主要受有机质含量、纹层类型、纹层数量、纹层厚度及后期构造抬升等因素的影响.由于陆相页岩与海相页岩的沉积环境不同导致的矿物组分、岩相变化及有机质热演化程度等方面的差异,使得陆相页岩与海相页岩裂缝的发育特征明显不同.与海相页岩裂缝相比,通常陆相页岩裂缝的分布型式更复杂,构造裂缝规模更小,穿层剪切裂缝和顺层剪切裂缝的发育程度低.页岩裂缝的评价与预测目前...     

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.     

陆相页岩油富集可采主控因素分析——以松辽盆地古龙凹陷青山口组为例

正2014年,我国页岩气勘探实现商业性突破,探明了千亿方级页岩气田-涪陵页岩气田,然而,相对页岩气而言,我国页岩油勘探开发研究较为滞后。在准噶尔盆地二叠系、鄂尔多斯盆地三叠系、松辽盆地白垩系及渤海湾盆地古进系S等陆相富有机质泥页岩层段均见到较好的油气显示,有多口井获得了工业油流,表明我国陆相页岩油具有较大的勘探潜力,但尚未获得商业性突破。主要原因是我国多发育陆相泥页岩,热演化程度低、页岩油可动性差,     

页岩油分类与评价

页岩油是以游离(含凝析态)、吸附及溶解(可溶解于天然气、干酪根和残余水等)态等多种方式赋存于有效生烃泥页岩地层层系中且具有勘探开发意义的非气态烃类。根据泥页岩地层中所含烃类相态、成因机理及勘探开发等特点,将页岩类油气划分为页岩气和页岩油等两类八种。结合页岩油特点,指出了我国页岩油形成条件和分布规律,即规模分布的有效生烃泥页岩、形成于深水-半深水相的富有机质泥页岩、较高的有机质丰度和适当的热演化程度以及较好的基质物性条件等是页岩油形成的主要条件。建立了中国陆相断陷湖盆页岩油发育模式,指出概率体积法可以作为页岩油资源评价的主要方法,提出了页岩油远景区、有利区及目标区优选的参数体系和标准。作为非常规油气能源的主要类型之一,页岩油将会对我国能源结构产生重要影响。     

马朗凹陷芦草沟组泥页岩储层含油性特征与评价

通过泥页岩常规岩芯与密闭取芯的地球化学分析、物性分析、压汞实验分析等,评价马朗凹陷二叠系芦草沟组泥页岩储层的含油性,结合试油情况,研究其富油机制以及有利储层分布特征。结果表明,芦草沟组泥页岩储层含油性受有机质丰度和孔隙度影响,有利层段总有机碳要大于4%,孔隙度大于3%。体积含油率比含油饱和度更能准确表征泥页岩的含油性,油层要求含油率大于1%。压汞分析显示,泥页岩的储层富油机制与常规砂岩不同,包括未运移烃类的就地滞留富集和经历短距离初次运移在与优质源岩临近的次源岩层系中富集两个过程。芦草沟组页岩油的富集受岩性组合类型的影响,以泥岩为主,夹（薄层）泥质灰岩、泥质白云岩或者以灰质泥岩、白云质泥岩为主,为该区最有利岩性组合,含油性最好,对应于深湖-半深湖的沉积环境。     

马朗凹陷芦草沟组泥页岩储层含油性特征与评价

通过泥页岩常规岩芯与密闭取芯的地球化学分析、物性分析、压汞实验分析等,评价马朗凹陷二叠系芦草沟组泥页岩储层的含油性,结合试油情况,研究其富油机制以及有利储层分布特征。结果表明,芦草沟组泥页岩储层含油性受有机质丰度和孔隙度影响,有利层段总有机碳要大于4%,孔隙度大于3%。体积含油率比含油饱和度更能准确表征泥页岩的含油性,油层要求含油率大于1%。压汞分析显示,泥页岩的储层富油机制与常规砂岩不同,包括未运移烃类的就地滞留富集和经历短距离初次运移在与优质源岩临近的次源岩层系中富集两个过程。芦草沟组页岩油的富集受岩性组合类型的影响,以泥岩为主,夹(薄层)泥质灰岩、泥质白云岩或者以灰质泥岩、白云质泥岩为主,为该区最有利岩性组合,含油性最好,对应于深湖—半深湖的沉积环境。     

鄂尔多斯盆地长武—富县地区长73亚段岩性组合特征及页岩油有利区评价

通过对长武—富县地区钻井和露头长7₃亚段开展岩性描述、薄片鉴定、X--射线衍射等分析,识别出5种主要泥页岩岩性类型,分别为黏土质页岩、含凝灰黏土质页岩、凝灰质黏土质页岩、含粉砂黏土质泥岩和粉砂质黏土质泥岩;同时识别出3种主要夹层岩性类型,分别为细砂岩、凝灰岩和沉凝灰岩。在统计分析基础之上,划分了4种主要岩性组合类型,即纯泥页岩型、泥页岩夹砂岩型、泥页岩夹凝灰岩型、泥页岩夹砂岩和凝灰岩型,并明确了不同类型岩性组合的分布特点。对黏土质页岩和含粉砂黏土质泥岩2种主要泥页岩类型开展生烃特征评价,认为2种泥页岩的有机质丰度和热成熟度均达到了页岩油形成的标准,含油性指标也显示其达到了页岩油资源富集级别。储层物性特征评价认为,相对于泥页岩,细砂岩和凝灰岩类夹层具有更优的物性条件,因此夹层发育对于提高泥页岩层段整体物性条件具有积极作用,且细砂岩夹层起到的积极作用更大。勘探有利区评价认为,研究区泥页岩一类有利区主要分布在张村驿—张家湾、上畛子林场、安置农场等地区,其中张村驿泥页岩夹砂岩型岩性组合发育区为最有利勘探目标,其次为上畛子林场、安置农场泥页岩夹凝灰岩型勘探目标,以及张家湾纯...     

柴达木盆地北缘侏罗系页岩气地质特征及控制因素

柴达木盆地侏罗系赋存着丰富的煤炭和油气资源,已有钻井和近年施工的页岩气参数井多次证实有页岩气存在。文中在柴达木盆地北缘侏罗系共识别出9个富有机质泥页岩段,对这些泥页岩的岩性、厚度、分布、有机质组成和热演化程度等特征进行研究,分析了柴北缘侏罗系页岩气地质特征。富有机质泥页岩层发育5种岩相类型,包括油页岩、黑色页岩、碳质泥岩、灰黑色泥岩和黑灰色粉砂岩,主要形成于冲积扇辫状河、辫状河三角洲泥炭沼泽、扇三角洲和湖泊沉积体系,而最有利的富有机质泥页岩成因环境是湖泊、辫状河三角洲泥炭沼泽。柴北缘侏罗系富有机质泥页岩层厚度大(平均累计厚度10～916 m);TOC含量为1.24％～8.6％,总体大于4％;有机质类型较好（H1-H4段和H6-H8段为Ⅱ2 Ⅲ型,H5和H9段为Ⅰ Ⅱ1型）,热演化程度整体处于未成熟成熟阶段。从古气候、盆地构造演化和沉积古环境3个方面探讨了柴北缘侏罗系页岩气层的控制作用。研究表明,富有机质泥页岩主体形成于古气候潮湿温暖的早、中侏罗世,早侏罗世末和晚侏罗世气候干热化阻断富有机质泥页岩的发育;侏罗纪5个阶段的断陷盆地演化控制着泥页岩层的形成发育,湖西山组沉积期为形成于潜西-冷湖-南八仙地区的快速断陷盆地,沉积了H1-H3富有机质泥页岩段,有机质丰度高,厚度大,结构稳定性较好;小煤沟组沉积期主要为局限发育在潜西和大煤沟地区的断陷速率快慢周期变化盆地,形成了局限分布的H4-H6泥页岩;大煤沟组沉积期为以鱼卡和大煤沟地区为沉积中心的缓慢断陷盆地,形成了与煤层共生的H7泥页岩,有机碳含量高,厚度大,分布稳定;石门沟组沉积期为向东不断迁移的缓慢快速断陷盆地,沉积了分布不稳定厚度中等的H8泥岩和厚度大,有机质丰度高,区域连续分布的H9泥页岩;采石岭组和红水沟组沉积期为干旱气候条件下的前陆挠曲盆地,没有富有机质泥页岩形成。因此,下侏罗统H1-H3泥页岩,中侏罗统H7、H9泥页岩是柴达木盆地北缘侏罗系页岩气勘探开发的重点层位。     

断陷湖盆页岩油形成的地质要素匹配:以辽河西部凹陷沙三段为例

为了研究我国断陷湖盆陆相页岩油发育的地质条件和富集机理,以辽河西部凹陷沙三段为例,归纳总结了断陷湖盆页岩油聚集的有效性。通过沉积构造分析,岩心观察,岩矿、地球化学、含油量、生烃模拟等实验测试方法研究了泥页岩的生烃潜力、赋存空间和富集条件。结果表明沙三段页岩有机质丰度较高,w(TOC)平均在2%左右;有机质类型以Ⅰ和Ⅱ1等偏腐泥型干酪根为主;有机质热演化程度偏低,Ro介于0.4%~0.9%之间,干酪根以生油为主;岩心和薄片扫描电镜均观察到各类孔隙和微裂缝的大量存在,反映断陷湖盆背景下发育的厚层泥页岩具有较好的页岩油聚集条件匹配关系,页岩油资源前景较好。脆性矿物含量较低的特征也为陆相页岩油的开采技术提出了挑战。     

四川盆地五峰—龙马溪组黑色页岩有机岩石学特征研究

目前五峰—龙马溪组黑色页岩中显微组分缺乏统一的分类方案,命名也较为混乱,给页岩气勘探与评价造成了困难。为此,采用全岩光片和有机地球化学(TOC、δ¹³C_org)分析等方法,对四川盆地五峰—龙马溪组黑色页岩中显微组分进行有效识别与特征总结,探讨其可能成因,并判断其有机质类型。研究结果表明:五峰—龙马溪组页岩中显微组分主要由海相镜质组、腐泥组、动物有机碎屑组和次生组组成。其中,海相镜质组由无结构镜质体组成,呈浑圆状或长条状,具有强的光反射能力,但分布并不广泛;腐泥组主要由无结构腐泥体组成,为藻类遭受热降解过程而形成的无结构且无固定形态的显微组分,在富有机质页岩中广泛分布;动物有机碎屑组主要包括笔石表皮体、几丁虫和放射虫有机碎屑体;次生组由次生沥青体组成,广泛分布在页岩基质孔隙中,呈无固定形状。五峰—龙马溪组页岩中主要发育腐泥组和次生组,其次为动物有机碎屑组和海相镜质组,其有机质类型以Ⅰ-Ⅱ₁型干酪根为主,且腐泥组和次生组含量越高,有机质类型越好,其生烃潜力越大。     

南方复杂地区页岩气差异富集机理及其关键技术

针对我国南方海相富有机质页岩时空非均质强、热演化程度高、构造演化历史复杂、页岩气具差异富集和保存条件多样等特点,采用多学科方法对南方五峰组-龙马溪组海相页岩气区进行精细解剖,形成了针对南方复杂地区海相高过成熟页岩气评价参数表征的多项关键技术.研究结果显示富泥硅质页岩和富泥/硅混合质页岩是五峰组-龙马溪组的优质岩相;页岩中孔和宏孔提供了主要的孔体积,微-纳米孔隙结构特征受页岩组分及其孔隙发育程度双重控制;页岩气富集演化具二高、三复杂特点（古温度高,热演化程度高,温压演化复杂,页岩气赋存方式复杂及保存条件复杂）.研究中所提出的页岩岩相表征和优选技术、多尺度储集空间全息表征技术、海相页岩复杂演化改造过程表征技术、初步形成的甜点评价参数体系表征方法可有效地应用于南方五峰组-龙马溪组海相页岩气评价.研究成果可为南方页岩气基础地质调查工程提供技术支撑.