煤系页岩气储层非均质性研究——以宁武盆地太原组和山西组为例

储层非均质性是影响煤系页岩气勘探开发的主要瓶颈之一。以宁武盆地太原组和山西组泥页岩为研究对象,通过钻孔资料、TOC、XRD、扫描电镜、压汞及低温液氮测试,划分泥页岩发育层段,分析煤系页岩TOC、矿物成分、孔隙度、孔容、比表面积参数宏观非均质性及孔隙结构非均质性,探讨宏观—微观非均质性影响因素。研究表明:太原组和山西组泥页岩平均厚度分别为32.77m和67.68m,可划分为5个层段和4种暗色泥页岩类型,黑色页岩具有TOC、孔隙度、水敏性中等,脆性高特点,是最利于开发的优质储层段;微孔主要受黏土矿物含量影响,呈现出正相关关系,在黏土矿物含量较低时,微孔与TOC呈现正相关;煤系泥页岩宏观非均质性主要受沉积和构造影响,微观非均质性受成岩演化影响。研究成果可为优选煤系页岩气优质储层段和压裂工艺提供可靠依据。     

南华北盆地中牟凹陷太原组-山西组页岩气成藏特征——以河南中牟区块ZDY2井为例

河南中牟区块ZDY2井海陆过渡相太原组和山西组页岩气层系地质特征分析表明:太原组和山西组富有机质页岩厚度均为77.5m,有机质类型主要为Ⅲ型,少量Ⅱ型;有机碳平均含量分别为2.18%和1.90%;有效孔隙度分别为1.53%和2.4%,现场解析平均含气量分别为1.32m~3/t和1.1m~3/t,其中太原组中部优质压裂层段平均含气量为1.56m~3/t;有机质成熟度Ro值在2.6%～3.4%之间;黏土矿物以伊利石和伊蒙混层为主。综合研究认为中牟区块太原组、山西组页岩气层系普遍含气,太原组中部页岩层段及山西组下部大占砂岩是有利勘探层位。通过ZDY2井太原组中部43.3m页岩层段压裂,获得日产天然气3 614m~3,南华北盆地海陆过渡相页岩气勘探取得重大进展。     

上扬子地区下寒武统牛蹄塘组页岩储层脆性评价:以贵州岑巩区块为例

页岩的脆性决定页岩储层的可压裂性,对页岩气的勘探开发影响重大。南方地区发育多套高脆性海相富有机质页岩,是我国页岩气勘探部署的重要战略地区。与已获得页岩气突破的龙马溪组页岩相比,下寒武统牛蹄塘组具有更大的沉积厚度与更广泛的分布面积,是我国页岩气勘探开发亟待突破的另一重点层系。为此,利用研究区牛蹄塘组岩心岩石力学实验、阵列声波测井、矿物组分和裂缝发育程度等资料,运用弹性参数法与脆性矿物含量法对牛蹄塘组页岩脆性特征与主控因素进行评价与分析。研究表明:牛蹄塘组页岩脆性与以石英为主的脆性矿物含量间并非呈单一正相关关系。页岩脆性与可压裂性受控于页岩的脆性矿物含量、TOC含量、热演化程度(成岩阶段)和天然裂缝发育程度。由于石英与TOC含量具有正相关性,当TOC含量小于6.5%时,牛蹄塘组页岩脆性与石英和TOC含量呈正相关关系;当TOC含量大于6.5%时,TOC对塑性贡献速率大于石英对脆性贡献速率,页岩脆性随石英与TOC含量的增加出现降低趋势。此外,岩心裂缝发育程度与页岩岩石力学脆性特征相关性较好,在过高TOC含量层段页岩脆性较低,岩心裂缝发育程度较差。对于中国南方海相页岩脆性评价,应结合不同地区、不同层位的实际地质条件进行多因素综合评价,以优选出最佳钻井与压裂层段。     

沁水盆地榆社-武乡区块煤系页岩气储层特征评价

通过对沁水盆地榆社-武乡区块石炭-二叠系山西组-太原组富有机质泥页岩展布特征、地球化学特征以及储层特征进行分析认为,研究区富有机质泥页岩十分发育,连续性较好。TOC含量集中分布于1.5%~2.5%,干酪根以III型为主,热演化程度为高成熟—过成熟阶段,为好-优质的烃源岩。泥页岩矿物成分以黏土矿物和石英为主,黏土矿物主要为高岭石和伊蒙混层。页岩孔隙类型以黏土矿物粒间孔和有机质孔最为发育。泥页岩具有良好的吸附性能,页岩比表面积和孔隙体积有很好的正相关关系,表明研究区页岩具有较好的储集性能。优选的山西组-太原组页岩气有利区分布于研究区的北部及中部偏南一带,有利区内泥页岩累计厚度均在50m以上,TOC含量大于2%,构造较为简单,埋深适中,有利于页岩气的勘探与开发。     

海相页岩综合层序地层划分及垂向分布特征 ——以川东南地区五峰组—龙马溪组为例

为探讨海相页岩中层序边界的识别、层序划分以及垂向上的演变特征,并给页岩中标准化层序地层的研究以及页岩气的勘探开发提供参考,以川东南地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组黑色富有机质海相页岩为例,综合利用野外剖面、岩芯、岩石薄片、古生物化石、测井、地球化学资料,结合层序地层学理论对海相页岩进行层序界面的识别和层序的划分。研究建立了以岩性界面直观反映物理特征,以测井反映地层叠加样式,以古生物笔石限定时间概念,以地球化学参数TH/U反映氧化还原环境和TOC反映有机质旋回性的海相页岩多参数层序边界识别方法;进而分析了垂向的层序发育特征以及连井层序特征,明确了五峰组—龙马溪组龙一段先后经历了三次较大规模的海侵—海退旋回,划分出3个三级层序和7个体系域;探讨了海退—海侵事件以及冰期气候对相对海平面升降的控制作用,建立了在冰期气候、古陆抬升、上升洋流以及浊流等影响因素下以体系域为单元海侵—海退的海相页岩垂向层序演化模式;体系域SQ1-TST、SQ2-TST以及SQ2-EHST为有机质富集的重点层位,SQ3-TST为次一级的有机质富集层位。     

海相和湖相页岩气富集机理分析与思考:以四川盆地龙马溪组和自流井组大安寨段为例

本文关注四川盆地龙马溪组和自流井组大安寨段两个页岩气代表层段,以涪陵页岩气田龙马溪组和元坝、涪陵自流井组大安寨段比较系统的实验分析资料为基础,从页岩储层的岩性、物性、电性及含气性、有机地球化学特性、脆性等"六性"对比的角度,对海相和湖相页岩气形成基本条件、富集机理和潜力层段进行分析和讨论,认为有机孔隙的发育程度是造成其含气性差异的主要原因,受TOC含量、热演化程度和有机质类型的影响,海相页岩有机质孔隙更加发育。两套页岩层系都具有较好的勘探前景,发育条带状或纹层状灰岩的浅湖-半深湖相富有机质泥页岩是湖相页岩气勘探的有利相带;龙马溪组底部深水陆棚含骨针放射虫笔石页岩岩相是龙马溪组勘探最有利的页岩岩相,另外富含有机质的浅水陆棚相带泥页岩发育的区域、保存条件受到一定程度破坏但吸附气含量仍较高的区域同样具有一定勘探潜力。     

黔中隆起及周缘下寒武统牛蹄塘组页岩气勘探前景

文章基于黔中隆起及周缘地区下寒武统牛蹄塘组黑色页岩的野外露头,并与周边钻井资料类比,通过野外地质观测、样品显微薄片等多项实验测试,以地层沉积、岩石学、有机地球化学和泥页岩含气性等为重点,对其下寒武统牛蹄塘组页岩气形成的成藏条件与勘探前景进行了分析。结果表明黔中隆起及其周缘地区下寒武统牛蹄塘组主要发育以盆地相—深水陆棚沉积环境控制的富有机质泥页岩,富有机质泥页岩厚度大(80~160 m),有机质丰度高(平均TOC含量3.63%),有机质类型好(Ⅰ-Ⅱ1型),热演化程度高成熟―过成熟(Ro1.55%),石英等脆性矿物含量丰富(平均46%),泥页岩中发育微米至纳米级微孔隙和微裂缝,且有较好的保存条件,有利于页岩气的形成与富集,具有较好的勘探前景。     

河西走廊中东部地区上古生界太原组页岩气资源潜力评价

甘肃河西走廊地区上古生界太原组发育了一套海陆交互相煤系泥页岩,选取有机质丰度及种类、成熟度、有效页岩单层厚度、埋深、储层物性、页岩含气性6项指标对页岩气成藏前景进行评价。研究发现:研究区有效页岩单层厚度平均大于50m,最厚可达120m;TOC平均为3.76%;有机质类型以Ⅱ型为主,含少量Ⅲ型;镜质体反射率(Ro)平均为2.77%,属于过成熟阶段,有利于有机质热解生气,具备页岩气成藏的基本地质条件。页岩中粘土矿物含量平均为24.6%,脆性矿物含量平均为69.5%;孔隙度平均为2.88%,渗透率平均为0.094×10-3μm2。泥页岩吸附含气量平均为1.33m3/t。综合分析认为河西走廊中东部地区上古生界太原组页岩具有较好的页岩气勘探潜力。     

河南牟页1井山西组—太原组页岩含气性控制因素

目前页岩含气性控制因素是页岩气勘探研究的一个关键问题。基于中牟区块及周边研究资料,在太原组—山西组海陆过渡相的泥炭沼泽亚相和潟湖亚相沉积岩是页岩气发育最有利相带,对岩芯进行含气量测试研究。结果表明:1)山西组泥页岩平均含气量为1.82m~3/t,累计厚度20～25m;太原组泥页岩平均含气量为2.64m~3/t,累计厚度26～30m。2)太原组泥岩的有机碳含量要高于山西组;随着埋藏深度的加大,有机碳含量具有逐渐增加的趋势,且非均质性较强。3)地层垂向岩性变化、厚度、有机质含量、有机质生烃能力影响页岩含气性。4)现场解吸气量、有机质丰度、厚度、埋深、裂缝、孔隙结构是牟页1井山西组—太原组页岩含气性控制因素。     

河南中牟区块太原组-山西组页岩气富集控制因素

河南中牟区块牟页1井是南华北地区第一口海陆过渡相页岩气探井,对太原组、山西组压裂试气,取得了日产1256m³天然气的重大发现.基于对牟页1井及地震等资料综合研究,认为太原组和山西组页岩气富集与产能控制因素取决于原始沉积条件和后期保存条件;泥炭沼泽亚相和潟湖亚相为页岩气发育最有利相带,页岩厚度大、有机质含量高是页岩气勘探选区的重要评价指标;区块内通天断层较多,盖层为泥岩而非封闭更好的膏盐岩,显示总体保存条件一般;在页岩气层系地化指标、厚度、埋深、沉积相及盖层条件相似的情况下,寻找构造相对稳定的区域是下一步勘探选区的关键.     

黔西北大方地区龙潭组海陆过渡相烃源岩特征及评价

黔西北大方地区龙潭组以泥页岩、煤层与砂岩交替互层发育为特点,具有典型的海陆过渡相特征。文章在剖面实测和样品采集的基础上,结合全岩和黏土矿物XRD分析、总有机碳(TOC)含量测定、岩石热解、干酪根显微组分及镜质体反射率(R_O)等分析,对研究区龙潭组烃源岩发育特征进行了研究和评价。结果表明: ① 龙潭组矿物以黏土矿物为主,具有较强的吸附能力,但黏土矿物含量与石英含量呈明显的负相关关系(R>0.8),尤其是泥页岩中70%以上的黏土含量以及较低的脆性指数增加了压裂开发的难度。 ② 龙潭组有机质丰度受岩性变化控制明显。煤层具有最高的TOC含量(平均值42.9%)和生烃潜量(平均值为2.68 mg/g),显示强大的煤层气生烃潜力;泥页岩生烃潜量均小于2 mg/g,但约有80%样品的TOC含量超过2%,页岩气资源潜力不及煤层气;粉砂岩生烃潜力最差,生烃潜量平均值为0.13 mg/g,TOC含量为1.4%~5.6%,显示一定的致密气潜力。 ③ 龙潭组有机显微组以壳质组和镜质组占主导,干酪根以Ⅲ型为主,Ⅱ₂型为辅,热演化程度高,处于高-过成熟的生干气阶段。 ④ 煤层更为发育的龙潭组中段是大方地区煤层气、页岩气和致密砂岩气联合勘探的有利层段。     

鄂尔多斯盆地延长探区山西组泥页岩储层特征

<正>页岩气是当今世界广泛关注的一种新能源,是赋存于富有机质泥页岩及夹层中以吸附态或游离态为主要存在方式的非常规天然气[1-2]。以美国为代表的西方发达国家在页岩气理论研究、勘探和开发等领域获得了巨大成功,并在国际上掀起了页岩气勘探热潮。鄂尔多斯盆地发育两套页岩气目的层系:一套是中生界延长组长7和长9段湖泊泥页岩层系,该套暗色泥页岩已压裂成功并获得工业气流[3];另一套是上古生界山西组海陆过渡相泥页岩层系,其中山2段为     

鲁西地区上古生界页岩气成藏条件研究

以鲁西地区上古生界海陆过渡相暗色泥页岩为研究对象,通过获取分析暗色泥页岩有机地球化学及岩石物性等资料,认为鲁西地区上古生界暗色泥页岩具备形成页岩气的物质基础,且成藏条件优越。暗色泥页岩厚度大,有机质丰度高,有机质类型以Ⅲ型为主,热演化程度适中,储层微孔隙-纳米孔发育,泥页岩中脆性矿物丰富,有利于页岩气的形成、富集和后期改造。在鲁西地区上古生界山西组、太原组有机质泥页岩发育的凹陷盆地中部,盖层保存完整,后期改造活动弱,有利于页岩气成藏,为鲁西地区上古生界的页岩气勘探潜力区。     

鄂尔多斯盆地东部上古生界煤系页岩气藏特征及勘探方向

煤系页岩气是未来非常规天然气的勘探方向。以鄂尔多斯盆地东部为例,对区内上古生界煤系太原组和山西组页岩气成藏的构造条件、储层特征和资源潜力进行了分析。研究认为,区内构造简单,泥页岩储层埋藏浅,厚度大,泥页岩有机质演化程度较高,有机碳含量较高,页岩气含量较高,页岩气成藏条件较优越,页岩气勘探开发的有利区位于府谷-神木-临县一带。鄂尔多斯盆地东部上古生界煤层发育,煤层气含量较高,局部层段存在砂岩气,页岩气可与煤层气、煤系砂岩气等综合勘查、共同开发。      

古隆起边缘页岩气富集规律与选区——以雪峰西南缘下寒武统牛蹄塘组为例

为进一步明确古隆起边缘页岩气富集主控因素,有效指导相似地质条件地区的页岩气选区评价,以雪峰西南缘下寒武统牛蹄塘组为例,结合最新勘探资料和前期认识,通过沉积相、演化历史和保存条件等综合研究,探讨了该区页岩气富集规律。结果表明：（1）牛蹄塘组下段页岩沉积于深水陆棚相,在热液活动参与下,发育高丰度、I型、富热成因硅的优质页岩,脆性矿物含量高,具有页岩气富集的基础;（2）热演化程度虽处于过成熟阶段,但有机质尚未碳化,生烃演化与储层演化相匹配,具备页岩气富集的前提;（3）燕山期以来的构造改造作用是否破坏了早期的保存条件,是页岩气富集的关键。基于上述富集规律认识,建立了雪峰西南缘页岩气选区评价标准,并指出在岑巩—施秉—黄平—麻江—都匀—独山一带,下寒武统牛蹄塘组优质页岩厚度大（50~140m）、有机碳含量高（TOC≥2.0%）、热演化适度（R_O平均2.63%）、埋深适中（1500~4000m）、构造相对稳定,是雪峰古隆起边缘页岩气勘探有利区带。     

福建二叠系中统文笔山组页岩气储层条件分析

为丰富福建省页岩气资源调查评价的基础研究工作,以有机地球化学、岩石矿物成分和储层物性分析等实验为重点,结合野外地质调查、露头及钻井等资料,分析研究了福建省二叠系中统文笔山组页岩气储层地质条件。结果表明:福建二叠系中统文笔山组泥页岩干酪根为Ⅲ型;有机碳质量分数普遍在1%~2%,有机质丰度中等;R_ran值介于3.76%~4.91%,泥页岩处于过成熟演化阶段;岩石脆性矿物普遍较低;泥页岩孔隙度中等,渗透率极低,微孔和中孔提供了气体吸附的主要场所。与国内外典型含气泥页岩相比,福建文笔山组具有形成页岩气的物质基础和埋藏条件,初步认为福建省中部龙岩一带可以作为下一步工作的重点区域。后期需要加强有机质成熟度和微观孔隙结构对储气性能的研究,了解研究区内泥页岩的吸附能力、孔隙形态及发育特征,为福建地区页岩气勘探开发提供指导作用。      

山东省主要页岩气储层特征与资源潜力

山东省富有机质泥页岩发育层系多、类型多、分布范围广,为探寻页岩气有利储集层系和分布范围,以富有机质泥页岩为研究对象,通过分析富有机质泥页岩岩性特征,有机碳含量、生烃潜量、氯仿沥青"A"、干酪根类型、镜质组反射率等有机地化特征,孔隙度、渗透率、矿物成分、岩石密度等岩石物性特征,含气性特征等,对山东省页岩气赋存层位、生成的物质基础、热演化程度、储层特征等形成了系统认识。认为:古生界石炭系—二叠系山西组—太原组、新生界古近系孔店组和沙河街组富有机质泥页岩发育厚度大、分布面积广、有机质丰度高,热演化程度适中、岩石脆性矿物含量高,为页岩气有利储层;利用页岩气储层分布面积、泥页岩厚度、有机碳含量、镜质组反射率、含气性等相关评价参数,计算了山东全省页岩气资源潜力为14177.97×10⁸m³,优选了9个页岩气有利区,其中鲁西南有利区、阳谷-茌平有利区、黄河北有利区、贾镇潜凹陷有利区属海陆交互相泥页岩储层,泥页岩层系分布于石炭系—二叠系山西组—太原组;潍北凹陷有利区、东营凹陷有利区、沾化凹陷有利区、车镇-沾化凹陷有利区、临邑有利区属湖相泥页岩储层,泥页岩层系...     

中牟区块太原组-山西组页岩气勘探井位优选

页岩气井位优选在于选准最佳的勘探层段、缩小目标范围,部署最有利页岩气区域,减少钻探风险,减低勘查成本,加速成果突破的目的。本文在中牟区块现有油气地质资料、钻井样品测试地化成果、三维地震勘探成果的基础上,综合研究后确定太原组-山西组泥页岩在2806m—2979m段为页岩气勘探井位最有利层位;依据沉积、构造、TOC、有机质成熟度、含气量、脆性、裂缝、可压性等成果数据要素,通过软件优选多要素叠加成图,圈定各项特征相对好的区域作为页岩气勘探目标区,圈定区块内四个页岩气勘探范围。已在优选范围部署一口探井现已排采试气,得了较好的页岩气显示。     

盐源地区古生界页岩气地质条件分析

为了进一步探索我国西南地区的页岩气资源潜力,中国地质调查局成都中心对盐源地区开展公益性页岩气基础地质调查。在系统的地质调查和沉积学、石油地质学研究的基础上,对盐源地区进行页岩气地质条件分析。发现盐源地区早古生代发育志留系龙马溪组和泥盆系坡脚组两套富有机质页岩层系。志留系龙马溪组以碳质硅质泥页岩和碳质粉砂质泥页岩为主,以富有机质、硅质含量高、笔石发育为主要特征,发育于深水陆棚环境中。泥盆系坡脚组以含钙质碳质泥岩和钙质碳质粉砂质泥岩为主,以富有机质、黏土含量高、竹节石发育为主要特征,主要发育于潟湖环境中。两套富有机质页岩层系均具有有机质含量高,沉积厚度大,热演化程度高,脆性指数较高,低孔低渗的特征。盐源地区发育大量宽缓向斜,具备较好的页岩气保存条件。在志留系稗子田组和泥盆系坡脚组的勘探获得了油气显示,表明盐源地区页岩气具备良好的勘探潜力,研究成果为区域油气勘探评价提供借鉴与参考。     

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。