黔西南地区下石炭统旧司组页岩气成藏条件研究

下石炭统旧司组是贵州页岩气资源调查过程中发现的重要页岩层系。根据区域地质调查、钻井和岩心样品等资料综合研究认为,黔西南地区旧司组发育一套区域分布稳定、单层厚度较大的黑色页岩,其有机质丰度较高、成熟度适中、储渗条件中等、脆性矿物丰富、含气量较高,具备良好的页岩气成藏条件,初步优选出威宁-水城-晴隆区域为旧司组页岩气富集成藏的有利地区。水城地区两口探井良好的页岩气显示,揭示该地区旧司组页岩气具备较大的勘探潜力。     

川东南地区龙马溪组页岩孔隙结构全孔径表征及其对含气性的控制

页岩气主要赋存于页岩孔隙中,研究页岩孔隙结构特征是深入认识页岩气富集机理的关键。通过CO2吸附、N2吸附、CH4等温吸附和高压压汞实验,对川东南地区龙马溪组页岩的孔隙结构进行了全孔径表征,并阐明了孔隙结构对页岩含气性的控制作用。页岩的微孔(＜2.0 nm)、中孔(2.0~50.0 nm)和宏孔(＞50.0 nm)都十分发育,且分布特征变化较大。在孔体积方面,中孔提供的孔体积最多,约40.8%,其次是微孔,约34.7%,宏孔的孔体积最少,只提供24.5%。在孔隙比表面积方面,微孔占有绝对优势,约提供76.87%,其次是中孔,约23.05%,宏孔只有0.07%。中孔和微孔提供了页岩中主要的孔体积,控制了游离气的含量。微孔的比表面积与CH4最大吸附量具有很好的正相关关系,且提供了页岩中主要的比表面积,控制了吸附气的含量。宏孔提供的孔体积和比表面积在页岩中不占优势,对吸附气和游离气含量的影响较弱,但可作为页岩气渗流的主要运移通道。因此,明确页岩的微孔、中孔和宏孔的分布特征,尤其是微孔对页岩中吸附气和游离气富集的贡献,对页岩气勘探与开发具有重要指导意义。     

贵州龙马溪组页岩气储层特征及其分布规律

为了评价贵州省志留系下统龙马溪组页岩气资源开发潜力,开展了野外地质调查及页岩气井勘探工作,研究了龙马溪组页岩气储层特征及其分布规律。研究表明:贵州龙马溪组地层主要分布于遵义-余庆一线以北,页岩干酪根类型以I型和II₁型为主,有机碳质量分数普遍小于2%,R_o值为1.5%~3.39%,且下部有机质成熟度明显高于上部;页岩矿物组成以碎屑矿物及黏土矿物为主,表现出较强脆性;页岩孔隙相对发育,以孔隙型、孔隙-裂缝型储集空间为主,主缝、微缝、粘土矿物层间孔缝形成理想的解吸-渗流通道;页岩抗压、抗张强度差异较大,但水介质对页岩强度的影响不大;页岩含气量范围0.63~2.81 m3/t,表现出随深度增加而增大的趋势;扬子地台所历经的多期次构造活动对区域页岩气保存产生了重要影响,正安-务川-沿河以北是贵州龙马溪组页岩气保存的有利区。      

雪峰隆起西缘湘张地1井牛蹄塘组页岩含气性特征及控制因素

雪峰隆起周缘是四川盆地外围页岩气勘探的重要区域,下寒武统牛蹄塘组为该区主要的页岩气层位,为深入研究页岩含气性特征,以隆起西缘湘张地1井钻井资料为基础,借助现场含气测试数据,对页岩纵向含气性进行精细描述,并以此探讨牛蹄塘组页岩气分布规律与控制因素.湘张地1井牛蹄塘组页岩气整体呈上低下高、局部富集的分布规律,受有机质含量、矿物组分、孔隙与裂缝、物性、滑脱构造等因素共同控制.下部页岩有机质和脆性矿物含量高、裂缝与孔隙较发育,气体吸附的比表面积主要由有机质孔隙提供,脆性矿物有利于孔缝的形成与保存,裂缝与孔隙的发育有效改善了储层物性,为游离气提供大量储集空间,配合存在的滑脱构造带,使下部总含气量较高,且以游离气为主,占比58%~82%,尤其底部滑脱带内吸附气含量极低,孔缝发育程度对总含气量的影响大于有机质含量,同时,孔缝分布的不均也导致气体在局部较为富集;上部页岩孔缝欠发育,有机质与脆性矿物含量均低于下部,整体含气性较差,吸附气占比略大,主要受有机质含量控制,可作为下部含气段直接有效的盖层.此外,下部页岩岩石力学脆性强、成岩作用晚、热演化程度高、抗压强度与主应力差低,具备较强的可压裂性,有利于后期改造.      

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。     

黔西南地区龙潭组页岩气储层特征

随着南方海相页岩气开发的突破,黔西南地区煤系泥页岩研究工作迫在眉睫。通过系统实验测试分析,以黔西南地区二叠系龙潭组页岩为主要研究目标,对该区页岩气成藏条件进行分析研究。结果表明,黔西南地区龙潭组含煤地层自北西向南东逐渐由陆相、海陆交互相演变为海相沉积,其内发育多段富含有机质泥页岩。有机质丰度相对较高,为0.60%～22.30%,平均4.37%;储层矿物成分以黏土矿物为主,为9.83%～95.23%,平均48.56%;等温吸附测试结果显示,龙潭组泥页岩最大吸附量为6.13m~3/t,含气潜力好。综上所示,基于黔西南地区泥页岩储层特征并结合构造保存条件分析,认为关岭岗乌—花江、普安地瓜—青山、兴仁巴铃—安龙龙山为页岩气成藏的有利区。本研究成果同时也可为中国南方地区龙潭组页岩气勘探提供借鉴。     

黔西地区下石炭统旧司组页岩气聚集条件及含气性分析

为研究旧司组页岩气聚集条件和含气性特征,以黔西地区下石炭统旧司组页岩为研究对象,采用薄片鉴定、X-射线衍射分析、覆压孔渗、扫描电镜、低温氮吸附、有机地球化学、含气量现场解析、等温吸附等测试方法开展研究。结果表明:黔西地区旧司组富有机质页岩广泛发育,厚度主体上介于30~100 m之间,有机碳含量高,有机质类型主要为Ⅱ型,处于过成熟生干气阶段;矿物成分主要为石英和黏土矿物,脆性指数均大于50%,为超低孔、超低渗,孔隙类型多样,孔径介于2~4 nm之间,以中孔为主,比表面积和总孔体积较大,具备良好的页岩气聚集条件;页岩微观孔隙的分形维数(D₁、D₂)较大,平均值分别为2.804 1、2.753 8,页岩孔隙结构较为复杂、非均质性较强;现场解析总含气量主体介于1.5~3.0 m³/t之间,等温吸附气量介于1.58~4.52 m³/t之间,含气性能较好,旧司组显示出具有良好的页岩气勘探潜力。     

川南筇竹寺组页岩储集空间类型及发育影响因素

川南地区下寒武统筇竹寺组是我国南方下古生界海相页岩气重要目的层系,由于时代较老、演化程度较高、埋深较大,勘探程度及成效均不及龙马溪组,对其储层特征的研究远不够深入,随着近期在井研-犍为地区取得重大突破,展示了筇竹寺组良好的勘探前景。为探明筇竹寺组页岩主要储集空间类型及对页岩气储集的不同贡献,以钻井资料为基础,依据多种分析测试方法,对川南地区筇竹寺组海相页岩孔隙类型与分布、孔隙定量表征进行研究,并探讨了页岩中微观储集空间的成因及发育影响因素。结果表明,川南下寒武统筇竹寺组页岩微观储集空间分为有机孔、无机孔和微裂缝3大类,主体以粘土矿物层间无机孔为主,富有机质页岩段有机孔发育比例明显增高,孔隙类型与分布特征的差异主要受TOC、Ro和成岩作用的控制。     

鄂尔多斯盆地东部山西组页岩气成藏特征及勘探对策

我国海陆过渡相页岩气资源量约占全国资源总量的三分之一,勘探开发前景广阔。鄂尔多斯盆地过渡相页岩分布范围广、厚度大,受到广泛关注,勘探开发一直未能获得突破。为查明过渡相页岩地质特征与海相页岩储层特征及成藏规律的差异,本文以鄂尔多斯盆地东部山西组页岩为例,通过总有机碳、镜质组反射率、矿物组成、微观孔隙和含气量分析开展页岩气生成、储集和成藏过程的对比研究,分析认为山西组页岩成藏过程有其特殊性,其干酪根来源于Ⅲ型高等植物,液态烃产量很少,缺乏气泡成孔过程,有机质纳米孔数量少,砂泥煤互层的沉积特征排烃效率高,影响页岩含气性。山西组页岩气形成后,大部分页岩气已运移到附近砂岩中形成致密气,致密砂岩、煤层和页岩呈三明治式成藏。预测研究区内东南部为有利区域。在勘探山西组页岩气时考虑煤系“含气带”,通过立体勘探寻找有利的富气层段。     

黔西北骑龙村剖面五峰-龙马溪组黑色页岩孔隙结构特征

页岩的孔隙类型、结构对于页岩气资源评价与开采具有重要意义,为了进一步认识页岩孔隙结构特征及其演化规律,利用场发射扫描电镜、氮气吸附实验对黔西北骑龙村剖面五峰—龙马溪组黑色页岩微观孔隙类型、结构进行了研究,结果表明,研究区五峰—龙马溪组页岩气储层的储集空间类型多样,主要包含粒内孔、粒间孔、有机质孔和微裂缝。页岩孔隙以介孔为主,介孔是页岩气的主要储集空间;孔隙结构以墨水瓶状孔和平行板状孔为主。探讨了影响页岩孔隙发育的主要因素,有机碳含量、热演化程度和矿物成分含量均对页岩孔隙的发育有影响,而且并非单相性的,是相互制约的。研究剖面石英含量与微孔、中孔的发育程度呈良好的正相关关系,而与宏孔发育程度的相关性不明显;黏土矿物含量与微孔、中孔的发育程度的相关性不明显,而与宏孔的发育程度呈负相关关系;有机质孔隙正处在其发育高峰期,对于页岩孔隙具有重要贡献,且随成熟度增加而增加。     

黔南代页1井下石炭统打屋坝组页岩气地质条件及勘探前景

近年来发现黔南地区下石炭统打屋坝组发育厚度较大的黑色页岩层,该地层已经成为黔南地区重要的页岩气目标地层。为进一步了解该地层的页岩气参数,评价其页岩气勘探潜力,对代页1井打屋坝组黑色页岩进行观察和取样分析,显示该井打屋坝组黑色页岩钻厚为80 m,总体为一套深水陆棚相沉积; 干酪根显微组分以腐泥组、壳质组和镜质组为主,Ⅰ型-Ⅲ型干酪根均有发育,有机碳(TOC)含量主要分布在1.5%3.3%之间,镜质体反射率(R_o)为2.15%2.66%; 矿物组成以石英、黏土矿物为主,脆性矿物(不含方解石)含量在35%64%之间; 含气量在0.494.97 m³/t之间,平均为2.20 m³/t。通过露头剖面观察,显示黔南下石炭统打屋坝组黑色页岩厚度均较大,代页1井含气量较高,有机地化、储集物性参数较好,反映打屋坝组具有良好的勘探前景,可进一步加强该地层的基础地质、页岩储层改造和页岩气富集规律研究工作。     

荆门探区五峰组–龙马溪组页岩储层特征及甜点层段评价

为进一步明确荆门探区五峰组—龙马溪组页岩气资源潜力,优选甜点层段,以X井五峰组–龙马溪组一段页岩为主要研究对象,利用干酪根薄片、X衍射、核磁共振、微纳米CT扫描及地化分析等多种测试手段,结合测井解释成果,从岩石学、有机地球化学、矿物组成、孔隙类型及结构、物性及含气性等方面,系统评价五峰组—龙一段各小层储层特征,以优选甜点层段。结果表明:五峰组—龙一段以硅质页岩为主,主要形成于深水陆棚相还原环境,优质页岩段页岩气品质较高,有机地化特征优越;多手段测试孔隙率与渗透率均具有正相关特征,饱和水页岩核磁共振T2谱可分为2类5型,不同类型T2谱所反映的页岩孔径分布特征具有差异性,孤立孔主要存在于小于2 nm的微孔中,占比非常小;基于储层特征评价,优选出龙一$_1^1$—龙一$_1^2$小层为一类储层,五峰组上段和龙一$_1^3$小层为二类储层,龙一$_1^4$小层为三类储层,富碳高硅页岩段的五峰组上段—龙一$_1^3$小层(厚度约17.7 m)为页岩气甜点层段,研究成果可为荆门探区页岩气勘探开发确定水平井的靶体层段提供参考依据。      

黔东北地区下寒武统牛蹄塘组页岩气特征及主控因素分析*

黔东北地区页岩气资源丰富,其下寒武统牛蹄塘组具有巨大的勘探潜力。在对几口探井分析的基础上,结合露头资料及地球化学特征,认为研究区牛蹄塘组页岩具有厚度大、分布广、有机碳含量高、热演化程度相对较高、储集条件较好等特征。但由于大部分针对牛蹄塘组页岩气的钻井遇到的都是含气量低、甲烷含量低、氮气含量高的页岩,因此对黔东北地区页岩气富集的主控因素进行了系统分析,认为该地区牛蹄塘组页岩气具有沉积控带、断裂控藏的明显特征。     

柴达木盆地东部石炭系海陆过渡相煤系页岩气地球化学特征及成因

为了弄清柴达木盆地东部石炭系海陆过渡相页岩气特征和成因,选取柴页2井石炭系克鲁克组泥页岩和页岩气样品展开地球化学研究。通过对泥页岩样品热解和镜检实验,页岩气现场解析、室内气体组分测试和碳同位素分析,取得以下认识：柴达木盆地上石炭统海陆过渡相煤系地层发育暗色泥页岩、碳质泥页岩、煤和泥灰岩4类富有机质沉积,TOC含量平均值分别为3.46%、12.34%、77.62%和1.89%,以Ⅲ型和Ⅱ2型干酪根为主,处于高成熟演化阶段,具备生成大量页岩气的物质基础。柴页2井现场解析气中氮气含量较高,含极少量Ar和He,烃类气体以甲烷为主,总体为干气;甲烷稳定碳同位素组成主要分布在-48.6‰～-39.8‰,介于海相和陆相页岩气之间,随深度增大,呈现碳同位素偏重的现象;页岩气以热成因气为主,其次是生物成因气。     

黔北地区牛蹄塘组页岩气成藏条件及有利区评价

为评估黔北地区下寒武统牛蹄塘组页岩气资源潜力,根据井下岩心和露头岩样的地球化学实验分析结果,对黔北地区牛蹄塘组页岩气成藏条件进行了研究,并评价了该区页岩气成藏的有利区。研究表明:黔北地区牛蹄塘组页岩主要形成于深水陆棚相沉积,页岩埋深适中(<3 000 m),富有机质页岩厚度较大(30~110 m),有机碳含量高(平均TOC>3.0%),有机质类型主要为Ⅰ型,热演化程度高(R_o>2.0%,为过成熟),页岩储层物性为低孔渗,发育大量的微米-纳米级孔裂隙,富含石英等脆性矿物(平均含量>40%),页岩含气量较高(平均1.5 m3/t),具备良好的页岩气成藏条件。在上述基础上,提出东南部的石阡-余庆-施秉一带为黔北地区牛蹄塘组页岩气成藏有利区。      

贵州石炭系黑色页岩层系沉积特征及分布规律研究

随着我国页岩气勘探的推进,在局部地区已经取得突破并建成一定规模的产能,但天然气资源保障形势依然严峻,亟需加强拓展页岩气新层系沉积环境和富集规律,以进一步扩大页岩气的勘探范围和规模。贵州石炭系黑色页岩作为新发现的页岩气目标层,具有较好的页岩气勘探前景。由于受水城—紫云裂陷槽的控制,贵州石炭系沉积相变复杂,开展该页岩地层的沉积相和沉积模式研究,总结页岩沉积富集特征,有利于推进其页岩气勘探进程。本文通过研究揭示贵州石炭系页岩地层可划分为裂陷槽两侧边缘斜坡相,槽内过渡浅海—半深海相,裂陷槽内槽盆相,水城地区隆起浅海相,威宁地区潮坪—潟湖相沉积,总结具有裂谷边缘—槽盆滞留沉积模式。浅海相、浅海—半深海相、槽盆相、湖盆相是黑色页岩沉积富集的有利区,而具体地层厚度、黑色页岩发育、总有机碳含量（TOC）、干酪根类型受沉积环境和物源区的影响控制明显。     

湘中与湘东南岩关阶组和龙潭组页岩气潜力

为了揭示湘中与湘东南坳陷海陆过渡相页岩含气潜力及勘探方向,对该区下石炭统岩关阶组和上二叠统龙潭组泥页岩进行总有机碳含量TOC、镜质体反射率R_ran、干酪根碳同位素、有机质显微组成、X衍射、扫描电镜、孔渗特征和等温吸附等测试。结果表明岩关阶组和龙潭组处于成熟-高成熟期、类型以Ⅲ型为主;龙潭组泥页岩TOC含量普遍较高、而岩关阶组泥页岩TOC含量较低。龙潭组和岩关阶关组泥页岩矿物主要为黏土矿物和石英,部分含有较高的方解石。这两套页岩的孔隙发育较差,主要孔隙类型为有机孔、溶蚀孔和层间裂缝。孔隙度为0.41%~2.76%、渗透率为（0.08~0.98）×10-3 μm2。孔隙度主要受TOC控制,不稳定矿物如长石和碳酸盐岩虽然能提供一定孔隙,但对页岩物性的影响有限。泥页岩的甲烷吸附量普遍在1.67~2.5 cm3/g,2015H-D3井龙潭组泥页岩现场解吸气量普遍大于0.5 cm3/g,最高为2.35 cm3/g,表明湘中和湘东南地区龙潭组具有一定的页岩气潜力,但岩关阶组勘探前景相对较差。      

桂中坳陷上古生界页岩气资源潜力分析

桂中坳陷经历了原特提斯早期裂陷成盆、晚期褶皱造山,古特提斯阶段再度裂陷成盆与新特提斯阶段造山改造3个盆地世代的构造演化过程。自早泥盆世开始的大规模海侵作用,使得本区堆积了从台沟相到斜坡相沉积的深色泥页岩、到滨海沼泽相的含煤建造,主要分布下泥盆统塘丁组、中泥盆统罗富组和下石炭统岩关组3套黑色泥页岩。研究表明,本区上古生界海相页岩有机质丰度高、类型好、处于高-过成熟演化阶段,具有页岩气形成与富集的有利地质条件,是南方页岩气探采值得关注的重点区域。目前已在该坳陷上古生界页岩中发现了较多气显示,具有与美国东部典型页岩气盆地(阿巴拉契亚、福特沃斯、密执安等盆地)相似的地质条件;经采用类比法预测初步估算,全坳陷上古生界页岩气资源量约为12.34×1012m3,表明该区具有巨大的页岩气资源潜力。     

黔铜地1井钻井技术及页岩气含气性分析

黔铜地1井是部署在黔东北铜仁地区铜仁向斜的一口页岩气地质调查井。本文简要阐述了该井的钻探、测井、气测录井施工技术,并通过钻探取心、地质编录、气测录井、测井、现场解析等工作手段,验证了铜仁地区区域岩石地层单位,获取了黔东北铜仁地区牛蹄塘组黑色页岩发育特征、含气性特征等第一手地质参数。分析认为牛蹄塘组海相页岩在黔东北铜仁地区分布广泛,沉积稳定,是黔铜地1井的主要含气层,整体上含气量随深度的增大而增加,气测全烃最高4%、现场解析在岩心破碎段出气量＞2600 mL、现场含气量最高达1.97 m3/t,显示了良好的保存条件和含气性,证实了铜仁地区页岩气勘探开发具有良好的前景。