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。     

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。     

湖南省保靖地区下寒武统牛蹄塘组页岩气成藏条件分析

为评价湖南省保靖地区寒武系牛蹄塘组页岩气勘探潜力,利用野外地质调查及页岩气井勘探成果资料,结合钻井岩芯样品测试结果,研究了保靖地区牛蹄塘组页岩储层发育特征及其分布规律.保靖下寒武统牛蹄塘组发育被动大陆边缘浅海深水碎屑岩陆棚相黑色碳质页岩、深灰色泥岩、深灰色钙质粉砂岩.该页岩层系分布稳定,厚度较大(90 m),有机质丰度较高(1.48%~3.49%),为I型干酪根,成熟度较高(3.90%~4.86%),处于过成熟阶段;脆性矿物含量较高(38.4%~50.5%),具较好的破裂潜力;成岩作用较深,黏土矿物以伊利石和伊蒙混层为主;页岩孔隙度中等(0.50%~4.24%),渗透率极低(0.0005×10-3~0.0146×10-3μm2).储集空间有晶体矿物晶面溶蚀孔、矿物边缘溶蚀孔、有机质溶蚀孔、黄铁矿晶间孔、成岩作用解理缝和构造裂缝.综合分析认为,湖南省保靖地区下寒武统牛蹄塘组具有较好的页岩气成藏地质条件,裂缝发育区可促进页岩气聚集,在保靖县东部昂洞—泽碧一带可以加大勘探力度.     

多层次模糊数学法在湘西北页岩气有利区块优选中的应用

湘西北下寒武统牛蹄塘组海相页岩热成熟度高,且经历了多期复杂构造运动,这种有机质高热演化程度及复杂构造条件下的页岩气有利区块优选面临挑战。本研究对影响页岩气勘探开发潜力的各种因素进行了综合研究,确定了页岩气勘探开发潜力评价的4个二级指标(生成条件、储集条件、保存条件和综合配套条件)及相应的三级指标。采用模糊数学方法对各级因素指标赋予了权重,建立了用于页岩气勘探开发潜力评价的多层次模糊数学评判模型。利用该模型,综合评价湘西北地区鹤峰复背斜、桑植复向斜、古丈隆起、沅麻盆地和洞庭坳陷5个Ⅲ级构造单元的页岩气资源勘探开发潜力。研究表明,桑植复向斜最具勘探开发潜力,其次是鹤峰复背斜,沅麻盆地、古丈隆起与洞庭坳陷则相对最差。建立的评价体系,可以作为有机质高热演化程度及复杂构造条件下的页岩气资源开发潜力评价的参考体系。     

黔东北地区震旦系-寒武系黑色页岩含气性分析——以铜页1井为例

雪峰隆起西缘作为晚抬升型基底隆起带,寒武系牛蹄塘组经历深埋藏的持续时间相对较短,有机质演化程度普遍有利于页岩气保存,具有良好页岩气资源潜力。本文以黔东北地区铜页1井为例,通过分析寒武系牛蹄塘组和震旦系老堡组纵横向黑色岩系总有机碳含量、有机质成熟度、沉积厚度、优质页岩厚度等数据变化,探讨各参数与含气性差异的关系。基于对铜页1井的分析结果表明:牛蹄塘组富有机质页岩厚约56 m,TOC含量平均为449%;Ro平均值335%,总体达过成熟阶段;干酪根类型均为Ⅰ型,生烃潜力较好。脆性矿物含量＞50%,储层孔隙度平均为081%,渗透率平均为037×10-3mD,均较低,属于低孔超低渗储层。页岩孔隙多以孤立的不规则状溶蚀孔为主,有机质孔保存较差,孔隙连通性差。含气性测试显示,牛蹄塘组含气量总体较低,最高仅007 m3/t,老堡组含气量最高仅033 m3/t,老堡组含气性较牛蹄塘组相对更好。研究表明,牛蹄塘组有机质热演化程度越高,有机质孔及溶孔数量越少,储层连通性越差;储层岩性致密,缺乏可容空间,是牛蹄塘组含气性弱的主要因素。老堡组具有相对较好的页岩气显示,可能是牛蹄塘组底部的有机质受成岩后期改造,页岩气沿裂缝集中保存所致,具备一定的研究和开发利用价值。     

湖南省保靖地区下寒武统牛蹄塘组页岩气成藏条件分析

为评价湖南省保靖地区寒武系牛蹄塘组页岩气勘探潜力,利用野外地质调查及页岩气井勘探成果资料,结合钻井岩芯样品测试结果,研究了保靖地区牛蹄塘组页岩储层发育特征及其分布规律。保靖下寒武统牛蹄塘组发育被动大陆边缘浅海深水碎屑岩陆棚相黑色碳质页岩、深灰色泥岩、深灰色钙质粉砂岩。该页岩层系分布稳定,厚度较大(90 m),有机质丰度较高(1.48%～3.49%),为I型干酪根,成熟度较高(3.90%～4.86%),处于过成熟阶段;脆性矿物含量较高(38.4%～50.5%),具较好的破裂潜力;成岩作用较深,黏土矿物以伊利石和伊蒙混层为主;页岩孔隙度中等(0.50%～4.24%),渗透率极低(0.000 5×10~(-3)～0.014 6×10~(-3)μm~2)。储集空间有晶体矿物晶面溶蚀孔、矿物边缘溶蚀孔、有机质溶蚀孔、黄铁矿晶间孔、成岩作用解理缝和构造裂缝。综合分析认为,湖南省保靖地区下寒武统牛蹄塘组具有较好的页岩气成藏地质条件,裂缝发育区可促进页岩气聚集,在保靖县东部昂洞—泽碧一带可以加大勘探力度。     

湖南省桑植地区下寒武统牛蹄塘组页岩气成藏条件分析

桑植地区发育了牛蹄塘组海相黑色页岩,前人对该区古生界下寒武统页岩气成藏条件研究相对较少。在文献调研的基础上,结合野外实地勘查和试验分析,对桑植下寒武统牛蹄塘组页岩储层地质要素和成藏条件进行研究,以期为该区页岩气下一步勘探开发提供借鉴与参考。结果表明: 沉积环境方面,桑植牛蹄塘组页岩沉积相类型为陆棚相和斜坡相,埋深条件好,厚度大; 有机地化特征方面,有机质丰度在2%以上,干酪根类型主要为Ⅱ1型,少见Ⅰ型,有机质成熟度3.5%,为较好烃源岩; 有机质演化与黏土矿物成岩阶段有较好的对应关系,其成岩矿物转化阶段与有机质生油、生气门限基本一致,源岩处于大量生成干气和裂解气阶段; 储集条件方面,孔隙度为9%,发育了原生孔、次生孔、矿物质孔及天然裂缝、构造裂缝,为页岩气富集提供了空间; 脆性矿物含量高,易造缝造储。整体而言,牛蹄塘组页岩为优质页岩,页岩气的成藏条件为较好—好,其勘探、开发潜力较大。     

湖南省下寒武统牛蹄塘组页岩孔隙结构特征

选取下寒武统牛蹄塘组作为湖南省页岩气勘探开发的目标层位,通过对典型页岩样品的有机碳含量、有机质成熟度、矿物形态、裂缝形态、孔隙结构特征等进行测试分析,结果表明:1从采集的65块黑色页岩样品的有机碳值分析,有机碳含量普遍较高,最高值达到17.7%。其中湘西北高值区主要在大庸、慈利、桃源和常德县等地,含量在6%~15%;湘南高值区主要分布在衡阳、郴州及江永;湘西、常德部分地区、龙山地区等热演化已达到成熟及过成熟阶段。2牛蹄塘组裂缝发育,孔隙类型有原生孔、外生孔、矿物质孔,矿物质含量高,矿物自形程度高。3牛蹄塘组储层微孔较多,且孔隙体积较大,具有较好的储气性。研究认为:湖南省下寒武统牛蹄塘组页岩储层微孔较多,且孔隙体积较大,具有较好的储气性;孔隙和喉道分布均匀,孔隙分布较均匀,有利于页岩气的排出;页岩吸附能力较强。据此得出牛蹄塘组是湖南省页岩气勘探开发的重点目标层位。     

贵州绥阳地区下寒武统牛蹄塘组页岩气地质特征及勘探方向

贵州绥阳地区广泛发育下寒武统牛蹄塘组海相黑色碳质页岩。页岩的厚度在30~50 m,埋藏深度小于3 000 m,具有较好的区域性封盖层,保存条件良好,是区内主要的页岩气目的层。页岩的有机质丰度TOC为1.5%~3.0%,成熟度Ro为1.0%~3.5%。推测总含气量为0.3~1.2 m3/t,地质资源量为639.5×108m3,资源潜力较大。页岩气可在区内隆起的低部位等处富集成藏。综合页岩气的区域地质特征和保存条件,提出了绥阳地区东北部是今后页岩气的重点勘探区域。     

湘西北下寒武统牛蹄塘组页岩气储集条件研究

为客观评价湘西北地区下寒武统牛蹄塘组页岩气资源勘探潜力,本研究利用X射线衍射仪（XRD）、高倍扫描电镜、扫描探针显微镜等系统研究了其页岩气储集条件。XRD分析结果表明, 泥页岩中脆性矿物含量为53.8%-98.1%, 平均77.9%,脆性矿物含量丰富,其高值区主要分布在张家界柑子坪、三岔及其周边地区。高倍扫描电镜分析结果显示,湘西北下寒武统牛蹄塘组泥页岩中发育残余原生孔隙、有机质微孔隙、不稳定矿物溶蚀孔、矿物层间微裂隙和构造裂缝,其中构造裂缝、有机质微孔隙和不稳定矿物溶蚀孔是页岩基质孔裂隙的主要组成部分。扫描探针显微镜分析结果显示,湘西北下寒武统牛蹄塘组泥页岩中蜂窝状的有机质丰富,主要呈分散状和条带状分布,其内部纳米级孔隙发育。Ultrapore-200A氦孔隙仪测试结果显示,湘西北下寒武统牛蹄塘组泥页岩孔隙度较低,为0.6%～11.7%,平均4.6%,其影响因素主要是构造裂缝,其次是泥页岩有机碳含量和长石含量。ULTRA-PERMTM200渗透率仪测试结果显示,湘西北下寒武统牛蹄塘组泥页岩的渗透率度较低,为 0.002mD~0.06mD,平均0.014mD,其影响因素主要是构造裂缝,其次是矿物层间微裂隙。等温吸附实验结果表明,湘西北下寒武统牛蹄塘组泥页岩具有较好的吸附气性能,其影响因素主要是有机碳含量,其次是粘土矿物含量。     

The influence factors of gas-bearing and geological characteristics of Niutitang Formation shale in the southern margin of Xuefeng Mountain ancient uplift: A case of Well Huangdi 1

In order to evaluate the geological characteristics and gas-bearing factors of Niutitang Formation within the Lower Cambrian of northern Guizhou, the Huangping area located at the southern edge of the ancient uplift belt of Xuefeng Mountain was selected as the target area, and Well Huangdi 1 was drilled for the geological survey of shale gas. Through geological background analysis and well logging and laboratory analysis such as organic geochemical test, gas content analysis, isothermal adsorption, and specific surface area experiments on Well Huangdi 1, the results show that the Niutitang Formation is a deep-water shelf, trough-like folds and thrust fault. The thickness of black shale is 119.95 m, of which carbonaceous shale is 89.6 m. The average value of organic carbon content is 3.55%, kerogen vitrinite reflectance value is 2.37% and kerogen type is sapropel-type. The brittle mineral content is 51% (quartz 38%), clay mineral content is 38.3%. The value of porosity and permeability are 0.5% and 0.0014 mD, which the reservoir of the Niutitang Formation belongs to low permeability with characteristics of ultra-low porosity. The gas content is 0.09 −1.31 m³/t with a high-value area and a second high-value area. By comparing with the geological parameters of adjacent wells in the adjacent area, the accumulation model of “sediment control zone, R_o control zone, structure controlling reservoir” in the study area is proposed. Therefore, deep-water shelf-slope facies, R_o is between high maturity-early stage of overmaturity and well-preserved zones in the Niutitang Formation in this area are favorable direction for the next step of shale gas exploration.     

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.      

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。     

中扬子地区下古生界海相泥-页岩含气勘探远景

利用中扬子区下古生界页岩的野外露头地质剖面、有机地球化学分析数据和钻井显示资料,分析中扬子下古生界页岩气资源勘探远景。研究表明,中扬子区下古生界海相泥-页岩主要以下寒武统水井沱组(或牛蹄塘组)和上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组为主。上述2套泥质岩和页岩有机质含量丰富、有机质类型好、热演化程度高,多数已达到成熟—过成熟阶段,是有效页岩气气源岩。中扬子区自加里东以来经历了多期构造运动、构造隆升和挤压作用,改善了页岩储层的储集性能,提高页岩气聚集量。湘鄂西区和江汉平原区南部下寒武统泥-页岩可作为有利页岩气勘探选区,而鄂西渝东区钻井揭示志留系见工业性气流,表明该区志留系页岩气潜力较大。     

中扬子地区下古生界海相泥-页岩含气勘探远景

利用中扬子区下古生界页岩的野外露头地质剖面、有机地球化学分析数据和钻井显示资料,分析中扬子下古生界页岩气资源勘探远景。研究表明,中扬子区下古生界海相泥-页岩主要以下寒武统水井沱组(或牛蹄塘组)和上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组为主。上述2套泥质岩和页岩有机质含量丰富、有机质类型好、热演化程度高,多数已达到成熟—过成熟阶段,是有效页岩气气源岩。中扬子区自加里东以来经历了多期构造运动、构造隆升和挤压作用,改善了页岩储层的储集性能,提高页岩气聚集量。湘鄂西区和江汉平原区南部下寒武统泥-页岩可作为有利页岩气勘探选区,而鄂西渝东区钻井揭示志留系见工业性气流,表明该区志留系页岩气潜力较大。     

上扬子黔北地区下寒武统海相黑色泥页岩特征及页岩气远景区评价

依据大量野外页岩实测地质剖面和2口页岩气钻井、样品岩石矿物组分分析、有机地球化学实验等大量分析测试资料,系统研究了上扬子黔北地区下寒武统牛蹄塘组黑色泥页岩的发育特征与分布,并结合北美海相页岩气形成地质条件及我国页岩气选区评价标准,预测了黔北地区页岩气勘探的有利区。结果表明:黔北地区下寒武统牛蹄塘组海相黑色泥页岩厚度大、分布广泛,早期海侵体系域水体相对较深,沉积和沉降中心位于研究区的东南部,主要的物源来自西北部,沉积相类型主要为砂质陆棚、浅水陆棚和深水陆棚相沉积,深水陆棚相分布在东南部地区,呈北西-南东向带状展布。晚期高位体系域,水体深度逐渐降低,随着相对海平面的下降,研究区陆棚砂体范围进一步扩大,浅水陆棚和深水陆棚向东南迁移,范围缩小。黑色页岩的有机质类型为Ⅲ型干酪根,有机碳含量很高,平均值为4.880%,普遍大于2%;有机质成熟度平均值为2.7%,总体演化程度较高; 黑色页岩的矿物成分主要为碎屑矿物和粘土矿物,碎屑矿物含量平均值为61.3%,成分主要为石英和少量的长石;粘土矿物含量平均值为31.1%,主要为伊利石和伊蒙混层矿物。与美国产气页岩的各项指标相比较,黔北地区下寒武统海相黑色页岩具有厚度较大、有机质丰度平均值高、热演化成熟度高、脆性矿物含量低、粘土矿物含量中等,页岩孔隙度低的特征。具备了页岩气形成的基本地质条件,是我国海相页岩气勘探的主要地区之一。综合评价预测了黔北地区下寒武统牛蹄塘组页岩气的有利、较有利远景区。     

川东南下寒武统牛蹄塘组烃源岩特征及有效性分析

通过地球化学分析、储层沥青薄片镜下鉴定,对川东南下寒武统牛蹄塘组烃源岩宏观特征以及微观地球化学特征进行深入研究,并以震旦系灯影组古油藏为例分析了烃源岩的有效性。结果表明,牛蹄塘组烃源岩厚度稳定,底部暗色泥页岩分别厚约25m-43m,平均有机碳含量介于0．5％-1．0％,现今已达过成熟阶段,为中等烃源岩。牛蹄塘组泥页岩是灯影组古油藏的主要烃源岩,古油藏原油裂解气是灯影组气藏成藏的物质基础。