陆相页岩气富集主控因素——以鄂尔多斯盆地延安探区山西组为例

为揭示鄂尔多斯盆地东南部页岩及页岩气富集特征,选取延安探区页岩样品进行岩石热解、镜质体反射率、页岩解析气、等温吸附等实验分析,对研究区山西组页岩气的富集主控因素进行详细的探讨。结果表明：①有机碳总量变化范围较大,以Ⅲ型干酪根为主。镜质体反射率Ro平均值为2.39%~2.51%,处于高成熟—过成熟阶段。②有机碳含量、热解参数游离烃（S1）及热解烃（S2）均与解析气含量、等温吸附气含量呈现正相关性,镜质体反射率Ro与解析气、残余气及总含气量具正相关关系。③储层孔隙度较低,物性与页岩气含量成正比;粘土矿物含量较高,比表面积高,有利于提高页岩对气体的吸附能力,但是粘土矿物含量与页岩气产量成反比。④山1段早白垩世末期地层过剩压力较高,延川—张家滩—云岩—宜川一带的地层过剩压力基本在10 MPa以上,地层过剩压力对页岩气的保存具有决定作用。研究结果认为,页岩气的富集主控因素为高有机质丰度、高热演化程度,其次物性显示测试样品渗透率较高、早白垩世末期的地层过剩压力较大,为页岩气提供了重要的保存条件。     

鄂尔多斯盆地上古生界山西组页岩气成藏条件及勘探潜力

为了研究鄂尔多斯盆地上古生界页岩气的勘探潜力,对鄂尔多斯盆地二叠系山西组富有机质泥页岩样品有机地球化学、物性特征及等温吸附等方面测试获得的参数进行了数理统计和测井响应特征分析。研究发现：有效泥页岩单层厚度变化较大,最厚可达15 m以上,盆地主体部位w(TOC)一般大于1.0%,有机质类型主要为Ⅱ₂型及Ⅲ型,镜质体反射率平均为1.66%,属于成熟-高成熟阶段,有利于有机质热解生气,具备页岩气成藏的基本地质条件。黏土矿物主要以伊利石（44.9%）和高岭石（33.6%）为主,泥页岩孔隙度平均为3.98%,渗透率平均为0.133×10^-3 μm²。泥页岩吸附含气量平均为1.94 m³/t。综合考虑泥页岩有效厚度、有机质丰度、有机质类型、热演化程度以及含气量等因素,预测鄂尔多斯盆地山西组页岩气有利区主要位于天环坳陷西北角、陕北斜坡带东北角及盆地中南部等区域。     

鄂尔多斯盆地东南部延长组长7段陆相页岩气地质特征及勘探潜力评价

提要：鄂尔多斯盆地为大型富含油气盆地,发育本溪组、山西组、延长组长7段、长9段等多套页岩层系,具备页岩气形成的基本地质条件。为查明鄂尔多斯盆地东南部延长组长7段页岩气的勘探潜力,本文利用有机地球化学和岩石学分析、含气量测试、等温吸附曲线测定等多种手段,分析了延长组长7段页岩的基本地质、地化及含气性特征。在此基础上,对长7段页岩气勘探潜力进行了初步评价。结果表明,长7段陆相页岩埋深和厚度适中、有机质类型以Ⅰ、Ⅱ型为主,有机质丰度和脆性矿物含量高,含气量可达1.25~6.45 ml/g。与北美地区典型页岩相比,研究区长7段页岩有机质类型、有机碳含量类似,粘土矿物含量和长石含量偏高,碳酸盐和石英含量偏少,有机质成熟度偏低。研究区内延长组长7段页岩气资源勘探潜力巨大,资源量为1 528.409亿m3,可作为常规油气勘探的重要补充,志丹—甘泉一线西南部为页岩气勘探的有利目标。     

鄂尔多斯盆地北部延安组沉积学特征与成矿潜力分析

鄂尔多斯盆地北部广泛沉积延安组,随着铀矿勘查工作的不断深入,延安组已成为研究区重要的产铀层位。通过对野外露头及钻孔岩心的系统研究,运用层序地层学与沉积学原理,建立延安组分层标志,分析其沉积体系特征,并结合砂体、氧化带发育特征,分析评价延安组铀成矿潜力。结果表明,延安组的重要标志层是延安组含煤岩系及其内部的主要煤层,据此将延安组自下而上划分为Ⅰ~Ⅴ岩段(J₂y¹~J₂y⁵)5个成因地层单元;Ⅰ岩段和Ⅱ岩段下段为曲流河沉积体系,Ⅱ岩段上段到Ⅴ岩段沉积环境演变为曲流河三角洲相;延安组Ⅰ岩段发育有利铀成矿的铀储层和氧化带,同时发现较好的铀矿化线索,成矿潜力巨大。     

鄂尔多斯盆地延安组煤有机岩石学研究

鄂尔多斯盆地侏罗纪延安组煤系地层可否成为该盆地另一套油源岩的问题,历来存有争议。系统的煤岩和有机岩石学分析表明:煤中倾油性的壳质组分含量低,基质镜质体的类型也不利于生油,因此,延安组煤系有机质不大可能形成具有工业价值的煤成油藏     

鄂尔多斯盆地延长探区陆相页岩气勘探

鄂尔多斯盆地延长探区的柳评177井压裂出气,标志着中国陆相页岩气的成功发现,揭开了我国陆相页岩气勘探开发的序幕。之后,延长石油集团在页岩气勘探方面做了大量的研究工作,取得一系列重要的地质认识,为陆相页岩气勘探开发奠定了基础。鄂尔多斯盆地晚三叠世早、中期湖盆演化控制着页岩气源岩的形成;在延长探区内,主力生烃层为长7和长9页岩,其有机质丰度较高,干酪根主要为Ⅱ1型,处于成熟—湿气(原油伴生气)阶段;所发现的页岩气均为腐泥型干酪根热演化形成的油型气,页岩中油气共生,以湿气为主,以游离态、吸附态和溶解态等形式赋存,且以游离态为主,吸附态次之;结合鄂尔多斯盆地勘探实践,针对盆地页岩气勘探相关地质问题进行了讨论,最终得出盆地热演化差异性、低熟油气生成机理以及生烃期古地层压力研究是鄂尔多斯盆地页岩气勘探地质研究的关键理论问题。     

鄂尔多斯盆地延长探区陆相页岩气储层特征

结合我国陆相页岩分布特征,以鄂尔多斯盆地延长探区为例,对钻孔岩心样品进行有机地球化学、X射线衍射、孔隙度测定、扫描电镜、气体吸附等多种实验分析,研究陆相页岩气储层特征。结果表明,延长探区延长组陆相页岩厚度较大（平均50 m）,有机质丰度高（平均TOC为4.86%）,有机质类型主要为Ⅱ型,热演化程度处于成熟阶段（R_ran为0.84%~1.10%）;页岩中黏土矿物质量分数高（21.8%~71.5%,平均47.3%）,石英质量分数较低（10.8%~44.9%,平均22.3%）,脆性指数相对较小（27.1%~77.2%,平均49.6%）,表明页岩储层具有脆性和可压裂性;延长组页岩孔隙度主要分布在1%~3%,孔隙类型多样,以粒间孔和粒内孔为主,其次是晶间孔、微裂缝、溶蚀孔和有机质孔,为页岩气赋存提供了储集空间;延长组页岩总含气量为1.60~6.67 m³/t,显示出较好的含气性。     

鄂尔多斯盆地古生界天然气勘探启示

回顾了鄂尔多斯盆地古生界天然气勘探三个阶段(盆地边缘勘探、小气田发现、大气田发现)的历程和四个方面(勘探层系、储层类型、勘探地域、圈闭类型)的勘探战略重点转移，归纳了鄂尔多斯上古生界砂岩气藏的特点：满盆生气，煤层为主；到处有气，一大四低(面积大、低孔、低渗、低压、低储量丰度)；边水内气，岩性控制。阐述了从鄂尔多斯天然气勘探中所获得的几点启示。     

鄂尔多斯盆地北部奥陶系碳酸盐岩层序地层…

碳酸盐岩的物源性质，形成背景，沉积机理和扩散方式都与碎屑岩有很大的差异，对于碳酸盐岩层序层地层，需要从成因上，从台地的性质与演化，海水的进退，台地淹没与暴露等方面进行研究，在总结露头层序地层工作方法的基础上，阐述了密集段，首次洪泛面和层序边界的识别标志，建立了高分辨率层序地层格架，鄂尔多斯盆地早奥陶世三次坎组沉积时，为碳酸盐岩－碎屑岩混合缓坡背景，桌子山组及克里摩里组沉积时为镶边陆架与末端陡倾缓坡     

鄂尔多斯盆地东缘煤系页岩气储层特征评价

以鄂尔多斯盆地东缘石炭-二叠系富有机质泥页岩为研究对象,基于大量的钻孔泥页岩采样和分析测试,分区分层段对页岩气储层特征进行了评价。结果表明:鄂尔多斯盆地东缘石炭-二叠系富有机质暗色泥页岩广泛发育,泥页岩总厚度为90m左右,有机碳含量为1. 5%~5%,为Ⅲ型高成熟-过成熟状态的有机质;泥页岩脆性指数平均为31. 7%~42. 6%;储层具有微小的孔隙结构,平均孔径12. 2nm,平均比表面积6. 8m^2/g,平均孔体积0. 017cm^3/g,孔隙度为0. 82%~5. 91%;多数泥页岩样品的兰氏体积小于1m^3/t;总体而言,研究区页岩气源岩和储层物性条件良好,但含气量偏低。     

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。     

鄂尔多斯盆地油页岩的主要地质特征及资源潜力

前人及笔者最近研究结果表明:鄂尔多斯盆地除赋存有大量的石油、天然气、煤、煤层气、地下水及铀矿而外,还赋存着巨量的油页岩资源.油页岩分别赋存于早二叠世山西组、中-晚三叠世延长组、晚三叠世瓦窑堡组及中侏罗世早期延安组、中侏罗世晚期安定组地层中;在空间上,油页岩多呈层状展布于盆地内部而隐伏于地下.中、晚三叠世延长组和中侏罗世早期延安组是主要含油页岩层位.早二叠世油页岩形成于海陆交互的滨海环境,中-晚三叠世延长组中的油页岩形成于陆相深湖或半深湖环境,晚三叠世瓦窑堡组油页岩、中侏罗世早期延安组油页岩形成于陆相湖泊三角洲湖沼环境,与煤层共生,而中侏罗世晚期安定组油页岩仅局限于陆相半深湖环境.通过对陕西铜川北部和宁夏固原炭山典型油页岩矿的剖析,查明鄂尔多斯油页岩矿层厚度一般为4～36 m,含油率一般为1.5%～13.7%(下限略低于3.5%这一油页岩矿的最低工业品位,本次低于部分暂不参加资源量的计算);发热量一般为1.66～20.98 MJ/kg,视比重1.55～2.46.埋藏2000 m以上的页岩油资源量(334)达2000×108 t以上,其中探明储量(121)1×108t,显示了巨大的资源前景.盆地东南部及西部的油页岩埋藏浅,部分地段探明程度高,交通条件好,如果及时开发利用,不仅可以获得初步经济效益,同时也可为鄂尔多斯油页岩的开发利用获取开拓性的宝贵经验.     

鄂尔多斯西缘羊虎沟组页岩气聚集地质条件分析

为了研究鄂尔多斯盆地西缘羊虎沟组页岩气成藏潜力,根据泥页岩厚度、有机质类型、有机质丰度与成熟度等因素,从暗色泥页岩地层空间展布特征、构造特征与热事件、生烃能力等方面分析页岩气聚集的地质条件。研究表明,羊虎沟组暗色泥页岩单层最大厚度约30m,区内发育的逆冲推覆构造使地层叠置形成厚的泥页岩层段,泥页岩干酪根以III型为主,II—I型也有发育,TOC平均值为3.25%,R0为1%~4%,这些条件均有利于页岩气聚集成藏。综合分析认为呼鲁斯太南部、乌达及石炭井地区为页岩气聚集最有利的区域。     

鄂尔多斯盆地延长组页岩吸附热力学特征

为了研究陆相页岩的吸附机理,以鄂尔多斯盆地甘泉地区延长组页岩为研究对象,开展了不同温度下页岩等温吸附实验,分析了延长组页岩的吸附特性及等量吸附热特征,实现了页岩等温吸附量的预测。结果表明：超临界条件下,页岩等温吸附曲线极大值的出现与实验压力、比表面积及吸附气有关;与龙马溪组页岩相比,延长组页岩等量吸附热与吸附量呈正相关关系,符合幂函数拟合,且在相同吸附量下,延长组页岩等量吸附热较低,具有较强的非均质性和较弱的吸附作用力;等量吸附热不能反映吸附性能的强弱;基于等量吸附热的页岩等温吸附曲线预测方法在低实验温度、低气体压力条件下具有较高的预测精度。     

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。     

鄂尔多斯盆地二叠系下统太原组沉降差异特征分析

为了研究鄂尔多斯盆地二叠系下统太原组的沉降差异特征,统计出盆地内各井太原组在晚二叠纪、晚三叠纪、早侏罗纪、中侏罗纪、早白垩纪以及现今的上覆岩层厚度,编绘出太原组在该沉积期沉降差异图。根据所绘的沉降差异图,分析得出鄂尔多斯盆地在二叠系至中侏罗系盆地沉降特征相似,其大体是南低北高,西低东高的趋势,且随时间推移沉积深度不断增加,而至白垩纪沉积时,盆地沉降中心略向西偏移,盆地中部较低,向四周逐渐升高,而盆地北部较东部高。而已发现气藏的位置与太原组在不同地质时期的沉降中心位置有一定的关系。     

黔北绥页1井牛蹄塘组页岩气地质特征及资源潜力分析

黔北地区位于上扬子地台区,断裂构造发育。该地区下寒武统牛蹄塘组海相沉积发育,以陆棚沉积为主,尤以深水陆棚沉积对页岩气形成有利。目标层位牛蹄塘组绥页1井资料分析的结果表明:牛蹄塘组有利潜质页岩主要位于该组下部,有机质丰度高、成熟度高、微裂隙发育、含气性好,页岩气的保存条件好,牛蹄塘组上段成为保存页岩气的良好盖层。牛蹄塘组页岩气地质特征分析表明,牛蹄塘组页岩气资源潜力较大。