福特沃斯盆地Barnett页岩气藏特征及启示

福特沃斯盆地Newark East页岩气田是美国第一大页岩气田,代表了一个集烃源岩、储层和盖层等成藏体系所有关键要素存在于同一套页岩层的非常规天然气藏--页岩气藏.根据研究资料,对福特沃斯盆地Barnett页岩气藏的特征进行了分析,包括页岩厚度、有机质类型及丰度、成熟度、孔渗和裂缝特征以及含气量等指标,重点研究了Newark East页岩气田的特征,该气田具有页岩层相对较厚、有机质丰度高、热成熟度高和被致密碳酸盐岩包围的特征.最后得出Newark East气田Barnett页岩气藏的气藏模式,并认为该页岩气藏的特征、模式在马拉松-沃希托、阿巴拉契亚逆冲褶皱带前缘的前陆盆地中具有普遍意义.     

四川盆地五峰-龙马溪组页岩成熟度研究

上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组海相页岩是四川盆地下古生界主要的烃源岩和页岩气勘探目标,有机质成熟度不仅是油气生成评价的关键,也是页岩品质评价的重要指标之一.下古生界页岩有机质成熟度一直以来是有机岩石学研究的难点与热点问题.由于下古生界缺乏镜质体,先前的研究多是采用沥青反射率转换为等效镜质体反射率的方法,并且由于沥青的局限性和不确定性,使得五峰-龙马溪组页岩的成熟度缺乏统一的认识和系统研究.通过采集四川盆地及其周缘的岩心和露头样品,系统分析了页岩有机显微组分光学反射率特征.结果表明笔石和固体沥青是最主要的两类有机显微组分.根据固体沥青的显微结构形态和光性特征,将固体沥青大体上分为两类:（1）颗粒状-棱角状的充填在孔隙和微裂缝中高反射率焦沥青;（2）以细小不规则表面的有机质颗粒大量分散于粘土矿物基质中的低反射率基质固体沥青.焦沥青与笔石随机反射率均可以表征下古生界页岩有机质成熟度.但焦沥青反射率略低于笔石反射率,并且随着成熟度的增高,笔石反射率的增速大于焦沥青,各向异性也显著增强.相对于固体沥青反射率,笔石随机反射率分布更为集中,更适合作为含笔石页岩有机质成熟度指标.但是笔石反射率与等效镜质体反射率在过成熟阶段的换算关系需要进一步研究.      

北部湾盆地流二段油页岩地球化学特征及成因

北部湾盆地涠西南凹陷和乌石凹陷流二段普遍发育油页岩。有机地球化学分析表明,北部湾盆地流二段油页岩具有高的有机质丰度,油页岩的有机碳含量下限为3%,含油率介于3.5%~10%,达到中等和优质油页岩矿品级,同时属于优质烃源岩。全岩有机显微组分、干酪根镜检和热解等分析表明,北部湾盆地流二段油页岩藻类含量丰富,藻类是有机质的主要来源,有机质类型主要为腐殖—腐泥型,部分为腐泥型,以湖相腐殖—腐泥型油页岩为主,部分为湖相腐泥型油页岩。流二段油页岩中镍和钼等微量元素含量普遍较高,镍和钼的含量与有机碳含量之间存在很好的正相关关系,说明流二段油页岩形成时期北部湾盆地具有富营养湖泊特征。北部湾盆地流二段油页岩中还原硫含量高,普遍大于1%,流二段油页岩形成于还原的沉积环境,具有很好的有机质保存条件。高有机质生产力及湖侵体系域顶部和高位体系域底部的中深湖还原环境共同控制了北部湾盆地流二段油页岩的发育。     

鄂尔多斯盆地南部长7暗色泥岩与黑色页岩生烃动力学特征对比分析

以往对鄂尔多斯盆地南部地区长7油层组(简称长7)中烃源岩生烃潜力的研究主要是采用静态地球化学指标进行的,目前尚无对生烃动态特征的系统评价,因而制约了对长7烃源岩生烃潜力和页岩油资源分布有利岩性的客观认识。为此,选取长7不同类型的烃源岩样品,通过开放和封闭热模拟实验,对比分析了不同类型烃源岩的动力学参数、生烃产物、产率特征及生烃演化规律。结果表明:(1)黑色页岩活化能分布范围比暗色泥岩更为集中,且主频活化能和频率因子均低于暗色泥岩,体现了快速生烃的特性;(2)在外推到地质条件下,黑色页岩主要生烃期对应的R_o值(0.70%~0.87%)低于暗色泥岩(1.06%~1.72%),且以生油为主;(3)R_o在0.9%~1.3%范围内,黑色页岩的总烃产率高于暗色泥岩,生油量高于暗色泥岩。结合研究区两类烃源岩的地球化学资料综合分析表明,黑色页岩是研究区页岩油资源形成与分布的有利烃源岩。     

鄂尔多斯盆地北部山西组页岩沉积相及其对页岩储层的控制作用

鄂尔多斯盆地北部山西组页岩气储层与煤层共生,页岩有机质含量较高,具有较大的资源勘探潜力。为精细表征控制山西组页岩储层分布的沉积微相,根据测井数据、录井数据、岩芯观察描述、薄片分析、粒度分析、X射线衍射全岩分析以及总有机碳含量(TOC),研究了山西组页岩储层岩相与沉积微相类型,在山西组识别出(灰)黑色碳质页岩、(灰)黑色含碳质页岩、(灰)黑色含碳质(粉)砂质页岩、(深)灰色含碳质页岩、(深)灰色页岩、(深)灰色(粉)砂质页岩和含钙质页岩7种岩相。这些岩相沉积在富植沼泽、贫植沼泽、三角洲平原分流间洼地、曲流河河间洼地、天然堤与决口扇远端微相环境,其中富植沼泽、贫植沼泽与成煤的泥炭沼泽、泥炭坪环境比邻共生,且在山二段时期更发育。富植沼泽和贫植沼泽微相控制了具有较高TOC的(灰)黑色碳质页岩、(灰)黑色含碳质页岩、(灰)黑色含碳质(粉)砂质页岩和(深)灰色含碳质页岩的分布,是控制山西组页岩储层分布的有利微相。     

四川盆地南部构造页岩气储层压裂改造技术

在调研和学习国内外相关页岩气压裂改造技术的基础上,通过室内实验和研究,对四川盆地南部构造S2井页岩储层岩性特征、孔渗特征、天然裂缝发育特征进行了评价。针对S2井极低渗透率(0.000 18×10-3μm2)、天然裂缝和水平层理较发育,天然裂缝内充填有碳酸盐岩,同时吸附气含量较高、脆性程度高,压裂容易形成网络裂缝的特点,进行了压裂工作液体体系优选和压裂工艺优化,采取了大规模、大排量、大砂量、低砂比、减阻水压裂施工工艺,成功实现了页岩气储层大规模减阻水压裂施工;根据微地震显示,压裂改造体积达到了480×104 m3,具有明显的体积改造特征,获得较好的效果,日产10 000 m3。压后分析数据显示,在页岩气储层中,过长的关井时间有可能影响有限支撑剂铺置的裂缝整体导流能力,最终影响到产量。S2井压裂施工成功标志着国内在页岩气压裂施工工艺、压裂工作液体体系、裂缝监测等方面实现突破。     

松辽盆地北部油页岩资源潜力评价

为评价松辽盆地北部油页岩资源潜力,开展了14口地质井的钻探、2 100多口老井的复查和多项油页岩的样品分析测试工作。根据油页岩分析测试资料,结合录井、测井、地震、沉积等研究成果,总结了油页岩主要特征,并用体积丰度法初步估算了埋深小于1 km的油页岩和页岩油潜在资源量。结果表明:松辽盆地北部油页岩主要发育在青山口组一段和嫩江组一、二段沉积时期的湖相沉积中,是盆地两次最大湖泛期的产物;嫩江组和青山口组油页岩平均岩石密度分别为2.20和2.18 t/m³,平均含油率分别为5.55%和5.39%;油页岩有机质类型为Ⅰ型和Ⅱ₁型,处于未成熟低成熟阶段,有机质丰度极高,是最好的生油岩。松辽盆地北部油页岩分布广泛、层位稳定、资源潜力巨大,初步估算埋深小于1 km的油页岩潜在资源量为6 008.40×10⁸ t,页岩油潜在资源量为297.50×10⁸ t。油页岩可以成为未来大庆油田常规油气的重要补充或接替资源。     

西澳大利亚珀斯盆地页岩气资源研究

珀斯盆地位于澳大利亚西海岸,是西澳大利亚页岩气资源勘探的重点区域。该盆地属于复杂的凹陷裂谷,海相沉积二叠纪的Carynginia组和早三叠世Kockatea页岩层被认为是潜在的含气地层。通过搜集大量外文文献,全面总结了该盆地含气目标层的地物化特征,Carynginia组的总有机碳含量为1%~15%,干酪根为III型,Ro在0.56~1.91;Kockatea页岩层的总有机碳含量为1%~4%,干酪根为II/III混合型,Ro为0.48~1.93。两组共划分了11各岩相段,其中黑色页岩岩相段和含黄铁矿泥岩段是最重要的生烃含气层。综合考虑地层、地化指标和岩石地球物理性质,圈出了可供参考的页岩气甜点区。     

武威盆地石炭系泥页岩元素地球化学特征及意义

对武威盆地及其周缘区石炭系的臭牛沟组和羊虎沟组沉积泥页岩样品进行了主量元素、微量元素以及稀土元素的综合分析,并讨论其结果对物源、风化剥蚀程度及构造背景的指示意义。研究发现武威盆地石炭系泥页岩元素特征如下：(1)主量元素中富含SiO2、Al2O3,亏损MgO、Fe2O3;(2)微量元素上地壳标准化曲线呈规律性的变化,U、Th、Cr等元素富集,Ba、Nb、Zr等亏损;(3)稀土元素(REE)分布模式与上地壳基本一致,整体表现为右倾型,轻稀土(LREE)富集,重稀土(HREE)均一稳定,Eu负异常;上述特征均反映了源岩主要来自上地壳。风化指数(CIA)值为6881~9017,平均值为839,反映了研究区遭受了中等的风化作用;臭牛沟剖面CIA平均值为8481,红水堡剖面CIA平均值为8351,表明研究区西部较东部所遭受的风化作用相对较强。主量元素比值、微量及稀土元素图解等分析反映了研究区源岩为长英质岩石,以中酸性花岗岩、碱性玄武岩为主。根据SiO2-K2O/Na2O、La-Th-Sc和Th-Co-Zr/10判别图解以及Ce异常值分析,认为石炭系源区的构造背景倾向于被动大陆边缘。通过研究区东西对比分析,发现盆地西部臭牛沟剖面石炭系为陇西古陆与阿拉善古陆混合物源,而东部红水堡剖面物源仅来源于陇西古陆。     

川东南盆缘常压区页岩裂缝脉体特征及古压力演化

为了查明川东南盆缘常压页岩气区五峰组页岩裂缝脉体记录的古温度及古压力特征,揭示常压页岩气区储层压力降低的主要影响因素和页岩气散失机理.以松坎地区五峰组黑色碳质页岩裂缝脉体内的流体包裹体为主要研究对象,通过显微镜光学观察、阴极发光测试、包裹体测温和激光拉曼分析,结合埋藏-生烃-热史模拟,对裂缝脉体中的气-液两相盐水包裹体和高密度甲烷包裹体进行了系统研究.研究表明:松坎地区五峰组裂缝中主要存在着两期脉体充填,M1裂缝脉体形成时间距今约103~86 Ma,脉体较宽、阴极发光颜色为橘红色,其内甲烷包裹体捕获压力为82.6~91.5 MPa,反映燕山中期盆缘地区页岩气藏处在超压状态;M2裂缝脉体生长于M1裂缝脉体两侧,形成时间距今约90~72 Ma,脉体较窄、阴极发光颜色为暗红色,其内甲烷包裹体捕获压力为43.6~47.3 MPa.综合分析认为,川东南盆缘松坎地区五峰组在燕山期经历了由超压至常压的转变.燕山期以来的抬升剥蚀与褶皱变形导致地层内大量页岩气沿着滑脱层发生侧向运移和散失,地层压力快速下降.燕山晚期时,盆内稳定构造区页岩气藏仍处于超压状态,而盆缘地区已降至常压.      

西藏伦坡拉盆地油页岩特征及分布规律

伦坡拉盆地有较大规模的油页岩出露,根据油页岩工业划分标准,伦坡拉油页岩属于含油率较高的高灰分、特低硫型油页岩。伦坡拉油页岩主要发育于丁青湖组之中,形成于半深湖-深湖相沉积环境。通过岩相古地理研究,发现伦坡拉油页岩厚度受沉积相带控制,呈规律性展布,从深湖-半深湖-浅湖-滨湖呈环带状由中心向四周逐渐减小的变化趋势,位于盆地中央半深湖-深湖相区的伦坡日、蒋日阿错地区油页岩厚度相对较大,具有广阔的开发利用前景。     

松辽及外围盆地油页岩资源潜力与政策建议

油页岩是一种重要的替代能源,我国东北地区的松辽及外围盆地油页岩资源非常丰富。根据最新研究结果,松辽盆地的油页岩资源折算成页岩油约为578.4亿t。目前,东北地区油页岩开发生产基本仍局限在老油页岩基地,采用露天或井下挖掘开采,成本高、生产规模小,产量尚未达到历史上的最高水平,与丰富的资源很不匹配。同时,巨大的油页岩资源及其可能带来的丰厚回报,驱使国内外投资者在松辽及外围盆地开始争夺油页岩资源,由此可能引起油页岩资源无序竞争及资源浪费等诸多严重问题。国家应立足长远,加强油页岩资源的科学管理,促进油页岩资源的合理开发和利用。     

Shale depositional processes: Example from the Paleozoic Barnett Shale, Fort Worth Basin, Texas, USA

A long held geologic paradigm is that mudrocks and shales are basically the product of ‘hemipelagic rain’ of silt- and/or clay-sized, detrital, biogenic and particulate organic particles onto the ocean floor over long intervals of time. However, recently published experimental and field-based studies have revealed a plethora of micro-sedimentary features that indicate these common fine-grained rocks also could have been transported and/or reworked by unidirectional currents. In this paper, we add to this growing body of knowledge by describing such features from the Paleozoic Barnett Shale in the Fort Worth Basin, Texas, U.S.A. which suggests transport and deposition was from hyperpycnal, turbidity, storm and/or contour currents, in addition to hemipelagic rain. On the basis of a variety of sedimentary textures and structures, six main sedimentary facies have been defined from four 0.3 meter intervals in a 68m (223 ft) long Barnett Shale core: massive mudstone, rhythmic mudstone, ripple and low-angle laminated mudstone, graded mudstone, clay-rich facies, and spicule-rich facies. Current-induced features of these facies include mm- to cmscale cross- and parallel-laminations, scour surfaces, clastic/biogenic particle alignment, and normal- and inverse-size grading. A spectrum of vertical facies transitions and bed types indicate deposition from waxing-waning flows rather than from steady ‘rain’ of particles to the sea floor. Detrital sponge spicule-rich facies suggests transport to the marine environment as hypopycnal or hyperpycnal flows and reversal in buoyancy by transformation from concentrated to dilute flows; alternatively the spicules could have originated by submarine slumping in front of contemporaneous shallow marine sponge reefs, and then transported basinward as turbidity current flows. The occurrence of dispersed biogenic/organic remains and inversely size graded mudstones also support a hyperpycnal and/or turbidity flow origin for a significant part of the strata. These processes and facies reported in this paper are probably present in other organic-rich shales.     

辽西建昌盆地油页岩发育特征及沉积环境

辽西地区建昌盆地含有丰富的油页岩资源。利用野外露头、钻井和化验分析等资料,分析油页岩分布、岩石学特征、地球化学特征和沉积环境。研究表明：油页岩发育于下白垩统九佛堂组一段、二段和三段,共计9个矿组,九佛堂组三段油页岩平均含油率高、厚度大;建昌盆地油页岩平均含油率为5.15%,平均灰分质量分数可达81.9%,平均发热量为5.19 kJ/g,全硫质量分数低,属于中品位高灰分中高发热量低硫型油页岩,开发时对环境污染小;碱厂、五家子、九佛堂、七道泉子和敖汉旗大青山含矿区累计油页岩查明技术可采资源8.22×10⁸ t,油页岩油查明可回收资源3.17×10⁷ t,建昌盆地预测油页岩资源9.27×10¹⁰ t。有机地化特征显示,建昌盆地油页岩有机质丰度较高,有机质类型主要为Ⅰ型和Ⅱ₁型,成熟度较低,处于未成熟—低成熟阶段。九佛堂组时期气候温暖湿润,来源于陆地和湖泊的有机质大量沉积于淡水—咸水的湖泊中,水底为还原环境,有利于有机质的保存。     

Shale Oil Occurrence and Reservoir Characteristics of the Qijia-Gulong Depression in Songliao Basin

<正>1 Introduction The technology breakthrough in the exploration of shale gas and tight oil has greatly extended the global fossil fuel resources(Jia et al.,2012;Zou et al.,2012;Qiu et al.,2013).Although shale oil has been the global hot topic in the study of unconventional resources,there are varied definitions with respect to shale oil by different researchers.     

桦甸盆地始新统油页岩稀土元素地球化学特征及其地质意义

稀土元素因其稳定的地球化学性质已经成为研究油页岩等细粒湖泊沉积物的物源、古环境、古气候等变化的良好指示剂,具有重要的研究意义。笔者测试并重点分析了桦甸盆地始新统桦甸组油页岩REE地球化学特征。分析结果表明：桦甸含油页岩段稀土元素含量要低于上下段泥岩和炭质页岩样品,油页岩稀土元素总量（∑REE）为（91.51～355.98）×10^-6,平均值为162.56×10^-6,高于全球平均大陆上地壳成分（UCC）,略低于北美页岩;∑LREE/∑HREE及(La/Yb)_N等化学参数表明轻、重稀土元素分异明显,REE分布模式为明显的轻稀土元素富集、重稀土元素亏损呈平坦状、具中等程度的负Eu异常和弱负Ce异常。以Ce异常值反映水介质的氧化还原性,桦甸油页岩形成于缺氧的还原环境;以REE的分异程度来表征油页岩的沉积速率,桦甸组自下而上(La/Yb)_N值呈逐渐由增大→降低→增大的变化趋势,含油页岩段的沉积速率普遍比下段和上段低,与根据恢复压实后的桦甸组地层厚度和孢粉年龄估算得出的沉积速率结果相吻合,说明较低的沉积速率更有利于有机质的聚集和保存;以∑REE的纵向变化作为古气候波动的代用指标,高∑REE值指示暖湿的气候环境,低∑REE值指示冷干的气候环境。桦甸油页岩形成于干旱与温湿交替的气候环境,气候通过影响湖泊水体蒸发量与补给量的平衡而控制着湖平面的变化,从而控制了油页岩的层数和厚度。     

鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7油页岩特征与页岩气资源潜力研究

鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7油页岩,主要分布在盆地南部,单层厚度10 ～30 m(最厚处超过50m),试气证实具有一定产气能力.延长组沉积时是鄂尔多斯盆地发育的鼎盛时期,长7期湖盆范围达到最大.通过对长7油页岩分布与沉积相展布关系的研究,认为鄂尔多斯盆地油页岩的分布受沉积环境的控制作用显著,深湖—半深湖相形成的油页岩具有厚度大、分布范围广的特点,且盆地构造相对简单,开发条件优越.采用资源丰度类比法估算出长7页岩气资源量为(4.47 ～～8.83)×1012 m3.因此,鄂尔多斯盆地长7油页岩具有广阔的勘探开发前景.     

四川盆地自流井组陆相页岩石英成因研究

为了分析含气陆相页岩中石英矿物的成因、分布及其影响因素,以四川盆地自流井组含气页岩层段为主要研究对象,利用X射线衍射分析、普通薄片、扫描电镜、阴极发光、电子探针及元素地球化学分析测试手段,识别出陆源石英和成岩过程中形成的石英。陆源石英在阴极光下表现为棕色光,粒径较大。成岩过程中形成的石英在阴极发光下不发光,晶形较好,粒径较小。根据成岩作用的不同,将成岩过程中形成的石英细分为黏土矿物转化过程中形成的石英和硅质交代介壳边缘形成的石英。分析不同成因的石英分布特征发现,东岳庙段内石英矿物主要为陆源输入和黏土转化成因;马鞍山段内的石英主要为陆源石英;大安寨段内的石英则为硅质交代自生和陆源输入成因。在此基础上,总结了陆相页岩中不同成因石英的影响因素,包括沉积环境和地层压力。在沉积环境方面,随陆源物质输入的增加,陆源石英增加。同时,适合的湖水盐度,有利于介壳生物的生存,为硅质交代介壳形成石英提供物质基础。此外,地层的异常高压会抑制黏土转化,减少硅质析出,阻碍自生石英的沉淀。     

柴达木盆地北缘侏罗系页岩气资源潜力分析

柴达木盆地北缘侏罗系是中国西北地区重要的含煤岩系,同时也是重要的烃源岩层段。在柴北缘侏罗系有多个厚层泥页岩分布区,整体来看西北部泥页岩厚度大于东南部,其中鄂博梁—冷湖地区在中侏罗世长期处于沉积中心,沉积环境主要为浅湖和半深湖,水体稳定,碎屑物质供给充足,沉积了一套厚—巨厚层泥页岩,有效泥页岩厚度在600~1200m。根据干酪根元素组成等测试结果,研究区侏罗系泥页岩中的有机质类型为Ⅱ—Ⅲ2型,以生气为主生油为辅。泥页岩有机碳平均含量为2.02%,其中冷湖地区泥页岩有机质含量最高,可达8.26%。中、下侏罗统烃源岩除鱼卡、大煤沟成熟度较小外,其它地区均进入生气高峰期,个别地区已达过成熟阶段。柴北缘侏罗系泥页岩厚度大、有机质含量较高,成熟度适中,初步认为具备形成页岩气藏的良好地质条件。