世界页岩气研究概况及中国页岩气资源潜力分析

页岩气系指泥岩或页岩在各种地质条件下生成的、已饱和岩石自身各种形式的残留需要、进入了排烃门限但尚未完全排出的以吸附、游离及溶解等多种形式残留于泥页岩内部的天然气资源。随着北美、欧洲和亚洲等地区页岩气勘探程度不断加大,对页岩气的储集特征、成藏机理等方面的研究取得重大进展。但页岩气研究仍存在许多问题,如"页岩气"概念没有科学地表达出页岩油气资源的科学内涵;页岩气的成因机制不清且缺乏行之有效的判别标准;页岩气分布发育模式不明且缺乏统一的预测方法。针对当前对页岩气的认识,本文依据源岩残留烃临界饱和量及其钻采过程中温压下降而释放油气的比率等参数,对中国页岩气资源进行了预测。     

页岩裂缝发育主控因素及其对含气性的影响

依据国内外页岩气大量资料和测试数据,对影响页岩裂缝发育的岩性和矿物组成、有机碳含量、岩石力学性质、异常高压等非构造因素和构造因素进行了定性或半定量分析,初步探讨了页岩裂缝发育与含气量之间关系。结果表明:页岩中石英、长石和碳酸盐岩含量高,岩石的泊松比低、杨氏模量高,脆性大,容易在外力作用下形成天然裂缝和诱导裂缝,其发育程度一般与页岩中脆性矿物的含量呈正相关关系。高有机碳含量或异常高压页岩裂缝发育。裂缝发育程度与有机碳含量关系可以划分为4类。页岩裂缝发育程度与总含气量和游离气量呈正相关关系,页岩裂缝越发育,其含气量越大,产气量也越高。裂缝对页岩气藏的形成具有双重作用,一是裂缝可以作为天然气和地层水的有效储集空间和快速运移通道,有利于页岩层系中游离态天然气体积的增加和吸附态天然气的解吸,裂缝密度越大,走向越分散,产气量越高;二是裂缝规模过大,可能导致天然气散失。北美地区页岩裂缝发育带内的页岩气勘探成功率高,产气量高,中国四川盆地下古生界海相富有机质脆性页岩层中天然气有良好显示或高产气井均与裂缝发育密切相关。     

页岩油分类与评价

页岩油是以游离(含凝析态)、吸附及溶解(可溶解于天然气、干酪根和残余水等)态等多种方式赋存于有效生烃泥页岩地层层系中且具有勘探开发意义的非气态烃类。根据泥页岩地层中所含烃类相态、成因机理及勘探开发等特点,将页岩类油气划分为页岩气和页岩油等两类八种。结合页岩油特点,指出了我国页岩油形成条件和分布规律,即规模分布的有效生烃泥页岩、形成于深水-半深水相的富有机质泥页岩、较高的有机质丰度和适当的热演化程度以及较好的基质物性条件等是页岩油形成的主要条件。建立了中国陆相断陷湖盆页岩油发育模式,指出概率体积法可以作为页岩油资源评价的主要方法,提出了页岩油远景区、有利区及目标区优选的参数体系和标准。作为非常规油气能源的主要类型之一,页岩油将会对我国能源结构产生重要影响。     

海相砂页岩型铜矿成矿模式与地质对比——以中国云南东川铜矿和阿富汗安纳克铜矿为例

从海相砂页岩型铜矿时空分布、经济特征、成矿地质背景与沉积环境入手,对中国云南东川-易门铜矿带和阿富汗安纳克铜矿床（带）等进行典型矿床分析与地质特征对比,从成矿物质来源、成矿机制（流体的性质、作用和动力学,金属元素迁移、富集、沉淀和就位机制）等方面对海相砂页岩型铜矿床成因进行探讨,系统分析各种＂沉积-成岩-改造＂成矿模式、成矿作用与过程,对阿富汗安纳克、云南东川落雪式铜矿床等沉积岩容矿的层状铜矿床成因模型进行总结;在此基础上,进一步深入阐述了海相砂页岩型铜矿成矿与超级古大陆事件的耦合性及衍生成矿作用。通过分析,对中国东川-易门铜矿带,以及与阿富汗安纳克铜矿床毗邻的新疆西昆仑成矿省的海相砂页岩型铜矿找矿前景进行评价和预测。     

东天山雅满苏铁矿床夕卡岩成因及矿床成因类型

新疆东天山雅满苏铁矿床是该区乃至我国产于海相火山岩中的典型铁矿床,其矿床成因类型长期以来一直有海相火山岩型和矽卡岩型之争,争论的焦点是该矿床中矽卡岩的成因,影响了关键控矿要素的确定和找矿标志的建立.为了探讨矽卡岩的成因,本文测定了穿插铁矿体和矽卡岩的辉绿岩脉的锆石SHRIMP U-Pb年龄,采用XRF方法测定了雅满苏铁矿区火山岩、火山沉积岩和矽卡岩的主量元素含量,采用电子探针方法分析了该矿床不同产态不同期次矽卡岩中石榴石的矿物组成.测得辉绿岩脉锆石年龄为335Ma,将雅满苏矿区铁矿化和矽卡岩的形成时代限定于335Ma之前,表明矿化蚀变与火山岩同期,是雅满苏组火山岩喷发期热液交代作用的产物.岩矿鉴定也显示热液改造首先形成葡萄石,进而由于流体中铁质的加入形成石榴石.两期石榴石的矿物化学特征表明早期形成的石榴石富铁;晚期形成的石榴石铁质含量低,并有磁铁矿和黄铁矿等金属矿物与其共生.由于该矽卡岩的形成与火成岩体接触带的交代作用没有明显成因联系,因此笔者认为该矿床中的矽卡岩属广义矽卡岩,矿床成因类型归为海相火山岩型铁矿床更合理.     

马朗凹陷芦草沟组泥页岩储层含油性特征与评价

通过泥页岩常规岩芯与密闭取芯的地球化学分析、物性分析、压汞实验分析等,评价马朗凹陷二叠系芦草沟组泥页岩储层的含油性,结合试油情况,研究其富油机制以及有利储层分布特征。结果表明,芦草沟组泥页岩储层含油性受有机质丰度和孔隙度影响,有利层段总有机碳要大于4%,孔隙度大于3%。体积含油率比含油饱和度更能准确表征泥页岩的含油性,油层要求含油率大于1%。压汞分析显示,泥页岩的储层富油机制与常规砂岩不同,包括未运移烃类的就地滞留富集和经历短距离初次运移在与优质源岩临近的次源岩层系中富集两个过程。芦草沟组页岩油的富集受岩性组合类型的影响,以泥岩为主,夹（薄层）泥质灰岩、泥质白云岩或者以灰质泥岩、白云质泥岩为主,为该区最有利岩性组合,含油性最好,对应于深湖-半深湖的沉积环境。     

马朗凹陷芦草沟组泥页岩储层含油性特征与评价

通过泥页岩常规岩芯与密闭取芯的地球化学分析、物性分析、压汞实验分析等,评价马朗凹陷二叠系芦草沟组泥页岩储层的含油性,结合试油情况,研究其富油机制以及有利储层分布特征。结果表明,芦草沟组泥页岩储层含油性受有机质丰度和孔隙度影响,有利层段总有机碳要大于4%,孔隙度大于3%。体积含油率比含油饱和度更能准确表征泥页岩的含油性,油层要求含油率大于1%。压汞分析显示,泥页岩的储层富油机制与常规砂岩不同,包括未运移烃类的就地滞留富集和经历短距离初次运移在与优质源岩临近的次源岩层系中富集两个过程。芦草沟组页岩油的富集受岩性组合类型的影响,以泥岩为主,夹(薄层)泥质灰岩、泥质白云岩或者以灰质泥岩、白云质泥岩为主,为该区最有利岩性组合,含油性最好,对应于深湖—半深湖的沉积环境。     

新疆西天山式可布台铁矿地质、矿物化学和S同位素特征及其对矿床成因的约束

新疆西天山式可布台铁矿发育于伊犁裂谷内,赋存于上石炭统中酸性火山碎屑岩、浅变质片岩、千枚岩中,矿体呈层状、似层状以及透镜状顺层产出。金属矿物以赤铁矿、镜铁矿为主,含少量黄铁矿、菱铁矿;脉石矿物主要为碧玉、重晶石、石英以及少量方解石。矿石构造以条带状、纹层状和块状为主,矿物结构多为隐晶质结构、半自形结构以及充填结构。矿床分为4个成矿阶段,即黄铁矿-赤铁矿-铁碧玉-重晶石阶段、菱铁矿-软锰矿阶段、石英-镜铁矿阶段、氧化物阶段。矿体顺层产出和发育纹层状矿石构造指示矿床为沉积成因。电子探针分析显示:(1)块状赤铁矿Al2O3、Na2O、MgO、SiO2含量相对分散,推测这可能与块状矿石快速沉淀结晶有关,暗示了剧烈的流体喷流活动,而纹层状和条带状赤铁矿Al2O3、Na2O、MgO、Si O2含量相对集中则反映平静的沉积环境以及微弱的喷流活动,两者的比较可能暗示了成矿过程中流体喷溢速率以及沉积环境都不断改变;(2)黄铁矿中含有较高的Co、Ni比,显示其形成与火山作用关系密切;(3)菱铁矿的FeOT与Mn O+MgO含量呈负相关关系,并形成两个聚集区,与镜下其具有不同特征相吻合,可能暗示了成矿后期菱铁矿随热液析出时候发生了分异作用。黄铁矿(δ34S=-6.1‰~6.5‰)和重晶石(δ34S=12.9‰)硫同位素组成显示曾发生过硫酸盐和硫化物之间的硫同位素分馏作用,成矿热液的硫可能来源于岩浆硫。综合分析认为,式可布台铁矿可能为海相火山喷流沉积型铁矿床。     

我国发现最大单体海相整装气藏

《中华工商时报》消息（2014-02-11）国内单体规模最大的特大型海相碳酸盐岩整装气藏,在四川盆地被勘探发现。 此气藏位于安岳气田,储量规模、含气面积双大且气井产量、气藏压力双高。据了解,经国土资源部审定,其天然气探明地质储量4403.85亿m3,技术可采储量3082亿m3。     

页岩气储层研究新进展

随着页岩储层研究的不断深入,取得了一系列重要进展和认识,主要体现在对页岩储层孔隙空间类型、储层物性控制因素以及页岩气预测与评价3方面。主要的认识有:①页岩储层中的纳米孔隙及微裂缝是重要的储集空间;②矿物组成是影响储层储集性能及产能的重要因素,黏土矿物含量是影响页岩气吸附性及孔隙大小的主要因素,而脆性矿物可以有效改善储层物性并提高压裂的成功率;③有机质含量和热成熟度是影响页岩储层有机质纳米孔隙发育的关键因素;④基于页岩岩性精细划分,可以根据页岩储层岩性及岩相层段预测有利层段;⑤提出了利用层序地层学的方法对页岩储层进行研究的理念。这些成果和认识推动了页岩气储层研究的步伐,但仍存在许多科学难题尚未解决。