我国富含有机质泥页岩发育特点与页岩气战略选区

我国页岩气勘探才刚刚起步,目前研究主要集中在页岩气成藏条件和有利区评价方面。页岩气有利区优选还处于富含有机质泥页岩优选阶段,优选出的主要是页岩气发育远景区。受复杂地质背景和多阶段演化过程的影响,我国含油气盆地类型多、盆地结构复杂,盆地的不同演化规律直接控制着富含有机质泥页岩的发育与分布。为此,依据形成环境将富含有机质泥页岩划分为海相厚层富含有机质泥页岩、海陆交互相及陆相煤系地层富含有机质泥页岩、湖相富含有机质泥页岩这3种类型,并分别探讨了其页岩气勘探开发前景。结论认为：①海相厚层富含有机质页岩是我国近期页岩气勘探的首选;②海陆交互相及陆相煤系地层富含有机质泥页岩单层厚度较薄,但与致密砂岩气和煤层气有共生条件,发展页岩气与致密砂岩气等多类型天然气资源多层合采技术具有十分现实的意义;③湖相富含有机质泥页岩成岩程度普遍不高,需要进一步优选岩石强度较大、具备裸眼完井条件的层位进行勘探开发。     

河南海陆过渡相页岩储集特征及含气性初探

国内外页岩气勘查对象主要为海相页岩。2014—2017年,中国南华北盆地海陆过渡相页岩气勘查自牟页1井首次获气后又取得新进展。通过对牟页1井的氩离子抛光—扫描电镜、压汞、低温氮气吸附等测试结果进行分析,对海陆过渡相页岩的矿物组成、储集空间类型、孔隙结构、物性、有机地化等特征进行了探讨。结果表明:(1)储层矿物以黏土矿物和石英为主,具有低孔特低渗特征,物性受矿物组成和有机质影响明显;(2)储层具有高有机质丰度、高热演化程度特征,有机质类型以Ⅲ型干酪根为主,显微组分具有高惰质组特点;(3)牟页1井下二叠统山西、太原组页岩具有较高的含气量,与有机质丰度(TOC)及成熟度(Ro)均呈现正相关关系。结论认为:南华北地区乃至整个华北地区上古生界山西组、太原组具有良好的页岩气勘探开发潜力。     

鄂尔多斯盆地镇探1 井烃源岩有机地球化学特征

应用岩石热解实验、显微镜下观察、有机元素分析和镜质组反射率等分析方法,通过有机质丰度、类型、成熟度及生物标志化合物等方面研究,对鄂尔多斯盆地镇探1井中生界和古生界烃源岩地球化学特征进行了综合评价。古生界太原组和山西组烃源岩有机质丰度低,干酪根类型以腐殖型为主,有机质处于过成熟阶段,气态烃生成能力较强,综合评价为差烃源岩;中生界延长组和延安组烃源岩有机质丰度较高,干酪根类型以腐殖型为主,有机质处于成熟阶段,液态烃生成能力较强,综合评价为中等烃源岩。古生界有机质原始生物组合中陆源植物和水生生物含量相近,在湖相还原条件下堆积和保存;中生界有机质原始生物组合中陆源植物稍占优势,在湖相弱还原——还原条件下沉积。     

中国重点地区二叠系海陆过渡相页岩气勘探前景

我国海陆过渡相页岩气勘探至今仍未取得较大的突破。通过对重点地区二叠系海陆过渡相页岩的分布特征、有机地球化学特征和储集特征等方面的研究,并与海相和陆相页岩进行对比,分析预测了我国海陆过渡相页岩气的勘探前景。中国海陆过渡相页岩分布面积大,但具有单层厚度薄、岩性变化快的特点;干酪根类型以Ⅲ型为主,除碳质泥岩外,页岩总有机碳含量整体偏低,生烃潜力最小;孔隙类型以无机质孔和微裂缝为主,有机孔不发育,孔体积和比表面积低于海相页岩,储集空间相对不足,气体吸附能力较差;泥页岩黏土矿物含量极高、脆性矿物较少,低孔低渗,储层物性差,不利于后期开发。研究表明,海相页岩仍是页岩气最有利的勘探区域,海陆过渡相页岩气勘探前景在某些方面不如演化程度高的陆相页岩气。      

基于笔石表皮体反射率和拉曼光谱评价海相页岩热成熟度的方法

五峰组（O₃w）-龙马溪组（S₁l）海相页岩是川南下古生界页岩气勘探的主力层系之一,热成熟度是烃源岩和页岩气评价的一项重要指标。由于缺乏镜质体,一直难以建立准确评价下古生界海相页岩热成熟度的方法。共采集33块川南五峰组-龙马溪组岩心样品,用于观察源内固体沥青及笔石表皮体的光学特征,并测试其随机反射率。同时,利用样品中干酪根的拉曼光谱参数分析热成熟度的演化趋势。研究结果表明,相较于源内固体沥青,笔石表皮体来源单一、颗粒较大、特征明显,且垂直层理切面上非粒状笔石表皮体随机反射率（GR_or）数值分布更集中,更适合作为反射率测试对象。干酪根的拉曼光谱参数特征表明,热演化过程中GR_or与等效镜质体反射率（EqR_o）并非单一的线性关系。利用干酪根的拉曼光谱参数为中间变量,建立了通过GR_or计算EqR_o的方法。计算结果表明,五峰组-龙马溪组页岩在长宁、泸州-大足和威远地区的热成熟度依次降低,EqR_o分布范围分别为2.99 %~3.91 %,2.87 %~3.54 %和2.46 %~3.03 %,平均值分别为3.44 %,3.22 %和2.77 %。长宁西部出现了异常高成熟度区域,需要评价其对页岩气勘探的影响。     

四川盆地震旦系-下古生界高过成熟度烃源岩评价

四川盆地震旦系—下古生界为高成熟烃源岩,应用激光荧光诱导显微镜对高成熟度烃源岩进行观察、分析,识别出海相镜质组、海相惰质组、微粒体及沥青等几种母质类型,微粒体和沥青为2类主要母质类型。应用有机岩石学方法对烃源岩母质类型恢复,主要为Ⅰ型和Ⅱ型。在对有机碳系统测定基础上,根据不同类型有机质的恢复系数恢复原始有机碳含量,泥页岩有机碳含量一般为0.21%~17.2%,灰岩及云岩有机碳含量一般在0.1%~9.38%。应用海相镜质组及沥青成熟度来确定高成熟度烃源岩成熟度,一般等效镜质体反射率为2.36%~3.39%,达到高过成熟阶段。资源量为21.4×108t,其中乐山—龙女寺隆起区所占资源量大,是天然气富集地区。     

海陆过渡相岩性频繁互层型页岩气潜力评价方法——以鄂尔多斯盆地临兴区块下二叠统山西组为例

海陆过渡相页岩气高效勘探亟需建立有利区评价流程及选区参数体系。为此,以鄂尔多斯盆地东缘临兴区块下二叠统山西组2段（以下简称山2段）页岩气为例,在对区内4口页岩气探井的泥页岩层段岩心观察和含气量、地球化学、岩矿、储层物性、岩石力学等实验测试参数分析的基础上,建立了海陆过渡相页岩气勘探评价流程和参数指标,评价了山2段页岩气有利区及勘探潜力。研究结果表明：(1)相比于海相页岩,该区海陆过渡相煤系泥页岩层段中相对富气的泥页岩层段中—薄层泥页岩与煤层（线）、致密粉砂岩（砂岩）频繁互层,具有“含气泥页岩层段岩性复杂多样、砂质夹层发育”的特点;(2)该区海陆过渡相泥页岩有机质类型以混合型、腐殖型干酪根为主,有机质丰度和成熟度较高,生气能力强;储集层具备高储集能力,介孔和微裂缝发育;富有机质夹薄层砂岩条带的岩性组合相对有利富气,且脆性矿物含量高,有利于改造;(3)结合页岩气富集性与可压性地质参数测井解释、地质综合相类比等方法,建立了“五步四关键三原则”的海陆过渡相页岩气评价流程,形成了海陆过渡相页岩气的有利区评价方法。结论认为,该区山2段海陆过渡相页岩气勘探前景中等偏上,并落实区内山2段3类页岩气勘探...     

海陆过渡相页岩储层特征及含气赋存机理——基于与海相页岩储层对比的认识

中国海陆过渡相页岩储层分布广泛,但至今未取得较大的勘探突破。详细调查和分析了海陆过渡相页岩储层特征和含气赋存机理,并展望了海陆过渡相页岩气的研究方向,旨在明确海陆过渡相页岩气成藏机理,以期为有利层段优选提供理论支持。海陆过渡相泥页岩储层具有单层厚度薄、岩性变化快、干酪根类型差等特点。由于有机质纳米级孔数量少,储集空间以黏土矿物孔缝为主。富有机质海相页岩实际解吸气量与理论含气量基本一致,但海陆过渡相页岩实际含气量远低于理论含气量,主要机制为砂泥煤“三明治”空间结构致使大部分天然气高效排出以及高含水饱和度致使游离气储集空间不足。与海相页岩气赋存状态不同,海陆过渡相页岩气以吸附气为主,游离气普遍较低,优势岩相类型为高TOC、高硅质/钙质页岩。海陆过渡相特别是潮坪—潟湖相地层中纵向上发育多层含菱铁矿层、横向上连续分布,在含菱铁矿泥岩内部易形成页岩气“微圈闭”储存气体,且菱铁质泥页岩低孔低渗和高突破压力的特性致使其具有强封闭性,可在页岩内部实现局部超压富集,这为海陆过渡相页岩气垂向有利层段优选和勘探突破提供新的研究视角。今后的研究应加强海陆过渡相系统性沉积学研究,进一步揭示页岩气的赋存状态及动态...     

中国页岩气形成机理、地质特征及资源潜力

以四川盆地为重点,介绍中国海相、海陆过渡相、陆相三大类型页岩形成的沉积环境、地球化学与储集层特征、含气量与远景资源量。中国海相页岩是一套高有机质丰度(TOC为1.0%~5.5%)、高—过成熟(Ro值为2.0%~5.0%)、富含页岩气(含气量1.17~6.02 m3/t)、以陆棚相为主的沉积,主要分布在华南扬子地区古生界、华北地台古生界和塔里木盆地寒武系—奥陶系;海陆过渡相煤系炭质页岩有机质丰度高(TOC为2.6%~5.4%)、成熟度适中(Ro值为1.1%~2.5%);中新生界陆相页岩有机质丰度高(TOC为0.5%~22.0%)、低熟—成熟(Ro值为0.6%~1.5%)。在对四川盆地下古生界页岩储集层研究中首次发现,寒武系和志留系海相页岩发育大量与北美地区相似的微米—纳米级孔隙。综合评价认为四川盆地发育的多套页岩气层系是勘探开发的现实领域,四川盆地中南部威远—长宁等地区的寒武系和志留系是页岩气勘探开发的核心区与层系,其特点是:热演化程度较高(Ro值为2.0%~4.0%)、孔隙度较高(3.0%~4.8%),含气量较高(2.82~3.28 m3/t)、脆性矿物含量较高(40%~80%)、埋深适中(1 500~4 500 m),有利于开采。图7表7参38     

四川盆地陆相页岩气形成条件及勘探开发前景

与北美页岩气主要形成于海相富有机质泥页岩层系相比,我国主要含油气盆地页岩气具有赋存于陆相及海陆过渡相富有机质泥页岩层系的特点,是未来非常规油气资源勘探开发新的重要领域。为此,综合应用野外地质剖面勘测、岩心及其测试分析资料,对四川盆地陆相页岩气形成条件、含气特征及可采性等进行了分析。结果表明：四川盆地上三叠统须家河组和下侏罗统自流井组的河、湖相泥页岩具分布广、厚度大、有机质丰度较高、保存条件好、脆性矿物含量高的特点,有利于页岩气的成藏和压裂改造。通过老井复查和常规兼探,已在川东建南、涪陵地区和川东北元坝地区自流井组,川西新场地区须家河组泥页岩中获得良好的天然气显示和工业气流。结论认为：四川盆地陆相页岩气与北美海相页岩气形成条件相当,优于圣胡安盆地海陆过渡相Lewis页岩,具有良好的勘探开发前景。初步优选川中阆中-平昌、三台-广安,川东南涪陵-长寿为自流井组页岩气勘探的有利地区,川西孝泉-新场、川中三台-广安为须家河组（须五段）页岩气勘探的有利地区。     

黄骅坳陷中区和北区沙河街组陆相页岩气形成条件及资源潜力

以黄骅坳陷中区和北区古近系沙河街组湖相富有机质泥页岩为重点研究对象,在大量样品实验测试数据深入分析与镜下观察的基础上,从页岩的发育特征、有机质丰度、有机质类型、热演化程度及储集性能等方面出发,明确了研究区沙河街组陆相页岩气形成条件及资源潜力。研究区沙河街组有效生烃泥页岩的累积厚度大（大于1 000 m）,有机质丰度高（大于1.0%）,有机质类型适中（以Ⅱ1及Ⅱ2型为主）,热演化程度以成熟—高熟为主,储集性能较好,具备良好的页岩气成藏条件。通过与美国主要产气页岩、中国陆相和海相页岩层段的主要特征参数指标相比较,建立了以富有机质泥页岩的厚度、有机碳含量、镜质组反射率、埋深及地层压力等参数作为页岩气有利区的评价标准,初步优选歧口凹陷西南部及张巨河一带为页岩气勘探的有利区,且以沙三段为页岩气富集的最有利层段。初步估算黄骅坳陷中区和北区沙河街组陆相泥页岩形成的页岩气总远景资源量约为0.46×1012 m3,其中沙三段占73%,充分表明了黄骅坳陷中区和北区沙河街组陆相页岩气资源潜力较大。     

陕甘宁盆地油气区特性及勘探方向

陕甘宁盆地是一个大型叠合盆地,它经历了中晚元古代——早古生代陆表海,晚古生代海陆过渡以及中新生代内陆湖相沉积阶段,发育多类型油气源岩。盆地的油气圈闭,中生界以隐蔽型油藏为主,古生界为构造型气藏,可划分出五个不同类型的油气聚集区,既具备甲生代大型陆相盆地油气藏形成条件,又海相、海陆交互相地层天然气资源丰富,勘探领域广阔.     

鄂尔多斯盆地石炭系本溪组页岩气成藏条件及勘探潜力

近年,国外海相地层页岩气勘探开发取得的重大成果对国内陆相及海陆过渡相页岩气勘探潜力的研究带来重要影响。基于鄂尔多斯盆地石炭系本溪组富有机质泥页岩样品的有机地球化学、物性特征及等温吸附等方面测试结果的数理统计及其测井响应特征分析,对其页岩气的勘探潜力进行了研究。研究结果表明:本溪组有效泥页岩单层厚度变化较大,盆地主体部位有机碳含量一般大于1.0 % ,平均为2.7 % ,有机质类型主要为Ⅲ型和Ⅱ₂型,含少量Ⅰ型和Ⅱ₁型,镜质体反射率平均为1.52 % ,泥页岩吸附含气量平均为0.98 m³/t,属于成熟-高成熟阶段富有机质泥页岩,具备页岩气成藏的基本地质条件。综合考虑泥页岩有效厚度、有机质含量及类型、热演化程度、含气量及埋深等因素,预测鄂尔多斯盆地本溪组页岩气有利勘探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。     

激光拉曼技术评价沉积有机质热成熟度

在澳大利亚联邦科学与工业研究组织能源组对激光拉曼技术评价有机质成熟度研究成果RaMM（1）和RaMM（2）的基础上,提出了可以评价沉积有机质热成熟度的激光拉曼技术新模型RaMM（P）,模型使用范围为0.4%r（镜质组随机反射率）<2.5% ,其具有样品量小、微区（约2 μm）无损分析、无需镜下区分不同显微组分（镜质组、惰质组）的特点。RaMM（P）模型在不同层系煤（二叠系、石炭系）、富氢煤与贫氢煤（镜质体反射率受到抑制和增强）以及海相泥岩分散有机质中的应用结果表明,该方法可以有效评价沉积有机质热成熟度,能反映镜质体反射率异常的问题;同时将RaMM（P）与RaMM（1）和RaMM（2）方法进行了对比讨论。该方法在沉积分散有机质热成熟度评价,尤其是镜质体缺少/缺失或镜质体反射率受到抑制或镜质体识别困难的沉积地层具有广阔的应用前景。     

南华北上古生界烃源岩有机地球化学特征

南华北地区晚古生代沉积了一套台地相-海陆过渡相-内陆湖相地层,上古生界烃源岩主要为一套连续沉积的含煤岩系。利用有机地化分析测试资料,结合上古生界沉积背景与沉积相,从纵向和平面上研究了该区上古生界煤系烃源岩的有机质丰度、类型及热演化等地球化学特征,确定太原组、山西组煤系泥岩、煤岩为上古生界含油气系统的主力烃源岩。探讨了上古生界烃源岩的二次生烃条件及主控因素,认为二次生烃时烃源岩生烃潜量越大越好,初始成熟度越低越好,地温梯度越高越好;其主控因素为生烃潜量和温度。最后指出二次生烃范围主要分布于谭庄—沈丘、倪丘集、鹿邑和襄城等凹陷。      

四川盆地中部高石梯-磨溪地区震旦系灯影组储层沥青拉曼光谱分析

拉曼光谱分析是刻画有机质成熟度的一种有效技术方法.通过对四川盆地中部高石梯-磨溪地区21块震旦系灯影组储层样品中的沥青开展系统的拉曼光谱分析,并用经验公式获取沥青的等效镜质体反射率,表征了沥青所处的成熟阶段,进而探讨了储层经历的热演化及改造作用.结果表明,高石梯-磨溪地区震旦系灯影组储层溶蚀孔洞及裂缝充填沥青绝大多数都...     

三塘湖盆地土古生界烃源岩镜质组反射率异常研究

镜质组反射率是评价有机质成熟度的重要指标。然而由于地质因素和测试技术的原因。镜质组反射率测量值常与预计值有一定的偏差，在三塘湖盆地上古生界烃源岩中，可以观察到镜质组反射率的局部增强和镜质组反射率的抑制，局部增强多分布在上二叠统的烃源岩中，主要与火山活动有关，这种反射率的增强在平面上分布广泛，但纵向上影响范围较小，反射率的抑制是在上古生界烃源岩含有较高含量的腐泥组分背景下产生的，用氢指数模板方法对抑制进行了校正，抑制的幅度最大可达0.3%。     

三塘湖盆地上古生界烃源岩镜质组反射率异常研究

镜质组反射率是评价有机质成熟度的重要指标 ,然而由于地质因素和测试技术的原因 ,镜质组反射率测量值常与预计值有一定的偏差。在三塘湖盆地上古生界烃源岩中 ,可以观察到镜质组反射率的局部增强和镜质组反射率的抑制。局部增强多分布在上二叠统的烃源岩中 ,主要与火山活动有关。这种反射率的增强在平面上分布广泛 ,但纵向上影响范围较小。反射率的抑制是在上古生界烃源岩含有较高含量的腐泥组分背景下产生的。用氢指数模板方法对抑制进行了校正 ,抑制的幅度最大可达 0 .3%     

中国早第三纪海陆过渡相

我国下第三系发育齐全,分布广泛,岩相类型繁多。我们把研究区内既非正常海相,又非正常陆相,位于海陆之间的一系列沉积,称为海陆过渡相,包括海岸相、海侵湖相和海漫湖相。研究这套过渡相的沉积特征,及其纵、横向上的展布规律,对于阐明中国第三纪油气的聚集规律和预测中国第三纪油气远景,具有一定意义。     

页岩有机质特征对有机孔发育及储层的影响

已有的勘探证实有机孔是页岩主要的储集空间,研究有机孔的发育特征及影响因素是页岩气勘探的重要内容。通过对相关文献进行系统分析,探讨了有机孔演化的过程及控制因素,并进一步总结了有机质对页岩储层的溶蚀性、含水性和脆性的影响。研究表明：有机孔的发育是高成熟度、较好类型的有机质和易生烃的显微组分共同作用的结果;已形成的有机孔受压实、过成熟碳化以及基质沥青充填等作用的破坏,不利于有机孔的保存;有机质对页岩储层的改造体现在有机质热演化过程中产生的酸性流体溶蚀长石、白云石等矿物形成溶蚀孔,有机孔吸纳水分降低吸附能力,以及高有机质含量造成页岩韧性增强不利于压裂改造等方面。提出了研究方向：根据中国复杂的陆相、海陆过渡相、海相页岩气储层及成藏条件的差异,在今后的研究中应加强不同沉积相页岩有机质类型和显微组成的研究,分析其对有机孔发育的影响,定量化研究有机孔对页岩储集物性的贡献,以及明确有机孔的主要赋存载体。