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...     

海陆过渡相页岩气储层特征与主控因素 ——以鄂尔多斯盆地大宁—吉县区块二叠系山西组为例

鄂尔多斯盆地东缘大宁—吉县地区二叠系山西组山2段为海陆过渡相沉积,其中山23亚段具有页岩厚度大、夹层少而薄的特点,是目前中国海陆过渡相页岩气勘探开发的重点目标层段,但其储层特征等相关研究相对较少,特别是优质储层发育的主控因素有待进一步明确.综合利用有机地球化学分析、矿物成分分析以及储层微观刻画等技术手段,对大宁—吉县区...     

鄂尔多斯盆地东缘二叠系山23亚段海陆过渡相页岩岩相类型与储层发育特征

中国海陆过渡相页岩气的开发正处于起步阶段,而开展页岩岩相划分及储层特征的研究则有利于页岩气的进一步勘探开发.通过薄片鉴定、X?射线全岩衍射、扫描电镜等一系列方法对鄂尔多斯盆地东缘山23亚段海陆过渡相页岩进行精细研究.结合矿物成分、TOC含量将山23亚段页岩划分为8种不同的岩相,其中主要发育4种岩相:富有机质黏土质硅质页...     

鄂尔多斯盆地东缘海陆过渡相页岩气成藏条件研究现状与展望

海陆过渡相页岩是页岩气勘探的重要接替领域。与海相页岩相比,海陆过渡相页岩层段岩石类型多样、厚度分布不稳定、有机质丰度较低,页岩气的勘探难度较大。随着鄂尔多斯盆地东缘海陆过渡相页岩气勘探的不断突破,亟需加强页岩气成藏过程、保存条件及时空匹配等方面的精细化研究,以明确不同构造区海陆过渡相—页岩气—富集主控因素与成藏模式。研究以鄂尔多斯盆地东缘北部和南部页岩气潜力区为研究对象,在详细对比页岩基本地质条件和生烃潜力基础上,从能量场—演化、保存条件—有效性及成藏模式特征进行系统总结。综合分析认为：鄂东缘北部太原组页岩层段生烃潜力优越,具备页岩气勘探潜力;南部山西组页岩生烃潜力要优于太原组页岩,但能量场及页岩气保存条件的研究还相对薄弱;海陆过渡相页岩气成藏模式建立的关键参数缺乏校正,有待精细研究。未来需要在精细刻画岩性组合和流体单元的基础上,开展能量场的重建和盖层封闭性的评价,精细描述能量场对页岩气赋存方式的控制,进而准确建立页岩生排烃过程与保存条件的时空匹配关系,从而建立鄂东缘海陆过渡相页岩气的精细成藏模式,以期为该区页岩气高效勘探开发提供重要理论支撑。     

基于嵌入式离散裂缝模型优化的海陆过渡相页岩气压裂水平井数值模拟

近年来，鄂尔多斯盆地东缘大宁—吉县区块海陆过渡相页岩气勘探开发取得了突破性进展，进一步展示了该领域良好的开发前景，但对该区页岩气水平井产能评价理论的认识还不够深入，从而制约了后续开发井生产方案的优化制订。为了模拟鄂尔多斯盆地东缘海陆过渡相页岩气压裂水平井生产动态，基于嵌入式离散裂缝模型理论，考虑了储层不同类型孔隙中流体流动差异，采用有限体积法建立了地质参数建模与压裂缝网表征相结合的数值模拟技术，并结合压裂改造后裂缝网络的展布特点，对现场实例井进行了生产动态分析。研究结果表明：(1)海陆过渡相页岩气藏压裂水平井整体产量偏低，压裂施工规模和单井产能之间相关性较弱，压裂裂缝的合理表征是生产动态预测的关键；(2)页岩储层渗透率极低，压力传播范围有限，未与井筒或水力裂缝沟通的天然裂缝在生产过程中贡献率较低；(3)天然裂缝为气体在低渗透致密储层提供了渗流通道，提升了水力裂缝网络的复杂度，应优选裂缝发育区对气井进行压裂改造。结论认为，优选压裂改造甜点位置和提高压裂井缝网改造程度是海陆过渡相页岩气藏压裂水平井产量提升的关键，该认识为我国海陆过渡相页岩气高效开发提供了理论支撑。     

鄂尔多斯盆地海陆过渡相页岩气勘探理论与技术研究新进展

鄂尔多斯盆地海陆过渡相页岩气资源丰富，是国内油气增储上产的重要战略接替新领域。为了探索形成海陆过渡相页岩气相关理论，促进技术进步，基于充分调研国内外海陆过渡相页岩气研究进展的基础上，明确了盆地海陆过渡相页岩气规模勘探所面临的理论与技术挑战，并以盆地东缘大吉区块作为先导试验区，形成了海陆过渡相页岩气勘探理论与技术。研究结果表明：(1)建立了四级层序约束下的2类海陆过渡相页岩发育模式，即“暖干、贫氧、地貌、海侵”四元耦合的“双源”模式和“潮湿”气候下的“单源”模式；(2)建立了海陆过渡相页岩“早生烃—长周期”双源宽幅生烃演化模式，并估算了先导区试验区海陆过渡相页岩气资源量约9×10¹² m³；(3)形成了基于测井反褶积理论的海陆过渡相页岩岩性组合与富有机质页岩识别方法(U—SP曲线重叠法)，建立了岩性约束下的页岩储层物性、地化参数、含气性测井定量评价模型；(4)创建了海陆过渡相多岩性组合页岩气甜点地球物理评价及预测技术体系，实现了海陆过渡相页岩气富有机质页岩发育特征空间定量表征及预测。结论认为，研究成果实现了地质—地球物理多信息融合的页岩气甜点预...     

中国页岩气勘探领域和发展方向

我国油气对外依存度较高,勘探开发页岩气是缓解能源和环境压力的重要途径。尽管我国页岩气在短时间内已经取得了一系列重大进展,但目前仍然处于勘探发展方向选择的"十字路口"。为此,系统梳理了我国页岩气地质条件的特殊性,结合页岩气成藏机理研究成果,指出了我国不同领域的页岩气勘探方向。研究结果表明:(1)中国页岩气勘探可分海相、陆相及海陆过渡相3大基本领域,华北、扬子及塔里木3大板块页岩气地质特点各异,构造沉积演化、页岩生气成藏、后期改造破坏等多因素相互作用,形成了中国页岩气地质分布的复杂性及勘探领域的多样性;(2)海相页岩有机孔缝发育,奥陶系五峰组—志留系龙马溪组页岩仍将是未来一段时间内页岩气勘探的主体,扬子地区的寒武系牛蹄塘组和震旦系陡山沱组、滇黔桂地区的泥盆系罗富组和石炭系旧司组、华北地区的蓟县系洪水庄组和中元古界下马岭组等可以作为页岩气勘探战略突破的对象;(3)大中型陆相盆地的构造深部位和斜坡部位、中小型盆地的沉降—沉积中心是陆相页岩气勘探的两大主要方向,页岩层理缝和粒间孔发育,多类型有机质与热演化程度的匹配常使得页岩油、页岩气共生,将成为陆相页岩气进一步探索的重要领域;(4)海陆过渡相页岩主要形成于晚石炭世—二叠纪,页岩与砂岩、泥岩、煤层及碳酸盐岩地层之间的旋回组合特点明显,页岩中成岩裂缝发育,较好的构造保存条件与成岩保存条件是该类型页岩气富集的两大要素,潮坪—潟湖沉积体系和三角洲沉积体系、大中型叠合盆地和中小型残留盆地,以及盖层发育且构造保存条件好的深层是海陆过渡相页岩气勘探的有利方向。     

四川盆地二叠系海陆过渡相页岩气地质条件及勘探潜力

上二叠统龙潭组海陆过渡相泥页岩是四川盆地重要的烃源岩层系,前期的研究工作主要集中于烃源岩评价,而针对页岩气成藏方面的研究则较少。为此,通过对龙潭组取心井——东页深1井分析测试结果的解剖,结合邻区的钻探成果,对龙潭组富有机质泥页岩的分布特征、地化特征、储层特征、含气特征及顶底板条件等进行了研究,并与具有相似沉积背景且已获得良好页岩气显示的页岩层系展开了对比分析,明确了龙潭组页岩气形成的地质条件及勘探潜力。研究结果表明:(1)川东南地区龙潭组海陆过度相富有机质泥页岩发育,厚度大于40 m、脆性矿物含量较高、孔隙度较高、有机碳含量高、热演化程度适中、含气性较好,具备页岩气形成的有利地质条件;(2)较之于国内外其他已获得良好页岩气显示的海陆过渡相泥页岩,川东南地区龙潭组孔隙度、有机碳含量、有机质成熟度、含气量等关键参数更优;(3)有机质类型是影响龙潭组泥页岩中有机质孔隙发育程度的主要因素,页岩气勘探选层应避开煤层富集段。结论认为:在综合考虑富有机质泥页岩发育程度及夹层厚度、埋深、保存等条件下,綦江—赤水一带是四川盆地龙潭组海陆过渡相页岩气勘探的最有利地区。     

鄂尔多斯盆地东缘山西组2段海陆过渡相页岩高分辨率层序划分及勘探地质意义

针对鄂尔多斯盆地东缘山西组海陆过渡相页岩单层厚度薄、岩性复杂且频繁互层导致地层横向对比多解性强的难题,建立了一种将高分辨率层序地层与旋回地层相结合的地层划分方法.主要通过测井曲线辅助岩心及野外露头等资料,采用最大熵频谱分析技术对测井曲线处理得到的INPEFA曲线,结合小波变换提取的时频特征,完成了山西组2段(山2段)海...     

鄂尔多斯盆地海陆过渡相页岩岩性组合特征及页岩气勘探潜力

中国海陆过渡相页岩气资源潜力大，是页岩气增储上产的重要接替领域，但海陆过渡相页岩沉积环境变化频繁，页岩、煤、砂岩以及石灰岩等岩性频繁互层，目前海陆过渡相页岩气勘探地质评价还处在初期阶段，有利页岩岩性组合及储层特征有待深入研究。为此，以鄂尔多斯盆地东南缘大吉区块下二叠统山西组二段三亚段(以下简称山₂³亚段)海陆过渡相页岩为研究对象，通过钻井岩心和野外露头观察，结合测井响应特征，划分了岩性组合类型，并基于扫描电镜、聚焦离子束扫描、气体吸附、高压压汞等实验技术手段，厘清了不同岩性组合页岩储层特征，明确了有利岩性组合类型和页岩气勘探意义。研究结果表明：(1)研究区山₂³亚段可划分为纯页岩型(S型)、富粉砂页岩型(SS型)、富砂页岩型(SSS型)以及富煤页岩型(CSS型)4种岩性组合类型；(2) S型组合页岩储层物性最优，总有机碳含量为6.87%，腐泥组含量可达50%，有机质类型兼具Ⅱ2型和Ⅲ型，含气性高，富含石英等脆性矿物，表现出“甜而脆”的特征；(3) S型组合页岩储集空间为有机孔+微裂缝，有机孔孔径介于...     

鄂尔多斯盆地延长探区陆相页岩气勘探开发进展、挑战与展望

鄂尔多斯盆地为大型富油气叠合盆地,发育二叠系和三叠系多套页岩层系,陆相页岩气资源丰富。相比较于海相页岩,陆相页岩存在较多特殊性,其勘探开发面临诸多挑战,制约陆相页岩气难以实现经济开采,在地质特征、资源背景及勘探开发技术等方面对鄂尔多斯盆地页岩气勘探开发实践中取得的成果进行归纳,对目前的技术难点进行分析,以期在陆相页岩气发展进程中,有效利用机遇及时应对挑战。综合分析认为:延长探区陆相页岩厚度、有机碳含量、成熟度、含气量等参数达到国家标准规定的页岩气有利层段参数下限标准,具备页岩气成藏地质条件;陆相页岩气在宏观和微观非均质条件控制下,相态和规模上具有差异性富集特征,存在吸附成藏和吸附+游离复合成藏两类成藏模式,不同成藏机理指导陆相页岩气有利区优选及页岩气井生产。陆相页岩气勘探实践中形成多项关键配套工艺技术,建立起适用于强非均质性陆相页岩的测井评价方法,研发出适用于陆相页岩的水基钻井液体系和系列钻完井配套技术装备,形成CO_2压裂技术体系和井场废液回收处理—利用技术。同时,面临精细"甜点"预测、钻井提速提效、压裂环保增效、降低成本等诸多挑战。目前中国陆相页岩气仍处于勘探开发初期,成本高,初期产量低,还需通过开展陆相页岩气勘探开发先导性试验,实现科技突破,形成资源接替,促进陆相页岩气产业取得经济效益。     

鄂尔多斯盆地东缘太原组页岩气成藏特征

以鄂尔多斯盆地东缘海陆过渡相太原组泥页岩为研究对象,通过野外调查和实验测试,分析太原组泥页岩的空间展布、储层地球化学与物性特征以及页岩气成藏特征,估算页岩气资源潜力。研究认为：鄂尔多斯盆地东缘太原组泥页岩沉积于三角洲平原和潮坪-潟湖环境,沉积厚度为30～70m,自东向西变薄;泥页岩有机质为Ⅲ型干酪根,有机碳含量为4.06%,成熟度为0.90%～2.40%,处于中等-过成熟阶段;储层孔隙以微孔为主,脆性矿物含量超过45%,具较好的页岩气源岩和储层条件;页岩气藏主要为深埋热作用与岩浆热作用叠加的热成因型气藏,形成于早白垩世的生烃高峰期。采用体积法估算页岩气资源量约为1.9243×10¹²m³;初步优选出临县-兴县和石楼-隰县-大宁-蒲县等2个勘探有利区,有利区页岩气资源潜力约为0.92×10¹²m³,该研究为鄂尔多斯盆地东缘页岩气勘探开发提供了依据。     

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。     

鄂尔多斯盆地L区块页岩气地质特征及勘探前景

以鄂尔多斯盆地东缘L区块二叠系山西组和太原组泥页岩为研究对象,通过野外调查和实验测试,分析两个层位泥页岩的厚度、分布、地球化学特征,指出页岩气发育的有利层位。研究认为,该区块泥页岩具有厚度较大、分布稳定,泥页岩有机碳含量较高,68%的样品有机碳含量大于2.0%,热演化程度适中,镜质体反射率一般为1.25%~1.84%,有机质处于成熟生气阶段。与美国主要的页岩气盆地进行对比分析,L区块二叠系太原组及山西组发育的泥页岩层为该区块页岩气勘探开发的有利层位,具有良好的页岩气勘探前景。     

鄂尔斯盆地L区块页岩气地质特征及勘探前景

以鄂尔多斯盆地东缘L区块二叠系山西组和太原组泥页岩为研究对象,通过野外调查和实验测试,分析两个层位泥页岩的厚度、分布、地球化学特征,指出页岩气发育的有利层位.研究认为,该区块泥页岩具有厚度较大、分布稳定,泥页岩有机碳含量较高,68％的样品有机碳含量大于2.0％,热演化程度适中,镜质体反射率一般为1.25％～1.84％,有机质处于成熟生气阶段.与美国主要的页岩气盆地进行对比分析,L区块二叠系太原组及山西组发育的泥页岩层为该区块页岩气勘探开发的有利层位,具有良好的页岩气勘探前景.     

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...     

鄂尔多斯盆地中生界页岩气成藏地质条件

为了寻找常规油气的接替能源,增加鄂尔多斯盆地油气资源的地质储量,促进国内非常规油气资源的勘探开发,根据国内外现有的页岩气勘探开发理论和实践,对中生界延长组长7段泥页岩层的沉积环境、经历的构造运动、分布范围、厚度、埋深、有机质的类型和丰度、成熟度及生烃强度等各项成藏地质、地化要素进行了分析。研究认为鄂尔多斯盆地中生界延长组长7段泥页岩层具备良好的页岩气成藏地质条件,盆地南部吴起—永宁—下寺湾—直罗—线地区是中生界地层页岩气勘探开发的有利区块。     

海陆过渡相页岩气形成热模拟实验研究

晚古生代海陆过渡相泥页岩在中国南北方广泛分布,页岩气资源潜力巨大。应用生烃热模拟实验,对采集于鄂尔多斯盆地上古生界山西组山2段未成熟海陆过渡相富有机质页岩的页岩气形成过程进行研究。实验结果表明,山2段海陆过渡相页岩在实验最低温度(T=337.2℃,Ro=0.74%)时就生成液态烃和气态烃,在385.3℃(Ro=1.08%)时液态烃达到生成高峰,此后甲烷(CH_4)产率迅速增大,干燥系数开始变大;重烃气(C_(2-5))达到生成高峰(T=456.2℃,Ro=2.09%)时甲烷产率曲线出现拐点;甲烷主要由液态烃裂解形成,部分由重烃气裂解形成;在实验最高温度(T=599.7℃,Ro=4.45%)时甲烷产率达956.93mL/g_(TOC),干燥系数达99.75%,但仍有少量重烃气和液态烃可以继续裂解生成甲烷。山2段页岩气形成具有3个阶段,即337.2℃≤T≤385.3℃(0.74%≤Ro≤1.08%)为生油阶段,伴有少量页岩气形成;385.3℃T≤456.2℃(1.08%Ro≤2.09%)为油气共生阶段,页岩气以湿气为主;456.2℃T≤599.7℃(2.09%Ro≤4.45%)为生气阶段,页岩气以干气为主。海陆过渡相山2段页岩具有与海相Barnett页岩相似的气态烃形成过程,但是页岩气产率高。研究认为海陆过渡相山2段富有机质页岩具有页岩气勘探所需要的良好物质基础和生烃潜力。     

鄂尔多斯盆地东南部地区山西组泥页岩矿物学特征研究

鄂尔多斯盆地东南部地区页岩气资源潜力巨大,山西组作为页岩气的重点勘探层位有待深入研究,泥页岩矿物组成及其含量直接决定了页岩的含气性、可压性,分别采集两口页岩气井山1段和山2段样品,采用X射线衍射仪分析泥页岩全岩的矿物组成,研究得到山西组泥页岩中全岩矿物组成具有较强的非均一性,脆性矿物平均含量为40.4%,主要为石英,其他脆性矿物含量较低,有利于压裂等开发技术的应用,粘土矿物平均含量为59.6%,主要为高岭石和伊蒙混层,较高的粘土矿物含量有利于提高泥页岩的吸附性能,对吸附气的保存较为有利。     

鄂尔多斯盆地东南部山西组页岩气形成条件及富集主控因素

基于钻、录、测、试资料和泥页岩样品分析化验资料,在解剖页岩气典型井地质特征基础上,深入分析各成藏要素与页岩气富集之间的关系,总结页岩气富集控制因素。结果表明：鄂尔多斯盆地东南部山西组主要发育海陆过渡相泥页岩,具有较强的非均质性,主要体现出泥页岩有机质、物性等参数空间变化快的特点;山西组广覆式分布的泥页岩有机碳（TOC）含量较高,平均值为2.24%,干酪根类型主要为Ⅲ型,R_O平均值为2.48%,处于高成熟—过成熟阶段,为优质烃源岩;岩石组成具有富黏土特征（40.5%~88.5%）,主要由伊/蒙混层和高岭石组成,具有相对较高的比表面积有利于提高页岩对气体的吸附能力;小于3 m薄砂岩夹层在山西组分布广泛,物性条件较好（平均孔隙度为3.37%,平均渗透率为0.1×10^-3 μm²）,泥页岩生成的天然气可以短距离运移至这些砂岩夹层（纹层）中,有利于提高页岩含气性;研究区山西组含气性受不同岩性组合的影响具有较大的区别,其中山₂段厚层泥岩—煤组合含气性最好,其80%以上的样品含气量超过1 m³/t。综合分析认为,泥页岩的高热演化程度、特殊的海陆过渡相储集条件以及良好的保存条件是影响研究区页岩气富集的主要因素,其使得鄂尔多斯盆地东南部山西组页岩气具备一定的勘探开发潜力,并在子长—延安—富县、宜川等地区圈定页岩气富集目标。