鄂尔多斯盆地东部石炭系本溪组页岩气地质特征及富集规律

鄂尔多斯盆地东部石炭系本溪组广泛发育富有机质泥页岩,具有良好的资源勘探前景。通过对本溪组泥页岩的有机地球化学特征、孔隙分布特征、含气性等一系列页岩气成藏条件研究,查明了本溪组页岩气地质特征及成藏富集规律,提出晋祠段富有机质泥页岩为本溪组页岩气有利层段,具有四大地质特征：①有机质含量高（平均TOC值为3.06%）,且普遍处于成熟—高成熟阶段（R_O值平均为1.84%）,有机质类型主要为Ⅲ型,生气能力强;②发育微纳米级孔缝,以无机孔为主,部分有机质发育有机质孔,微孔和介孔为页岩气提供了主要的赋存空间,平均孔体积为0.024 m³/g,平均比表面积为11.05 m²/g,具备较好的储集能力,页岩气主要以吸附态存在于孔隙之中,其中压力和有机碳含量是影响泥页岩吸附气含量的重要因素;③硅质页岩段脆性矿物含量较高,大于40%,表明储层的可压性较大,有利于后期的压裂开采;④具有理想的成藏组合特征,以8^#、9^#煤层分别为顶、底板,煤层与泥页岩间较大的烃浓度差提供了良好的保存条件,2套煤层之间发育炭质页岩和硅质页岩,高TOC的炭质页岩与煤层含气性较好,紧邻9^#煤层的硅质页岩层段压裂开采中容易产生裂缝,为相邻煤系气的补充提供了一定的运移通道。结合地质特征总结出本溪组成藏富集规律：潟湖相沉积环境控烃、页岩孔隙发育控储、成藏有利组合控富以及硅质页岩可压裂性控产。研究结果为鄂尔多斯盆地本溪组页岩气有利区的确定和下一步勘探开发提供有益参考。     

鄂西渝东区上二叠统吴家坪组页岩气地质条件及勘探潜力

鄂西渝东区上二叠统吴家坪组页岩在早期勘探中已发现具备页岩气成藏条件,但其勘探潜力仍不明确。基于Jy3井岩心分析测试资料,结合区域地震、本井及周围井测井及录井等资料,对吴家坪组吴二段页岩的分布、页岩品质及含气性、保存条件及资源规模进行了分析。研究认为:吴二段发育深水陆棚及斜坡—浅水陆棚相富有机质泥页岩,具有南西薄、北东厚的区域分布规律。页岩主要由石英（平均含量43.10%）、黏土矿物（平均含量21.95%）及方解石（平均含量17.20%）所组成,有机质以Ⅱ₁型干酪根为主,丰度高（总有机碳平均含量8.77%）,热演化程度高（换算R_o平均为2.06%）,孔隙性优良（孔隙度平均为5.59%）,含气性好（总含气量平均为3.73 m3/t）。区内红星地区吴家坪组页岩厚度最大、保存条件良好,资源量最丰富,具有优越的页岩气勘探潜力及可观的资源前景,有望成为页岩气勘探开发接替层系及区块。      

达坂城次凹二叠系页岩气地质特征与勘探潜力

柴窝堡凹陷达坂城次凹上二叠统芦草沟组泥页岩在前期勘探中已证实具备页岩气成藏条件,但勘探潜力仍不明确。基于野外剖面露头样本分析测试数据,结合区域地震、钻井及测井资料,对芦草沟组泥页岩发育情况、地球化学特征、储集条件和页岩气成藏模式进行分析。结果表明：受沉积环境的影响,达坂城次凹芦草沟组页岩分布和发育情况具有较为明显的南北部不同的特征。次凹南部地区为滨浅湖相-三角洲相沉积环境,泥页岩厚度薄,有机质丰度低,以Ⅲ型干酪根为主,不具备页岩气成藏的地质条件;次凹北部发育深湖相富有机质泥页岩,厚度较大,有机质类型以Ⅰ、Ⅱ₁、Ⅱ₂型为主,有机质丰度高,微裂隙发育,脆性矿物与黏土矿物组合优越,具备页岩气勘探潜力,但成熟度偏低,风险较大。通过区域页岩气成藏模式分析可知,达坂城次凹北部区域斜坡带断裂构造较少的部位是页岩气勘探的有利区带。     

鄂尔多斯盆地西缘奥陶系乌拉力克组页岩气勘探潜力——以忠平1井为例

忠平1井的勘探突破揭示了中国北方海相页岩气在富集条件方面与南方海相页岩气有较大差异。通过最新钻井资料及野外露头剖面对鄂尔多斯盆地西缘奥陶系乌拉力克组低TOC含量“新型”海相页岩气富集地质条件及勘探潜力,包括泥页岩的矿物组分、孔隙特征、有机地球化学特征、含气性等参数进行了研究,结果表明：①乌拉力克组泥页岩矿物组分以长英质矿物为主,其次为碳酸盐矿物和黏土矿物,黏土矿物以伊利石和伊/蒙间层为主,其次为绿泥石、高岭石。②乌拉力克组孔隙度低（基本小于2.0%）,以粒内孔、微裂缝为主要储集空间,有机质孔不发育;孔隙以中孔发育为主,孔隙发育受控于岩性。③泥页岩有机质类型属于Ⅰ—Ⅱ₁型,其中以Ⅰ型（即腐泥型）干酪根为主;TOC含量主要介于0.1%~3.71%之间,平均为0.49%;有机质镜质体反射率（R_O）分布于0.8%~2.5%之间,大部分处于高—过成熟阶段,不同地区有一定差异性。④乌拉力克组泥页岩现场解吸气含量分布在0.07~0.63 m³/t之间,平均为0.3 m³/t,运用USBM法对损失气量进行恢复,得到的损失气量为0.43~1.83 m³/t,平均为1.09 m³/t,地下总含气量介于0.76~2.46 m³/t之间,平均为1.65 m³/t,反映乌拉力克组泥页岩含气性较好,揭示中国北方海相泥页岩具有较好的页岩气勘探潜力。     

黔西地区打屋坝组富有机质页岩地球化学特征及其意义

随着中国页岩气勘查开发的推进，南方地区上古生界富有机质页岩受到更多的关注。贵州西部地区下石炭统打屋坝组富有机质泥页岩段厚度大、分布范围广，是贵州页岩气勘查重点层位。在页岩气勘查过程中，潜质页岩的有机质丰度、成熟度以及干酪根类型等是评价一个地区页岩气潜力的主要参数。通过对黔西地区打屋坝组富有机质页岩露头样品进行有机碳含量、干酪根类型以及镜质体反射率测试，并结合前人数据，对该页岩有机地化特征进行了描述。黔西地区打屋坝组富有机质页岩有机碳含量普遍大于1.0%，多数分布在1.0%~3.0%范围内；干酪根类型以Ⅱ₂型、Ⅲ型为主，少数地区为Ⅱ₁型；大部分样品成熟度R_o在1.3%~3.0%之间，处于高成熟阶段和过成熟早期阶段。黔西六盘水水城地区和普安-晴隆地区打屋坝组页岩有机地化条件较好，具有较好的页岩气勘查潜力。      

鄂尔多斯盆地页岩气勘探潜力分析

鄂尔多斯盆地为大型富油气叠合盆地,发育奥陶系海相、石炭-二叠系海陆过渡相和三叠系湖相等多套页岩层系,具备页岩气形成的基本地质条件。为弄清该盆地页岩气的勘探潜力,通过野外地质勘查、岩心观察、老井资料复查,结合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实验结果,对其页岩气勘探潜力进行了初步评价。结论认为：①该区中奥陶统平凉组页岩分布范围和厚度较大,已进入大量生气阶段,但有机质丰度偏低,不利于页岩气成藏;②上三叠统延长组长7段页岩分布范围较广,厚度介于15～40 m,有机质丰度很高,处于大量生油阶段,页岩气主要为热成因的伴生气,成藏条件较致密油要差;③石炭-二叠系页岩分布范围广,厚度介于50～150 m,有机质丰度较高,处于大量生气阶段,含气量介于0.21×10⁸～1.0×10⁸ m³/t,页岩气勘探潜力最大。     

川东北地区自流井组陆相页岩岩相类型及储层发育特征

中国陆相页岩气资源潜力巨大,其中川东北部分地区下侏罗统获得了工业性页岩气流。开展页岩岩相划分与储层特征的研究有利于进一步勘探开发陆相页岩气。通过XRD、普通薄片、扫描电镜、高压压汞、N₂吸附及CO₂吸附等实验方法对川东北地区自流井组陆相页岩进行精细研究。以有机质丰度及矿物组成为分类参数将页岩分为12种不同岩相,查明了自流井组页岩主要发育4种岩相,即贫有机质硅质页岩（Ⅰ₃）、含有机质混合质页岩（Ⅳ₂）、含有机质硅质页岩（Ⅰ₂）与富有机质黏土质页岩（Ⅱ₁）。不同岩相的页岩储层特征存在较大差异,富有机质黏土质页岩有机质含量大于2%,生烃潜力最好,有机质孔及黏土矿物晶间孔之间连通性较好且比表面积较大,发育的纹层状构造有利于工业压裂,为最优陆相页岩岩相,是最有利的陆相页岩气勘探开发目标;含有机质混合质页岩（Ⅳ₂）有机质含量大于1%,孔体积较高,储气能力较好,且发育有利于压裂的层状构造,为良好陆相页岩岩相,是较有利的勘探开发目标;而贫有机质硅质页岩（Ⅰ₃）与含有机质硅质页岩（Ⅰ₂）则具块状特征,孔体积与比表面积均较低,为较差陆相页岩岩相,是最不利的勘探开发目标。     

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。     

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...     

桂中坳陷中泥盆统罗富组富有机质泥页岩特征及意义

通过全岩X衍射、黏土矿物X衍射、有机地球化学特征分析，研究桂中坳陷中泥盆统罗富组富有机质泥页岩特征。该泥页岩主要发育于台盆环境，岩性主要为黑色泥页岩、碳质页岩、硅质页岩和硅质泥页岩；鹿寨南部有机碳含量最高超过2.55%，合山-上林一线西北部最高超过3.0%；有机质类型为Ⅰ-Ⅱ₁型为主的混合型，生烃潜力较大，热演化程度高，具备页岩气藏发育的良好地质条件。页岩气富集因素分析表明，南丹-天峨一线与合山附近区域页岩气聚集条件较优越，是桂中坳陷中泥盆统罗富组页岩气勘探开发的有利区域。      

辽河油田东部凹陷页岩气成藏条件及含气性评价

通过类比国外页岩气盆地的页岩有机质类型、有机碳含量、热演化程度、厚度等指标,初步确定辽河油田东部凹陷存在发育页岩气藏的条件。页岩吸附气量实验研究表明,东部凹陷页岩吸附气量与暗色泥页岩有机碳含量和热演化程度呈正比关系,东部凹陷页岩吸附气量为0.2～1.2 m³/t,与加拿大Gordondale页岩和中国四川盆地下志留统龙马溪组页岩基本相当。利用气测全烃值,结合有机碳含量、热演化程度、含气页岩厚度等指标,对不同层系页岩含气性进行了整体评价。依据评价结果,指出驾掌寺-二界沟洼陷为东部凹陷内页岩气勘探的首选目标。     

鄂尔多斯盆地宁县地区长73亚段泥页岩地球化学特征及页岩油意义

鄂尔多斯盆地长7段页岩型页岩油可动性差,开采难度大,相关研究薄弱。基于宁县地区N228井延长组长7₃亚段全取心井资料,通过对荧光薄片扫描图件观察,结合单步岩石热解、可溶有机质分析、TOC含量和生物标志物等参数,综合分析研究区长7₃亚段页岩油的成熟度、沉积环境、母质类型及含油性特征,探讨它们对非常规油气勘探的指导意义。结果表明：泥页岩有机质类型为II₁型,为倾油性母质,饱和烃具有明显的轻碳优势,生烃母质以低等水生生物为主,混有少量高等植物;有机质整体处于低—中等成熟演化阶段;Pr/Ph<1,γ?Ga/C₃₀H平均值为0.04,C₃₀*D H/C₃₀H平均值为0.11,指示长7₃亚段泥页岩形成于贫氧还原淡水深湖沉积环境;在泥页岩层系中,含油饱和度指数OSI值较低（<70 mg/g）,游离油含量占比低,说明游离烃类还未达到自身的容留状态,没有形成超越效应,可动性差。这些结果为加深认识鄂尔多斯盆地宁县地区长7₃亚段页岩型页岩油地球化学特征和含油性评价提供新的参考。     

淡水湖相页岩小层精细划分及地球化学特征——以四川盆地侏罗系大安寨段为例

通过岩性、电性、旋回特征以及页岩地球化学数据分析,对四川盆地侏罗系自流井组大安寨段湖相页岩进行了小层精细划分和资源潜力评价。大安寨段页岩自下而上划分为3个小层,其中大一三_c小层主要发育滨—浅湖相块状泥页岩,横向变化大,有机质类型主要为偏腐殖型的Ⅱ₂型干酪根,平均有机碳含量在1%左右,平均S₁含量为0.8 mg/g;大一三_b小层主要发育半深湖相页岩夹薄层介壳灰岩条带,厚度分布稳定,有机质类型主要为偏腐泥型的Ⅱ₁型干酪根,平均有机碳含量大于1.5%,平均S₁含量为1.18 mg/g;大一三_a小层主要发育浅湖相页岩夹中—薄层介壳灰岩,有机质类型主要为偏腐泥型的Ⅱ₂型干酪根,平均有机碳含量为1%～1.5%,平均S₁含量为1.21 mg/g。结合地质特征、资金、技术条件以及勘探成效,认为川中北部公山庙地区的大一三_a和大一三_b小层,可以作为湖相页岩油气先导试验区的工作对象。      

鄂尔多斯盆地上三叠统延长组含气页岩地质特征及资源评价

为了摸清鄂尔多斯盆地上三叠统延长组页岩气的勘探潜力,通过野外露头调查、钻井岩心观察、老井资料复查,结合有机地球化学和岩石学分析、含气量现场解析测试等手段,系统开展了延长组含气页岩段展布特征、岩石矿物学特征、有机地球化学特征、储层特征、含气性等地质特征分析,明确了该区中生界含气（油）页岩的主要赋存层段为延长组长4+5、长7、长9段,其中长7段页岩品质条件最好;延长组湖相页岩分布面积较广,厚度大,干酪根类型为腐泥型,有机碳含量高、分布差异性大,吸附能力强,含气量值与海相页岩相当。在地质评价基础上,以含气泥页岩段作为评价单元,采用体积法计算出长9段含气页岩段的地质资源量为0.414 5×10¹² m³,长7段为1.150 6×10¹² m³,长4+5段为0.255 1×10¹² m³;其中长7段资源量占延长组总资源量的63%,可作为盆地页岩气勘探开发的优先选择层段。结论认为：鄂尔多斯盆地延长组页岩气资源量巨大,是未来值得重视的天然气勘探开发新领域。     

川东地区上二叠统龙潭组泥页岩基本特征及页岩气勘探潜力

四川盆地晚二叠世龙潭期沉积相类型多样,为落实不同沉积相带的页岩气勘探潜力,针对不同相带典型井开展了系统的页岩气形成条件分析,四川盆地晚二叠世龙潭期富有机质页岩主要发育在潮坪—潟湖相和陆棚相,其中潮坪—潟湖相泥页岩分布在资阳—永川—綦江一带,岩性组合复杂,泥岩、页岩、泥质碳酸盐岩不等厚互层,煤层全段均有发育,具有“高TOC、高黏土、高孔隙度、高含气量”的四高特征,有机质类型主体为Ⅲ型;浅水混积陆棚相龙潭组分布在广安—长寿—南川一带,煤层减少,灰质增加,龙潭组二段煤层基本不发育,有机质类型为Ⅱ₂-Ⅱ₁型,具有厚度稳定、TOC中等、脆性矿物含量高、有机孔发育的特点,气测普遍活跃;深水陆棚相上二叠统吴家坪组分布在石柱—万县以及广元—梁平一带,煤层仅在吴家坪组底部发育,吴家坪组二段以硅质页岩、泥岩为主,具有“高TOC、高脆性矿物含量、高孔隙度、高含气量、高含气饱和度”等五高特征,有机质类型为Ⅱ₁型,有机质孔普见,是目前二叠系页岩气勘探开发的主力层系。      

中国海陆交互相页岩气研究现状与展望

国内外对于海陆交互相页岩气的勘探开发与研究工作尚处于起步阶段。海陆交互相富有机质泥页岩在中国主要分布在北方鄂尔多斯盆地、沁水盆地、南华北盆地的石炭—二叠系本溪、太原和山西组地层中,以及南方四川盆地西南部、贵州西部和湘中—湘南坳陷的二叠系龙潭组地层中。该文总结了中国海陆交互相页岩气研究的成果,认为中国海陆交互相泥页岩干酪根类型以Ⅱ-Ⅲ型为主,除南华北盆地南部和东部外,有机质成熟度普遍较高,一般大于1.5%,处于高成熟—过成熟阶段。海陆交互相泥页岩地层岩相变化快,单层厚度薄,常与煤和致密砂岩甚至灰岩互层,单独开发这套薄层煤系页岩气在开发成本和技术上将面临很大的挑战,进行页岩气、致密气、煤层气等多目的层联合开发将是有效的新途径。     

塔里木盆地库车坳陷吐格尔明及周缘地区三叠系—侏罗系烃源岩地球化学特征、分布规律与油气地质意义

吐格尔明及周缘地区发育多套烃源岩,但主力烃源岩层位与生烃潜力不明确,制约了油气勘探。通过对吐格尔明及周缘地区钻井、地震资料和油气与烃源岩地球化学数据综合分析认为,研究区三叠系—侏罗系自下而上发育4套烃源岩：其中三叠系塔里奇克组（T₃t）煤系泥岩厚度薄且分布局限,有机质丰度中等,有机质类型以Ⅲ型为主,处于成熟—高成熟阶段;侏罗系阳霞组一段（J₁y¹）湖相泥岩厚度薄、分布稳定,有机质丰度高,有机质类型以Ⅱ₁型为主;阳霞组二—四段（J₁y^2-4）与克孜勒努尔组（J₂kz）2套煤系泥岩厚度大、分布稳定,有机质丰度较高,有机质类型以Ⅱ₂—Ⅲ型为主;侏罗系烃源岩整体处于低熟—成熟阶段。通过烃源岩与油气生物标志物特征分析可知：吐格尔明地区油气主要来自侏罗系烃源岩,该地区南北两翼深部烃源岩生成的油气通过逆冲断裂与三叠系、侏罗系顶面不整合面侧向运移,再经断裂垂向充注阳霞组和克孜勒努尔组,形成2套富油气层,指出克孜勒努尔组和阳霞组为该区下一步油气勘探主力目的层。     

阿尔金南缘山前侏罗系页岩气地质特征

阿尔金南缘山前侏罗系泥页岩发育,但页岩气勘探尚未涉及。以野外地质调查和岩心观察描述为基础,通过采样分析测试,厘定了阿尔金山前侏罗系泥页岩层段的分布和有机地化特征,识别出了有效页岩的赋存层位和分布区域。发育于半深湖环境的大煤沟组,是侏罗系泥页岩层段的主体,沿山前呈NE-SW向条带状展布。泥页岩总有机碳含量主要分布于1.00%~5.19%,有机质成熟度主要分布于1.11%~2.87%,有机质类型以Ⅱ₁-Ⅱ₂型为主。借鉴北美经验,认为山前大煤沟组泥页岩层厚较大,有机质丰度高,类型和热演化阶段适宜生气,页岩气发育的地质条件较好;月牙山区带、黑石山-三脚架区带、柴水沟-清水河区带以及茫崖1号沟区带为4个页岩气有利区。