鄂尔多斯盆地东部上古生界煤系页岩气藏特征及勘探方向

煤系页岩气是未来非常规天然气的勘探方向。以鄂尔多斯盆地东部为例,对区内上古生界煤系太原组和山西组页岩气成藏的构造条件、储层特征和资源潜力进行了分析。研究认为,区内构造简单,泥页岩储层埋藏浅,厚度大,泥页岩有机质演化程度较高,有机碳含量较高,页岩气含量较高,页岩气成藏条件较优越,页岩气勘探开发的有利区位于府谷-神木-临县一带。鄂尔多斯盆地东部上古生界煤层发育,煤层气含量较高,局部层段存在砂岩气,页岩气可与煤层气、煤系砂岩气等综合勘查、共同开发。      

鄂尔多斯盆地上古生界煤层气与致密气联合优选区评价

鄂尔多斯盆地上古生界具有煤层气和致密砂岩气成藏的有利条件。上古生界煤层气与致密砂岩气具有相同的烃源岩,且煤层与致密储层垂向上相互叠置,为二者联合勘探开发奠定了地质基础。在综合考虑煤层气与致密砂岩气成藏地质条件的基础上,建立了鄂尔多斯盆地煤层气与致密砂岩气共同勘探选区的评价指标体系,包括煤层厚度、烃源岩热演化程度、生气强度以及致密储层厚度4个指标。依据建立的评价指标体系,对鄂尔多斯盆地内5个区块进行煤层气与致密砂岩气共同选区评价,评价结果为区块Ⅱ、Ⅲ和Ⅴ为勘探目标区,主要分布在盆地的东西缘,煤层厚度大、烃源岩生气强度大,勘探前景好;区块Ⅰ和Ⅳ为勘探有利区,呈条带状分布在盆地的东北部和西北部,煤层气与致密砂岩气协同勘探潜力较大。     

鄂尔多斯盆地东缘临兴区块页岩气成藏因素分析及富集区预测

结合中联公司前期勘探成果,基于钻井、岩心、测井资料及实验数据,对鄂尔多斯盆地东缘临兴区块本溪组、太原组和山西组泥页岩沉积特征、有机地球化学特征、储层特征以及含气性特征进行了研究,重点讨论了页岩气的富集区。研究成果表明:本溪组和太原组发育潮坪相沉积环境,山西组发育三角洲相沉积环境;整体属于中等-优质烃源岩,太原组烃源岩最好;本溪组和山西组有机质类型主要以腐殖型为主,太原组有机质类型主要以混合型-腐殖型为主;有机质成熟度整体处于成熟-高成熟阶段,具有良好的生烃潜力;储集层微裂隙较发育,属于低孔低渗类型;山西组和太原组的脆性矿物含量在50%以上,有利于后期压裂;研究区泥页岩具有较高的含气量和较强的吸附能力;山西组页岩气富集区主要集中在北部和西南部,太原组页岩气富集区主要集中在北部,且资源潜力最优,本溪组页岩气富集区主要集中在西北部和东北部边缘一小块区域,且资源潜力有限。     

南华北盆地太康隆起煤系页岩气地质特征及勘探潜力

基于南华北盆地上古生界煤系页岩气勘探实践及认识,通过研究该区页岩气烃源岩地球化学特征、储集层特征、含气性特征,总结页岩气地质特征,分析勘探潜力。页岩气主要发育于太原组、山西组,烃源岩有机质类型以Ⅲ型为主,镜质体反射率为2.1%~3.4%,处于过成熟阶段;太原组、山西组泥页岩有机碳含量均值分别为2.34%、1.66%;页岩气储集层矿物成分以石英、黏土矿物为主,主要储集空间类型为矿物质孔和微裂缝;太原组、山西组页岩含气量均值分别为1.73 m³/t、1.55 m³/t,相对于海相页岩含气特征属于中等—偏高的范围;采用容积法计算页岩气地质资源量为7112×10⁸m³,资源丰度为2.54×10⁸m³。经综合对比评价认为庄头斜坡、杞县凹陷是南华北盆地太康隆起页岩气较为有利的勘探目标区。     

山西南部上古生界煤层含气性研究Ⅱ.推断区及预测区煤层含气性预测

采用含气梯度法、煤级-灰分-含气性类比法及地质条件综合分析法,对山西南部推断区和预测区上古生界主煤层的含气性进行了预测:沁水盆地深部预测区西翼的武乡-安泽一带含气性较好,具有进一步勘探的前景;盆地西南部的沁水-翼城一带含气性较差,基本上失去了煤层气勘探的价值;临汾盆地含气性可能较好,但煤层埋藏较深,勘探开发困难。      

Coalbed Methane-bearing Characteristics and Reservoir Physical Properties of Principal Target Areas in North China

The coalbed methane (CBM) resources in North China amounts up to 60% of total resources in China. North China is the most important CBM accumulation area in China. The coal beds of the Upper Paleozoic Taiyuan and Shanxi formations have a stable distribution. The coal reservoir of target areas such as Jincheng, Yanquan-Shouyang, Hancheng, Liulin, etc. have good CBM-bearing characteristics, high permeability and appropriate reservoir pressure, and these areas are the preferred target areas of CBM developing in China. The coal reservoirs of Wupu, Sanjiaobei, Lu'an, Xinmi, Anyang-Hebi, Jiaozuo, Xinggong and Huainan also have as good CBM-bearing characteristics, but the physical properties of coal reservoirs vary observably. So, further work should be taken to search for districts with high pressure, high permeability and good CBM-bearing characteristics. Crustal stresses have severe influence on the permeability of coal reservoirs in North China. From west to east, the crustal stress gradient increases, whil     

河北省页岩气地质条件评价

应用泥页岩厚度、TOC含量、干酪根类型和成熟度等评价参数,对河北省主要的含暗色页岩系地层——中元古界长城系串岭沟组和蓟县系洪水庄组、新元古界青白口系下马岭组、古生界石炭二叠系太原和山西组、新生界古近系沙河街组的页岩气成藏地质条件进行评价,预测固安、霸县沙河街组和沧州、廊坊太原-山西组为页岩气有利勘探目标区。     

山西南部上古生界煤层含气性研究Ⅲ.煤层气采收潜势分析

采用直接解吸法、等温吸附法和吸附-解吸法,对研究区上古生界主煤层中煤层气的采收潜势进行分析,得出了一些有意义的结论:在0.7MPa废弃压力水平,推定区中绝大部分矿区的主煤层将可能没有煤层气产出;推断-预测区主煤层的采收潜势以临汾盆地最好,沁源东-安泽和沁水-翼城地区上主煤层也相对较高,而下主煤层普遍较差或极差。      

山西南部上古生界煤层含气性研究Ⅰ推定区煤层含气性评价

山西南部上古生界主煤层含气量具有南高北低、东高西低、东南部最高的区域展布格局,并显示出"层控"特征;含气量与煤级及灰分产率密切相关。主煤层的平均含气性可划分为三类六型,富甲烷煤层和含甲烷煤层主要分布于东南部推定区以及盆地深部的推断-预测区,具有进一步开展评价的价值。      

东濮凹陷及其周缘地区上古生界煤系沉积有机相及煤成烃潜力

东濮凹陷上古生界具有优越的煤成烃物质基础,油气生成潜力取决于沉积有机相。通过对东濮凹陷及其周缘地区煤系沉积有机相的类型和分布特征的研究,结合烃源岩生烃热模拟实验,探讨了东濮凹陷上古生界煤成烃的潜力。研究表明:东濮凹陷上古生界沉积有机相可划分为6种类型,镜质腐殖有机相是研究区主要的有机相类型,太原组下部和太原组上部–山西组下部还发育少量的含腐泥腐殖有机相和壳质腐殖有机相等富氢有机相类型,山西组上部较发育惰质腐殖有机相,东濮凹陷北部发育富氢有机相,特别是庆古2井区和毛4、毛8井区有机相类型好,而南部则发育镜质腐殖有机相和惰质腐殖有机相。不同有机相成烃潜力存在明显差异,镜质腐殖有机相的生油气潜力可与我国典型的煤成油气盆地相媲美,而富氢有机相的生烃潜力更高。但由于东濮凹陷上古生界热演化程度的差异,各个区块油气生成可能存在较大差异,毛4井区成熟度低,油气产率低;庆古2井区R_max在1.0%左右,处于液态烃类生成高峰期,煤成油产率较高,文古1井区处于成熟–高熟区,有较高的煤成气产率,但仍未达煤成气产率的高峰;南部马古5井处于高过成熟,具有较高的煤成气潜力,但由于南部遭受岩浆作用的影响,其煤成气潜力需要评估岩浆作用影响的程度。      

Coupled accumulation characteristics of Carboniferous-Permian coal measure gases in the Northern Ordos Basin,China

The northern Ordos Basin provides a favorable geological environment for the accumulation and development of coal measure gases (CMG). The hydrocarbon generation potential and reservoir systems of the coal measures have been studied based on data from experimental tests and production and exploration wells, respectively. Further, the coupled accumulation characteristics were determined. The results show that the source rocks are characterized by favorable hydrocarbon generation potential, high thermal evolution (Ro%?=?1.3–2.3%), and mainly type III kerogen. Coals, typically aggregated organic matter, with a huge hydrocarbon generation potential (avg. 89.11 mg/g) and total organic content (TOC) (avg. 65.52%), are predominantly involved in gaseous hydrocarbon generation. Shales with good TOC contents (avg. 2.36%) and large cumulative thicknesses have an important role in gaseous hydrocarbon generation. Coal seams, shale layers, and sandstone layers occur as variably interbedded deposits, which form a favorable environment for CMG coupled accumulation. The porosity and permeability are ranked as follows: sandstone?>?coal?>?shale, with significant stress sensitivity and anisotropy. Two continuous gas generation peaks occurred in the Late Jurassic and Late Cretaceous, with an abundant amount of coal-derived and thermogenic gas generation, respectively. Potential gas-bearing sandstone layers can be formed by gas migration via short distances from nearby coal seams and shale layers. Coupled accumulation of CMG occurred in three stages: (1) stacked and interbedded reservoirs formation stage; (2) gas generating and charging stage; and (3) coupled accumulation adjustment stage. Coalbed methane (CBM)–tight sandstone gas (TSG) assemblage is a favorable target for CMG accumulation and development.     

鄂尔多斯盆地保德地区上古生界沉积相与沉积演化特征

山西组与下石盒子组是鄂尔多斯盆地上古生界主要的勘探目的层系,本溪组和太原组发育的煤层是主要的烃源岩,深入研究上古生界沉积相及沉积演化特征对油气勘探具有一定的指导意义。以保德地区扒楼沟剖面露头实测为基础,通过岩性和岩石组合、沉积相分析,建立了不同沉积体系的沉积序列,并进一步探讨了该区上古生界沉积演化过程。结果表明:保德地区上古生界自下而上发育本溪组、太原组、下石盒子组、上石盒子组、石千峰组,识别出障壁海岸、碳酸盐台地、曲流河和辫状河4种沉积相,并建立8种典型的沉积序列;受区域构造演化控制,本溪组与太原组时期发生大规模海侵,山西组至石千峰组时期海水逐渐退出盆地,研究区晚古生代经历了障壁海岸-碳酸盐台地-河流相的沉积演化过程。     

鄂尔多斯盆地东缘C-P煤系致密砂岩储层敏感性分析

鄂尔多斯盆地临兴地区上古生界致密砂岩储集层中矿物组成多样、孔隙结构复杂且黏土矿物含量高,直接影响储层改造和开发效果。文章基于X 衍射、铸体薄片、气测孔渗、压汞和敏感性实验,系统研究了储层敏感性及其影响因素。结果表明研究区砂岩中石英和岩屑含量高,长石含量较低,以岩屑砂岩、岩屑石英砂岩、长石岩屑砂岩和石英砂岩为主。黏土矿物主要为伊利石、高岭石、绿泥石以及伊/蒙混层;储层普遍低孔低渗,孔隙结构较差。速敏以太原组最强,山西组最弱,与伊利石+绿泥石含量正相关,高岭石含量负相关。水敏下石盒子组最强,太原组最弱,与伊/蒙混层含量正相关。盐敏与水敏有类似特点,与伊/蒙混层含量表现出正相关。酸敏山西组最强,下石盒子组最弱,与绿泥石和铁白云石矿物含量正相关。碱敏性山西组最强,太原组最弱,受长石、石英和高岭石含量影响。相关认识有助于指导研究区钻井、压裂等施工工艺选择和排采控制。     

安徽阜阳地区沉积盆地演化与非常规油气藏的地质要素构成

安徽阜阳地区位于周口坳陷东部,古生代属于华北地台克拉通盆地,上古生界石炭—二叠系发育了一套三角洲聚煤沉积建造。由于频繁海进海退,砂岩、灰岩与泥岩、煤间互沉积,构成“源—储互层式”生储盖组合,易于形成含页岩气、煤层气、致密砂岩气在内的多烃类相态的非常规油气资源。通过对沉积盆地演化特征的研究,认为研究区所处盆地存在3种类型的演化模式:区域抬升型、持续沉降型和差异沉降型,反映了印支期之后研究区盆地各构造单元演化的差异性,这种差异性对沉积、构造、生烃史等有重要的控制作用。     

内蒙古自治区大青山煤田煤层气资源概况

内蒙古大青山煤田包括拴马桩煤系和石拐煤系,其中石拐煤系五当沟组的G、J、L煤层是大青山煤田主要可采煤层,煤岩组分中镜质组占绝对优势,具有较强的生烃能力。依据有关矿区瓦斯涌出量连续观测显示,该区瓦斯涌出量大,并随开采深度增加而加大。在构造上本区位于大青山复背斜南翼,压扭性构造发育,对煤层气起到较好的圈闭作用,在五当沟组中分布的致密油页岩在纵向上阻止了煤层气的逸散。根据大青山煤田各种地质因素分析．认为大青山煤田蕴藏着丰富的煤层气资源,煤田的北部、中部可作为重点开发区。     

伊-陕斜坡山2段包裹体古流体势恢复及天然气聚集条件

恢复自烃类生成以来的各个地史时期的古流体势, 有助于正确认识油气藏的分布规律.通过对鄂尔多斯盆地伊-陕斜坡太原组—山西组砂岩储层流体包裹体样品的系统分析, 将其油气充注划分为6个期次; 结合埋藏史分析, 确定出6期油气充注发生的时间.在此基础上, 运用流体包裹体pVT热动力学模拟的方法, 获得了6期油气充注的古压力数据, 并计算出伊-陕斜坡山2段6期次天然气充注的古气势, 分析了古气势分布及时空演化规律, 认为区域构造和热史演化是其主要控制因素.结合区域地质资料, 探讨了天然气运移与聚集规律: 晚三叠世中期至中侏罗世末期, 山2段储层气势西南高而北部、东北部低, 天然气主要从西南向北、东北向运移; 中侏罗世末期至早白垩世末期, 气势西高东低, 天然气主要由西向东就近运移, 再向北和东北向运移; 早白垩世末至现今, 天然气藏进入聚集与散失的动平衡状态, 形成现今分布特征.榆林及其南部地区是天然气聚集的最有利地带, 其次为神木-米脂地区.      

晋东南沁水盆地石炭纪和二叠纪岩相古地理及聚煤作用研究

晋东南沁水盆地是目前我国进行煤层气勘探开发的主要地区之一，煤层气储层主要分布在石炭系和二叠系，其厚度明显受沉积古地理控制。本文通过对露头及钻井剖面的岩石学和沉积相研究,对该区主要含煤岩系-山西组和太原组进行了岩相古地理和煤储层聚集控制因素分析。太原组以石灰岩、铝土质泥岩、粉砂岩、粉砂质泥岩及砂岩为主，厚度44.90～193.48 m，含多层可采煤层，总厚度0～16.89 m，平均7.19 m。在太原组沉积期，研究区北部发育下三角洲平原相，煤层相对较厚，中部和南部为泻湖相，煤层相对较薄，东南角主要为滨外碳酸盐陆棚相，在晋城一带障壁砂坝相分布区，煤层亦较厚；山西组以砂岩、粉砂岩、泥岩为主，石灰岩仅在局部地区见到，该组厚18.60～213.25 m，含可采煤层1～2层，总厚度0～10.0 m，平均4.20 m，在山西组沉积期，北部以下三角洲平原分流河道相为主，中部和南部以分流间湾相为主，东南部则以河口砂坝相为主，厚煤带都位于中部和南部的三角洲分流间湾地区。总之，太原组富煤地带多与砂岩富集带相吻合，位于北部下三角洲平原和南部障壁砂坝地区，而山西组厚煤带大都位于南部三角洲分流间湾地区。     

徐淮地区二叠系烃源岩地球化学特征及页岩气资源潜力——以宿州3-1钻井剖面为例

徐淮地区在构造上属于南华北板块,拥有华东最重要的煤炭基地徐州煤田、淮北煤田与淮南煤田,二叠系煤系烃源岩普遍发育,但针对该地区二叠系页岩气形成的地质条件的研究成果少见。通过对宿州3-1钻孔二叠系山西组、下石盒子组和上石盒子组泥页岩进行系统采样,开展了有机质丰度、类型和成熟度等地球化学分析测试,揭示该地区二叠系有效的富有机质泥页岩层段发育在山西组和下石盒子组,有机碳含量较高,山西组优于下石盒子组;有机质主要为Ⅲ型干酪根,处于成熟至高成熟阶段,具有较高的生烃潜力。     

鄂尔多斯盆地东南部宜参1井烃源岩评价及气源分析

鄂尔多斯盆地东南部宜参1井获得天然气重大突破,但对其各层系烃源岩生烃潜力并未开展研究。通过采集山西组和马家沟组烃源岩样品开展相关研究,结果表明: 山西组4个泥岩样品的残余总有机碳(Total Organic Carbon,TOC)含量分布范围为0.54%~2.31%,均值为1.65%,总烃[(S₁+S₂)]含量分布范围为0.12~0.46 mg/g,均值为0.34 mg/g,泥岩烃源岩有机质丰度较高,生烃潜力较强; 马家沟组泥岩残余TOC含量分布范围为0.09%~0.33%,均值为0.17%,(S₁+S₂)含量分布范围为0.03~0.17 mg/g,均值为0.12 mg/g,评价为非—差烃源岩。对比宜参1井天然气中甲烷(CH₄)和乙烷(C₂H₆)碳同位素含量,δ¹³C₁>δ¹³C₂倒转的天然气主要为煤成热解气,混入了少量δ¹³C₂轻的油型气,其中煤成气主要来自于上古生界煤系地层,混入的少量油型气可能主要来自于上古生界太原组优质海相烃源岩。查明奥陶系马家沟组的生烃潜力及油气来源不仅可以认识奥陶系产层的油气生成和组成特征,同时对气田的形成模式、资源前景及勘探部署也具有重要意义。     

鄂尔多斯盆地东南部宜参1井烃源岩评价及气源分析

鄂尔多斯盆地东南部宜参1井获得天然气重大突破,但对其各层系烃源岩生烃潜力并未开展研究。通过采集山西组和马家沟组烃源岩样品开展相关研究,结果表明:山西组4个泥岩样品的残余总有机碳(Total Organic Carbon,TOC)含量分布范围为0.54%~2.31%,均值为1.65%,总烃[(S 1+S 2)]含量分布范围为0.12~0.46mg/g,均值为0.34mg/g,泥岩烃源岩有机质丰度较高,生烃潜力较强;马家沟组泥岩残余TOC含量分布范围为0.09%~0.33%,均值为0.17%,(S 1+S 2)含量分布范围为0.03~0.17mg/g,均值为0.12mg/g,评价为非-差烃源岩。对比宜参1井天然气中甲烷(CH 4)和乙烷(C2H6)碳同位素含量,δ^13C 1>δ^13C2倒转的天然气主要为煤成热解气,混入了少量δ^13C2轻的油型气,其中煤成气主要来自于上古生界煤系地层,混入的少量油型气可能主要来自于上古生界太原组优质海相烃源岩。查明奥陶系马家沟组的生烃潜力及油气来源不仅可以认识奥陶系产层的油气生成和组成特征,同时对气田的形成模式、资源前景及勘探部署也具有重要意义。