湘西北地区牛蹄塘组页岩气有利地质条件及成藏区带优选

在对湘西北地区下寒武统牛蹄塘组黑色页岩露头观察和取样分析基础上,对黑色页岩的平面展布、岩性特征、有机质类型、有机碳质量分数、页岩成熟度、储层矿物特征、页岩气储盖特征等参数进行评价。应用地质类比法评价研究区的各地质参数。研究结果表明:区内页岩厚度大,平面分布稳定,有机质类型以Ⅰ和Ⅱ1型为主,有机碳质量分数高,成熟度高,脆性矿物丰富,储盖条件较好;研究区与沃斯堡盆地Barnett页岩较相似;评价区下寒武统牛蹄塘组黑色页岩的评价参数的地质风险得分为0.052,下寒武统牛蹄塘组页岩气地质资源量为(2.54~3.38)×1012 m3;温塘—大庸—慈利一带为页岩气勘探目标区,花垣—保靖—永顺及龙山茨岩塘一带为勘探有利区,桑植—石门复向斜南翼为勘探远景区。     

中国南方页岩气牛蹄塘组与龙马溪组成藏条件对比研究——以渝东南地区为例

下寒武统牛蹄塘组与下志留统龙马溪组页岩是我国南方下古生界发育的两套富有机质黑色页岩,由于其分布面积广、厚度大、有机质丰度高的特点而成为页岩气勘探的重点层位。涪陵礁石坝页岩气田的发现标志着龙马溪组页岩气已取得了重大突破,但是牛蹄塘组页岩气至今还未取得实质性的突破。通过对渝东南两套富有机质黑色页岩的沉积环境、厚度、埋深、有机质丰度、类型、成熟度、岩矿特征,孔渗物性等方面的对比分析,发现两套页岩的差别主要体现在三个方面——孔渗物性、伊/蒙混层黏土矿物(I/S)的相对含量和热成熟度,其中成熟度的高低起着决定性的作用。在漫长的地质历史过程中,过高的热演化程度已严重影响了牛蹄塘组的微观孔隙结构和成岩作用,出现孔隙体积和比表面积均明显小于龙马溪组页岩的情况,不利于页岩气的吸附富集,从而导致了牛蹄塘组页岩的富气程度不如龙马溪组的结果。     

中上扬子地区下古生界海相页岩气储层特征及勘探潜力

中上扬子地区下古生界海相地层中发育多套富有机质泥(页)岩,成为中国南方页岩气勘探开发的重点地区。作者在对油气藏成因类型进行划分的基础上,认为该类泥(页)岩油气藏属于源岩油气藏的一种。按照控制源岩型气藏分布的主要地质参数,分析了中上扬子地区下寒武统筇竹寺组/牛蹄塘组和下志留统龙马溪组2套富有机质页岩储层的有机碳含量、有机碳质量分数>2%的页岩层厚度及Ro分布特征。通过分析认为这2套地层有机质丰度高、热演化程度高、分布广泛,具备页岩气赋存的基本地质条件。根据这2套页岩气储层分布特征,确定筇竹寺组/牛蹄塘组泥(页)岩气藏有利勘探区块在川南、鄂西和黔北地区;龙马溪组泥(页)岩气藏勘探有利区块分布在川南-滇北区块、川东-鄂西区块和川北区块。     

湘西北下寒武统牛蹄塘组页岩气藏形成条件与资源潜力

在野外地质露头观察和样品测试数据综合分析的基础上,对湘西北地区下寒武统牛蹄塘组暗色泥页岩的区域分布、有机质丰度、有机质类型、成熟度以及储层特征等页岩气藏形成条件进行研究。研究结果表明:研究区下寒武统牛蹄塘组页岩具有区域分布广、厚度大、埋藏深度适中,有机质丰度高、热演化程度高、脆性矿物丰富、物性良好、储渗空间发育等特点,具备页岩气聚集成藏的有利地质条件。认为吉首—花垣—龙山一带和桑植石门复向斜南翼斜坡带是研究区牛蹄塘组页岩气发育最有利区;采用体积法对研究区下寒武统牛蹄塘组页岩气资源储量进行估算,资源储量区间值为(0.5~2.1)×1012 m3,中值为1.3×1012 m3。     

海相页岩优势储集相划分—以重庆周缘下志留统龙马溪组和下寒武统牛蹄塘组页岩为例

页岩岩相划分在中国南方海相页岩气的勘探开发过程中曾得到广泛研究,但由于在岩相划分过程中未考虑控制页岩有机质孔隙发育的热演化程度这一关键参数,从目前针对演化程度过高的海相页岩气的开发成果来看并不理想,因此页岩岩相划分并不适用于演化程度过高的海相页岩。提出基于页岩有机碳含量、储层热演化程度及有机质孔隙有效赋存空间组合的优势储集相概念及划分。页岩优势储集相是指储层的热演化程度、有机碳含量与有机质孔隙的组合。此次研究以重庆周缘下志留统龙马溪组和下寒武统牛蹄塘组页岩为研究对象,选取岩心样品进行有机碳含量测试、等效镜质体反射率测定及聚焦离子束扫描电子显微镜(FIB-SEM)等实验,明确龙马溪组和牛蹄塘组页岩的总有机碳(TOC)含量、镜质体反射率(Ro)及不同岩相页岩内有机质孔隙发育等特征。结果表明:龙马溪组页岩的富泥硅质页岩和硅质页岩均发育大量有机质孔隙,而同样岩相的牛蹄塘组页岩样品均不发育有机质孔隙。页岩中的有机质孔隙发育受控于储层的热演化程度,与页岩的岩相特征并无关系。优势储集相划分结果表明:研究区龙马溪组页岩属于适宜演化富有机质储集相(RC-1),由于热演化程度适宜,TOC含量高,储层内部发育大量有机质孔隙,使烃类气体得到有效赋存;而牛蹄塘组页岩属于过演化富有机质储集相,虽然TOC含量高,但热演化程度过高,导致储层内部有机质孔隙大量消失,烃类气体无法有效赋存。页岩优势储集相概念的提出与划分可进一步为南方高—过成熟度海相页岩气的高效勘探开发提供更准确的参数指标。     

四川盆地外复杂地质条件区海相页岩气“甜点区”优选:以湘西北地区古生界为例

针对湘西北地区古生界页岩气勘探困难等问题,分析多年来钻井地质成果,对海相页岩气聚集条件进行研究,提出四川盆地外复杂地质条件区"甜点区"评价参数体系,量化界线及权重,涵盖4个方面16个指标,并强调生烃条件和保存条件,优选勘探"甜点区"。研究结果表明:黑色页岩主要发育于深水陆棚相,有机质类型较好,以Ⅰ型干酪根为主;牛蹄塘组富有机质页岩厚度及其丰度明显比国内其他勘探层系的高;五峰组—龙马溪组有机质丰度与四川盆地的相似,但厚度(仅20～30 m)不足;有机质热演化进入高成熟阶段,有利于勘探与开发;页岩矿物质量分数具有"两低—高"的特征,即低质量分数的碳酸盐岩、低质量分数的黏土矿物和高质量分数的石英;页岩储层微观发育多种类型孔隙和微裂缝,但有机质孔控制储层特征,如渗透率、吸附能力等;对于五峰组—龙马溪组,向斜核部属于残留型保存构造样式;对于牛蹄塘组,背斜核部属于破坏型保存构造样式,而向斜核部属于残留型或完整型保存构造样式;优选牛蹄塘组"甜点区"位于雪峰隆起的北西缘逆冲推覆带下盘,而五峰组—龙马溪组"甜点区"应该靠近四川盆地龙山一带的残留向斜。     

复杂地质条件区页岩气聚集差异性及其意义：以湘西北古生界为例

针对湘西北地区寒武系牛蹄塘组和奥陶系五峰组—志留系龙马溪组富有机质海相页岩勘探效果巨大差异,比较复杂地质条件区聚集特征,分析差异性原因,指出未来勘探方向。研究结果表明:1)牛蹄塘组页岩有机质质量分数w(TOC)及厚度异常高,明显比五峰组—龙马溪组的高;2)牛蹄塘组以热水沉积作用下的硅质页岩为主,黏土矿物以伊利石为主,而五峰组—龙马溪组以生物作用下的硅质页岩和硅质岩为主,黏土矿物主要为伊/蒙混层;3)牛蹄塘组储层中孔(孔径为2～50 nm)和小孔(孔径2 nm)更加发育,吸附能力比五峰组—龙马溪组的强;4)牛蹄塘组热演化程度高,主要生气期与燕山—喜山期构造运动时期相一致;5)牛蹄塘组含气量低,甲烷体积分数低,残余气体积分数超过65%;而五峰组—龙马溪组含气性较好,甲烷体积分数超过90%,解吸气体积分数超过50%。产生这种差异性的原因在于:不同的沉积环境影响页岩品质,尤其是w(TOC)及厚度;牛蹄塘组顶底板条件较差,影响页岩气保存;燕山—喜山期断裂与滑脱双重作用导致牛蹄塘组含气性较差。复杂地质条件区页岩气聚集的关键因素为:沉积条件控制页岩气聚集的物质基础,保存条件控制页岩气富集程度。未来牛蹄塘组勘探应该重视寻找"外源供给型"气藏,五峰组—龙马溪组应重视残留向斜内滑脱作用形成的"甜点区"。     

四川盆地及周缘地区牛蹄塘组页岩气概况及前景评价

探讨四川盆地及周缘地区下寒武统牛蹄塘组页岩的基础地质概况,并对牛蹄塘组页岩气前景进行评价。通过野外露头和盆地内的钻井资料分析,结果表明牛蹄塘组页岩除川西有剥蚀外,其他地区都有分布,且黑色页岩段厚度大,主要集中在下段;由川中地区向北、向东和向南3个方向分布,厚度一般在40m以上;有机碳含量高,多数地区有机碳的质量分数>2%;页岩已达成熟晚期—过成熟早期。该套页岩埋藏较深,演化时间长,保存条件复杂,因此勘探开发均有难度。四川盆地的西部、北部和东部,牛蹄塘组页岩埋深超过7km,只能作为页岩气勘探潜力区;勘探最有利的地区是川南地区,其次有利的地区为鄂西渝东地区。     

鄂尔多斯盆地南部延长组烃源岩分布及其地球化学特征

为了研究鄂尔多斯盆地南部延长组烃源岩尤其是主力烃源岩的分布及其地球化学特征,系统采集了研究区具有代表性的样品,对其开展各项地球化学实验,并结合相关测井资料进行综合分析.结果表明:烃源岩厚度及有机质丰度分布受沉积环境的影响较大,靠近盆地中央的深湖—半深湖相的泥页岩发育、有机质丰度较高,盆地的边缘相带泥页岩发育程度低、有机质丰度低.长7烃源岩有机质类型以I-Ⅱ_1型为主,生油潜力大,为研究区主力烃源岩;长8,长9烃源岩有机质类型以Ⅱ_1型为了主,生油潜力中等,为次要烃源岩;长4+5和长6烃源岩有机质类型以Ⅱ_2-Ⅲ型为主,生油潜力相对较小,为较差的烃源岩.     

湘西北下寒武统牛蹄塘组页岩气藏条件及其勘探潜力分析

利用野外露头地质剖面、有机地球化学分析数据等资料研究了湘西北下寒武统牛蹄塘组页岩气成藏条件及其勘探潜力.研究结果表明,湘西北下寒武统发育的海相泥页岩分布面积广、厚度大、有机碳含量高、有机质类型好,已达高-过成熟阶段,具有良好的页岩气形成条件.黑色泥页岩厚度分布明显受沉积相带控制,从深水陆棚相至斜坡相,黑色泥页岩厚度逐渐减薄.生储盖分析结果表明,桑植-石门复向斜一带具有优越的页岩气成藏条件,页岩气勘探开发前景良好.古丈复背斜一带虽然经历了多期构造活动与改造,上覆地层剥蚀严重,但页岩气自生自储自盖特征和吸附性能,同样可能让其页岩气具有良好的勘探开发前景.     

塔里木盆地石炭系生屑灰岩段沉积相研究

塔里木盆地石炭系生屑灰岩段的主要沉积相类型划分为滨岸相和碳酸盐台地相两大类。通过分析建立了碎屑滨岸至碳酸盐台地和碳酸盐台地内部两种沉积模式。碎屑滨岸和混积滨岸相区主要分布于塔北地区,蒸发台地相区分布于塔中4井以东地区和曲苦恰克地区,并且是优质白云岩储层的主要分布地区,其它地区则属于局限台地和半局限台地相区。最后论述了生屑灰岩段的沉积相演化。     

湘中拗陷海相页岩层系岩相古地理特征

湘中拗陷是一个以下古生界浅变质岩系为基底发展起来的晚古生代沉积拗陷区,发育有机质丰度高的海相页岩层系,具有形成页岩气藏的基本地质条件。以现代沉积学和层序地层学理论为指导,结合湘中拗陷区域构造背景,分析页岩层系沉积环境,恢复页岩层系的岩相古地理,确定富有机质页岩层系发育层段。湘中拗陷的泥页岩主要发育于下石炭统及中上泥盆统和上二叠统,分布在海侵体系域上部和高水位体系域下部,平面上多与凹槽台地相的发育和分布有关。最有利于泥页岩发育的主要沉积相带是台地海盆相和滨海(海湾)沼泽相。     

中扬子北部上震旦统陡山沱组沉积特征及演化

中扬子区上震旦统陡山沱组中下部为一大套灰黑色、黑灰色泥页岩,且大部分地区深埋地腹,具有较好的页 岩气勘探潜力。基于钻井岩芯及野外剖面测量观察,开展了系统的基础地质研究,建立了陡山沱组区域地层格架,进 行了层序和沉积相分析。上震旦统陡山沱组岩性具有四分特征,钻井岩芯和实测剖面各分段的岩性特征和沉积厚度 有所不同,地层厚度在90∼250 m,总体上呈东西走向展布,即自北西向东、南逐渐增厚的趋势。将陡山沱组划分为一 个二级层序（SS1）,其中包含4 个三级层序（SQ1、SQ2、SQ3、SQ4）。沉积相包括滨岸潮坪相和台地相,台地相划分为 开阔台地、局限台地和台内盆地3 类亚相。陡山沱期,研究区整体上为台地相沉积,区内东南部为开阔台地沉积,西北 部为局限台地,西南部花鸡坡-X1 井-九里垭一带为相对深水的台内盆地相沉积。     

中扬子地区下寒武统烃源岩横向分布及主控因素分析

基于前人研究资料和野外露头剖面详细观测及样品实测数据,讨论了中扬子地区下寒武统烃源岩的横向分布特征,探讨了烃源岩横向分布的主控因素.研究认为:中扬子地区下寒武统烃源岩围绕中扬子碳酸盐台地呈环状分布;台地内没有烃源岩发育,向洋一侧烃源岩逐渐加厚.研究区下寒武统烃源岩的分布受控于早寒武世早期盆地原型的分布,烃源岩的发育受沉积相控制.烃源岩所发育的相带均为陆棚边缘盆地相,早寒武世沧浪浦期—龙王庙期的浅海陆棚相、滨浅海相、台缘滩相、台缘斜坡相、局限台地相等沉积相带的碎屑岩、碳酸盐岩有机质含量均较低,烃源岩发育极差.     

塔里木盆地小海子剖面沉积特征及演化

塔里木盆地巴楚地区小海子剖面是盆地石炭系出露最全最好的地区,对该剖面的研究将有助于解析该套地层.根据野外观察、室内分析,认为小海子剖面上泥盆统-石炭系主要为一套浅海相沉积体,下部主要发育浪控碎屑滨岸,中部为开阔台地、潟湖、局限台地等混积环境,上部为一套厚层的蒸发台地环境膏岩,顶部则呈现出混积的局限台地特征.结合盆地地层展布和构造演化,认为小海子剖面上泥盆系-上石炭统沉积自下而上可分为碎屑岩、混积、膏岩、混积四个演化阶段.     

川东南上二叠统龙潭组泥页岩发育特征

为了探讨四川盆地东南部二叠统龙潭组泥页岩的资源潜力,在总结近年来四川盆地东南部龙潭组研究现状的基础上,根据野外露头、岩心和测井等资料,以层序地层与沉积相理论为基础,建立了层序界面识别标志和层序地层格架,研究了沉积相对岩性分布的影响,总结了龙潭组泥页岩岩性组合特征和泥页岩厚度特征。研究结果表明,四川盆地东南部龙潭组由底至顶依次划分为SQ1、SQ2、SQ3三级层序,SQ1层序由低位体系域、海侵体系域和高位体系域构成,而SQ2层序和SQ3层序则皆由海侵体系域和高位体系域构成;四川盆地东南部泥页岩组合及厚度受控于沉积环境:滨岸相主要泥页岩组合为泥包砂,厚度大;潮坪相主要泥页岩组合为泥包砂,有效厚度仅次于滨岸相;混积陆棚相泥页岩组合以泥包灰为主,较薄; SQ1段、SQ2段和SQ3段泥页岩厚度总体上表现为西南部厚、东北部薄的变化趋势。     

鄂尔多斯盆地长7段泥页岩层系储层特征及其页岩油意义

陆相页岩油气资源是当前非常规油气研究领域热点。综合使用多种实验手段对鄂尔多斯盆地三叠系长7段泥页岩的岩性特征、成因类型、储集空间及地球化学特征进行分析。结果表明:岩石组分以泥质矿物为主、有机组分和陆源粉砂其次;成因类型主要为深湖—半深湖相页岩、三角洲相泥岩和沼泽相泥岩;储集空间类型主要为页理缝和基质微孔;实际地质样品的地球化学分析表明,样品中烃类组分随热演化程度的不断升高,呈规律性变化。泥页岩层系的热演化程度接近生油窗结束阶段时,已生成的烃类中有相当一部分进入了临近的非源岩夹层中,砂岩夹层含油性优于泥页岩段,烃类组分以饱和烃、芳香烃含量高为主要特征;H317井长7段泥页岩层系中砂岩夹层及部分块状泥岩具有较好的含油性,物性相对较好,脆性矿物含量较高,加之该段泥页岩层系中烃类流体的黏度和密度相对较低,流动性较好,因此砂岩夹层及部分块状泥岩可以作为页岩油勘探的有利目标。针对黑色页岩,可参考油页岩原位改质等相关技术方法进行试探性开采页岩油。     

黔东南下古生界碳酸盐岩台地演化

位于上扬子地块东南缘的黔东南石阡地区,下古生界地层连续发育,地质现象丰富,是研究扬子台地演化最有利的地区之一。根据野外勘查、实测剖面以及镜下薄片观察资料,识别出陆棚相、台地边缘相、台地相、潮坪相4种沉积相类型,并对扬子碳酸盐岩台地的演化过程进行精细刻画,建立其台地演化模式,研究台地由出现至成熟至衰亡的发展过程。结果表明,黔东南地区下古生界碳酸盐岩台地演化经历过建设期、发展期、逆演化期3个明显阶段。第二世早期(清虚洞组沉积期)黔南地区开始出现碳酸盐岩沉积,晚期完整的台、坡、盆格局形成;特马豆克期,碳酸盐岩沉积累计厚度达千余米,为发展期的顶峰;早奥陶世大坪期,受郁南运动影响,黔东地区由局限台地向开阔台地转变,受郁南运动的持续影响,台地逐渐向缓坡相过渡,沉积了大套的碎屑岩以及碎屑岩与碳酸盐岩混积的缓坡相岩石组合,拉开了碳酸盐岩台地逆向的序幕。晚奥陶世末,黔中隆起、雪峰隆起相继形成,毕节—遵义—石阡—铜仁一线以南抬升遭受剥蚀,五峰组、龙马溪组地层缺失,中上扬子碳酸盐岩台地的演化迎来终结。     

晚古生代右江盆地层序格架中的生物礁

通过对右江盆地泥盆纪、二叠纪生物礁的时空分布和成因类型的研究,结合层序地层研究的成果,将其划分为低位礁、陆棚边缘礁、海侵礁、高位礁.低水位礁仅发育于台盆背景,以加积丘礁或点礁为特色,常与混屑浊积岩、硅灰岩、硅泥岩共生.陆棚边缘礁发育于台盆和斜坡背景,与低水位礁相比,具有礁体大、数量多的特点.由于海平面的向陆超覆而形成的海侵型台盆礁、斜坡礁、台缘礁、台内礁组合,具加积-退积型堆积序列,礁顶发育硬底、生物挠动面、海底溶蚀面、淹没面、水下中止面等,礁盖包括硅岩、火山碎屑浊积岩、放射虫岩、骨针岩、深水退积相、生物密集层、浮游相灰岩、含锰磷酸盐灰泥岩等,生长方式主要是追补式和中止式,以宝塔礁、链状礁、点礁为主.高水位礁以进积礁、加积礁和混积礁组合为特征,广泛发育于台内、台缘、斜坡、台盆等环境,具向上变浅序列,礁顶发育暴露面、岩溶面、冲刷侵蚀面、钙化壳、白云岩帽等,礁盖主要有残积相、开阔台地相、浊积相、丘滩相等,规模大、分布广,以堤礁、环礁、马蹄形礁为主.     

四川盆地北部大隆组页岩气地质条件及勘探潜力

以最新钻井LB1井、7个野外露头剖面及部分老井资料为依托,探讨了四川盆地北部大隆组优质页岩的平面及纵向展布规律,认为优质页岩的展布受沉积相控制,呈NW—SE走向。在广元—旺苍地区发育盆地相,泥页岩厚度较小（10~20 m）;盆地相两边发育深水陆棚相,泥页岩厚度较大（20~45 m）;外围依次发育浅水陆棚或斜坡相,泥页岩厚度逐渐变小（0~15 m）。从斜坡相到陆棚相,再到盆地相,呈现出灰质逐步减少,硅质含量逐渐增加的特征,泥页岩厚度呈先大（深水陆棚相）后小（盆地）的趋势。另外,对LB1井地化特征、储层微观特征开展研究,并与已突破的焦石坝、丁山、东溪地区志留系页岩对比,分析认为,四川盆地北部大隆组优质页岩具有高有机碳、高含气量、有机质类型好、成熟度适中及可压性好等特点。根据高有机碳的特点,认为无定形体有机质的广泛发育是高有机碳含量的基础,缺氧硫化环境是保存的关键。根据高含气量的特点,认为含气性和比表面积具有较好的相关性,而对比表面积贡献较大的主要是有机质含量。最后评价了中国石化矿权内大隆组勘探潜力,认为资源量较大,值得进一步开展工作。