中扬子地块西部地区结构构造与页岩气保存条件的关系

中扬子地块西部地区下古生界暗色页岩发育,为海相页岩气的富集成藏奠定了物质基础。为了查明构造对页岩气差异保存的控制作用、揭示页岩气保存的关键因素,首先精细解析该区的结构构造特征,开展构造结构模式识别与构造区带划分,研究构造的变形方式及变形强度;在此基础上,分析确定不同构造样式与页岩气保存条件的关系;进而结合构造变形与海相页岩岩相古地理特征,指出该区页岩气勘探的有利区带。研究结果表明:①该区可分为4个构造形变带,识别出限制型、弱改造型和强改造型3类前展式结构模式;②限制型位于湘鄂西北段,前展式构造不完整,发育冲断带和挤压断褶带;③弱改造型和强改造型分别位于湘鄂西和武陵山地区,具有完整的前展式构造,但前者的变形强度较弱,未经历晚期的构造叠加改造作用;④该区存在着3个构造转换带——川东断褶带与湘鄂西断褶带构造转换带、湘鄂西断褶带与武陵山断褶带构造转换带、中扬子地块露头区与盆腹区构造转换带,其中前者以齐岳山断层发生构造转换,西侧川东断褶带为隔档式褶皱,断层密度小、地层剥蚀强度小、页岩气富集于背斜和斜坡中,东侧湘鄂西断褶带为隔槽式褶皱,断层作用强、地层剥蚀强度大、页岩气富集于残留向斜中。结论认为,该区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气在秭归向斜、冲断—滑脱带和齐岳山断层西缘保存条件为最好;下寒武统牛蹄塘组页岩气勘探的有利区带分布于开县对冲带、挤压褶皱带、冲断—滑脱带和宜昌斜坡西侧。     

四川盆地涪陵地区页岩气层构造特征与保存评价

四川盆地涪陵页岩气田五峰组-龙马溪组含有丰富的页岩气资源,但该区经历了多期构造叠加作用,对页岩气保存条件造成了重要影响。系统研究了涪陵地区的构造特征和保存条件。该区发育北东向、北西向2组构造体系,主要形成于晚燕山期,受3套滑脱层系影响,纵向上变形特征存在差异性,可划分出3个构造形变层,中构造层变形相对强烈。将构造样式、断裂规模、剥蚀程度、裂缝密度作为构造变形的主要评价指标,可将涪陵地区平面上按构造变形分为东、西2带,西带构造变形较弱,保存条件较好。为进一步落实页岩气开发有利区,在"东西分带"认识的基础上,通过构造变形定量表征和地震预测,建立了一种涪陵地区保存条件量化评价方法。根据评价结果,在西带优选出3个有利目标区,在东带优选出2个有利目标区。      

西昌盆地南部地区志留系龙马溪组页岩气保存条件的评价

为了查明西昌盆地南部志留系龙马溪组页岩气保存优选区,针对研究区构造变形等特征,对研究区进行构造分区,得出研究区受到强烈的挤压-走滑构造变形和大幅度的隆升剥蚀等构造强改造作用,具有强变形、强隆升、强剥蚀等构造特征,后期构造改造和变形为制约页岩气保存的关键因素。以志留系龙马溪组页岩为研究对象,从物质基础、构造演化等方面对页岩气保存条件进行研究,得出米市盆地轿顶山向斜地区和布拖—火烈宽缓褶断带变形较弱,褶皱表现为宽缓-开阔的样式,剥蚀厚度主要小于3000 m,具有良好的保存条件,并初步建立了页岩气保存条件的综合评价指数体系,为西昌盆地的页岩气勘探开发提供支撑。     

四川盆地南部构造变形特征及其与页岩气保存条件的关系

复杂多变的构造作用是影响四川盆地南部(以下简称川南地区)下志留统龙马溪组页岩气保存条件的主要原因之一。为了进一步明确该区各类构造变形的特征及其与龙马溪组页岩气保存条件的关系,依据地震、露头和钻井等资料划分了构造带,分析了构造变形、演化与构造的主控因素,预测了页岩气保存的有利区。研究结果表明:(1)川南地区可划分为基底逆冲构造带(齐岳山、大娄山的山前带)、盖层滑脱构造带(齐岳山、大娄山和华蓥山之间的区域)和基底升降构造带(华蓥山南段以西区域),分别具有"双滑脱层、基底逆冲断层""三滑脱层、坡坪式断层""深层伸展、浅层挤压"的剖面结构特征;(2)志留纪末形成二叠系与志留系之间的不整合,晚侏罗世至早白垩世齐岳山至川东地区NE—SW向构造开始发育,晚白垩世大娄山及其北部地区近E—W向构造开始发育,新生代赤水地区及其北部形成近S—N向构造;(3)川南地区构造的形成与滑脱层的分布和变形层系的受力方式有关,滑脱层主要为中—下寒武统膏盐岩、龙马溪组泥页岩和下三叠统嘉陵江组膏盐岩,变形层系的受力方式取决于基底及其活动方式;(4)基底逆冲构造带除了盆缘水平挤压外,垂向隆升强且中—下寒武统膏盐岩较薄,部分规模较大的基底断层断穿了膏盐岩。结论认为:(1)基底逆冲构造带中,断层常断穿龙马溪组,高角度裂缝发育,构造变形强,宽缓褶皱、断背斜的倾没端和单斜的缓斜坡为页岩气保存的有利区;(2)盖层滑脱构造带中,断层通常不断穿龙马溪组,以低角度裂缝为主,页岩气总体保存条件好;(3)基底升降构造带中,构造变形弱,页岩气保存条件好。     

丁山地区龙马溪组页岩气保存条件分析

川东南丁山地区地质构造复杂,通过对丁山地区构造演化特征、褶皱断裂发育分布特征研究,结合地球物理手段获得的页岩埋深、压力、顶底板条件等综合分析,对丁山地区五峰-龙马溪组页岩气藏的保存条件进行了研究。参照页岩气藏保存条件评价指标,划分出了页岩气藏保存条件的有利区。结果表明,丁山地区以断裂和剥蚀为主的后期改造是页岩气散失的根本原因。丁山断褶构造的斜坡带及向斜构造部位断裂较少,埋深适中,地层压力较大,顶底板稳定连续,保存条件较好,是进一步勘探开发的重点地区。     

川东南丁山地区页岩气保存条件分析

川东南丁山地区是近年来四川盆地页岩气勘探开发的重点地区,保存条件是决定页岩气形成后能否富集成藏的关键因素。通过分析断裂特征、构造部位及形态等构造因素和顶底板条件、埋深与地层压力系数、水文地质及气体组分条件等非构造因素,对川东南丁山地区页岩气的保存条件进行研究。结果表明:研究区页岩气保存条件具有明显的分带特征。距齐岳山隐伏断裂较近区域的页岩层埋藏浅、地层压力系数小,保存条件差;距齐岳山隐伏断裂较远处的页岩层埋深适中、地层压力系数较大,保存条件良好。构造部位和断裂发育特征是制约丁山地区页岩气保存条件的重要因素,构造部位决定断裂发育程度和地层压力系数,断裂走向及其与最大水平主应力方向的夹角决定地层的封闭性和水文地质条件。距齐岳山隐伏断裂较远处的页岩层以逆断层发育为主,与最大水平主应力方向的夹角以大于45°为主,可以有效抑制页岩气的垂向逸散;距齐岳山隐伏断裂较近处的页岩层,由于断裂过于发育,切穿顶底板地层,有利于页岩气的垂向逸散,保存条件差。     

四川盆地东南缘齐岳山断裂构造特征与页岩气保存条件

勘探现状表明,位于四川盆地东南缘的齐岳山断裂,导致了盆缘两侧页岩气成藏存在显著的差异性。文章基于最新的地震数据,结合区域地质资料,利用断层相关褶皱理论,系统解剖齐岳山断裂的构造变形特征,具体包括齐岳山断裂的几何特征,形成演化过程,以及对页岩气保存条件的影响。结果表明,齐岳山断裂在平面上呈S形分布,由多条不连续断层组成,且在北部呈右阶左行雁列式,在南部左阶右行排列;齐岳山断裂控制形成了西侧背斜和西侧斜坡两类转换带,并分别发育“基底冲断—断层相关褶皱—滑脱”和“基底逆冲—滑脱”两类构造变形模式,且断层断距从焦石坝到古蔺逐渐变小;齐岳山断裂在晚侏罗世主滑脱层抬升导致隔槽式褶皱带向隔档式转变过程中形成雏形,经历了晚白垩世黔中地块的改造作用和新近纪末期的差异隆升形成现今的形态;受齐岳山断裂控制,东侧强烈变形褶皱带保存条件差,仅宽缓向斜内残留常压页岩气藏,西侧前缘基底分支断层滑脱导致五峰组-龙马溪组抬升,形成的四个背斜构造埋深适中,为有利勘探目标,且自南向北其保存条件逐渐变好。     

大巴山冲断带下寒武统页岩气构造保存单元划分及分区评价

大巴山冲断带下寒武统具有较好的页岩气发育物质基础,钻井显示了一定的资源潜力,但在强烈的构造作用下,构造保存条件具有复杂性和差异性,这也是影响该区下寒武统页岩气勘探的关键。采用野外地质调查、地球物理解释、分析测试等方法,将大巴山划分为5个页岩气构造保存单元,分别为南大巴山前缘褶皱单元(Ⅰ)、对冲断褶单元(Ⅱ)、叠瓦断夹片单元(Ⅲ)、北大巴山线状复式向斜—浅变质单元(Ⅳ)及穹窿状复式背斜—深变质单元(Ⅴ)。综合考虑大巴山抬升剥蚀作用、封盖条件、断裂发育、地层破碎程度、构造样式、变质作用与岩浆活动等构造因素对下寒武统页岩气保存的影响,对各构造保存单元进行分区评价,评价结果显示各构造保存单元保存指数分别为:Ⅰ:0.84;Ⅱ:0.72;Ⅲ:0.365;Ⅳ:0.54;Ⅴ:0.365。针对该区提出了圈闭保存型、断裂逸散型、散失残存型、散失破坏型等4种页岩气构造保存模式,其中,圈闭保存型比较有利于页岩气的富集与保存,主要表现在构造相对稳定宽缓的南大巴山前缘褶皱带,下寒武统埋深较浅的背斜构造是下一步页岩气勘探的有利方向。     

高陡复杂构造带深层页岩气保存条件差异性分析——以川东南綦江高陡复杂构造带为例

川东南地区是中国页岩气勘探的重点目标之一,现阶段的勘探领域正逐步迈入深层、超深层,但由于受钻井与地震等多种因素的制约,对该地区的构造特征及页岩气保存条件的研究还不够深入。为了查明川东南地区綦江高陡复杂构造带构造变形特征及其对深层页岩气富集规律的影响,为后续勘探部署提供依据,选取典型三维地震剖面,从构造变形特征剖析入手,结合实钻数据分析,建立高陡构造模型,在此基础上开展保存条件差异的主控因素定量评价。结果表明,綦江高陡构造具备“上陡下缓+膏岩主控+前锋变陡”的分层变形特征;綦江地区发育一套大范围的寒武系膏盐层,其塑性形变对上覆构造的隆起起到控制作用;区内影响页岩气保存条件的因素包含主动变形强度、断裂体系、断面正应力、构造与地应力夹角、顶板滑脱层等,各因素相互作用,导致研究区内部保存条件差异明显。据此,建立了綦江高陡构造保存条件评价标准,明确隆盛—桃子荡构造带构造应力单一,主动变形强度低,构造封闭性强,是下一步勘探的主要有利目标。     

四川盆地涪陵页岩气田3种典型页岩气保存类型

四川盆地涪陵页岩气田页岩原生品质平面差异性小,但开发井的产气量却差异较大,有分析认为这是页岩气保存条件平面差异变化所致。为了定量评价该区页岩气的保存条件,以构造精细解释成果为基础,综合地质、测井、气井测试等资料,对该页岩气田构造受力强弱、构造形态、断裂发育程度等构造特征进行了综合分析和构造类型划分;结合页岩气单井测试产量,从宏观—微观两个方面对影响该区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组海相页岩气保存条件的主要指标进行了研究,并据所确定的评价指标划分了页岩气保存类型。结果表明:(1)该页岩气田构造类型可划分为稳定型、弱变形型和复杂型3种;(2)优选构造形态、裂缝特征、顶底板条件、地层压力、孔隙度、孔径大小等6项参数作为该区页岩气保存条件的评价指标;(3)构造形态平缓、远离边界主控断裂是页岩气得以保存的基础,顶底板有效的隔挡封闭条件可显著降低构造改造对气藏的破坏作用,超压环境、孔隙度和孔径大小是保存条件的综合表象;(4)3种构造类型分别对应于3种典型的页岩气保存类型,其中构造稳定型为最有利的保存类型。     

上扬子区页岩气甜点分布控制因素探讨——以上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组为例

上扬子区作为中国南方海相地层最稳定的地区,发育多套海相页岩。为研究控制该区页岩气甜点分布的主要因素,以上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩为研究对象,依据上扬子区域地质事件及盆地结构特征,从构造控源控藏的角度对该区构造格局、高产井分布与气藏控制因素进行了分析,指出四川盆地东南及边缘发育的达州—利川、涪陵—彭水、南川—遵义、永川—习水、富顺—盐津、威远—犍为6大构造转换与调节带,其页岩具有弱变形与弱改造特征,是盆内最有利的页岩气赋存与保存区。结论认为:(1)受高热演化、强改造因素影响,上扬子区海相页岩以构造转换带与调节带变形最弱,具有页岩气多源汇聚与复合成藏的有利条件,且天然缝网与圈闭最为匹配,是盆内最有利的页岩气赋存与保存区,页岩气资源量最为丰富;(2)四川盆地东北部达州—利川及东南永川—习水构造转换带与调节带应引起下一步页岩气选区评价与勘探工作的高度重视。     

四川盆地南缘昭通页岩气示范区构造变形特征及页岩气保存条件

四川盆地南缘昭通国家级页岩气示范区地处我国南方海相构造复杂区,页岩变形改造强烈、甜点控制因素复杂,保存条件对页岩气富集具有重要的影响。为了支撑该区页岩气甜点区的优选评价工作、提高钻探成功率,通过对野外露头的地质调查,利用钻井、录井和物性测试资料,分析了该示范区构造变形样式及区域变形特征,研究了地层节理及裂缝发育特点、页岩围岩封盖能力、气藏展布特征,探讨了上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气的保存条件。研究结果表明:①该区由南向北依次发育隔槽式、等幅式与隔档式等3种构造变形样式,依次分布黔中隆起剪切变形区、滇黔北坳陷压扭变形区与蜀南坳陷挤压变形区等3大区域;②五峰组—龙马溪组及其上覆地层发育与地层走向呈高角度、中—低角度及顺层相交关系的3类节理与裂缝,其产状特征与3大变形区基本一致;③五峰组—龙马溪组页岩北厚南薄,具备源储一体、自身封盖成藏的保存条件,外加上覆地层与顶底板的封盖能力,保存条件总体较好;④该区页岩气组分自北向南可划分为甲烷、甲烷+氮气混合、氮气等3个带,页岩气保存条件总体呈北好南差的格局。结论认为,该区中—北部(挤压变形区及其南缘)页岩厚度大、改造与变形弱、节理及裂缝顺层发育、封盖性能好、保存条件优越,为最有利区;中部滇黔北坳陷压扭变形区保存条件中等,为较有利区;南部黔中隆起剪切变形区保存条件差,为远景区。     

强改造区牛蹄塘组页岩气保存条件指数评价

中上扬子区下寒武统牛蹄塘组是我国页岩气最具勘探潜力的目的层位之一。恩施-利川地区的牛蹄塘组是页岩气主要富集区,该地区经历了多期次多旋回构造叠加作用,研究区内下古生界海相页岩受构造变形、断裂、剥蚀等强烈改造作用影响引起区域性能量场变化,致使页岩气吸附/解吸、渗流/扩散等成藏条件发生变化,从而导致研究区内下古生界页岩气保存产生重大调整。以恩施-利川地区下古生界下寒武统牛蹄塘组页岩层系为研究对象,从物质基础、构造作用和演化历史等几个方面对页岩气保存条件进行研究,并综合分析各项指数,提出页岩气保存条件综合评价指数体系,以期对研究区勘探提供进一步的参考资料。     

黔北地区海相页岩气保存条件——以贵州岑巩区块下寒武统牛蹄塘组为例

中国南方地区发育多套海相富有机质页岩,页岩气资源丰富,但与北美地区相比,具有形成时代老、热演化程度高、构造期次多、构造变形复杂、地应力状态与地表条件复杂及保存条件差异大等特点。与已获得突破的龙马溪组相比,下寒武统牛蹄塘组形成时代更老,储层特殊性与复杂性更大,对保存条件要求更高。为此,针对南方复杂构造区特殊地质条件,以贵州岑巩区块牛蹄塘组为例,通过地震资料精细解释与构造演化分析,结合物质基础、顶底板与区域盖层、天然气组分、地层水条件、地层压力等因素对页岩气保存条件进行了研究。结果表明,以断裂和剥蚀为主的后期改造是页岩气散失的根本原因。研究区构造演化具有“早期小幅抬升,长期相对稳定,后期强烈改造”的特点。区内北东-北北东向隔槽式褶皱、高角度逆冲与走滑断裂发育,中部宽缓构造部位断裂较少,埋深适中,保存条件较好。天然气组分与地层水特征表明,优良的顶、底板与区域盖层有效减缓了页岩气的散失与地层水的侵入。最后,提出了页岩气构造保存条件评价指标体系,并对研究区构造保存有利区进行了优选。     

Main controlling factors and enrichment area evaluation of shale gas of the Lower Paleozoic marine strata in south China

The Lower Paleozoic shale in south China has a very high maturity and experienced strong tectonic deformation. This character is quite different from the North America shale and has inhibited the shale gas evaluation and exploration in this area. The present paper reports a comprehensive investigation of maturity, reservoir properties, fluid pressure, gas content, preservation conditions, and other relevant aspects of the Lower Paleozoic shale from the Sichuan Basin and its surrounding areas. It is found that within the main maturity range (2.5 %\EqRo\3.5 %) of the shale, its porosity develops well, having a positive correlation with the TOC content, and its gas content is controlled mainly by the preservation conditions related to the tectonic deformation, but shale with a super high maturity (EqRo[3.5 %) is considered a high risk for shale gas exploration. Taking the southern area of the Sichuan Basin and the southeastern area of Chongqing as examples of uplifted/folded and faulted/folded areas, respectively, geological models of shale gas content and loss were proposed. For the uplifted/folded area with a simple tectonic deformation, the shale system (with a depth[2000 m) has largely retained overpressure during uplifting without a great loss of gas, and an industrial shale gas potential is generally possible. However, for the faulted/folded area with a strong tectonic deformation, the sealing condition of the shale system was usually destroyed to a certain degree with a great loss of free gas, which decreased the pressure coefficient and resulted in a low production capacity. It is predicted that the deeply buried shale ([3000 m) has a greater gas potential and will become the focus for further exploration and development in most of the south China region (outside the Sichuan Basin).     

鄂尔多斯盆地南缘构造特征及下古生界天然气勘探前景

鄂尔多斯盆地南缘现今构造格局受控于自南向北扩展的两个逆冲推覆体系，上、下古生界之间及基底与盖层之间均存在滑脱层，其东段和西段构造缩短率分别为１８．６％和４．８％。构造变形的主体是燕山期逆冲推覆构造，其前缘带是勘探下古生界构造类气藏的有利区带，且以东北部地区勘探风化壳型气藏最有利；前缘外带保存条件最好，以非构造圈闭为主，是本区最有勘探前景的地区。     

保存条件对四川盆地及周缘海相页岩气富集高产的影响机制

以四川盆地及周缘牛蹄塘组和五峰组-龙马溪组2套页岩层为研究对象,通过对不同地区、不同含气性和产量的典型页岩气井进行解剖,探讨了影响页岩气保存条件的主控因素及评价体系。研究认为:顶底板条件、页岩自身封盖作用是该区页岩气早期滞留于页岩内的关键因素,后期构造改造强度与所持续的时间对页岩气藏的含气丰度具有明显的调整作用;保存条件对页岩气层的含气量、孔隙度、含水饱和度、电阻率以及页岩气气体组分等有明显的影响,保存条件差,页岩气层含气量、孔隙度、电阻率通常较低,含水饱和度、N₂含量则较高,这些被影响的参数可以作为评价页岩气保存条件优劣的间接指标。建立了四川盆地及周缘复杂构造区下古生界海相页岩气5大类、28项参数的保存条件综合评价指标体系,即主要是封盖条件、页岩气层自身封堵性、构造作用（构造改造时间、断裂作用、地层变形强度等）等条件在时间和空间上的组合关系,另外页岩气层含气性表征参数和压力系数同样可在一定程度上指示保存条件的优劣。      

丁山地区页岩储层裂缝分布预测及页岩气保存条件评价

针对丁山地区龙马溪组裂缝发育分布及页岩气保存条件影响认识不清的问题,通过三轴岩石力学实验,对研究区进行古构造应力场模拟,并通过莫尔-库伦准则计算岩体破裂系数,对研究区裂缝分布规律进行预测,并优选页岩气勘探目标有利区.结果表明:差应力较小的区域以及二级或三级裂缝发育区为页岩气储层裂缝优势发育区,具有良好的保存效果;在裂缝...