流体包裹体研究进展

本世纪前十年(2001年-2010年),国内流体包裹体的研究和应用都有了很大的进展。本文就流体包裹体研究的几个主要方面——包裹体流体体系PVTX性质的模拟、人工合成流体包裹体、成矿流体和成矿机制研究以及油气包裹体和成藏过程研究等——进行了总结。国内包裹体流体体系PVTX性质的模拟研究已经达到国际水平,各种天然流体体系的状态方程被应用于包裹体研究中。结合国际上流行的流体包裹体合成技术,国内学者利用人工流体包裹体,已经开展了流体包裹体形成机理、包裹体中流体体系相平衡和流体包裹体分析设备标定的研究工作。成矿流体和成矿机制研究仍然是流体包裹体的主要应用领域,一些国际前沿的新技术和新方法,如金属矿物中流体包裹体的红外显微测温技术,单个流体包裹体成矿元素的LA-ICP-MS测定方法,以及流体包裹体组合(FIA)研究方法等,被国内学者在研究中采用。油气包裹体研究越来越受到石油地质学家的重视,其在油气成藏机理尤其是油气充注以及成分演化史研究中发挥着日益重要的作用。除了上述主要研究领域,利用熔体包裹体研究地幔流体,通过超高压变质岩中流体包裹体研究变质流体,应用表生环境下蒸发岩(石盐)中的流体包裹体研究古气候,这些方面也都取得了很好的研究成果。本世纪的前十年,国内流体包裹体研究与国际研究紧密结合,中国学者创立的ACROFI系列会议目前也已经成为国际流体包裹体界的重要系列会议之一。     

实际储层温压条件下成功合成碳酸盐岩烃类包裹体及其启示意义

文中报道在实际储层温压条件下(150℃,40MPa,大约4km深度)成功合成了碳酸盐岩烃类包裹体。通过对合成烃类包裹体的显微观察、荧光分析和傅里叶变换红外光谱分析,证实合成了烃类包裹体,且与真实储层中的包裹体具有相似特征,探讨了油水不混溶条件下的流体包裹体捕获机制。实验研究给出4点重要启示:(1)油水不混溶是造成烃类包裹体和水溶液包裹体分带的主要原因;(2)油气快速成藏过程可以被流体包裹体记录;(3)实际储层温压条件下,合成烃类包裹体实验研究有望为储层包裹体分析提供依据和标准;(4)人工合成烃类包裹体为研究含油气条件下储层水-岩作用机理提供了一种有效手段。     

页岩气成气过程的流体包裹体证据——以重庆秀山剖面下寒武统牛蹄塘组为例

页岩气的成气过程一直以来难以获得直接的地质证据,而厘清页岩何时生油何时生气以及这些过程对应的温度、成熟度指标对未来的南方页岩气勘探意义重大。脉体中的流体包裹体可以记录地质历史时期流体活动的特征,为恢复流体演化历史提供依据。本次研究选取了重庆秀山剖面下寒武统牛蹄塘组的页岩样品,采用流体包裹体系统分析的技术方法对页岩脉体中捕获的各类包裹体进行研究,共检测到3种类型的烃类包裹体,分别为沥青+气包裹体、沥青包裹体和烃气包裹体。这3种类型的烃类包裹体指示了页岩生气过程中的不同演化阶段。研究结果表明,重庆秀山剖面下寒武统牛蹄塘组页岩气演化可以划分为初次生油阶段、原油裂解为湿气阶段、湿气二次裂解为干气阶段和页岩气散失阶段4个阶段。与酸性流体活动伴随的异常高温对页岩油向页岩气的快速转化起到了关键作用,对牛蹄塘组进一步的页岩气勘探应寻找曾经有过异常高温热流体活动并且在后期构造变形较弱的地区。     

流体包裹体的研究进展

前人对流体包裹体进行了大量研究,本文在此基础上,系统阐述了流体包裹体的各种分类方案和主要的研究方法,重点介绍了包裹体在研究油气藏烃源岩排烃史、油气形成时物化条件、油气运移演化、成藏期次和时间等方面的应用,以及在矿床类型、成矿流体来源、成矿条件、成矿物质搬运及成矿机制研究中的应用新进展。大量的研究表明,流体包裹体在理论、原理和方法等各个方面都取得了很大的发展,并逐渐在地质领域发挥其重要作用,已经成为解决某些地质问题的重要手段。     

合成流体包裹体方法、研究进展及应用

合成流体包裹体的方法是一种采集非常温常压条件下流体样品的技术。它已用于在较宽的压力-温度-成分范围内确定流体的体积平衡、相平衡性质和温度校正。与传统的实验方法相结合，可以了解地壳内部的地球化学行为、矿物质的运移和沉淀机理。本文在简要介绍了目前国际上常用的流体包裹体合成的两类实验方法的基础上，对合成流体包裹体的研究现状进行了分析，并根据作者的实际工作阐述了合成包裹体技术对矿床学研究的意义。     

塔河油田奥陶系碳酸盐岩储层流体包裹体研究

本文在充分收集整理前人研究资料和成果的基础上,以流体包裹体技术方法为主要研究手段,展开对塔河油田流体包裹体研究,结果表明:所研究储层流体包裹体主要分为H2O包裹体、有机质包裹体、有机质-H2O包裹体3类;塔河油田奥陶系储层经历过5期热流体活动;得出3个盐度值;流体密度变化范围从0.90～1.15g/cm3;系统阐述了塔河油田奥陶系碳酸盐岩流体包裹体在成岩环境、高温热水作用、低温多旋回、油气成熟度及油气充注等多方面的应用。     

深层碳酸盐储层再平衡流体包裹体特征及其原始捕获条件确定

深层碳酸盐储层中流体包裹体往往因经历复杂地质演化而发生再平衡,正确判识流体包裹体再平衡对于准确解释古流体演化具有重要意义.以四川盆地安岳气田震旦系灯影组白云岩储层为例,通过岩相学、拉曼光谱测试及显微测温方法结合构造演化史判别了再平衡流体包裹体及其类型,并利用再平衡流体包裹体极值均一温度等数据进行PVT模拟确定了各期包裹体的原始捕获条件.结果表明安岳气田震旦系灯影组储层中第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ期白云石中流体包裹体发生了爆裂变形,第Ⅴ期方解石中流体包裹体发生了拉伸变形,而第Ⅳ期石英中包裹体再平衡特征不显著,其中第Ⅱ、Ⅲ期白云石中流体包裹体在埋藏升温过程中再平衡,而第IV期白云石和第V期方解石中流体包裹体在抬升降温过程中再平衡.第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ期成岩矿物中流体包裹体的捕获压力和捕获温度依次递增,至第Ⅳ期矿物形成时达到峰值,而后第Ⅴ期方解石中流体包裹体的捕获压力和捕获温度较第Ⅳ期则出现降低.结合流体包裹体捕获温压条件和埋藏史准确限定了各成岩期矿物的形成期次和时间,其结果可与同位素定年对比.     

利用流体包裹体评价碳酸盐岩储层埋藏孔洞充填强度的新方法:以塔里木盆地为例

海相碳酸盐岩已经成为我国油气资源的重要接替领域,岩溶孔洞等次生储集体是碳酸盐岩重要的储层空间。但是,深埋条件下岩溶储层的难以预测性是影响碳酸盐岩油气勘探的重要难题之一。碳酸盐岩水岩反应的溶解-沉淀平衡原理指示,溶解或溶解-沉淀平衡区域不形成或很少形成流体包裹体,而沉淀区域伴随着新矿物的产生多形成流体包裹体,包裹体发育期次代表了地质历史中流体活动期次。据此原理推断,流体包裹体发育期次越多的区域,早期岩溶填充作用越强,储层埋藏孔洞保存越差,反之则好。文中基于溶解-沉淀平衡原理,利用塔里木盆地塔中和塔北地区奥陶系孔、洞和裂缝充填物流体包裹体数据,结合地质埋藏史,对研究区埋藏填充作用时空发育史进行还原,确定不同程度充填区,采用逆向思维圈定无充填或弱充填的有利孔洞保持区。此方法在塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩储层中的应用实践表明,其结果与岩心及钻测井工程方法结果吻合,证实了其可行性,对埋藏期岩溶孔洞保存条件较好的区域能够做出有效预测。流体包裹体分析为我们提供了一种切实可行的埋藏期孔洞充填强度评价的新方法,对正确评价埋藏岩溶储层质量具有重要的理论和实际意义。     

流体包裹体在研究柴达木盆地东北缘石炭系页岩油气成藏中的应用

正近年来,流体包裹体已成为常规油气地质领域研究油气成藏期次和时间、成矿流体性质、来源、油气运移充注途径和古地温恢复等方面的关键技术方法(卢焕章等,2004)。目前,流体包裹体并未被广泛应用于的页岩油气藏研究中,主要是因为页岩油气储层中的成岩矿物普遍过于细小,给包裹体的测试带来了极大的困难,困扰了流体包裹体研究在页岩中的发展。但是,以往的研究发现,页岩     

未熟-低熟油流体特征--以济阳坳陷古近系为例

对济阳坳陷古近系储层中流体包裹体的研究进一步证明，其油气属未熟—低熟油气。除了油藏埋深浅、地层时代新、为自生自储同生油藏外，还具下列特征：油气生成温度低，包裹体均一温度范围为53～115℃；处于低演化阶段，储层中主要的包裹体类型是纯液态烃包裹体及纯液体盐水溶液包裹体。包裹体烃类成分中重烃及丁烷含量高，重烃平均占总烃的52．14％，丁烷平均占总烃的14．46％；流体压力高，估算的流体压力范围是10．0～40．5MPa；盐度较高；还原环境；古地温梯度高，为3．830℃／100m等流体特征。研究结果为该坳陷油气成因及识别未熟—低熟油成油物理化学条件等提供了信息。     

页岩气地质综合评价和目标优选

页岩气为烃源岩层系的油气聚集,属于源岩滞留气,以游离和吸附状态为主存在。中国页岩气资源调查和勘探开发刚刚起步,工作基础差别较大。在含油气盆地,由于有以往油气勘探开发资料,对含气页岩发育层系、有机质热演化程度、气显示等基本资料,具有一定的工作基础;在含油气盆地外以及油气勘探程度很低的沉积区,以上基础资料缺乏,仅有地表和部分固体矿产探井资料可供参照,工作基础薄弱。在不同工作基础的地区,页岩气地质综合评价所处阶段不同,主要评价指标也不同;随着工作程度的提高,资料的不断丰富,评价指标也逐步增加。页岩气地质评价以区域地质演化分析为基础,主要涉及以下几方面内容：（1）含气页岩评价。主要研究划定含气页岩层段,页岩的TOC、Ro、岩石和矿物成分,页岩分布、厚度、埋深、纵向和横向变化规律等,优选页岩气富集远景区。（2）页岩含气性和资源潜力评价。主要研究页岩的含气量、吸附能力、储集空间类型、储层物性、储层裂缝及其变化规律,预测页岩气资源潜力等。（3）页岩气开发条件和开发经济性评价。研究储层温度、流体压力、流体饱和度及流体性质,研究页岩的敏感性,页岩的岩石力学参数、区域现今应力场特征,地表条件和开发保障条件,通过试验井产量数据分析开发经济条件。综合各方面因素,优选有利开发区。     

北美页岩油气研究进展及对中国陆相页岩油气勘探的思考

北美在海相页岩油气的勘探开发中已获得巨大成功,研究表明,页岩油和页岩气形成条件和赋存状态虽然具有较多的共性,但也存在一定差异。共性为二者均呈"连续型"分布于沉积盆地的斜坡和中心带,具有工业开采价值的页岩油气均产自有机质丰度高、脆性矿物含量高、存在异常高压的页岩地层。两者的差异性表现在页岩气的产生具有多源性和多阶性,即页岩气既可来自Ⅰ-Ⅱ型有机质,也可来自Ⅲ型有机质,但页岩油主要来自Ⅰ-Ⅱ型有机质;页岩气可形成于有机质成熟作用的任何阶段,但页岩油是有机质处于成熟阶段的产物。由于页岩油和页岩气分子直径和结构的差异导致两者在页岩中的赋存状态和开采机制存在一定差别。勘探实践表明,中国陆相盆地存在着丰富的页岩油气资源,如何利用这些资源,有针对性地研究其勘探开发技术,是我国页岩油气勘探开发面临的重要问题。     

论海相页岩气富集机理——以四川盆地五峰组—龙马溪组为例

深入探究页岩气富集机理是保障勘探开发高效推进的基础。本研究通过对四川盆地五峰组—龙马溪组页岩气勘探开发实践的系统分析,梳理总结前人研究成果,从生成机理、运移机理、赋存机理和保存机理四个方面对海相页岩气富集机理进行了深入分析,并讨论了深层和常压页岩气的勘探开发潜力。结果表明：在生成机理方面,埋藏史和热演化史控制了页岩生排烃史、生排烃量和现今含气量;页岩气运移机理涉及运移动力、运移相态、运移方式和运移通道四方面内容,页岩气运移主要是烃源岩内的初次运移,同时讨论了初次运移的影响因素;在赋存机理方面,甲烷—页岩间表现出单/多分子层吸附和微孔充填等多种赋存机制,组分润湿性和孔隙有效性是决定甲烷吸附赋存和解吸运移的关键;在保存机理方面,盖层和物性自封闭是主要的保存机理,构造运动引起的裂缝—流体活动是页岩气保存条件遭到破坏的主要原因,流体活动时间和期次研究是页岩气保存条件和含气量定量评价的重要内容。页岩气富集机理的系统分析和创新认识为页岩气勘探开发评价提供了重要依据,建议加强页岩气演化历史全过程的动态评价。结合深层和常压页岩气勘探实践,分析了深层和常压页岩气的成因机制及主要特征,指出了下一步攻关内容及勘探方向。     

页岩气藏数值模拟模型研究进展

以页岩油气为代表的低品位油气资源勘探与开发不断取得重大突破,已经成为中国重要的接替性资源。开展页岩气渗流机理和数值模拟模型研究有助于实现页岩气藏开发的动态变化过程,为认识页岩气渗流规律、优化数学模型、产能评价和预测奠定技术基础。围绕页岩气多尺度多流态多重介质下的运移机理,系统地阐述了页岩气数值模拟模型的研究进展,页岩气数值模拟模型可分为等效连续介质模型、离散裂缝网络模型和混合模型,总结了这3类数值模拟模型的优缺点。等效连续介质模型原理简单,追求宏观尺度的等效,忽略了储层内部真实流态,适用于裂缝发育程度低的均质页岩气藏;离散裂缝网络模型准确反映复杂裂缝网络的渗流特征,可以描述高度离散裂缝的形态规律,适用于勘探程度高且裂缝高度发育的页岩气藏;混合模拟模型结合两者的优点,能够准确反映复杂裂缝网络和流体运移规律,在满足计算精度的同时又节约了大量的计算资源,随着计算处理能力的增强,混合模拟模型是今后的发展趋势。最后分析了页岩气藏数值模拟模型中存在的问题,并指出了发展方向。     

利用油气微生物勘探技术寻找页岩气有利目标区

利用油气微生物勘探技术,可以开展预测含油气区、油气前景分级评价、油气成藏主控因素分析等。近几年来该技术在中国12个区块应用效果良好。页岩气是一种非常规的天然气。控制页岩气富集的因素较多,如有机碳含量、有机质类型、热演化程度、页岩的孔隙与裂缝、埋深、压力等。在页岩气勘探中,原生页岩气藏较高的异常压力、气藏的隐蔽特性、页岩的孔隙与微裂缝愈发育气藏富集程度愈高等这些有利的页岩气成藏特点,均为油气微生物勘探技术充分发挥其独特优势提供了得天独厚的条件,可以更有效地反映页岩气的富集规律,进而圈定页岩气有利目标区,大大提高页岩气的勘探成功率,降低页岩气的勘探风险。     

中国页岩气地质调查评价研究现状与存在问题

美国页岩气大规模商业性开发促进了中国页岩气地质调查评价和研究工作的开展.经过近10年的探索实践,认识到中国页岩气地质条件复杂,地质理论和开发技术有待突破.从中国富有机质页岩特征及分布规律、生气机理与富集规律、页岩气储层物性及微结构、保存条件、资源评价与选区评价等方面对目前中国页岩气地质理论研究进展进行了综述分析,讨论了中国在页岩气地质理论研究中存在的问题,并对今后中国页岩气地质研究工作进行了展望.认为沉积、构造对页岩层段分布规律的控制作用研究需加强,页岩气吸附机理的理论认识需深入,微结构定性定量测试分析技术需提高,评价现今页岩气保存条件的指标体系需建立,选区参数体系和标准需进一步完善.     

页岩气钻探冲洗液体系的研究与应用

中国页岩气资源开发潜力巨大,近年来页岩气勘探开发力度不断加大,对钻探工艺和技术的要求不断提高。页岩气地层岩性主要为泥岩、砂岩、页岩、碳质板岩、灰岩,该类地层胶结性差、破碎、井壁强度低,钻进中易出现孔壁失稳,发生坍塌、卡钻、埋钻等孔内事故,需要研制具有强抑制性、低成本、绿色环保的冲洗液体系来保证施工安全。本文通过对页岩气井壁稳定机理的探究,优选出一种适用于页岩地层双聚防塌和成膜防塌低固相冲洗液体系,该体系由抑制剂、防塌剂、降失水剂、润滑剂、封堵剂、流型调节剂等处理剂组成,具有良好的抑制性和胶结性。现场应用取得了良好的效果,保证了项目的顺利施工。     

页岩气资源评价方法与技术:概率体积法

页岩气资源评价方法不同于常规油气资源评价方法。基于我国页岩气勘探开发现状,结合《全国页岩气资源潜力调查评价及有利区优选》工作要求,针对页岩气聚集机理和特点,提出了适用于我国现阶段的页岩气资源评价方法,即概率体积法。在统计分析我国泥页岩和页岩气相关参数基础上,建立了页岩气远景区、有利区和目标区优选参数体系,提出了不同类型页岩气选区标准和页岩气资源评价主体工作流程。结合国内外数据统计,确定了页岩气资源评价时的起算条件。根据离散型和连续型参数分布特点,研究了参数获取和概率赋值方法。研究成果为我国系统地页岩气资源评价提供了基础和依据。采用该方法对全国页岩气资源进行了评价,获得了地质资源量、可采资源量及有利选区结果,取得了良好效果。     

Shale Gas Formation and Occurrence in China: An Overview of the Current Status and Future Potential

Shale gas is one of the most promising unconventional resources both in China and abroad. It is known as a form of self-contained source-reservoir system with large and continuous dimensions. Through years of considerable exploration efforts, China has identified three large shale gas fields in the Fuling, Changning and Weiyuan areas of the Sichuan Basin, and has announced more than 540 billion m~3 of proven shale gas reserves in marine shale systems. The geological theories for shale gas development have progressed rapidly in China as well. For example, the new depositional patterns have been introduced for deciphering the paleogeography and sedimentary systems of the Wufeng shale and Longmaxi shale in the Sichuan Basin. The shale gas storage mechanism has been widely accepted as differing from conventional natural gas in that it is adsorbed on organic matter or a mineral surface or occurs as free gas trapped in pores and fractures of the shale. Significant advances in the techniques of microstructural characterization have provided new insights on how gas molecules are stored in micro- and nano-scale porous shales. Furthermore, newly-developed concepts and practices in the petroleum industry, such as hydraulic fracturing, microseismic monitoring and multiwell horizontal drilling, have made the production of this unevenly distributed but promising unconventional natural gas a reality. China has 10–36 trillion m~3 of promising shale gas among the world's whole predicted technically recoverable reserves of 206.6 trillion m~3. China is on the way to achieving its goal of an annual yield of 30–50 billion m~3 by launching more trials within shale gas projects.     

长江经济带页岩气勘探开发进展及建议

页岩气是一种清洁的非常规天然气资源，已引起全世界各国的广泛关注.我国页岩气资源丰富，70%的资源分布在长江经济带沿线各省市.在长江上游的重庆涪陵、四川长宁-威远等地区实现了商业开发，长江中游鄂西地区实现突破，长江下游安徽宣城取得了积极进展.页岩气勘查理论和技术标准体系初步形成，开采装备基本实现国产化.加快长江经济带页岩气勘查开发对优化能源消费结构、实现绿色发展、保障国家能源安全具有重要意义.然而，目前页岩气勘探和开发存在一些问题.主要体现在:页岩气资源探明率低，复杂构造区页岩气富集成藏理论尚需深入研究.页岩气开发成本高，一些关键技术装备尚待研发.市场驱动机制方面，多元主体共同参与的市场化格局尚未完全形成.本文从长江经济带页岩气资源状况、勘探开发进展、勘查理论、技术与装备等方面，分析了中国页岩气发展形势，梳理了制约我国页岩气勘查开发快速发展的主要问题.建议加大勘查开发力度，加强科技创新，坚持绿色勘查开发，加大政策扶持力度，多措并举加快构建长江经济带页岩气勘查开发新格局.