南非页岩气及其勘探开发现状

南非的常规天然气储量已非常有限,且产量不断下降。根据美国能源信息署的估计,南非可采页岩气资源量位居世界第五位,因此南非政府积极探索和发掘非常规能源资源的潜力,加大了对页岩气的勘查与开发力度。本文总结了南非主要含气地层的地质情况、开发管理政策、勘查开发进展以及面临的主要问题等,认为南非对页岩气的开发,还存在环境保护、开采技术、降低开发成本、提高开采效率等问题有待解决。     

非常规油气地质学建立及实践

非常规油气地质学理论是世界石油工业从常规油气向非常规油气跨越的一次理论飞跃。紧密结合中国特殊地质背景和油气工业条件,经过10年不懈攻关,通过构建细粒沉积学、非常规油气储层地质学、非常规油气成藏地质学、非常规油气开发地质学、常规—非常规油气"共生盆地"发展战略等学科内容,基本形成非常规油气地质学理论体系框架。非常规油气地质学理论,是世界页岩油和气、致密油和气等典型非常规油气工业发展的理论基础,引领推动了石油地质学科发展、行业标准制定、国家实验室建设和专业人才培养,有效推进了我国致密油和气、页岩油和气等非常规油气资源的工业勘探开发。非常规油气地质学科在未来油气资源综合利用、能源结构科学预判、复杂问题创新解决等方面,仍有发展空间。     

“进源找油”：论四川盆地非常规陆相大型页岩油气田

源岩油气规模快速发展,是中国能源结构转型的重要战略选项;陆相页岩油和气是中国源岩油气最具潜力的组成类型,是中国陆上未来"进源找油"最重要的突破对象。本文首次研判提出四川盆地侏罗系油和气发展,应尽快由常规构造-裂缝石油、致密灰岩与砂岩油向孔隙型页岩油气转变,重点阐述了大安寨段页岩油气4项新进展:①评价侏罗系4套富有机质页岩总生油量245×10~8t,石油总资源量172×10~8t,还有相当规模的天然气资源,既富油又富气,其中67%的油气资源集中在大安寨段;②大安寨段二亚段是侏罗系页岩油和气的"甜点段",黑色页岩厚度一般20～80m,TOC平均值大于2%,Ⅱ_1～Ⅱ_2型干酪根,R_o主体1.1%～1.4%,处于轻质油—凝析油气窗口,页岩储层孔隙度4%～6%,页理裂缝发育,脆性矿物含量一般在50%以上,压力系数1.2～1.8,滞留烃量多为100～200mg/g·TOC,油质较轻,地层埋深较浅,具备与北美页岩油气媲美的地质工程条件;③优选出页岩油气"甜点区"评价的3项核心参数(R_o、富有机质页岩厚度、埋藏深度),评价出大安寨段二亚段页岩油"甜点区"主要分布在盆地中北部地区,页岩厚度20～50m,面积约2×10~4km~2;④提出了加快页岩油和气以水平井体积压裂为核心的风险勘探和开发试验、加强全层系资源评价、加速准备先导试验技术方案等建议,力争推动侏罗系孔隙型页岩油和气突破发现。四川盆地侏罗系陆相页岩油和气新认识,可能为真正开启侏罗系源岩油气"进源找油"、规模开发新征程提供重要的理论依据。     

潍北凹陷孔店组二段含页岩气层矿物特征及其意义——以昌页参1井为例

运用X射线衍射技术,对潍北凹陷昌页参1井孔店组二段泥(页)岩岩芯样品进行了分析。结果表明,孔店组二段泥(页)岩中矿物主要有：黏土矿物、石英、方解石,平均含量分别为517%、293%、96%;还有长石及少量白云石、黄铁矿等矿物。该矿物组成反映出孔店组二段属潮湿气候条件下的深湖 半深湖相沉积环境,为页岩气藏的形成与储存提供了一定的沉积条件;黏土矿物特征反映出孔店组有机质演化进入成熟—高成熟阶段,具有页岩气形成的成熟度条件。孔店组二段两层含页岩气岩层厚分别为6048m、6809m,伊利石和绿泥石含量低、相应孔隙率高且颗粒状矿物(石英+方解石)含量多在30%～50%之间,是较理想的页岩气重点勘探开发层位。     

岑巩页岩气区块高精度磁异常特征及其地质意义

中国南方地区地表条件复杂,碳酸盐地层发育,高阻碳酸盐岩地层阻挡了地震弹性波向下穿透,难以获取构造、层位,尤其是深部可靠信息,导致常规地震勘探方法受到限制。文章基于野外高精度磁法勘探,采用数据校正、空间变换、导数转换、平滑滤波和正则化滤波等数据处理技术,分析探测对象磁性差异所引起的磁异常,对研究区磁性基底埋深进行反演计算。研究结果获得的磁性基底为与中元古界顶界相当的变质岩磁性界面,深度在2～4 km,反映了盆地内变质结晶基底的构造形态和起伏特征。另外,文章初步分析和探讨了引起磁正负异常地质要素,指出磁负异常与上扬子下寒武统牛蹄塘组页岩气富集区具有很好空间匹配关系。     

准噶尔盆地南缘盆地轮廓和构造属性及页岩气战略选区的重磁电勘探研究

准噶尔盆地油气资源丰富,位于准噶尔盆地与北天山结合部位的准噶尔盆地南缘,构造复杂,地震方法应用效果不理想,因此利用综合地球物理方法圈定研究区页岩气产出层位二叠系芦草沟组的分布深度与范围。通过200块岩石标本物性测量,获得了研究区主要地层密度、磁化率、极化率及电阻率等物性参数：研究区主要为沉积岩系,磁性普遍较弱,其中二叠系地层较三叠系地层磁性小;各地层密度差异不大,其中砂岩密度常见值2.61×10 3 kg/m 3 、泥岩密度常见值2.56×10 3 kg/m 3 、页岩密度常见值2.54×10 3 kg/m 3 ;各地层电性特征差异较大,电阻率特征呈现如下关系：砂岩>泥岩>页岩。对实测重力、磁法、大地电磁测深等地球物理数据进行处理及反演,得到了研究区布格重力异常平面等值线图、磁异常平面等值线图及大地电磁三维反演电阻率结构模型图。研究区东南部主要表现为高布格重力异常、负磁异常特征,布格重力异常峰值为9.5×10 -5 m/s 2 ,磁异常峰值为-100 nT;西北部主要表现为低布格重力异常、正磁异常特征,布格重力异常峰值为-12×10 -5 m/s 2 ,磁异常峰值280 nT。MT三维反演结果显示芦草沟组a、b段分别为较高阻和中低阻。芦草沟组总体表现为中低重力、中低电阻、低磁异常特征。结合地质资料,建立了重磁电综合解释地质剖面。根据断裂破碎带表现为低重力、低电阻、低磁异常特征,新推断出研究区8条逆断层,并进一步推断了研究区芦草沟组地层空间展布特征,为下一步勘探井位论证提供了地球物理依据。     

火山灰沉积与页岩有机质富集关系探讨——以五峰组—龙马溪组含气页岩为例

现代火山活动喷发形成的火山灰沉降到海水中能够提高海洋表层生产力、促进浮游生物繁盛,有利于有机质形成与富集沉积。而地质历史时期火山灰（斑脱岩）沉积与有机质富集关系研究相对较少,且存在着争议。以我国华南地区奥陶纪-志留纪转折期五峰组-龙马溪组页岩为例,开展含火山灰页岩层段与正常沉积的页岩层段的TOC含量、古生产力、氧化还原条件等对比分析,以探讨两者之间关系。研究结果初步表明:火山灰对高生产力背景的海洋区域影响相对较弱,对其有机质富集的促进作用不明显,而沉积水体氧化还原条件（富氧-贫氧-缺氧变化）与有机质含量关系密切,是这一时期有机质富集的主控因素。由于火山活动对沉积环境影响是十分复杂的过程,未来需要利用地质、地球化学等多种测试手段,开展更高分辨率（如厘米级、毫米级尺度）综合对比研究,精细解剖火山活动对有机质形成及富集作用的影响。火山活动相关的沉积事件是非常规油气沉积学重要研究内容之一,厘定它与页岩有机质富集关系,对我国页岩油气等非常规油气勘探开发具有重要意义。     

焦石坝-武隆构造带古流体活动差异及对页岩气保存条件的影响

焦石坝-武隆地区差异构造带发育,古流体活动复杂,对页岩气保存条件影响较为关键.以两类典型背斜(高陡背斜和箱状背斜)的裂缝脉为研究对象,基于裂缝分形理论和碳、氧、锶同位素地球化学理论,揭示出不同构造的古流体活动差异与页岩气保存条件优劣的耦合性.研究认为:(1)构造变形与古流体活动性存在耦合性.构造应力集中部位(如箱状背斜枢纽、隐伏断层)较构造其他部位具更强的流体活动性.(2)古流体示踪差异与页岩气保存条件存在耦合性.同位素地球化学揭示出二叠系-下三叠统以内源流体活动为主,封闭能力较好,盆内高陡背斜带和盆外残余向斜五峰-龙马溪组页岩气具备一定勘探前景;中寒武统-下奥陶统存在跨层流体活动的痕迹,封闭能力变差,盆外箱状背斜下寒武统筇竹寺组页岩气勘探风险加大.     

鄂西宜昌下寒武统水井沱组页岩气聚集条件与含气特征

鄂西宜昌下寒武统水井沱组页岩具有良好的气体显示,页岩气成藏条件研究薄弱.利用最新钻探的井下资料、周边露头地质调查资料及大量样品的分析测试结果,从富有机质页岩区域展布、地球化学特征、岩石储集特征、含气性、保存条件等方面研究鄂西宜昌地区下寒武统水井沱组页岩气聚集条件.研究区水井沱组形成于陆棚-斜坡相带,厚度为50~140 m.有机碳含量高（TOC值为0.43%~10.45%,平均值达2.65%）,TOC大于2%的优质页岩有效厚度为28~41 m,有机质热成熟度为2.4%~3.2%,处于高演化阶段.页岩脆性矿物含量高,石英含量平均值为29.33%,碳酸盐含量平均值为25.94%,黏土矿物含量平均值为35.06%,且以伊/蒙间层为主.水井沱组富有机质页岩孔隙度为0.96%~3.32%,平均值为2.08%,页岩渗透率为0.01×10-3~3.05×10-3 μm2.氩离子抛光电镜与吸附测试表明,页岩孔隙发育具有成因类型多、孔径尺度小的特点,有机孔孔径主要集中在10~50 nm范围内.水井沱组页岩气层顶、底板条件良好,区域构造稳定、断裂不发育,页岩气保存条件优越.钻井过程中水井沱组气显频繁,解析含气量为0.31~5.48 m3/t,连续含气量大于2 m3/t的累计厚度达44.05 m.水井沱组水平井压裂获工业气流,页岩气组分中CH₄含量为87.17%~92.75%,C₂H₆为0.83%~0.94%,N₂为5.86%~9.37%,CO₂为0.05%~2.25%.总体上宜昌地区下寒武统水井沱组页岩气成藏条件较好,是四川盆地外页岩气新的勘探区.      

硅质页岩岩粉侵入钻井液体系中泥饼性能研究

钻井液在页岩钻探中对维护孔壁稳定十分重要,其滤失形成的泥饼对保护储层同样有着举足轻重的作用。为了研究页岩岩粉侵入低固相钻井液中对泥饼基本性能的影响,选取湘西北硅质页岩岩粉为研究对象,通过正交试验设计并对结果进行了极差分析和方差分析。研究结果表明:岩粉的含量是影响泥饼厚度的主要因素;影响泥饼韧度的主要因素为滚动时间以及岩粉的粒径;质量分数为6%的200目岩粉在滚动6 h后形成的泥饼最薄;150目的岩粉在质量分数为6%时滚动12 h后形成泥饼的韧度最大;级配为（200+100）目时,质量分数为2%的岩粉滚动24 h后形成泥饼最薄;级配为（200+150）目时,质量分数为4%的岩粉在滚动12 h后形成泥饼韧度最大。研究结论对钻井液现场的固相控制有积极意义。