页岩的气体解析特征及地球化学认识——以鄂尔多斯盆地中南部长7段页岩为例

鄂尔多斯盆地中南部地区发育含气的长7段页岩.为了充分认识长7段页岩气的生成过程、运移过程以及成藏演化过程,以气体化学与同位素化学相结合为手段,研究了不同气体组分及其同位素在解析过程中的含量变化,认为在页岩气的解析过程中,甲烷的含量逐渐降低,重烃气的含量逐渐升高,气体的干燥系数降低;甲烷的碳同位素逐渐增重,重烃气的碳同位素变化不明显.研究结果表明:解析过程中,二氧化碳体积分数变化范围为0.53%~5.15%,氮气体积分数变化范围为1.24%~4.64%,气体干燥系数在0.43~0.82之间,甲烷碳同位素变化范围为-51.6‰~-33.9‰.基于长7段页岩的气体解析特征,得出长7段页岩气为腐泥型母质生成的油型热解气;长7段页岩对二氧化碳的吸附能力最强,对甲烷的吸附能力次之,对氮气的吸附能力最弱;烷烃气体中,气体的分子体积越小,其在页岩内部的初次运移能力越强;页岩中,吸附态、溶解态及游离态3种赋存相态的页岩气在地质历史过程中不断转化与调整;长7段页岩的平均含气量大致为1.90m3/t.     

南华北盆地海陆过渡相煤系页岩地质特征及可压性分析——以中牟区块太原组为例

为探究页岩可压裂性特征,以南华北盆地海陆过渡相煤系页岩为研究对象,利用钻井、测井、录井和实验测试数据开展太原组页岩储层地质特征和可压性综合研究。结果表明：（1）太原组页岩具有低孔、低渗、有机质丰度高、脆性好、杨氏模量高、泊松比中等、应力差异适中、天然裂缝较发育等特点,具备压裂形成复杂裂缝基础;（2）页岩、砂岩、灰岩的新脆性指数均不同程度降低,灰岩降幅最大,新方法可更合理地计算出页岩最真实的脆性特征;（3）Y2井太原组6号层下部到3号层上部（2862.32～2887.64m）页岩段可压性最好,CFI指数为45.26%～64.65%,平均56.44%,高于页岩可压性评价标准（>50%）。Y2井上述井段实施直井分段压裂改造,试气后获得3 614 m3/d的稳定产气量,较邻井Y1井提高2倍,表明建立的可压性评价模型可有效指导压裂施工,具有较好的工程应用价值。     

沁水盆地海陆过渡相页岩储层微观孔隙特征及含气性特征

为了更加精细地表征沁水盆地海陆过渡相页岩储层物性特征和含气性特征,以沁水盆地Y3井山西组和太原组页岩为研究对象,通过有机地球化学测试、扫描电镜(SEM)、X射线衍射、高压压汞和低温氮吸附等试验,并结合等温吸附试验和含气量测试,对Y3井石炭-二叠系页岩储层物性特征和含气性进行评价,结果表明:(1)页岩有机质类型为Ⅲ型,总...     

天然气地球化学特征及成因分析——以鄂尔多斯盆地东胜气田为例

阐明鄂尔多斯盆地东胜气田天然气地球化学特征并厘清其天然气成因及来源.基于该气田的6口井及前人已经发表的其它主要气田25口井天然气组分、碳等同位素特征,轻烃组分特征及实际地质背景,对该气田天然气地球化学特征及来源进行了较详细分析,认为东胜气田天然气具有与上古生界其它气田相似的成因,为典型的煤成气;该气田天然气组分、同位素及轻烃特征与其南部苏里格气区存在明显差异,该气田天然气主要来自于其下伏煤系并非来自于南部烃源岩.研究结果表明:东胜气田天然气以烷烃气为主,表现为干气,天然气中甲烷体积分数为93.69%~93.96%,乙烷体积分数为3.57%~3.71%,丙烷体积分数为0.85%~0.92%,丁烷体积分数为0.21%~0.37%;含少量非烃气体CO_2和N_2;烷烃气碳同位素具有正碳同位素系列,表现为原生特点;C_7轻烃化合物表现为甲基环己烷优势,庚烷值及异庚烷值分布区间分别为14.3%~16.0%和1.9%~2.6%,结合碳同位素认为该气田为烃源岩成熟-高成熟过渡带阶段形成的天然气;天然气K_1值[K_1=(2-甲基己烷+2,3-二甲基戊烷)/(3-甲基己烷+2,4-二甲基戊烷)]为1.2.     

鄂尔多斯盆地上古生界海陆过渡相页岩气聚集条件及有利区预测

以鄂尔多斯盆地海陆过渡相富有机质泥页岩为研究对象,分析野外露头和岩心观察、采样、地化参数和物性参数等测试资料,研究富有机质泥页岩的沉积相、厚度及分布、有机质类型及含量、热成熟度、孔隙度等页岩气成藏条件.结果表明:鄂尔多斯盆地上古生界石炭—二叠系海陆过渡相富有机质泥页岩主要发育在沼泽相和三角洲相,常与煤层、灰岩、致密砂岩等互层,纵横向变化快,单层厚度小,累计厚度大,有机碳含量相对海相、陆相泥页岩较高.有机质类型以腐殖型为主,有机质热成熟度处在成气高峰阶段,有利于页岩气的形成.综合页岩气藏评价的各项指标信息,预测鄂尔多斯盆地石炭—二叠系海陆过渡相页岩气藏最有利发育区位于盆地东部神木—绥德—延长一带的山西组、盆地北部乌审旗—杭锦旗—东胜—神木与鄂托克旗—盐池一带的太原组及盆地东北部靖边—横山—榆林—神木一带的本溪组,虽然各组地层埋深较大,但多与煤层、致密砂岩层互层,形成页岩气、煤层气和致密砂岩气叠置成藏,具有较大的勘探与开发潜力.     

济源盆地谭庄组富有机质页岩地球化学特征及其意义

对济源盆地谭庄组油页岩的沉积环境进行了介绍,对大量样品进行了含油率测定,表明含油率平均只有0.3%,最高的有1.68%,远远达不到油页岩的边界品位(3.5%).从地球化学角度对油页岩进行研究发现有机质丰度高,其中有机碳含量平均达到4.68%,最高可达到11.63%;有机质类型多属于腐殖-腐泥(ⅡA)和腐泥-腐殖(ⅡB)型,是介于生油和生气之间的过渡类型;有机质成熟度处于低成熟-高成熟阶段之间,具有很大的生烃潜力.     

济源盆地谭庄组富有机质页岩地球化学特征及其意义

对济源盆地谭庄组油页岩的沉积环境进行了介绍,对大量样品进行了含油率测定,表明含油率平均只有0.3%,最高的有1.68%,远远达不到油页岩的边界品位(3.5%).从地球化学角度对油页岩进行研究发现:有机质丰度高,其中有机碳含量平均达到4.68%,最高可达到11.63%;有机质类型多属于腐殖-腐泥(ⅡA)和腐泥-腐殖(ⅡB)型,是介于生油和生气之间的过渡类型;有机质成熟度处于低成熟-高成熟阶段之间,具有很大的生烃潜力.     

鄂尔多斯盆地中西部马家沟组碳酸盐岩不同沉积相有机地球化学特征

鄂尔多斯盆地中西部马家沟组浅水碳酸盐沉积体系可分为滩相、开阔台地相、局限台地相和蒸发台地相等四个相带；本文主要讨论了该地区不同相带的有机质丰度、可溶有机质族组成及其生物标志化合物特征。研究表明，局限台地相有机质丰度相对较高，富含饱和烃和芳烃，正构烷烃轻组分含量相对较高；滩相有机质丰度相对较低，富含非烃和沥青质，正构烷烃重组分含量相对较高。这与局限台地相有利于有机质保存的水动力条件和烃类运移有关。研究表明局限台地相生烃潜力较高，是油气源岩良好的分布区，而滩相为颗粒灰岩，孔隙发育，非烃和沥青质所占比重较大，是良好的储集带。     

海陆交互相沉积泥页岩发育特征研究——以鄂尔多斯盆地临兴地区太原组为例

为进一步分析与探讨海陆交互相页岩的资源潜力,选取鄂尔多斯盆地东北部临兴地区太原组地层为研究对象,根据大量的岩芯、测井及地化资料,结合层序地层与沉积相的理论知识,对海陆交互相泥页岩的沉积环境和发育特征进行研究.通过野外露头、岩心观察和测井等资料,总结临兴地区太原组的沉积环境,并结合有机碳、镜质体反射率和岩石矿物含量的实验数据进行泥岩发育特征的分析,认为太原组地层主体发育障壁型海岸相沉积,泥页岩发育特征良好,且不同沉积环境下的泥岩有机碳含量存在差异性.研究结果表明:临兴地区太原组整体经历一个完整的长期旋回,并据此可划分为太1段(p_1t~1)和太2段(p_1t~2);太1段(p_1t~1)主体发育潮坪相沉积体系,太2段(p_1t~2)主体发育障壁岛—潟湖—潮坪的障壁型海岸沉积体系;泥页岩发育特征良好表现为太原组地层虽泥页岩发育的整体厚度变化较大,但累计厚度大于30 m的区域较为可观;太原组TOC均值为3.69%,太2段(p_1t~2)的有机质含量略高于太1段(p_1t~1);热演化程度较高,镜质体反射率(R_0)均值1.39%;干酪根类型为Ⅲ型,以产气为主;岩石矿物组分中脆性矿物百分比较高,脆性指数普遍大于50%,可压性良好;根据不同的沉积环境将泥页岩划分为4种类型,其中沼泽相碳质泥岩的有机碳含量最高.综合评价认为,该地区太原组整体展示较好的页岩气勘探开发潜力,且不完全氧化的沉积环境更有利于有机质的发育.     

页岩元素地球化学特征及古环境意义——以渝东南地区五峰—龙马溪组为例

为了深入研究渝东南地区奥陶纪—志留纪黑色页岩垂向上沉积环境的精细变化,选取渝东南地区黔江1井对五峰—龙马溪组进行了系统采样并进行了详细的元素地球化学研究,认为LM1-LM3时期古海平面最高、古生产力最高和水体还原性最强,页岩的有机质含量最高,是页岩气勘探重点区域;页岩的古生产力、氧化还原条件等地球化学元素决定的指标仅影响富有机质页岩的厚度及品质,对页岩气产量有一定影响,但并非主要影响因素.研究结果表明:1)黔江地区五峰—龙马溪组页岩沉积于大陆边缘环境,陆源碎屑为主要物源,沉积成岩过程中局部受到热液活动和生物作用的影响;2)五峰—龙马溪组页岩沉积时期经历了五峰晚期(WF1—WF4顶部)海退和龙马溪组早期(LM1—WF3)海侵;3)黑色页岩总体形成于水体缺氧的环境,在五峰组(WF1—WF4)由于海退处于弱氧化环境,龙马溪组早期(LM1—LM3)由于海侵处于强还原条件,而在龙马溪组晚期由于水体变浅,水体还原性逐渐减弱;4)古生产力在龙马溪组早期(LM1—LM3)达到最大值,生物钡Ba(bio)质量分数达到1 025.43×10-6,向下和向上均有减小趋势;5)相同时段位于水下古隆起附近的黔江地区的古生产力、氧化还原条件、富有机质页岩厚度及品质均不如坳陷区的巫溪2井,水下古隆起对富有机质页岩沉积产生了不利影响,在该区进行勘探应格外谨慎.     

深水阻塞盆地陆源碎屑岩地球化学特征分析——以鄂尔多斯盆地桌子山地区上奥陶统拉什仲组为例

中、晚奥陶世是鄂尔多斯盆地西缘由被动大陆边缘向主动大陆边缘转换时期,发育各种深水重力流和牵引流沉积.浊积砂岩大地构造环境判别指标总体上显示为介于被动、活动大陆边缘和大陆岛弧之间的性质,反映出该时期大地构造环境的非典型性;同时深水牵引流沉积构造多发育在高钙质含量的岩石中.本文针对上述2个问题,选取桌子山地区上奥陶统具有阻塞浊流沉积的拉什仲组为研究对象,采用沉积学和沉积地球化学相结合的方法开展研究.结果表明：拉什仲组砂岩和黏土岩普遍存在高CaO和低Na₂O的特征,砂岩的CaO和Al₂O₃含量约是黏土岩的2倍和0.5倍.深水牵引流发育和CaCO₃沉淀的有利区均为盆地中的高盐度水体作用区,在空间上重合.在使用含有SiO₂,Na₂O,Al₂O₃和CaO的指标及与这些元素呈良好线性相关性的指标进行大地构造环境判别时会出现一定的偏差.因此,在深水阻塞盆地中,水下隆起或古陆在向陆方向对陆源碎屑物质和淡水的限制(隔离)作用,导致深...     

大面积连续分布是页岩层系油气的标志特征——以鄂尔多斯盆地为例

非常规页岩层系油气资源大面积连续分布,是未来全球油气供应的重要接替领域。提出了页岩层系油气的地质内涵,即烃源层系生成、滞留或就近聚集在生烃层系内部或紧邻生烃层系的致密储集层中,利用新技术可实现工业开采的连续分布油气资源,包括源储一体型和源储紧邻型两种资源类型。鄂尔多斯盆地是致密油气、页岩油气等非常规页岩层系油气资源的有利发育区,中生界三叠系延长组、上古生界石炭系—二叠系源储接触面积大,页岩油气、致密油气主要在源内或近源大面积连续分布,具有“普遍含油气、储层致密、低压、低丰度”的典型地质特征,具有稳定平缓的构造面貌、较高成熟源岩广布式生排烃和大面积致密储层叠置分布的有利成藏地质背景,致密油气“甜点区(段)”主要受生烃中心和厚层砂岩分布共同控制,页岩油气“甜点区(段)”主要受富有机质页岩规模、热演化程度、天然裂缝等共同控制。随着页岩层系油气的深入勘探开发,以大面积连续分布为标志特征的页岩层系油气地质理论将深入发展,成为石油天然气地质学的下一次大飞跃。     

鄂尔多斯盆地东北部下古生界油苗地球化学特征及意义

野外露头剖面观察和镜下薄片鉴定表明,鄂尔多斯盆地东北部露头剖面的下古生界存在油苗.为了明确油苗的来源,采用有机地球化学分析方法,在对潜在烃源岩有机质丰度及成熟度分析的基础上,对油苗和潜在烃源岩的正构烷烃分布特征、类异戊二烯烷烃分布特征、萜烷类分布特征及甾烷分布特征进行了研究.通过油源对比和构造演化史恢复的方法,明确了油...     

低渗致密砂岩储层充注模拟实验及含气性变化规律——以鄂尔多斯盆地苏里格气藏为例

低渗致密气藏复杂的储层特征和充注机理是导致其气藏压力与含气性与常规砂岩迥异的关键因素.选取苏里格气藏42块岩心,开展气藏充注模拟实验,实验中考虑温度影响,逐级增加充注动力,模拟储层低速缓慢充注过程.系统研究了储层物性、充注动力、充注温度3个关键因素对充注成藏的影响,分析了充注过程中气、水产出机理,提出了含气性与储层物性、充注动力为正相关的对数函数关系.研究结果表明:1)低渗致密储层存在充注门限压力,渗透率0.10mD和0.01mD的储层,充注门限压力达2.0 MPa和10.0 MPa.开始进气后,源储压力存在平衡过程,储层越致密,门限压力越高,平衡过程越慢,最终平衡压力越高.2)门限压力和平衡压力是储层含气性变化的拐点,将充注过程划分为3个不同阶段:临界进气阶段,快速增长阶段和平缓增长阶段.不同阶段含气性上升速度和幅度不同,孔隙出水部位不同.3)相同储层及充注动力时,提高充注温度,含气性可上升5%~10%.     

鄂尔多斯盆地西北部下奥陶统白云岩地球化学特征

鄂尔多斯盆地西北部下奥陶统白云岩成因可分为同生一准同生和埋藏2种类型.对微量元素及C、O、Sr同位素地球化学资料的分析表明,微量元素表现为高铁、低锰、低锶和低钠;泥晶一细粉晶白云岩,粗粉晶一细晶白云岩、细晶及以上晶级白云岩的δ13C和δ18O值极其近似,且泥晶一细粉晶白云岩的δ18O平均值比奥陶纪海水δ18O值要偏负.从C、O同位素数据上看,形成粗粉晶一细晶白云岩和细晶及以上晶级白云的流体为同源流体;87Sr/86 Sr比值比奥陶纪海水87Sr/86Sr比值要高,可能是交代流体来自或流经了富含放射成因的铝硅酸盐基底或硅质碎屑岩.     

鄂尔多斯盆地下寺湾油田烃源岩地球化学特征

对下寺湾油田长4+5、长6、长7各层系进行烃源岩评价.长7层烃源岩有机碳含量高,生烃潜量和氯仿沥青“A”含量都较高,有机质主要为Ⅰ型-Ⅱ1型,为好烃源岩;长6烃源岩样品差烃源岩与好-中等烃源岩相当;长4+5烃源岩以非-差烃源岩为主,有机质类型主要为Ⅱ2-Ⅲ型.通过岩石热解和生物标志化合物方法认识到各层段烃源岩均已达成熟-高成熟阶段.     

页岩分形特征及主控因素研究——以威远页岩气田龙马溪组页岩为例

为更好表征页岩孔隙结构的非均质性以及明确非均质性对页岩气富集影响作用,文中选取40块威远地区下志留统龙马溪组井下样品进行TOC,XRD衍射、低温氮气吸附以及甲烷等温吸附等一系列分析测试.从孔隙结构和矿物成分两个层次探讨了页岩分形维数的影响因素,认为页岩的分形维数受微孔发育影响.研究结果表明:页岩非均质性很强,下志留统龙马溪组龙一_1亚段的1～4小层的TOC、矿物成分、孔隙度均存在较大差异,其中1小层中下部TOC、石英含量以及孔隙度值都较高.基于氮气吸附测试,采用FHH模型计算了页岩分形维数,计算结果表明页岩的分形维数介于2.590～2.750,平均值为2.670,其中1小层中下部分形维数最高,其次为3小层,2、4小层及1小层上部分形维数较小.TOC与生物石英含量控制了微孔的发育,因此高TOC与高石英含量均导致页岩分形维数增大;黏土、碳酸盐岩以及长石由于主体发育大孔,使得页岩孔径增大,故其含量的增加会导致页岩分形维数减小.1小层中下部由于具有丰富的气体物质来源(TOC)、储集空间以及保存条件(分形维数大,气体扩散解吸渗流困难)导致在1小层中下部页岩气含气量最高,另外由于脆性矿物含量高,利于压裂形成缝网,因此1小层中下部为最有利的页岩气甜点段.     

湘鄂西地区牛蹄塘组页岩有机地球化学特征

湘鄂西地区牛蹄塘组是我国南方海相页岩气勘探的重要层系,有机地球化学特征是页岩气富集成藏的关键参数。通过研究区钻井及野外露头分析资料,探讨牛蹄塘组页岩的地球化学特征,结果表明,该页岩有机质类型以Ⅱ1型干酪根为主,有机质丰度较高,平均在2.0%~6%,泥页岩Ro值一般为3.0%~3.5%,热演化程度偏高。而过高热演化会导致页岩储层物性变差,牛蹄塘组热演化程度适中区域,是勘探首选有利区带。     

苏北盆地泰州组原油有机地球化学特征及成因

苏北盆地泰州组现今仍是一个新的勘探领域,根据苏北盆地海安凹陷泰州组原油的饱和烃和芳烃的馏分组成、分子地球化学参数等油源分析,显示泰州组原油来自泰二段烃源岩,系统阐述了泰州组原油的地球化学特征,并对其沉积环境、成油母质类型、热演化程度及油源进行了讨论.两者具有相似的地球化学特征,甾烷相对丰富,萜烷以藿烷为主,甾烷以规则甾烷占绝对优势.泰州组原油的生油母质主要来源于菌藻类的低等生物,而高等植物则较少;有机质沉积环境整体为咸化、还原环境,但又有所差异,以富安断层为界,断层西北侧盐度高,还原性强,而断层东南侧盐度低,还原性弱;原油成熟度低,处于低熟-未熟阶段.     

基于原位转化/改质技术的陆相页岩选区评价——以鄂尔多斯盆地三叠系延长组7段页岩为例

与依靠水平井体积压裂技术的页岩气、致密油开发相比,原位转化/改质技术更适合规模效益开发中国陆相大面积分布、成熟度介于0.5%~1.0%、总有机碳质量分数大于6%的页岩层系液态烃资源.本研究基于原位转化/改质技术具有不受地质条件限制、地下转化轻质油、高采出程度、较低污染等技术优势的特点,综合考虑鄂尔多斯盆地延长组7段页岩厚度、页岩有机质丰度、热演化程度和现今埋深等地质参数,评价优选试验有利区主要分布在盆地东南部,其中埋深小于1 500 m的分布面积大于6 000 km~2.页岩选区评价结果表明,鄂尔多斯盆地陆相页岩是原位转化/改质技术工业试验的有利页岩分布区.