中国南方海相页岩气与华北煤系页岩气储层特征差异分析

我国海相页岩气的勘探开发已经取得了一定的进展,相比之下,煤系页岩气研究成果较少。本文以贵州凤冈区的海相页岩和沁水盆地的煤系页岩为例,通过干酪根类型、总有机碳含量、矿物组成和孔隙结构等四方面进行储层特性对比,分析海相页岩气储层和煤系页岩气储层差异,查明不同沉积环境下页岩气储层特点,为煤系页岩气的进一步勘探开发奠定基础。研究结果表明两者既有相似又有所区别:海相页岩和煤系页岩干酪根类型存在明显差异,前者以Ⅰ型、Ⅱ型干酪根为主,后者主要为Ⅲ型干酪根;海相页岩总有机碳含量和脆性矿物含量较煤系页岩高;两者均发育有机质孔,且以中孔(2~50nm)为主,低温氮气吸附曲线都为Ⅳ型,但海相页岩孔隙比表面积较高。加之煤系页岩单层厚度薄,连续性差,对煤系页岩气的勘探开发不能完全照搬海相页岩气的开发模式,可以考虑与煤层气、致密砂岩气一起勘探开发,提高资源利用率,实现经济开采。     

山西省域石炭二叠纪煤系泥页岩气储层评价指标体系

针对煤系泥页岩气地质资源量估算偏大的问题,选择山西省域石炭二叠纪煤系泥页岩气储层,通过页岩气日均产气量衰减率和经济下限产气量分析,提出了独立储层和组合储层的概念;基于492件实测泥页岩样品,评价了煤系泥页岩干酪根类型和TOC含量;通过泥页岩单位TOC含量吸附量和实测泥页岩含气量评价了泥页岩有机质成熟度和含气量的关系;基于与海相页岩气剖面资源量等量原则评价了煤系泥页岩厚度;基于煤层Ro、含气饱和度与埋深的正相关趋势,将煤系泥页岩埋深划分为1 000,1 000~1 500和1 500 m三种类别;基于128件实测泥页岩样品,将煤系泥页岩脆性矿物含量划分为30%,30%~40%和40%三个类别。基于煤系泥页岩有机质成熟度、总有机碳含量、含气量、埋深、厚度及脆性矿物含量6个参数,将山西省域石炭二叠纪海陆交互相煤系泥页岩储层划分为组合有利储层、组合较有利储层和组合不利储层。     

黔北煤田上二叠统龙潭组煤系页岩气储层特征与勘探潜力评价

贵州省上二叠统龙潭组是中国南方最重要的含煤地层,蕴含丰富的富有机质泥页岩,具有良好的页岩气成藏物质基础。以贵州省黔北煤田上二叠统龙潭煤系富有机质泥页岩为研究对象,通过对JC-1井岩心样品进行测试,对研究区的富有机质泥页岩的矿物组成、地球化学特征、孔隙结构和岩石力学参数等储层特征进行了研究并对页岩气勘探潜力进行了评价。结果表明：JC-1井泥页岩干酪根类型均为III型,有机质成熟度在2.0%～3.0%,处于过成熟早期生干气阶段,总有机碳含量(TOC)为0.56%～9.58%,平均3.97%。地球化学参数显示黔北煤田龙潭组泥页岩有机质类型与有机质成熟度匹配,有机碳含量较高,具有较好的生气能力。SEM场发射扫描电镜观测结果显示JC-1井泥页岩具有的微观孔隙主要包括粒内孔、粒间孔和微裂缝,具有丰富的微观孔隙,为页岩气提供了良好的储集空间。X射线衍射数据显示泥页岩脆性矿物含量为5.96%～87.27%,平均值为43.78%,脆性矿物含量较高,有利于进行压裂改造;泥页岩总厚达到48.03 m,占龙潭组总厚度的36.89%,具有2个有效页岩连续厚度大于15 m的层段。黔北煤田龙潭煤系富有机质泥页岩具备...     

海陆过渡相煤系页岩气成藏条件及储层特征——以四川盆地南部龙潭组为例

结合扬子地区海陆过渡相煤系页岩分布与地质特征,以四川盆地南部二叠系龙潭组为例,采用有机碳、Rock-eval热解、显微组分定量、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、高压压汞、低温气体吸附等多种实验分析方法,对海陆过渡相煤系页岩气成藏条件及储层特征进行了研究。结果表明：海陆过渡相煤系页岩,累计厚度较大,多在100 m以上,而单层厚度较小,一般小于40 m,通常与煤层和致密砂岩甚至与灰岩互层。四川盆地南部海陆过渡相龙潭组煤系页岩有机碳含量较高（TOC含量为0.85%～35.70%,平均6.73%）,有机质类型以腐殖型为主（干酪根碳同位素δ13C为-28.0‰～-23.5‰）,有机质成熟度达高-过成熟阶段（Ro为1.95%～2.40%,平均2.22%）;页岩中黏土矿物较为发育（20.3%～92.3%,平均61.9%）,脆性矿物含量较低（6.3%～65.7%,平均27.7%）,页岩储层可压裂性较海相页岩差。龙潭组煤系页岩孔隙度多大于3%,孔隙类型多样,常见粒间孔（含量占29.08%）和溶蚀孔（占30.18%）,其次是有机质孔（占16.74%）和粒内孔（占10.56%）,还有晶间孔（占4.94%）和微裂缝（占8.5%）,为页岩气赋存提供了储集空间;页岩含气性较好,含气量主要介于1.0～3.0 m3/t。     

吐哈盆地中侏罗统西山窑组页岩气勘探远景

为了探索吐哈盆地中侏罗统西山窑组煤系页岩气的富集特征,充分利用钻井资料、野外露头资料、分析测试资料等数据,对泥页岩平面分布特征、烃源岩有机地化特征以及页岩储集层特征展开分析。吐哈盆地泥页岩发育情况良好,泥岩累计厚度最大值达到600 m,泥岩总有机碳含量均值达到了2.06%,干酪根类型以Ⅲ型为主,镜质体反射率普遍高于0.5%,达到了成熟阶段,具备产气的能力。由于强烈的构造作用,泥页岩的物性特征变化范围很大,脆性矿物含量通常大于60%。岩石的硬度较大、脆性高,总体评价为较好—好等级页岩储集层。利用泥岩累计厚度、泥岩总有机碳含量和镜质体反射率等条件的约束,圈定了台北凹陷和哈密坳陷的部分区域是该区煤系页岩气勘探优选区。     

六盘山盆地下白垩统马东山组页岩气勘探潜力评价

为了研究六盘山盆地下白垩统马东山组的页岩气勘探潜力,对马东山组的泥页岩样品进行了一系列储层物性、孔隙结构和有机地化的分析试验。研究表明：六盘山盆地马东山组泥页岩有效厚度较大,平均1215m,脆性矿物含量高,在80%以上;在孔隙特征方面,该套泥页岩主要发育微小孔,发育少量微裂缝,孔隙度均值为397%,平均可动流体饱和度为276%;在地化特征方面,该组泥页岩总有机碳含量平均101%,有机质类型以Ⅱ型干酪根为主,镜质体反射率平均094%。综合考虑泥页岩有效厚度、有机质丰度、有机质类型、热演化程度和孔隙特征等因素,六盘山盆地马东山组具备页岩气富集与成藏的条件,并可优选出两个页岩气勘探有利区：分别是海原凹陷东部有利区和固原凹陷中部有利区。经计算,两个勘探有利区的页岩气资源总量约为0364亿m3。     

江西省萍乐坳陷乐平组页岩气储层物性特征

系统分析了乐平组泥页岩的矿物组分特征、孔渗性特征及裂缝发育特征等,研究发现乐平组矿物组分特征有利于页岩气赋存,脆性矿物含量适中,粘土矿物以伊利石含量为主;孔隙类型以粒间孔、晶间孔、铸模孔及有机孔为主,是页岩气主要的赋存空间;微裂缝较为发育,整体有利于气体的运移。综合研究显示乐平组储层物性特征有利于页岩气赋存及运移,是区内页岩气勘查开发的有利层位。     

河南省石炭-二叠系海陆过渡相页岩气成藏地质条件

河南省石炭-二叠系是一套海陆过渡相的含煤岩系,其中的泥页岩是潜在的页岩气层位,具有有效泥页岩单层厚度变化大、累计厚度大等特点.本文利用区内石炭-二叠系露头及钻孔岩芯资料,通过泥页岩的总有机碳含量(ω_TOC)测定、干酪根镜检、镜质组反射率测定、X射线衍射分析、低温氮气吸附实验等,对页岩气的成藏地质条件和储层特征进行了研究.结果表明,河南石炭-二叠系泥页岩有机质丰度高,太原组、山西组、下石盒子组有机碳含量分别为0.95%～8.04%、0.78%～9.41%、0.20%～2.13%;干酪根类型主体为Ⅲ型,部分为Ⅱ₂型;热演化程度为成熟—过成熟,利于干气的形成,区域上呈带状分布,以焦作—周口一带成熟度最高,向南、向北逐渐降低.XRD分析表明,泥页岩的黏土矿物含量为62%,脆性矿物含量为34.1%,决定了泥页岩的吸附能力较强而可压裂性较差.黏土矿物组成以伊利石/蒙脱石间层矿物(57.1%)和高岭石矿物(23.5%)为主,利于孔隙空间的形成.泥页岩孔隙率为1.0%～4.5%,渗透率为0.003～0.032mD.低温氮气吸附实验显示,泥页岩孔隙形态类型以平行板狭缝状孔和倾斜板狭缝状孔为主,介孔提供绝大部分孔隙比表面积和总孔体积.泥页岩含气性较好,含气量为1～3m3/t,具备页岩气成藏的含气性条件.综合分析认为,太原组中部硅质碎屑岩段(H₁)与山西组底部(H₂)泥页岩具有较好的生烃潜力,保存条件好或受区域热事件影响较低的地区是重点勘探区。     

江西修武盆地下寒武统王音铺组页岩气勘探前景

为了解江西修武盆地下寒武统王音铺组的页岩气勘探前景,采取了野外地质调查、岩芯观察、实验测试分析及数学模拟等方法,对王音铺组富有机质页岩的厚度与埋深、有机地球化学特征、储层特征、含气性等方面进行了初步的研究。研究表明:王音铺组富有机质页岩为浅海陆棚相沉积,有效厚度约53m,顶界埋深在200~4000m之间;有机质丰度较高,一般为2%~14%,干酪根类型为Ⅰ型,有机质成熟度达到了过成熟阶段;页岩的矿物成分以石英和黏土为主,其中黏土矿物中又以伊利石为主;页岩中的微孔隙主要有粒间孔、粒内孔、有机质孔和微裂缝四种类型;数学模拟和等温吸附实验结果显示,王音铺组页岩气的含气量平均为2m3/t,页岩气资源丰度为2.54×108 m3/km2,具有较好的页岩气资源潜力。采用地质类比、综合地质分析,初步预测江西修武盆地下寒武统王音铺组具有较好的页岩气勘探前景。     

鱼卡凹陷石门沟组上段泥页岩地球化学及储层特征

鱼卡凹陷位于柴达木盆地北缘中部,为青海省陆相页岩气勘探的重点区域。中侏罗统石门沟组上段为半深湖-深湖相沉积,暗色泥页岩厚度10～170 m,平均为55 m;为页岩气勘探的主力层系。运用液氮吸附、有机碳含量、有机质成熟度、干酪根元素、全岩、黏土矿物X衍射、能谱扫描电镜等测试方法,对泥页岩样品的有机地球化学及储层特征进行了研究,结果表明:中侏罗统石门沟组泥页岩TOC含量为1. 34%～12. 84%,均值为5. 3%;干酪根H/C和O/C比范式图解上显示有机质类型主要为Ⅱ2型; Ro为0. 45%～1. 00%,总体热成熟度表现为凹陷西部高于东部。黏土矿物含量为34%～58%,平均46. 1%;石英含量42%～55%,平均48. 3%。泥页岩孔隙结构复杂,根据吸附回线及孔径分布曲线划分为两类:第1类以一端不透气性孔和四边开放的板状狭缝孔为主,孔径主要集中在3～5 nm,呈单峰状分布;第2类以一端不透气性孔和开放性倾斜板狭缝孔为主,孔径主要分布在3～5 nm和6～45 nm,呈双峰状分布。由于泥页岩成熟度较低,有机质纳米孔隙不发育,TOC含量与介孔、总孔体积具有弱正相关性,与微孔体积相关性不大;脆性矿物含量与孔隙度成正相关,黏土矿物含量与微孔体积相关性不大,与介孔、总孔体积呈正相关。黏土矿物是石门沟组上段泥页岩纳米孔隙的主要提供者,是孔隙发育的主要控制因素;孔隙结构及孔径分布和沉积环境有关,TOC含量及热演化程度也会影响泥页岩孔隙发育的程度。     

页岩气碳同位素倒转：机理与应用

碳同位素倒转是北美某些页岩气的典型特征,对比现有数据可将其分为两类：一是部分倒转,表现为δ 13C1>δ 13C2<δ 13C3;二是完全倒转,表现为δ 13C1>δ 13C2>δ 13C3。目前对页岩气碳同位素倒转机制的认识主要有：① 干酪根热降解气和原油热裂解气的混合;② 页岩中残余有机质同其他物质（如金属和/或水）的相互反应;③ 扩散和吸附/解吸过程中的同位素分馏。碳同位素倒转往往与页岩储层的超压及页岩气高产有关,因此,可应用于指示页岩气富集区。     

北美页岩气研究及对我国下古生界页岩气开发的启示

北美近10 a来对构造较简单、中-高成熟度(Ro＜3.0％)、埋藏较浅地层(＜4 000 m)页岩气的形成、赋存与富集机理、评价方法与核心区预测作了大量研究,取得了实质性的进展,并实现了页岩气的大规模工业开发.我国南方下古生界成熟很高(Ro=2.5％～4.0％)、构造改造强烈、现埋藏深度差异大,对于这套地层的页岩气的评价,缺乏相关理论与方法.为规避风险、获得效益,需以北美页岩气研究为借鉴,针对其地质地球化学特点,在广泛开展相关基础研究的基础上,重点发展页岩含气量的现场测试技术与原地气量的定量评价体系,评估勘探开发示范区页岩的资源潜力,确定页岩气的主控因素,为实现我国南方下古生界页岩气的高效开发提供理论指导与方法基础.     

北美页岩气研究及对我国下古生界页岩气开发的启示

北美近10 a来对构造较简单、中-高成熟度（Ro<3.0%）、埋藏较浅地层（<4 000 m）页岩气的形成、赋存与富集机理、评价方法与核心区预测作了大量研究,取得了实质性的进展,并实现了页岩气的大规模工业开发。我国南方下古生界成熟很高（Ro=2.5%~4.0%）、构造改造强烈、现埋藏深度差异大,对于这套地层的页岩气的评价,缺乏相关理论与方法。为规避风险、获得效益,需以北美页岩气研究为借鉴,针对其地质地球化学特点,在广泛开展相关基础研究的基础上,重点发展页岩含气量的现场测试技术与原地气量的定量评价体系,评估勘探开发示范区页岩的资源潜力,确定页岩气的主控因素,为实现我国南方下古生界页岩气的高效开发提供理论指导与方法基础。     

页岩气开采机理研究进展

美国页岩气开采历程表明准确认识页岩气开采机理是页岩气得以成功开采的关键,文章深入分析了页岩气开采机理中储层概念化物理模型、页岩气开采理论模型、页岩气开采模拟技术的国内外研究进展,得出以下结论:①我国页岩气开采机理的正确认识必须首先建立适合中国页岩气储层岩石微观结构的物理模型;②中国含气页岩储层埋深较大,其所处的应力环境较为复杂,页岩气储层岩石的孔隙度和渗透率随地应力变化均发生变化,中国页岩气开采机理的研究必须考虑地应力的影响;③需结合中国含气页岩储层的实际情况,基于适合中国页岩气开采机理的理论模型,发展相应页岩气开采的数值模拟技术。     

页岩气开发中的成本估算问题浅析

页岩气资源量丰富,随着技术进步和开采成本的降低,近年来受到人们的持续关注。对影响页岩气开发经济效益的成本因素进行分析,有助于理清成本的变动因素及变动规律,可作为页岩气开发经济评价的参考依据。本文对页岩气与常规天然气开发的异同进行分析,找出页岩气开发的特殊性并对页岩气开发成本项目进行分析,找出影响成本变化的关键动因;根据影响页岩气成本变动的关键因素及产量递减规律与学习效应,分别建立了基于产量、井数成本定额的成本估算方法和基于产量递减规律、学习效应的操作成本估算方法。前种方法以较少的参数(仅有井数、采气量、水处理量等主要参数)估算页岩气开发成本,在简化详细估算法的同时保证了估算结果的可靠性。后种方法构建的模型基于页岩气操作成本的变化规律,重点在于确定合适的学习比率。     

国外页岩气产业政策及其对我国的启示

从税收优惠政策、科研支持政策、环境保护政策等方面介绍了美国、加拿大、欧盟的页岩气产业政策,分析了中国的页岩气开发政策以及存在的问题,建议中国的页岩气勘探和开发应该学习国外的产业政策,并最终形成符合自己特色的页岩气产业政策。     

我国页岩气产业发展分析

页岩气作为天然气的替代品为缓解能源紧张起到了积极的推动作用,越来越引起了世界各国的重视。本文从全球视角统筹考虑,通过对美国、欧洲页岩气的发展进程、技术水平、政策措施等方面的分析,结合国内页岩气储量、分布、成藏等资源状况,对我国页岩气产业发展当前存在的主要问题进行了详细分析,提出了做好页岩气地质调查基础工作、加快页岩气技术创新、完善页岩气产业政策、设定合理价格、注重开发与环保协调、借鉴国外先进经验迅速发展我国页岩气产业的一系列政策建议。     

城口地区页岩含气特征及影响因素研究（增刊）

重庆城口地区地处大巴山弧形构造带,经历过多期构造运动,地质条件复杂,区内早寒武世水井沱期沉积的一套浅海深水陆棚相页岩。本文通过对位于北大巴山的重庆城口地区水井沱组页岩气生烃条件,储集条件、保存条件分析研究,结合区域钻井岩心样品现场解吸及等温吸附含气特征,分析该区域页岩吸附气量与Toc、伊/蒙混层等指标相关性,综合总结复杂地区页岩含气特征影响因素及影响机理,为区域页岩气规模化勘探开发提供地质参考。     

渤海湾盆地石炭-二叠系页岩气资源分布特征研究

渤海湾盆地石炭-二叠系是我国重点海陆过渡相页岩气目的层系,具备一定成气条件和基础。本文通过沉积和地球化学特征分析认为泥页岩有机碳含量相对较高,太原组好于山西组;整体演化程度比较高,太原组高于山西组,均处于有利生气范围之内;有机质类型以Ⅱ2-Ⅲ型为主,有利于生气。建立了海陆过渡相页岩气有利区优选标准,重点优选了济阳坳陷有利区,有利区总面积1675km2,主要分布在车镇凹陷西部、惠民凹陷南部、东营凹陷南部等地区。石炭-二叠系太原组、山西组海陆过渡相碳质泥岩是页岩气发育的有利层段,整体上以聚集页岩气为主,具备形成页岩气藏的物质基础、储集条件和资源潜力。     

页岩气开发经济效益与影响因素分析

对于页岩气开发经济效益的质疑是影响页岩气投资热情和产业发展的重要因素之一,本文根据页岩气单井产量变化规律,建立了一套页岩气开发经济效益分析的方法,并应用这套方法,对目前我国页岩气开发成本和合理天然气价格之下,典型页岩气盆地开发的经济效益进行了分析。研究得到,美国典型页岩气盆地页岩气开发在我国目前的成本和经济气价条件下具有一定的经济效益,而压力系数和储层条件是影响页岩气开发效益的两个重要因素,两个因素在一定程度上具有互补作用。除此之外,页岩气开发可以通过进一步的技术发展和快速达到规模化生产的方法,降低开发成本和操作成本,增加开发经济效益。