辽河东部地区页岩气成藏地质条件

页岩气主要是以吸附相和游离相同时赋存于泥岩及其夹层中的天然气。辽河东部地区包括东部凹陷和东部凸起,历经基底和陆块形成阶段、地台发育阶段、裂谷发育阶段和坳陷发育阶段,是一个典型的改造型的叠合盆地。辽东地区发育多套烃源岩,它们各自具有独立性。这些烃源岩不仅为常规油气藏提供物质基础,也是页岩气成藏及勘探的主要对象。综合分析可知,东部地区有3套页岩具备页岩气成藏条件,生烃条件优越,页岩厚度大,有机质丰度高。泥岩储集性能良好,微孔、微裂缝发育,脆性矿物含量较高,利于后期压裂改造。对储层含气性进行测试可知,古近系中的页岩气以游离态为主,东部凸起则以吸附态为主;因此东部凸起古生界页岩气对构造保存条件要求相对低。东部凹陷古近系热演化程度低,页岩气以游离态为主,且页岩油气共生,保存条件较好。对东部地区进行优选可知:中生界3井区,东部凹陷青龙台地区、桃园、黄于热地区是页岩气勘探有利区;东部凸起佟3井区、王参1井南部井区是近期页岩气勘探的首选地区。

辽河西部凹陷优质页岩层段岩石学类型及其有机地球化学特征

本文从辽河西部凹陷岩心观察入手,结合岩石薄片鉴定与X衍射全岩定量分析技术,完善了湖相泥质岩类岩石学分类方法。根据新的分类方案,页岩可分为黏土型页岩、长英型页岩和混合型页岩等。其中黏土型页岩呈密集层状构造,黏土矿物为主,有机质层状富集,发育在陆源输入相对较弱的环境里;长英型页岩以泥级石英长石为主,镜下层状结构不明显,发育于陆源输入较强的淡水沉积环境;混合型页岩中发育黏土矿物、长英质和碳酸盐岩矿物,无主体成分,有机质以湖泊藻类为主,有机质纹层与黏土或者与碳酸盐岩纹层间互层结构,发育在微咸水至咸水的闭塞湖相环境。有机地化分析和生烃动力学实验研究表明半深湖相-深湖相的具有纹层结构黏土型页岩及混合型(含碳酸盐质)页岩,有机质类型以Ⅰ-Ⅱ1型为主,生烃能力很强,长英类页岩和块状泥岩次之。混合型页岩主要分布盘山洼陷沙四上亚段杜二层段和高升层段,黏土型页岩主要分布在杜家台和曙光斜坡区沙四上亚段杜一层段。混合型页岩区为油田公司近期非常规油气勘探的主攻方向。

辽河盆地西部凹陷鸳双地区沙二段储层评价及有利储层预测

沙河街组二段是辽河盆地西部凹陷的主力含油层系 ,以扇三角洲前缘砂体为主要储集体 ,其油气的富集程度除与丰富的油源条件和良好的圈闭条件有关外 ,主要取决于沉积和储层条件。不同的沉积微相和沉积水动力条件 ,形成的砂岩粒级、分选性及孔隙结构不同 ,原生孔隙发育条件不同 ;埋藏过程中所发生的各种成岩作用进一步改变或改造着扇三角洲相砂体的储集性能。压实、胶结等破坏性改造使储层孔、渗性明显降低 ;溶解、溶蚀等建设性改造有利于深层储层储集性能的改善。本文探讨了原始沉积条件、成岩作用与储集性能及其与含油气性的关系 ,并进行了储层综合评价和有利储层预测 。

辽河西部凹陷页岩纹层结构及其储集空间意义

几乎所有的富有机质页岩均不同程度地包含了纹层结构,对应反映了不同的沉积相产物、页岩有机质丰度、生烃能力、储集空间及含气性等特点。按照陆相断陷盆地富有机质页岩的沉积特点并依据有机质分布的连续性差异,将辽河西部凹陷黑色页岩结构划分为连续型、断续型和分散型3种纹层结构。借助岩心观察、薄片分析、扫描电镜等手段,结合统计学研究,对辽河西部凹陷黑色页岩纹层结构进行了研究。沙四段黑色页岩主要形成于半咸水的半深湖相,发育了灰云质型弯曲状连续型纹层和黏土型平直状连续型纹层;沙三段黑色页岩主要为深湖—半深湖相长英质断续型纹层和分散状纹层。连续型碳酸盐混合纹层页岩既可以与化学作用有关,也可以与藻类勃发产生的生物化学作用有关,或者是二者的共同作用。富有机质黏土连续型页岩,主要为气候变化所形成的季节性纹层(生物作用)。断续型纹层通常由黏土纹层有韵律组合,粉砂、黏土则是以平流或层间流的方式季节性输入(机械作用)。页岩纹层形态在很大程度上决定了页岩的生烃能力和生烃特点,进而可能影响储集能力。连续型纹层结构(白云质泥岩)碳酸盐含量高,易发生溶蚀作用,有机质丰度高、生烃能力强,有机孔发育,有机孔—微缝储集空间系统造成含油气性好,且碳酸盐含量与含油气性正相关。断续纹层除发育各种无机孔外,还发育有机孔、沿层理裂缝和矿物解理裂缝,从而导致页岩储集空间发育,页岩含气性条件优越。分散型(块状泥岩)储集空间相对不发育,含气性条件较差。

辽河坳陷清水洼陷沙三段页岩气富集条件

受构造作用控制,辽河西部凹陷清水洼陷沙三段页岩沉降-沉积中心发生由北西向南东方向的明显迁移,表现为欠补偿沉积的半深湖-深湖相同步迁移。从湖盆中心向陆方向,清水洼陷沙三段沉积时期主要发育了深湖-半深湖-浅湖-扇三角洲等沉积类型,对应形成了从Ⅰ、Ⅱ到Ⅲ型的干酪根分布。与此对应,页岩中的石英、长石等脆性矿物含量递次增多,而黏土矿物含量逐渐减少,反映为沉积相对页岩有机地球化学条件和矿物成分的控制作用。在深大断裂控制下,页岩沉积剖面表现为向西减薄的楔形,TOC从中心处的最大值向外逐渐降低,成熟度Ro介于0. 5%~2. 0%,为页岩油气的形成提供了有利的富集条件。在现今埋深状态下,洼陷区页岩一般处于热成熟生油阶段,埋深较大的局部地区可达高成熟阶段,进入页岩气为主状态,形成"下气上油"的生烃格局。沙三段页岩主要处于中成岩阶段B期,出现了大量定向排列的片状伊利石。在4 000 m以深的页岩中,伊蒙混层比小于15%,发育了多种孔隙类型,伴生黄铁矿和伊利石等黏土矿物,孔隙度一般为0. 7%~3. 5%,8~35 nm的页岩孔隙直径所占体积最大。高精度含气量解析结果表明,双兴1井沙三段页岩含气量为1. 6~5. 44 m3/t,随着页岩储层成岩裂缝增加,页岩含气量不断增加。总含气量、吸附含气量与TOC具有很好的相关性,但总含气量增加速度较吸附气增量速度更大,这与有机质生油气产物关系密切,与溶解态天然气的存在也不无关系。有机质类型多样、油气共生、含气量较大且下气上油,形成了辽河清水洼陷特色的页岩气富集模式。

辽河东部凸起上古生界海陆过渡相页岩气富集条件

在大量钻井岩心及野外样品实验分析的基础上，探讨辽河东部凸起上古生界海陆过渡相细粒碎屑岩系页岩气富集条件及勘探前景。研究表明，上石炭统太原组和下二叠统山西组发育多套富有机质暗色泥页岩、炭质页岩及煤层，厚度较大、分布广，有机质丰度高，有机碳质量分数集中分布在3％～4％，有机质类型以Ⅲ型为主，是生气的良好母质，有机质热演化程度高，镜质体反射率分布在1．3％～3．2％，处于高成熟一过成熟的大量生气阶段，具备页岩气形成与聚集的物质基础及地化条件；孔隙和裂缝较发育，石英等脆性矿物含量高，具有较好的页岩气的储集性能且有利于后期的储层改造，与美国页岩气产层地质地化参数综合对比认为，东部凸起海陆过渡相地层具有页岩气富集的潜力。

地震技术在隐蔽油气藏勘探中的应用

应用地震相分析、波阻抗反演和神经网络技术 ,分别对小洼油田和陈家洼陷的隐蔽油气藏进行了识别和预测。其结果 :新增石油地质储量分别为 14 0 0× 10 4 t和 15 0 0× 10 4 t,取得了很好的勘探效果。

辽河坳陷东部凸起上古生界页岩气资源潜力评价

辽河坳陷的页岩气勘探尚处于起步阶段,上古生界页岩气资源潜力研究将为该坳陷东部凸起页岩气勘探提供科学依据和理论支撑。为此,基于泥页岩地球化学数据和生烃数值模拟结果,从泥页岩发育特点、有机质类型、总有机碳含量、热演化成熟度、生气能力以及含气性等方面对该区上古生界石炭系太原组、二叠系山西组泥页岩及其有机地球化学特征进行了系统分析。结果表明:①太原组有机碳含量平均为3.31%,镜质体反射率基本大于1.5%,主要发育腐殖型干酪根,生气能力强,含气量高,是页岩气勘探的重点层系;②山西组有机碳含量平均为2.95%,处于高成熟—过成熟热演化阶段,以腐殖型干酪根为主,生气能力较强,含气量较高(稍逊于前者),同样也是页岩气勘探的重要层系。评价结论认为:辽河坳陷东部凸起上古生界具备页岩气发育的有利条件,页岩气资源潜力大,是页岩气勘探开发的有利区域。

辽河坳陷东部凹陷致密砂岩气成藏特征

研究认为辽河坳陷东部凹陷古近系深层已具备致密砂岩气成藏条件。古近系的沙三段烃源岩有机质类型以Ⅲ型干酪根为主,丰度指标高、热演化程度高,处于大量生气阶段;储集砂体以辫状河三角洲相沉积为主,砂体单层薄、累计厚度大,具有低孔隙度、低渗透率特点;沙三段顶部的不整合面构成区域盖层,地层内发育的火山岩层为局部盖层,盖层条件良好;构造演化稳定,以持续沉降为主,深层断裂不发育,保存条件好;钻探证实东部凹陷古近系形成的致密砂岩气藏属于原生气藏,具有异常高压、致密砂岩普遍含气、没有下倾气水界面等特征。

分形理论在井间薄储集层描述中的应用

薄层砂岩的空间展布形态异常复杂，地震资料由于受分辨率限制难以精确描述薄砂岩层的形态，而传统的线性数学方法也难以描述随机的地质沉积现象。通过对大量的宏观与微观沉积资料研究和测井相分析表明，地层沉积具有分形特征，利用地质统计资料建立分形地质模型，以地震和测井资料为约束，通过分形插值算法确定出井间薄砂层的空间展布形态，这种非线性的数学描述方法具有较高的分辨率和可信度，能进一步减少薄砂层储层描述的不确定性，对预测薄砂层油气藏分布范围、厚度变化意义重大。

辽河坳陷东部凸起上古生界致密砂岩气成藏特征

东部凸起为辽河坳陷的一级构造单元,由于勘探程度低,探井有限,对研究区生、储盖、组合等地质条件缺乏系统认识,导致对该地区的勘探一直处于停滞状态。通过对东部凸起已钻探井的录井、测井及岩心资料的系统分析,从烃源岩、储集条件、盖层条件及构造演化的角度出发,对影响油气成藏的主控因素展开分析,认为东部凸起上古生界石炭—二叠系具备形成致密砂岩气藏的优越条件,为该地区开展非常规油气勘探奠定了基础。

辽河东部凹陷天然气地球化学特征及深层天然气勘探潜力

对辽河东部凹陷天然气地球化学特征及其判识标志、不同类型烃源岩生成气态烃的地球化学特征、气源岩进行研究,分析认为:目前发现的天然气以低成熟的煤型气为主,局部为成熟煤型气;经气源对比,煤型气源岩以s3为主;除煤型气外,局部存在油型气、原生生物气和原油菌解气等类型。利用δ13C-Ro关系,结合东部凹陷成熟度-深度关系进行研究,结果表明:目前发现的天然气主要为深度在4 300 m以上、Ro<1.0%的浅源岩层;深源岩层(4 300～7 000m)生成的高成熟天然气探明量较少,仅在红星地区深层少量分布。由此推测,深层天然气勘探潜力较大。

页岩气藏地质特征及地质选区评价方法——以辽河坳陷东部凸起为例

以辽河坳陷东部凸起为例,分析了其构造特征及沉积环境,认为东部凸起上古生界山西组、太原组存在1套良好的高成熟度、高有机质丰度的烃源岩。通过对山西组、太原组泥页岩的分析,认为有机碳含量、演化程度、单层厚度、硅质含量、含气量、渗透率是页岩气地质选区的6个基本参数,初步确立了页岩气有利区地质评价方法,有助于推动页岩气勘探开发和产业化的发展。

辽河盆地东部中生界小岭组火山岩储层特征

以薄片鉴定、铸体分析、物性以及压汞资料等为基础,研究了辽河东部地区中生界小岭组火山岩储层的岩石学特征、储集空间类型、储层的物性特征和孔隙结构特征,并进一步分析了储层的控制影响因素。构造作用、溶蚀作用是改善本区储层最主要的因素;火山沉积作用对储集性能的改善具两面性;充填作用是破坏储层的最主要因素。研究表明,三界泡潜山和燕南潜山带中生界小岭组的储集性能较好。

辽河东部凸起太原组页岩孔隙结构特征研究

以辽河拗陷东部凸起海陆过渡相石炭系太原组为例,观察、描述太原组岩芯并系统采集佟2905井样品及辽宁省盘锦市小市泉山煤矿样品。通过ⅫD衍射、高压压汞、低温液氮吸附、场发射扫描电镜等实验手段,全面刻画了海陆过渡相页岩孔隙发育形态和孔隙结构特征。压汞实验结果显示,页岩孔径呈双峰分布,双峰分布在10~100nm与10 000~100 000nm,其中孔径小于100 nm孔占主体。低温液氮吸附实验弥补了压汞实验在表征页岩小孔隙上的不足,对100 nm以下的孔隙进行了更为精细的划分,实验结果表明,中孔(10~50nm)提供了主要的孔体积,占总孔体积的33.48%~43.96%。比表面积的分布与孔径大小呈负相关,极小孔(<2 nm)和小孔(2~10 nm)为比表面积的主要贡献者,提供的比表面积占整个比表面积的82.92%~91.58%,均值为87.36%。单因素分析结果表明,页岩的比表面积主要受控于黏土含量,其相关系数为0.901,有机质影响不明显。孔隙以四面开放的平行板状孔和狭缝状孔为主,这种开放纳米孔可提高页岩气解吸效率和储层渗透率,提高页岩气产量。

清水洼陷周边地区滚动勘探研究

为发现新的含油区块和新的含油层系 ,实现老区滚动勘探的新突破 ,从清水洼陷周边地区各含油气构造的基本地质特征入手 ,运用三维地震精细解释及储层预测等新技术、新方法 ,对其开展滚动勘探研究。其结果 :在双台子中央构造带发现多个高产凝析油气藏 ,进一步落实了榆树台披覆背斜构造的形态及其侧翼的有利圈闭 。

辽河盆地东部凸起上古生界烃源岩特征

辽河盆地东部凸起上古生界煤系地层分布广泛。本文根据烃源岩地球化学分析取得的相关数据,分析了辽河盆地东部凸起上古生界煤系地层的分布特征、地球化学特征和热演化特征。从暗色泥岩和煤层的厚度及分布特征、有机质丰度(TOC)、氯仿沥青"A"含量、生烃潜量s1+s2、总烃含量、有机质类型和成熟度等对石炭系、二叠系烃源岩进行了综合评价。研究结果表明,上古生界煤系地层源岩厚度大,有机质丰度达到好生油岩级别,有机质类型主要为Ⅱ-Ⅲ型,烃源岩大多处于成熟阶段,其生烃潜力较大,是本区古生界重要的烃源岩层。

辽河东部凹陷中生界火山岩岩相特征分析

辽河盆地东部凹陷中生界火山岩地层分布广泛,主要由火山岩及其过渡岩类组成。据钻井、录井和测井等资料以及沉积特征综合分析,研究区中生界火山岩发育火山喷溢相和火山沉积岩相两种类型,火山沉积岩相主要是夹在喷溢相之间。沉积特征及沉积分布研究表明,区内物源主要来自三界泡潜山带附近NE,整体上表现为南北两段薄中部厚度较大的变化特征。其厚度在三界泡地区达到最大。火山岩岩相与火山岩储集层特征和储集空间类型具有明显的相关关系。

断陷湖盆页岩油形成的地质要素匹配:以辽河西部凹陷沙三段为例

为了研究我国断陷湖盆陆相页岩油发育的地质条件和富集机理,以辽河西部凹陷沙三段为例,归纳总结了断陷湖盆页岩油聚集的有效性。通过沉积构造分析,岩心观察,岩矿、地球化学、含油量、生烃模拟等实验测试方法研究了泥页岩的生烃潜力、赋存空间和富集条件。结果表明沙三段页岩有机质丰度较高,w（TOC）平均在2%左右;有机质类型以Ⅰ和Ⅱ1等偏腐泥型干酪根为主;有机质热演化程度偏低,Ro介于0.4%～0.9%之间,干酪根以生油为主;岩心和薄片扫描电镜均观察到各类孔隙和微裂缝的大量存在,反映断陷湖盆背景下发育的厚层泥页岩具有较好的页岩油聚集条件匹配关系,页岩油资源前景较好。脆性矿物含量较低的特征也为陆相页岩油的开采技术提出了挑战。

河口构造油气藏特征及形成条件

河口构造位于辽河坳陷西部凹陷南部，油气产层沙河街组二段埋深超过3500m，油气性质较好，已探明石油地质储量238×10^4t。河口构造油气藏的形成，除具有油源充足、存在有利圈闭、运聚匹配良好等有利条件外，其储层条件是制约油气成藏的关键。该构造储层属扇三角洲前缘亚相的水下分流河道微相沉积，并存在由成岩作用形成的次生孔隙发育带。