湘中涟源凹陷佘田桥组页岩气成藏过程与保存条件

湘中地区是四川盆地外围页岩气勘探开发的重要区域,构造上位于扬子板块和华夏板块的结合带(李智等,2019),为下古生界变质岩系基底上发展起来的一个以上古生界碎屑岩和碳酸盐岩沉积为主的准地台型坳陷。涟源凹陷为其内北部的一个次级构造单元,大致呈北西西向展布,经历了以挤压逆冲改造为主的多期构造活动.

湘中涟源凹陷石炭系测水组页岩气富集主控因素与成藏模式

湘中坳陷是是四川盆地外围页岩气勘探的重要区域,石炭系测水组是页岩气重点产出层位。以区内次级构造涟源凹陷为研究对象,基于野外剖面和钻井资料、分析测试及现场实测含气性数据,开展测水组页岩气地质条件与差异分布特征研究,并探讨页岩气富集主控因素与成藏模式。结果表明:①潟湖沉积相区测水组发育暗色泥页岩,厚度为30~80 m,有机质以Ⅱ型为主,总有机碳含量(TOC)大于1.5%,2.0%<R_(o)<3.0%,具备良好的生烃基础;②测水组主要为高脆性矿物的硅质页岩,储集空间包括有机质孔、无机质孔与裂缝,具特低孔特低渗特征;③测水组气藏的形成主要经历早期原地聚集—中期调整改造—晚期逸散-残留3个演化阶段,主成藏改造期为中侏罗世—早白垩世;④潟湖相还原环境发育的富有机质页岩是测水组气藏形成的物质基础,热演化程度是富集成藏的重要影响因素,保存条件是成藏的关键,层内滑脱是气体富集程度的控制条件。通过综合分析,建立了测水组“沉积环境控区、构造-滑脱双重控保定富”的页岩气成藏模式,潟湖相区的向斜构造为有利富集区,翼部封闭性逆断层下盘为有利富集部位。

湘中涟源凹陷杨家山地区下石炭统天然气成藏条件

杨家山地区是涟源凹陷最有利的含气区块之一。以成盆、成烃和成藏理论为指导,应用盆地分析、有效烃源岩评价及流体包裹体分析等技术和方法,综合研究分析了杨家山地区下石炭统刘家塘组和石磴子组碳酸盐岩天然气成藏条件,建立了天然气成藏模式。研究结果表明:区内主要烃源岩为刘家塘组和石磴子组,总体达到较好-好烃源岩级别,具有一定的资源潜力;本区刘家塘组和石磴子组储集层类型为孔隙型、裂缝型和孔隙-裂隙型,区域封盖和直接封盖能力较好,但印支期后多期次构造运动对本区气保存条件影响较大;区内至少发生了2次天然气注入成藏期,其中最重要的气注入成藏期为晚三叠世;存在构造和岩性两大类气藏类型和近源早期成藏、近源二次成藏和近源晚期成藏3种成藏模式。

涟源凹陷流体包裹体特征与天然气成藏

涟源凹陷属于典型的改造型盆地,是湘中坳陷最有利的含油气凹陷之一。应用流体包裹体分析技术,并结合盆地构造演化和圈闭发育史、烃源岩主要生、排烃史,对改造型盆地涟源凹陷主要目的层石炭系储层中流体包裹体特征及气藏形成时间和期次进行了分析。结果表明,研究区存在两种类型流体包裹体,第一类为单一液相或气/液比小于15%的气液两相盐水包裹体,第二类为气液两相含烃盐水包裹体,单一液相包裹体大小一般3～4μm,其它包裹体大小一般1～7μm;流体包裹体特征反映出该区气藏成藏期有两期,即第一期天然气注入时温度120.8～126.2℃,对应成藏时间为早三叠世,第二期天然气注入时温度154.4～169.7℃,对应成藏时间为晚三叠世,其中主要成藏期为晚三叠世。

湘中坳陷涟源凹陷湘页1井大隆组页岩气地质特征

为评价湘中坳陷涟源凹陷二叠系大隆组页岩气成藏地质条件,部署实施了该区首口以大隆组为目的层的页岩气参数井——湘页1井。充分利用湘页1井钻井、岩心、测井及分析测试资料,开展大隆组岩石矿物组成特征、沉积特征、有机地球化学特征、储集物性特征、含气性等地质条件分析。研究结果表明:湘页1井大隆组页岩形成于缺氧的较深水台盆相沉积环境,有利于页岩发育和有机质保存,优质页岩厚度大(TOC大于2%的页岩厚92.8m)、有机质丰度高(TOC为0.41%~10.47%,平均为3.91%)、热演化程度适中(R_(o)为1.50%~1.72%,平均为1.58%),微观孔隙结构以中孔和大孔为主,微裂缝发育,页岩脆性指数高,两向水平主应力差值小,有利于压裂形成复杂网络裂缝,具备形成页岩气藏的基本地质条件;保存条件是影响页岩含气性的关键因素,湘页1井大隆组页岩进入生烃期以后,经历了3期明显的构造抬升剥蚀,以致现今埋藏浅,距离剥蚀区近,向斜构造页岩气易横向逸散,同时腐殖型干酪根产烃率相对较低也影响其含气性。构造形态宽缓、埋深较大、远离剥蚀区、翼部发育反向逆断层有利于残留向斜型页岩气富集。

基于模糊数学的湘中凹陷圈闭评价

湘中拗陷是晚古生代南华陆表海盆在湘中的一个负向构造单元,先天成油气地质条件优厚,其中石炭系刘家塘组、石磴子组已发现大量油气显示及工业气流。目前发生气喷井18口,但岩心检测储层物性整体表现为低孔、低渗,岩性主要为台盆、三角洲、潮坪相的细粒石英砂岩、岩屑砂岩和泥晶灰岩。储层类型主要是孔隙型、裂缝型和孔隙-裂缝型,且非均质性较强,成藏条件较为复杂。采用基于模糊数学的评价方法,根据该区生油岩、储集层、盖层及圈闭的权重及其隶属度,建立了模糊数学关系模型。通过数学计算,选取了涟源凹陷的娄底背斜、安坪背斜为本区优势圈闭。同时为进一步勘探湘中凹陷有利成藏区块提供依据。

湘中涟源凹陷杨家佬石炭系天然气成藏规律

湘中涟源凹陷是目前扬子板块页岩气和页岩油的热点地区。该地区经历多期构造抬升,地层剥蚀严重,构造极为复杂,为油气藏的预测带来了极大困难。杨家佬地区是涟源凹陷中优质的含气区块,通过对该地区的天然气特征、储盖条件及成藏期次进行分析,总结其成藏规律,为该地区乃至涟源凹陷的天然气勘探开发提供明确的方向。研究结果表明:研究区天然气以甲烷为主,氮气次之,系天然气单独成藏;研究区主要储层为下石炭统的生屑灰岩、云质灰岩、含泥质较少的微—细晶灰岩以及薄层状含砂泥页岩,储集空间为次生的溶蚀孔隙和构造破裂缝;研究区石炭系发育的测水段煤层区域分布完整,可作为良好的区域性盖层,与储集层之间形成良好的组合关系,形成了构造圈闭和岩性圈闭2种主要圈闭类型,但圈闭形成后多次的构造运动对本区盖层造成了较大影响,从而破坏了天然气保存;本区的气藏成藏包括近源富集成藏、后期改造二次成藏以及晚期成藏3种天然气富集成藏模式。

湖南涟源凹陷构造解析

通过野外地质露头调查、绘制剖面图以及航磁资料分析等一系列方法,按不同的构造特点将涟源凹陷分为西部、中部、东部三个构造亚带。西部构造带主要是一系列断面倾向南东的逆冲推覆构造;中部构造带主要构造要素是双冲式断裂系统和隔档式褶皱组合;东部构造带主要构造要素是断面倾向北西的叠瓦状逆冲断裂带。结合各个构造带的构造特征,进一步分析了其构造的形成机理,总结出了涟源凹陷的构造应力发展史。

湘中涟源凹陷下石炭统天鹅坪组页岩气成藏条件及主控因素

下石炭统天鹅坪组页岩是湘中地区页岩气勘探的新层系。基于野外地质调查、页岩气钻井的样品采集和分析测试等对湘中涟源凹陷石炭系天鹅坪组泥页岩的发育特征、有机地球化学特征、储层特征和含气性等页岩气成藏地质条件进行了分析。结果表明:涟源凹陷石炭系天鹅坪组有机质丰度较高,w(TOC)分布在0.78%~2.84%之间,有机质类型以Ⅱ1型为主,有机质成熟度R o分布在1.48%~2.09%之间,处于高成熟演化阶段;泥页岩矿物成分以石英和黏土矿物为主,黏土矿物主要由伊蒙混层、伊利石和绿泥石组成;泥页岩有机质孔较发育,孔隙度平均为1.97%,渗透率平均为0.847×10^(-3)μm^(2),但大多小于0.1×10^(-3)μm^(2);湘新地4井天鹅坪组泥页岩含气量分布在1.64~4.29 m^(3)/t,平均2.69 m^(3)/t(不含残余气)。结合区域构造—沉积演化背景的分析表明,涟源凹陷下石炭统天鹅坪组页岩气成藏条件的主控因素为沉积环境、构造保存条件,其中深水陆棚相是页岩气有利相带,复杂构造背景下由对冲式构造样式形成的向斜对页岩气保存条件最为有利,是研究区页岩气勘探的“甜点区”。研究成果可以为该区后续油气勘探提供参考。

湘中涟源凹陷海陆过渡相测水组“三气”测井评价

湘中地区涟源凹陷具有下石炭统测水组和上二叠统龙潭组2套煤系地层,也是煤层气、砂岩气和页岩气复合成藏的主要层位。为准确分析涟源凹陷海陆过渡相煤系地层"三气"储层特征及其测井评价方法,以下石炭统测水组为研究对象,依托2015H-D6井钻井岩心资料、测井资料,通过KH-3S数控测井系统综合测井曲线响应特征和数据处理结果对涟源凹陷石炭系测水组煤、砂岩及页岩储层进行评价。提出不同储层的相关测井响应特征和评价参数,并优选出不同储层关键评价参数的计算方法。测井解释结果显示含气煤层、砂岩层和页岩层段累计厚度分别为10.25、26.60、34.95m,"三气"储层均为低孔隙度低渗透率储层,含气性方面煤储层较好,砂岩储层和页岩储层次之。

湘中涟源凹陷二叠系小江边组页岩气地质条件

以湘中地区涟源凹陷二叠系小江边组富有机质泥页岩为研究对象,通过有机地球化学分析测试、X射线衍射矿物分析、扫描电镜观察、压汞实验、氮气吸附测试等实验方法,联合表征泥页岩的储层特征和储集空间特征;结合等温吸附实验,探讨了小江边组页岩的含气性特征。结果表明:小江边组有效泥页岩累计厚度12.46~49.89 m;有机碳含量一般大于1%,平均1.48%;有机质类型主要为Ⅰ型,有机质成熟度在1.61%~2.31%,属于高成熟-过成熟富有机质泥页岩;微孔裂隙发育,孔隙结构以中孔为主,孔隙间连通性较好;泥页岩吸附含气量为0.37~0.78 cm^3/g,具有页岩气成藏的基本地质条件。基于泥页岩有效厚度、有机质含量及类型、热演化程度和含气量等因素,预测涟源凹陷小江边组页岩气有利勘探区主要位于车田江向斜北部、桥头河向斜北部以及恩口-斗笠山向斜北部等区域。

湘中涟源凹陷油气成藏与保存条件

针对湘中涟源凹陷油气藏成藏期次和时间以及油气藏破坏、改造等进行详细研究,发现存在多期油气充注。利用沥青、包裹体分析,印支之前曾有过油的充注,在印支早期、晚期共发生二期天然气充注。印支期既是高成熟天然气充注期,又是构造圈闭形成时期,燕山期只对前期气藏起破坏、改造作用。总结了4种油气藏破坏、改造、保存样式,即原生油气藏后期无改造样式,原生油气藏后期简单改造样式,原生油气藏后期多期改造样式,原生油气藏后期完全破坏样式。分析认为涟源凹陷3个构造带油气藏保存条件各异,西部构造带保存最差,中部较好,东部最好。

湖南省涟源凹陷泥盆纪佘田桥组页岩储层测井评价

湘中地区涟源凹陷泥盆纪佘田桥组(D3s)富有机质页岩发育,区内参数井-湘新页1井(XXY-1)已在该组钻遇良好页岩气。为研究该套储层特征,依托湘新页1井的岩心和测井资料,通过数控测井系统的综合测井曲线响应特征和数据处理结果对该套储层进行了评价。结果表明,湘新页1井泥盆纪佘田桥组底部为优质页岩发育段,厚度达81.1 m,页岩TOC、物性均较好,具有较大资源潜力。

湘中涟源地区下石炭统天鹅坪组-陡岭坳组沉积环境与有机质富集机理

湘中涟源地区下石炭统天鹅坪组-陡岭坳组是华南地区海相页岩气勘查新层系之一。为了探讨湘中涟源地区下石炭统天鹅坪组-陡岭坳组钙质页岩沉积环境与有机质富集机理,本文对该套页岩开展了有机碳含量、主量元素、微量元素与稀土元素等含量测试和地球化学特征分析。结果表明:V/(V+Ni)、Cu/Zn均指示天鹅坪组-陡岭坳组页岩发育于贫氧环境,生源Ba含量显示天鹅坪组-陡岭坳组沉积时期海水生产力水平较低,Al-Co-Mn反映了水体滞留程度呈现出季节性变化。对比气候、海平面变化趋势,发现古生产力、陆源碎屑物质输送、水体滞留程度受到气候波动驱使海平面变化的影响。综合对比沉积环境指标与TOC相关关系发现:陆源碎屑含量变化是天鹅坪组-陡岭坳组页岩有机质富集的主要控制因素。

湘中涟源凹陷内的滑脱构造

祁阳弧的成型和侏罗山式褶皱的发育,是在东西向挤压应力场作用下,盖层与前泥盆系基底之间的滑脱造成的。盖层内抗变形能力不同的海相地层在构造推挤和重力滑动中形成了多期次、多方向的滑脱构造。根据滑脱构造特征,涟源凹陷可划分为东部、中部和西部三个分区。

湘中涟源凹陷泥盆系佘田桥组海相致密泥灰岩气藏特征

近期,湘新页1井在中扬子湘中地区涟源坳陷泥盆系海相致密泥灰岩试气中获工业气流,取得了该地区油气勘查的重要发现。本文基于地层划分与对比、岩石矿物组分、烃源岩评价、含气性分析及与国内外泥灰岩油气藏的对比,对涟源凹陷泥盆系海相致密泥灰岩气藏形成条件进行了深入解剖,以期为湘中地区该类型油气资源勘查与潜力评价提供依据。结果表明,湘中涟源凹陷泥盆系佘田桥组分段特征明显,厚度稳定,可对比性强,含气层集中在下部泥灰岩段,含气段厚度大于150 m;泥灰岩矿物组分以碳酸盐矿物为主,脆性矿物平均含量达到79.4%,有利于后期压裂成缝;泥灰岩有机质类型主要为Ⅱ1、Ⅱ2型,有机质成熟度处于过成熟阶段;岩心中构造成因的裂缝以中、高角度缝为主,低角度缝较少;泥灰岩段气测全烃曲线饱满,垂向气水分异作用不明显,为典型致密气藏特征。与渤海湾盆地沙河街组和墨西哥湾盆地鹰滩组相比,涟源凹陷泥盆系泥灰岩气藏具有埋藏浅、厚度大、地物指标好等特征,具有良好的勘探开发潜力。

湖南涟源凹陷早石炭世煤系气共生组合特征与有利层段优选

湖南涟源凹陷早石炭世煤系地层具有煤层-煤系页岩-煤系砂岩垂向上相互叠置、平面上广泛分布的特征,显示出较好的煤系气兼探合采前景,然而目前尚缺乏该区煤系非常规天然气地质特征整体研究。本文以早石炭世测水组为研究对象,基于研究区典型钻孔的岩相组合及物性、含气性等实验分析,讨论了涟源凹陷煤系气共生组合模式及潜在的有利煤系气层段。结果表明:涟源凹陷测水组发育5种岩相组合类型,对应滨外陆棚、障壁-潮坪、障壁-沼泽、潟湖-沼泽和潮坪-沼泽沉积环境,以单源双储、双源双储、双源三储3类煤系气共生组合模式为主。基于分级加权法认为测水组下段上部为有利的勘探层段,以煤层为主要烃源岩、砂岩为主要储集层的煤层气-煤系砂岩气组合模式最为有利,集中分布于涟源凹陷中部一带。煤层累计厚度及其含气性对涟源凹陷煤系气藏起关键作用。

湘中涟源凹陷泥盆系佘田桥组页岩气差异性富集控制因素

湘中坳陷是中国南方页岩气勘探由长江上游向中游扩展的一个重要区域,泥盆系佘田桥组是该区页岩气勘探的重点层位。以区内涟源凹陷野外露头与钻井资料为基础,利用实验室分析测试、地球物理测井及现场含气性监测数据,对佘田桥组页岩气成藏地质条件进行分析,并在此基础上探讨了页岩气差异性富集的控制因素。结果表明:①台盆沉积相区佘田桥组主要发育灰黑色—黑色页岩、钙质页岩夹泥灰岩,厚度大于80 m,有机质含量高(TOC>1%)、类型好(腐泥型—偏腐泥混合型),热演化程度适中(2.0%<R_(O)<3.0%),具备良好的生烃条件;②佘田桥组属高脆性矿物含量的硅质页岩与混合质页岩类型,储集空间以无机质孔和裂缝为主,为裂缝—孔隙型储层,具有特低孔特低渗特征,孔体积主要由中孔和宏孔提供;③佘田桥组页岩气藏为残留型常压气藏,主要经历早期原地聚集、中期调整改造和晚期逸散—残留3个成藏演化阶段,中侏罗世—早白垩世是最主要的成藏改造期;④台盆相深水缺氧环境形成的富有机质页岩是佘田桥组页岩气富集成藏的物质基础,良好的保存条件是富集成藏的关键,裂缝及相关孔隙的发育控制优质储层分布与气体富集程度。综合认为,佘田桥组页岩气具有“源储一体、差异分布、沉积相供烃控区、构造—裂缝控保定富”的成藏模式,台盆相区宽缓向斜构造是富集有利区,向斜两翼孔缝发育带是有利富集部位。

湘中涟源凹陷石炭系测水组页岩气成藏特征及勘探潜力

目前对海陆过渡相页岩的储层及其成藏特征研究较少.湘中地区涟源凹陷下石炭统测水组海陆过渡相页岩是重要的页岩气勘探层位,基于二维地震资料、钻井岩心资料和测录井资料,选取2015H-D6井进行了井区构造与测水组岩性描述,页岩储层地化、物性及含气量等测试分析,以及单井埋藏史和热史模拟.研究表明:涟源凹陷海陆过渡相测水组泥页岩沉积于滨岸泻湖或沼泽环境,有效厚度为71.8m,埋深大于2 500m;泥页岩有机碳含量平均为1.68%,干酪根类型以Ⅱ型为主,具备良好的生气基础和吸附载体;成熟度分布在2.30%～3.32%,平均为2.96%,处于过成熟阶段;储层脆性矿物含量超过60%,粘土矿物含量小于30%,储层整体表现为低孔低渗特性,孔隙以微孔隙为主,具较好的页岩气储层条件.利用测井解释、等温吸附以及现场解析等方法,揭示出测水组泥页岩具有较好的含气量,结合模拟结果提出了构造保存并持续沉降是涟源凹陷海陆过渡相测水组页岩气藏形成的关键因素.

湘中涟源凹陷上泥盆统佘田桥组页岩地球化学特征及有机质富集机理

上泥盆统佘田桥组是湘中地区页岩气勘探的重要层系之一.为了探讨湘中地区涟源凹陷上泥盆统佘田桥组黑色泥页岩有机质富集机理,系统采集了区内湘新地3井佘田桥组20个泥页岩岩心样品,开展有机碳含量、主量元素、微量元素以及稀土元素等地球化学特征测试,分析佘田桥组页岩的古盐度、古气候、古氧化还原条件和古生产力等古沉积环境.结果表明:佘田桥组底部层段有机碳含量较高(1.28%~2.68%),平均值为1.69%.页岩主要成分为SiO2(50.27%)、Al2O3(13.66%)、CaO(11.55%).微量元素Rb、Sr和Zr富集而Co、Mo、Sc和Hf亏损.Sr/Ba、化学蚀变指数(CIA)、Th/U、V/Sc、V/Cr、δU比值表明佘田桥组富有机质页岩段沉积环境为淡水-半咸水、干旱的贫氧-次富氧环境,贫有机质页岩段为咸水、干旱-半干旱的富氧环境.结合区域层序地层特征,综合对比佘田桥组有机碳含量(TOC)与古氧化还原条件、古生产力条件的相关性,揭示出涟源凹陷佘田桥组富有机质页岩段有机质富集的主控因素为古氧化还原环境,而贫有机质页岩段有机质主要来源于陆源供给.