四川盆地南部地区五峰组—龙马溪组深层页岩气富集控制因素新认识

近年来,随着四川盆地五峰组—龙马溪组页岩气勘探开发迈向深层(埋深介于3500~4500 m),在四川盆地南部(下文简称川南)地区的泸州、长宁和渝西等区块深层页岩气不断取得了重要突破,展现了深层页岩气良好的开发前景。为了准确认识川南地区深层页岩在局部地区出现的低电阻率、高含水饱和度、测试微气现象,分别从页岩有机质成熟演化、页岩气源内运移特征和区域多期断裂活动影响等3个方面系统地分析了页岩气富集控制因素。研究结果表明:①高—过成熟度有机质石墨化造成了页岩电阻率和含气量明显降低,在有机质成熟度(Ro)大于3.6%以后,有机质生气能力衰竭,颗粒孔隙度明显降低,含水饱和度明显升高;②页岩气存在“源内侧向运移”特征,含气性与现今构造区带构造位置相对高低相关,表现为相对海拔高部位含气饱和度高,相对海拔低部位含气饱和度低;③Ⅰ级断裂对天然气的散失有显著的控制作用,建议距离Ⅰ级断裂1.5 km范围内勿部署实施井位,Ⅱ级断裂对含气性影响范围有限,距离Ⅱ级断层700 m以外时对页岩气体积压裂的影响较小。结论认为,充分考虑页岩有机质热演化程度、构造位置相对高低关系以及断裂发育特征等因素对深层页岩气富集的影响,有利于完善深层页岩气评价标准,对认识深层页岩气资源潜力以及优选有利区,具有重要现实意义,并可为推动实现深层页岩气规模增储和效益开发提供理论支撑。

川南地区五峰组—龙马溪组沉积环境演化及其对页岩发育的控制

基于岩心观察、薄片观察、电镜观察、XRF元素扫描以及全岩X-衍射、ICP-MS元素分析、总有机碳含量测试等手段,对川南地区五峰组—龙马溪组页岩岩相类型及其沉积环境演化进行分析,并探讨沉积环境高频演化对岩相的控制作用。将川南地区五峰组—龙马溪组页岩划分为富有机质层状生物硅质页岩、富有机质纹层状(长英质-钙质)粉砂页岩、富有机质(钙质)粉砂页岩、富有机质纹层状钙质页岩、中有机质纹层状(长英质-钙质)粉砂页岩、中有机质块状黏土质页岩6种岩相类型。在岩相识别基础上借助特征元素比值Sr/Ba、U/Th、V/Cr、V/Ni、Ni/Co、Sr/Cu及Mo、Cu、Sr含量变化进行古沉积环境恢复,划分出7个演化阶段。结果表明:五峰组沉积早期气候温暖潮湿、水体较为氧化、盐度较低;五峰组沉积中期水体还原性增强、古生产力提高;五峰组晚期气候干冷,水体较为氧化,经历了赫南特冰期;龙马溪组自下而上古气候经历了暖湿—相对干热—暖湿—相对干热的演化,同时古水体也经历了还原—相对氧化—还原—相对氧化的演化。沉积环境高频演化对页岩岩相发育以及有机质富集具有明显的控制作用,不同岩相有机质含量与海洋古生产力和水体还原性均呈现良好的正相关性,其中在古生产力较高、水体还原性较强的阶段沉积的富有机质层状生物硅质页岩和富有机质纹层状(长英质-钙质)粉砂页岩有机质最为富集,且石英含量最高,是页岩气勘探开发的优势岩相。

低电阻率页岩气储层饱和度方程研究及应用——以川南长宁地区五峰组—龙马溪组为例

页岩气含水(含气)饱和度是游离气量评价至关重要的参数,由于高成熟有机质石墨化、黄铁矿、黏土矿物及地层水等多种导电因素的影响,川南长宁、泸州、渝西等多个区块页岩气勘探开发进程中相继一些页岩气井出现测井超低电阻率现象(R_(t)<5Ωm),造成基于传统电法的饱和度计算方法(Archie公式、Simandoux方程等)不具适用性.因此,为了明确不同导电因素对低电阻率页岩气储层的影响规律,进而建立合理的饱和度评价模型实现提高低电阻率页岩气储层饱和度计算的精度,以川南长宁地区五峰组—龙马溪组低电阻率页岩气储层为例,首先,利用X衍射、地化、激光拉曼、镜下薄片、饱和度测试及测井等资料,在确立低电阻率页岩气储层岩石体积物理模型的基础上,依据并联导电模型,推导了考虑石墨化有机质、黄铁矿等多因素的改进饱和度电性响应方程;其次,通过电阻率响应数值模拟,结合实际井黏土矿物含量、黄铁矿含量、有机质石墨化程度、地层水饱和度及矿化度资料,明确了长宁区块五峰组—龙马溪组页岩高演化有机质石墨化、高含水饱和度是形成超低电阻率页岩气储层的最核心因素;最后,依据建立的饱和度响应方程,利用最优化迭代方法计算了低电阻率页岩气储层的含水饱和度,计算结果与保压取心饱和度测试数据的相关系数达到了0.90以上,有效解决了低电阻率页岩气储层饱和度精确计算难度大的问题,为降低低电阻率页岩气勘探开发风险提供了依据.

黔北狮溪地区五峰组—龙马溪组页岩气成藏条件及其勘探前景

【研究目的 】文章旨在通过分析狮溪地区狮溪1井五峰组—龙马溪组页岩成藏要素,揭示黔北地区复杂构造区页岩气成藏条件,查明黔北地区五峰组—龙马溪组页岩气成藏潜力。【研究方法 】本次研究基于黔北地区狮溪1井的系列钻井取心、测井曲线、地震资料、地化测试以及储层特征等综合实验分析,围绕“生—储—保”三个维度开展页岩气成藏综合研究。【研究结果 】狮溪1井五峰组—龙马溪组富有机质页岩厚度约25 m,TOC含量分布在2.79%~4.77%,等效镜质体反射率为2.01%~2.59%,有机质类型以I型为主,具有良好的生气基础;富有机质页岩层段脆性矿物含量较高,平均值约为61.05%,具有较高的脆性;发育大量微纳米级孔隙,主要为有机质孔、无机—有机质复合孔,孔体积以及比表面积参数表现良好,为页岩气的赋存提供了良好的储集空间;残留向斜内部富有机质页岩段顶底板具有较好的封闭能力,三者纵向上形成良好的生储盖组合;狮溪1井东部与西部发育两条通天断裂,距离断层较远的同时,得益于断层较好的封闭性以及平缓的地层产状,狮溪1井因而具有良好的含气显示。【结论 】黔北地区残留向斜内部五峰组—龙马溪组页岩同样具有页岩气高效、规模建产的油气地质条件,是下一步勘查与攻关研究的重点方向。该成果扩大了页岩气勘查范围,拓宽了四川盆地周缘页岩气勘探深度和广度,有望形成新的资源接替区。

渝西五峰组—龙马溪组深层页岩沉积相与岩相分布特征

渝西五峰组—龙马溪组深层页岩气是中国页岩气下一步勘探开发的重要区域。但该区块页岩岩相组分复杂、空间变化剧烈,缺少对沉积相与岩相分布特征的精细描述,影响了页岩气“甜点”段识别与优选。为此,通过岩心薄片、扫描电镜、X射线衍射、FMI成像、核磁共振、有机碳分析等研究手段,对渝西五峰组—龙马溪组深层页岩沉积相与岩相分布特征进行细致研究。结果表明:研究区整体处于滨外陆棚相沉积,可划分为浅水陆棚、半深水陆棚和深水陆棚3种对页岩气评价指标具有不同控制作用的亚相;主要发育10种岩相,岩相由西北至南东沉积较为稳定,龙一1^(1)小层发育硅质页岩、富泥硅质页岩、富泥-硅混合质页岩等3种主力岩相;根据沉积相与岩相分布特征,预测Z203井区五峰组—龙马溪组资源潜力巨大,为下步有利勘探区。该研究结果深化了研究区页岩储层纵向分布的认识,可为后续页岩气高效开发提供数据支撑。

勘探阶段页岩气资源与选区评价思路和方法——以五峰组—龙马溪组海相页岩气为例

勘探阶段由于钻井及其他相关资料较少,页岩气的资源评价和选区评价工作具有一定的特殊性,应根据阶段特点选择相适应的评价思路和评价方法。基于五峰组-龙马溪组海相页岩气勘探工作实践,系统梳理了勘探阶段页岩气资源评价和选区评价的内容和思路,明确了该阶段相适应的资源评价和选区评价方法。将页岩气勘探阶段划分为区带评价、目标评价和气藏评价等3个次一级评价阶段。资源评价中区带评价阶段的主要方法为含气量类比法、资源丰度类比法、成因法和综合法;目标评价阶段的主要方法为含气量体积法、含气量类比法、资源丰度类比法和综合法;气藏评价阶段的主要方法为含气量体积法、含气量体积法+含气饱和度容积法和综合法。以四川盆地焦石坝地区五峰组—龙马溪组作为类比标准区,建立了总含气量和资源丰度2个关键参数的类比参数体系。勘探阶段页岩气选区评价方法可归纳为2种:综合参数叠合分析法(叠图法)和参数归一化定量评价法。针对区带评价阶段建立了“地质条件-工程条件”双因素区带评价参数体系;针对目标评价阶段建立了“地质条件-工程条件-经济条件”3因素目标评价参数体系。建立的区带评价和目标评价参数体系更能体现评价阶段特点,很好地满足了相应的评价需求。

渝东北五峰组—龙马溪组黑色页岩有机质富集主控因素

为了查明渝东北地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组海相黑色页岩有机质富集的主控因素,以地层发育完整的城口月亮坪剖面为例,对采集的27件页岩样品进行总有机碳质量分数(TOC)、主量和微量元素测试,全面分析了V,V/Al,U,U/Al,Mo,Mo/Al氧化还原评价指标,P,P/Ti,Ba,Ba/Al,SiXS古初级生产力指标,CIA古气候指标,Al,Zr,Zr/Al陆源碎屑通量指标等影响有机质生产和保存的地球化学指标。研究表明:城口地区五峰组沉积早期气候温暖潮湿,中—晚期开始变冷,到末期转变为寒冷干旱气候,随后的龙马溪组沉积时期整体回暖;伴随着气候变化,较高的P/Ti,Ba/Al,SiXS指示五峰组—龙马溪组整体表现出高的古初级生产力,仅在龙马溪组沉积晚期有所降低。五峰组沉积早期高的古初级生产力为有机质富集提供了丰富的物质基础,但贫氧条件不利于有机质保存;龙马溪组黑色页岩段沉积时期,有机质富集的主要因素是高的古初级生产力,但在下部沉积时期,水体中贫氧—缺氧条件对沉积物最终积累中—高的TOC起到重要作用,而在中—上部沉积时期,以黏土矿物为主的碎屑通量对有机质保存起到不可忽视的作用。

四川盆地及其周缘五峰组—龙马溪组页岩物源及构造环境分析

四川盆地及周缘五峰组—龙马溪组页岩在沉积学特征、矿物学特征和地球化学特征等方面均具有较大差异性。而物质来源是决定页岩物质组分、矿物学、脆性等的基础,因此文章基于主量元素、微量元素和稀土元素等数据,对四川盆地及周缘五峰组—龙马溪组页岩的地球化学特征、源岩属性和构造背景进行了分析。结果表明,四川盆地及周缘五峰组—龙马溪组页岩的地球化学组成主要为SiO_(2)、CaO和Al_(2)O_(3)。从川西南—川南—川东南—川东北地区,五峰组—龙马溪组页岩的SiO_(2)含量逐渐增大,CaO含量逐渐减小。La/Yb—ΣREE图解分析表明,四川盆地及周缘不同地区五峰组—龙马溪组页岩的源岩具有一定的差异性。其中川西南和川南地区五峰组—龙马溪组页岩的源岩属性较为相似,主要为碱性玄武岩、沉积岩和花岗岩,川东南地区以花岗岩和碱性玄武岩为主,川东北地区主要为沉积岩和花岗岩。ICV指数分析显示川西南和川南地区五峰组—龙马溪组页岩均为构造活动的首次沉积,而川东南和川东北地区五峰组—龙马溪组页岩则经历了再循环作用或遭受了强烈的化学风化作用。Sc/Cr-La/Y图解及其他相关参数分析表明四川盆地及周缘五峰组—龙马溪组页岩沉积时期的构造背景均为被动大陆边缘。

贵州正安地区五峰组—龙马溪组页岩气组分及含气性特征

选取贵州正安地区安场向斜7口五峰组-龙马溪组页岩气取心井为研究对象,根据现场解析及页岩气样品组分分析,以期了解正安地区五峰组-龙马溪组页岩气组分特征及含气性特征。结果表明:五峰组-龙马溪组页岩气组分中以甲烷为主,含量98.25%~98.36%,平均98.33%,氦气含量为0.06%~0.07%,达到了含氦气田标准;总含气量1.64~5.88 m^(3)/t,平均3.02 m^(3)/t,含气性总体表现出从向斜中部向南北两端逐渐减少,从向斜核部向两翼逐渐降低的趋势。随着深度的增加总含气量不断增加,并在龙马溪组底部达到最大;解吸气量约占总含气量的31.3%~66.7%,损失气量占比为32.5%~66.0%。游吸比为1.39~5.49,平均2.20,整体较高,位于向斜核部的Ay1、Ay4井的游吸比最高,具有较好的保存条件及可开采能力;含气饱和度整体较高,为58.85%~86.18%,平均75.60%,具有良好的资源前景。

川南长宁地区下古生界五峰组—龙马溪组一段页岩岩相与含气性特征

页岩岩相的研究是页岩气地质评价与选层的基础性工作。本文以四川盆地长宁地区五峰组—龙马溪组一段为研究对象,利用露头、钻井和测井资料,结合岩矿、薄片和地球化学数据分析,对页岩的矿物组成、岩相特征及其对含气性的影响进行了系统研究,确定有利岩相,刻画长宁地区页岩岩相的空间分布特征。研究表明:该区共发育黏土质硅质混合页岩、混合质页岩、硅质页岩、钙质硅质混合页岩和钙质页岩等5种岩相;纵向上,由下至上碳酸盐岩矿物体积分数逐渐降低,黏土矿物体积分数逐渐增加,岩相呈钙质硅质混合页岩—硅质页岩—黏土质硅质混合页岩过渡。研究区的沉降中心位于长宁地区东北部,在横向上硅质页岩岩相的厚度表现为由西南至东北呈增大的趋势。硅质页岩具有高生物成因φ(硅质)、高w(TOC)、高脆性及高孔隙结构参数等特征,因此含气性最好;而黏土质硅质混合页岩中黏土矿物虽能通过成岩转化生成次生孔隙,但其塑性较高,孔隙受压实作用难以保存。此外,较高的塑性导致页岩裂缝不发育,进一步降低了储层物性,黏土质硅质混合页岩含气性较差。

渝东南南川地区五峰组—龙马溪组页岩气层地应力数值模拟及有利区预测

南川地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组作为重要的页岩气产能层,具有页岩层厚度大,埋藏较深,地应力复杂、方位变化快的特点,地应力场研究对于该区页岩气的有效开发具有重要作用。为明确研究区地应力场特征及展布,通过采用SHELLS有限元应力场模拟方法,以研究区断裂、地形、热流值、岩石物性参数和边界条件为约束,开展了南川地区五峰—龙马溪组的应力场有限元数值模拟研究。结果表明,南川地区最大水平主应力性质以挤压性质为主,总体上存在NW-SE、NE-SW、近EW和近SN四个主应力方向和区域;应变率整体以压应变为主,存在低应变率(数量级别≤-18)、中应变率(数量级别介于-18~-17.6)和高应变率(数量级别≥-17.6)三类区域及相应的NE-SW、NW-SE、SN和EW展布方向;断裂滑移速率性质总体以逆断层性质为主,速率介于0~0.0012 mm/a之间。将本次模拟的最大水平主应力方向、块体应变率和断裂滑移速率结果分别与实测的钻井最大主应力方向、黔渝地区应变率性质和数量级别、区域断裂发育等数据进行对比,展现出模拟结果与实测结果较高的数据吻合度,说明了模拟结果的准确性。最后,基于模拟结果揭示出的裂缝开启性、裂缝发育情况的信息,对南川地区裂缝储层有利发育区进行了评价,预测了Ⅰ、Ⅱ两类进一步勘探和开发的页岩气裂缝储层有利发育区块。

昭通国家级页岩气示范区五峰组—龙马溪组页岩气富集地质主控因素

昭通国家级页岩气示范区(以下简称示范区)地处四川盆地边缘,由于其具有典型“强改造、过成熟、复杂应力”的盆外山地页岩气特征,进而导致示范区页岩气富集具有复杂性。为了明确示范区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气富集主控地质因素,从沉积古地貌、岩性岩相、水文环境、储集空间以及保存条件等方面对页岩气的富集控制因素进行分析。研究结果表明:①示范区龙马溪组沉积时期古地貌具有分区分带特征,直接控制了页岩气储层在不同地貌单元内具有不同的储层品质,其中斜坡带和水下隆起区页岩储层品质相对较好;②五峰组—龙马溪组页岩岩相具有“控储控气”的特征,含黏土/灰混合质页岩(M-3)和混合质页岩(M-2)为示范区优势岩相;③五峰组—龙马溪组页岩有机质富集的关键在于水体的氧化还原保存条件;④纳米孔隙的大量发育为页岩气的富集提供了充足的储集空间;⑤良好的顶底板封盖是示范区页岩气富集的关键地质因素。结论认为,“水下古地貌是基础、有机质保存是关键、优势岩相控储控气、纳米孔隙系统发育、顶底板封盖”是示范区五峰组—龙马溪组页岩气富集的关键地质构成要素,该认识可以为我国具有类似地质条件的页岩气新区勘探提供理论指导和依据参考。

常压页岩气藏成因分析与有效开发——以四川盆地东南缘地区五峰组—龙马溪组页岩气藏为例

四川盆地东南缘(简称川东南)地区五峰组—龙马溪组发育以武隆残留向斜型常压页岩气藏和涪陵背斜型高压页岩气藏为代表的2种页岩气藏类型。基于地质工程一体化思路,利用页岩埋藏史、钻井及水平井压裂参数等资料,根据常压页岩气地质特点,开展常压页岩气藏成因分析及形成机理研究,结合2口页岩气水平井的实际生产效果,优化了常压页岩气藏压裂工艺参数,并得出结论:(1)川东南地区五峰组—龙马溪组常压页岩气藏主要经过燕山期和喜山期两期构造作用破坏调整形成;(2)构造抬升导致的页岩气逸散是形成常压页岩气的主要原因;(3)武隆常压页岩气藏与Marcellus(马塞勒斯)常压页岩气藏地质特点相似,但开发效果差异较大,压裂规模模拟表明武隆常压页岩气藏需进一步优化水平井分段压裂参数、提高单井产量、降低开发成本,有望实现有效开发。

鄂西宜昌地区五峰组—龙马溪组页岩气储层特征及其富集影响因素研究——以夷地1井为例

为了进一步探索宜昌地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气资源前景,以夷地1井为例,采用X衍射全岩分析、有机碳测试、扫描电镜和现场解析等系列实验测试方法,对五峰组—龙马溪组页岩气储层特征及富集影响因素进行研究。结果表明,夷地1井五峰组—龙马溪组富有机质泥页岩层段厚25.98 m,总有机碳(TOC)分布于0.69%~5.53%,为生烃提供了良好的物质基础;镜质体反射率(R o)平均值为2.00%,整体处于高成熟阶段,热演化程度相对适中;发育的矿物溶蚀孔隙、有机质孔隙和微裂隙为页岩气的聚集提供了主要的储集空间;五峰组和龙马溪组底部主要含气层段脆性矿物含量较高,在压裂等外力作用下容易形成裂缝,为后期压裂开采提供了有力条件;五峰组—龙马溪组页岩气总含气量最高达3.31 m^(3)/t,平均值为1.65 m^(3)/t,主要成分为甲烷。五峰组—龙马溪组页岩气富集主要与较厚的富有机质泥页岩,高TOC含量,矿物溶蚀孔隙、有机质孔隙和微裂隙发育,顶底板封堵性好,古隆起周缘构造变形弱等因素有关。研究成果进一步证实了宜昌地区具有较好的页岩气勘探开发前景,也可为该地区后续页岩气勘探开发提供重要的指导和参考作用。

鄂西宜昌地区五峰组—龙马溪组泥页岩稀土元素地球化学特征及其指示意义

页岩的沉积环境、源区背景是页岩气地质勘探评价过程中的一项重要的基础性研究工作。以鄂西宜昌地区夷地1井钻井资料为基础,系统性采集五峰组—龙马溪组泥页岩样品,并进行测试分析,总结其稀土元素地球化学特征,分析五峰组—龙马溪组沉积环境及源区背景。结果表明,五峰组—龙马溪组泥页岩的稀土元素配分模式表现为右倾,轻稀土元素分异程度高,重稀土元素分异程度较低,且呈平坦型展布;Eu具明显的负异常,Ce则表现为轻微的负异常;五峰组—龙马溪组的沉积构造背景以主动大陆边缘为主,物源构造背景揭示了扬子板块与华夏板块在其沉积期仍处于板块碰撞作用时限之内;五峰组—龙马溪组沉积母岩源自沉积岩区,且五峰组较龙马溪组物质来源更具多样性,热水活动对研究区影响有限;样品的氧化还原指标δCe(均值为0.95)和Ce_(anom)(均值为-0.04)反映了沉积时水体为缺氧还原环境,且五峰组较龙马溪组沉积环境的厌氧程度高,氧化还原条件是控制五峰组—龙马溪组有机质丰度的主要因素。

四川盆地五峰组—龙马溪组海相页岩元素地球化学特征与有机质富集的关系

选择四川盆地长宁县双河镇上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组新鲜露头剖面,对24个页岩样品进行了有机碳、硫含量和主、微量元素测试。分析了主、微量元素含量在剖面垂向上的变化特征及其与海盆古沉积环境的关系,讨论了控制四川盆地奥陶纪—志留纪页岩有机质富集的主要因素。研究结果表明:五峰组—龙马溪组底部约20 m的层段有机碳含量（TOC）较高,达2.2%7.76%,向上有机碳含量变低（0.81%1.83%）并趋于稳定。页岩的主要成分为SiO2（55.67%）、Al2O3（10.13%）和CaO（9.51%）。TiO2和Al2O3含量在剖面底部低,向上增大,指示陆源碎屑物质输入增加。富有机质页岩的SiO2和CaO含量明显高于贫有机质页岩的含量,而Al2O3、Fe2O3和TiO2含量较低;同时,在富有机质层段中氧化还原敏感元素Mo、U、V、Ni、Co、Cr和营养型元素Ba明显富集。Ni/Co、V/Cr、U/Th和黄铁矿矿化度（DOPT）指示五峰组沉积时期水体氧化还原条件变化较大,以贫氧—厌氧环境为主,龙马溪组底部水体还原性比五峰组强,为具有一定H2S含量的静海相环境,而中上部则为正常富氧环境。页岩中P和过剩钡（Baxs）含量指示五峰组—龙马溪组沉积期具有高生产力特征,且TOC与氧化还原指标呈正相关关系,表明有机质含量的变化主要受控于氧化还原环境。Mo/TOC与DOPT图解表明控制龙马溪组页岩微量元素富集的主要因素是氧化还原条件,而控制五峰组的则是水体滞留。龙马溪组有机质的富集主要是由海平面升降造成的海水缺氧程度所控制,而五峰组主要是水体滞留造成的海底缺氧使有机质得到了较好的保存。

四川盆地及其周缘五峰组—龙马溪组黑色页岩特征

从源岩到储层的思路,探讨了四川盆地及其周缘上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组沉积特征、储层特征及含气性特征。通过对野外露头样品进行地球化学分析、矿物学分析和等温吸附实验,表明五峰组-龙马溪组:①下段黑色页岩段沉积环境为深水陆棚;②岩性有硅质岩、黑色页岩、粉砂岩、生物灰岩及斑脱岩等5种;③下段黑色页岩段有效页岩厚度达到50m,TOC质量分数平均值为3.81%,成熟度平均值为1.62%,脆性矿物中石英的质量分数平均值为54.94%,从底到顶石英含量与TOC含量成正相关;④微孔可分为粒间孔、粒内孔、有机质孔及微裂缝4类,最具油气意义的是有机质孔和黏土片间孔;⑤吸附量Langmuir体积参数介于1.52～3.01cm3/g之间,均值为2.33cm3/g,黑色页岩中的有机质微孔是控制含气量的主要因素。

四川盆地五峰组—龙马溪组页岩岩相及储集空间特征

以四川盆地东南缘奥陶纪末至志留纪初的深水沉积五峰组—龙马溪组页岩为研究对象,在野外剖面考察和岩石薄片鉴定的基础上,通过电子显微镜观察、矿物含量分析等,剖析五峰组—龙马溪组页岩的矿物学特征、岩相特征和储集空间类型,并讨论页岩储集性能的控制因素。研究区页岩矿物成分以碎屑石英和黏土矿物为主,含有长石、方解石、白云石、黄铁矿等;存在炭质页岩、硅质页岩、粉砂质页岩、钙质页岩和普通页岩等5种岩相;发育构造张裂缝、构造剪裂缝、层间页理缝、黄铁矿孔隙、黏土矿物晶间微孔及微裂缝、石英颗粒边缘微裂缝和有机质孔隙等7种页岩气储集空间。储集空间发育主要受矿物成分、岩相类型、有机碳含量、有机质成熟度以及成岩作用的影响。

四川盆地五峰组—龙马溪组页岩气优质储层发育模式及识别评价技术

2012年,中国在四川盆地设立了第一批国家级页岩气示范区,历经10年建设、实践,在四川盆地落实了10×10m^(3)级海相页岩气大气区,页岩气跨入了规模效益勘探开发新阶段。为系统总结页岩气勘探开发成果,为深层页岩气以及其他地区页岩油气的勘探开发提供借鉴和参考,以盆地重点井的电性、岩相、储层参数、微观孔隙等分析为基础,系统总结了五峰组—龙马溪组页岩气优质储层主要特征、发育模式和识别评价关键技术。研究结果表明:(1)富生物硅质页岩、钙质页岩及其混合质页岩相是优质页岩气储层的主要岩相类型,形成于半深水—深水陆棚相;横向展布受古地貌控制,纵向发育受物源、氧化还原条件及古生产力等影响,厚度为25~90 m。(2)页岩气优质储层发育有机质孔隙、无机质孔隙及微裂缝(包括纹/层理缝);有机质孔隙是重要储集空间之一,微裂缝既是不可或缺的储集空间也是重要的产出通道;页岩气储集空间总体是微—纳米级孔隙,宏孔对富集起重要作用。(3)提出了3种优质储层发育模式;沉积型是基础,龙马溪组底部笔石带高U/Th层段多发育优质储层,其厚度主要受古地貌控制,坳陷区域的厚度更大;成岩型包括同生—早成岩期刚性支撑、中—晚成岩期矿物—有机质转化和超压缓解压实3种形式;构造改造型以微裂缝优质储层为主;(4)页岩气优质储层识别评价的核心技术有大尺度岩心与岩石薄片观察、高精度岩石矿物识别、含气量实验测试与模拟、扫描电镜微观表征、三维微观孔隙重构、地球物理综合解释与预测、大数据分析等。结论认为,近10年的示范区建设研究和实践成果可深化我国页岩气优质储层认识、推动页岩气储层相关理论技术有效发展、提高页岩气“甜点区/段”预测精度、扩大示范区页岩气勘探开发成效。

四川盆地及其周缘五峰组—龙马溪组与筇竹寺组页岩含气性差异及成因

四川盆地及其周缘五峰组—龙马溪组页岩和筇竹寺组页岩是同时期进行页岩气勘探开发的2套重点层位,五峰组—龙马溪组页岩气勘探取得了重大突破,而筇竹寺组页岩气勘探效果却不理想。利用四川盆地及其周缘野外露头资料、已钻页岩气井生产资料以及前人研究成果,总结了四川盆地及其周缘海相页岩的地质特征,并分析了五峰组—龙马溪组页岩与筇竹寺组页岩的含气性差异及其主要原因。研究认为,四川盆地及其周缘海相页岩最显著的特征为"高演化"和"强改造",这与北美海相页岩差异明显。统计大量页岩气井生产情况发现,五峰组—龙马溪组页岩产气情况明显好于筇竹寺组页岩。筇竹寺组页岩压力系数较低,有机孔发育程度较差,相邻储层沥青分布广泛,这些都证实了桐湾期不整合面对筇竹寺组页岩含气性的破坏作用。震旦系顶桐湾期不整合面形成的排烃"通道"从生烃期开始的长期排烃,使层内残留烃量减少,是筇竹寺组页岩含气性较差的主要原因。