四川盆地南部向斜区二叠系岩溶孔隙型石灰岩储层成因与天然气勘探新领域

随着油气勘探程度不断提高,勘探方向逐渐从构造高部位往向斜区拓展。但是,传统认识认为向斜区岩性一般较致密,寻找向斜区优质储层成为其油气获得勘探突破的关键因素之一。为此,以四川盆地南部向斜区中二叠统茅口组石灰岩为例,基于钻井岩心、薄片、测井以及地球化学等资料综合分析,开展了向斜区孔隙型石灰岩储层特征及成因研究,并建立了储层发育模式,指出了天然气勘探新方向。研究结果表明:(1)四川盆地南部向斜区茅口组发育岩溶孔隙型碳酸盐岩储层,储层岩性主要为泥晶—亮晶生屑石灰岩和亮晶生屑石灰岩,储集空间主要为生物体腔孔、生物铸模孔及粒内溶孔等组构选择性溶蚀形成的孔隙;(2)研究区茅口组储层平均孔隙度为4.07%,平均渗透率为0.273 mD,孔隙度与渗透率有明显的正相关关系,为典型的孔隙型储层;(3)茅口组储层段的铝、钪、锆及总稀土元素含量较低,锰和铁含量也较低,碳同位素值位于中二叠世海水沉淀方解石碳同位素值分布范围内,氧同位素呈现出一定的负偏;(4)茅口组岩溶孔隙型储层的形成与沉积期微地貌及高频层序控制的准同生期岩溶有关,溶蚀流体主要为大气淡水。结论认为,岩溶孔隙型储层在盆地内普遍发育,且该类储层远离不整合面,受沉积古地貌、沉积相带控制的准同生期岩溶改造,因此,天然气勘探思路需要向“有利沉积相带规模控储”方向转变,向斜区将是盆地内未来天然气勘探的重要新领域。

四川盆地南部下寒武统筇竹寺组页岩孔隙结构特征与页岩气赋存模式

近年来,四川盆地南部地区(以下简称川南地区)下寒武统筇竹寺组页岩气勘探开发取得了实质性的突破,但是,关于筇竹寺组页岩气储层孔隙结构特征及其对页岩气赋存模式影响的研究还较为薄弱。为此,以川南地区W207井筇竹寺组页岩为例,以总有机碳含量(TOC)不小于1.0%为界,将筇竹寺组页岩划分出4个高有机碳页岩层段(H1—H4层),并基于大视域扫描电镜、流体注入法孔隙定量表征、三维分子结构建模与分子模拟等方法,研究了不同富有机质层段页岩孔隙特征,并着重分析了H3层页岩孔隙发育特征与页岩气赋存模式。研究结果表明:(1)筇竹寺组页岩纵向上孔隙发育差异较大,其中H3层页岩孔隙系统最为有利,发育粒缘缝—有机质纳米连通孔隙—有机质基质分子内孔隙3级孔隙网络,其矿物粒缘缝与有机质纳米孔隙提供了较大的游离气储集空间,页岩有机质分子结构中普遍发育微孔,提供了较大的吸附空间;(2)微孔对总吸附量的贡献随压力增高而降低,但在30.0 MPa时仍贡献了56%以上的总吸附气量;(3)高温高压下(30.0 MPa、70℃),页岩中游离气甲烷含量占总含气量的57%,当压力由30.0 MPa降低至16.5 MPa,游离气贡献总开采气量超过80%;(4)粒缘缝、有机质纳米连通孔隙和有机质基质分子内孔隙良好的配置关系为页岩气富集及开发提供了良好的连通体系,远离风化壳的超压层段有利于页岩孔隙发育。结论认为,川南地区筇竹寺组H3层页岩孔隙系统发育,具备页岩气高产地质条件,是筇竹寺组下一步重点关注层段,在此基础上寻找远离风化壳、孔隙发育的超压页岩储层是筇竹寺组选区选层的关键。

四川盆地南部中二叠统茅口组岩溶古地貌恢复及特征

岩溶古地貌是含油气盆地沉积微相类型、分布范围及储层发育的主控因素,恢复岩溶古地貌对指导油气勘探至关重要。基于钻井、测井及地震等资料,采用沉积速率法和地层厚度对比法对四川盆地南部地区中二叠统茅口组顶部不整合界面的剥蚀厚度进行了精确计算,并根据剥蚀厚度的地区差异及古地貌指示,对岩溶古地貌单元进行了进一步划分。研究结果表明:①四川盆地南部中二叠统茅口组顶部主要发育平行不整合,仅在局部地区形成角度不整合。早中二叠世,上扬子地台内部沉积稳定,构造运动较弱,沉积速率法与地层厚度对比法相对更适用于研究区的岩溶古地貌恢复。②研究区中二叠统茅口组顶部剥蚀厚度为0~120m,其中北部剥蚀最强烈,如LG1井区、W4井区代表了岩溶古地貌地势的最高位置,向东南方向剥蚀强度逐渐减弱,地势逐渐降低;剥蚀最薄弱地区位于LS1井东北部,代表了岩溶古地貌地势的最低位置,整体呈现北部高,南部低,东北部最低的地貌格局。③研究区茅口组古地貌特征控制了岩溶作用的发育强度,可划分为岩溶高地、岩溶斜坡、岩溶盆地等3个二级岩溶古地貌单元以及溶峰盆地、溶丘洼地、丘丛谷地、丘丛洼地、丘丛沟谷、峰林平原、残丘平原等7个三级古地貌单元,其中岩溶斜坡易形成良好的储集空间,为油气圈闭的形成奠定了良好的基础,是下一步有利勘探方向。

四川盆地南部泸州—云锦地区走滑断裂构造变形特征

以多重滑脱褶皱冲断构造为主要变形的泸州—云锦地区同样发育走滑断裂。逆冲构造和走滑断裂的分类、分期厘定对于重新认识泸州—云锦地区的断裂系统具有重要意义。以泸州—云锦地区的高精度三维地震数据、钻测井数据为基础,通过平面—剖面结合精细构造解析和井—震标定分析,获得如下认识:1)北东向、北西向、近南北向等不同走向、不同级别的逆断层和褶皱带叠加、复合变形,构成了泸州—云锦地区网状的多重滑脱冲断褶皱构造变形系统。2)区内主要发育4条走滑断裂带,断层对关键界面的改造呈现出微小伸展地堑的变形特征,在剖面上则主要表现出“Y”字形负花状构造的变形样式。其中,蜀南1号走滑断裂带近南北走向,在左旋剪切作用下形成;蜀南2号、3号走滑断裂带由多条次级断层带或小型正断层左阶斜列构成,形成于右旋剪切背景。蜀南1号、蜀南2号、蜀南3号走滑断裂带均形成于二叠系沉积前(相当于泥盆纪—石炭纪)。蜀南4号走滑断裂带则呈北东走向,主体沿着背斜带的脊部发育,在右旋剪切作用下发育,形成于二叠系沉积后(相当于早-中三叠世)。蜀南4号断裂带、蜀南3号断裂带的局部区段以及主体发育在二叠系—三叠系内的逆冲断层,对志留系、二叠系、三叠系的多套源储组合具有良好的沟通作用;同时,它们对断控缝洞型储集层的形成具有积极影响,利于二叠系栖霞组、茅二段、嘉陵江组等多层系的油气聚集成藏。

页岩气运移证据及其动态富集模式——以四川盆地南部深层页岩气为例

页岩气存在运移现象,但页岩气运移现象对页岩气富集的影响尚不明确。为了查明深层页岩气运移证据及其富集模式,以四川盆地南部下志留统龙马溪组深层页岩气藏为例,基于页岩气藏天然气地球化学特征、赋存于顺层低角度裂缝中方解石脉包裹体特征、储层孔隙结构,查明了页岩气运移通道及运移能力,并结合典型气藏解剖,划分了龙马溪组页岩气动态富集模式。研究结果表明:①页岩气藏流体势场指示运移方向与气体组分指示方向一致,表明页岩气存在运移现象,且赋存于顺层裂缝中的流体包裹体揭示了研究区龙马溪组页岩气存在2期运移,分别发生在生烃高峰和后期抬升阶段;②现今研究区龙马溪组页岩储层存在满足页岩气运移的孔隙,且龙马溪组页岩孔隙以满足菲克扩散的孔隙为主,其次为满足滑脱渗流的孔隙和满足达西渗流的孔隙;③页岩气运移对页岩气富集具有重要的影响,研究区可划分出高抬升过渡带富集型、断裂散失背斜过渡带富集型、断裂散失向斜核部富集型、高部位富集型、弱运移能力断裂散失型5种页岩气动态富集模式。结论认为,在地质历史时期,页岩气存在运移现象,多期次的运移现象决定了现今的页岩气富集程度与富集区的优选。

基于拓扑分析的断层连通性定量评价及其油气地质意义——以四川盆地南部H井区为例

受多期次构造叠加改造作用影响,四川盆地南部地区(以下简称川南地区)深层页岩气储层中发育大量的中小尺度断层,定量评价断层网络结构和平面连通性对川南地区深层页岩气的勘探开发具有重要意义。为此,以该地区H井区为例,在三维地震精细刻画H井区深层页岩储层的中小尺度断层的基础上,基于拓扑学理论开展了该井区页岩储层断层网络拓扑结构分析和断层平面连通性评价,并结合已有页岩气井测试产气量进行关联性分析,定量评价了断层网络拓扑结构和平面连通性对页岩气富集的控制作用。研究结果表明:(1)断层节点和分支在空间上具有明显的差异性分布特征,且与构造走向具有较高的吻合度,呈北东—南西向条带状展布,并集中分布于3个狭长背斜带,3个向斜区分布较少。(2)不同构造部位的断层平面连通程度存在显著差异,背斜区平面连通性普遍较好,向斜区平面连通性较差;西部背斜带北段连通性最好,东部背斜带连通性次之,中部背斜带连通性最差;东部背斜带北段连通性较好,南段较差。(3)页岩气测试产量与断层平面连通性之间具有显著的相关性,随着断层平面连通性的增强,页岩气测试产量呈先升高后降低的趋势,反映连通性高值区和低值区均不利于页岩气富集。结论认为,该认识对中小断层连通性评价具有重要价值,也对深层页岩气的勘探开发有较高的实用价值。

须三段及须五段储层特征研究:以四川盆地南部X区块为例

四川盆地南部X区块须家河组须三段、须五段烃源岩厚度大,沉积微相以水下分流河道、浅湖泥和席状砂为主,勘探开发潜力大。综合利用铸体薄片镜下观察、扫描电镜、物性分析等资料,对四川盆地南部X区块须家河组的储层特征进行了研究。研究结果表明:研究区须三段砂岩类型主要为岩屑长石砂岩和亚长石砂岩,须五段砂岩类型主要为长石岩屑砂岩;须家河组储层孔隙类型主要为粒内溶孔、粒间溶孔和裂缝;须三段平均孔隙度为1.36%,平均渗透率为1.87 mD,须五段平均孔隙度为2.59%,平均渗透率为0.15 mD,须三段、须五段为典型的低孔低渗致密砂岩储层。

四川盆地南部地区页岩气开发及其减污降碳再认识

为助推中国页岩气持续高质量发展,在溯源页岩气环境争议的基础上,结合四川盆地南部地区(以下简称川南)十余年来页岩气开发实践,总结了国内对页岩气开发生态环境影响的新认识,系统介绍了中国自主创新形成的页岩气清洁开采技术,并指明了下一步技术发展的方向。研究结果表明:①页岩气环境问题的广泛关注始于2009—2011年,经过激烈讨论,美国学术界主流意见认为,页岩气开发存在生态环境风险,但通过合理取水、确保井筒质量、妥善贮存和处置压裂返排液及钻井固体废物等措施可有效防范;②页岩气开发对中国温室气体排放量贡献有限,不会必然污染地下水环境,绿色开发应重点关注低碳钻井和压裂、废弃物处置、地下水保护等方向;③“电代油”钻井和压裂实现了施工过程无直接温室气体排放,川南页岩气压裂返排液在处理回用基础上已实现处理外排,油基岩屑处置对规模开发的制约也因热脱附技术的进步而突破;④页岩气清洁开采技术仍应在深度降碳、稳定减污、持续增效等方面开展技术创新和管理创新工作。结论认为,基于10余年来对中国页岩气开发生态环境保护的探索与再认识,可为中国未来页岩气绿色高效开发提供有益参考和借鉴。

四川盆地南部龙马溪组页岩气藏井壁强化钻井液技术

四川盆地南部地区(以下简称川南)页岩气资源丰富,历经十余年研究与实践,目前已经实现了页岩气规模化和商业化开发,但是在钻进下志留统龙马溪组目的层时井下复杂严重且发生频繁、事故多、起下钻趟数多、耗时长,是至今仍然没有能够很好解决的重大钻井技术难题。为了降低开发综合成本、大幅度缩短钻完井周期从而使页岩气开发具有显著的经济效益,最有效的途径之一就是形成适用的页岩气藏井壁强化钻井液技术。为此,通过研究页岩地层岩石物性及特征,发现钻井液对地层微纳米裂缝封堵能力不足导致滤液侵入是致使该区龙马溪组页岩气藏井壁坍塌失稳的主要原因之一;针对上述情况,制备纳米封堵剂高质量本征态石墨烯纳米片,并提出了二维纳米石墨烯片界面强吸附黏着封堵理论;进而基于紧密堆积原理优选了适用于粒度级配的微米刚性封堵剂,形成了适用于川南龙马溪组页岩气藏井壁强化钻井液技术。现场应用结果表明,该技术在稳定井壁和强化井壁方面具有突出的效果,并且所研制的钻井液综合性能均优于现场井浆。结论认为,该项研究成果为实现该区页岩气效益开发提供了技术支撑。

海相黑色页岩甜点类型、特征及页岩气勘探意义——以四川盆地南部五峰组—龙马溪组为例

黑色页岩甜点类型、识别标准及分布规律直接影响勘探层位优选及钻井靶点设计。为此,以四川盆地南部(以下简称川南地区)上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组海相黑色页岩为例,结合岩石学、层序地层学等理论,综合分析了相对海平面变化、裂缝类型与页岩储层品质之间的关系。研究结果表明:①川南地区五峰组—龙马溪组黑色页岩可划分出沉积型和裂缝型2类甜点,其中,沉积型甜点细分为早期海进型、快速海进型、晚期海进型和近滨海进型4类,裂缝型甜点分为网状微裂缝型和网状宏观裂缝型2类。②早期海进型和近滨海进型以半远洋沉积为主,粉砂和黏土混杂堆积,TOC较低;快速海进型以远洋沉积为主,微晶石英发育,TOC高,有机孔发育;晚期海进型以等深流沉积为主,TOC偏低,无机孔相对发育。③裂缝型甜点储层宏观裂缝和微裂缝发育,但基质孔隙度和渗透率不一定高。④早期海进型甜点分布于笔石带WF2—WF3,快速海进型甜点分布于笔石带LM1,晚期海进型甜点分布于笔石带LM2—LM4及LM5,近滨海进型甜点分布于笔石带LM1—LM4,网状微裂缝型甜点主要分布于笔石带LM1,网状宏观裂缝型甜点的分布受断层规模和构造转换带变形程度控制。⑤笔石带LM6—LM8黏土矿物含量高、成岩收缩缝发育的位置可形成网状微裂缝型甜点;构造转换带与调节带具有弱变形与弱改造特征,网状宏观裂缝发育,可形成网状宏观裂缝型甜点。结论认为,川南地区快速海进型和近滨海进型甜点勘探已取得重大突破,早期海进型和晚期海进型是下一步勘探的重要目标;以沉积学及裂缝特征为判识依据的甜点类型划分为页岩气深化勘探和效益开发提供了理论支撑。

海相页岩有机质碳化的电性证据及其地质意义——以四川盆地南部地区下寒武统筇竹寺组页岩为例

寻找一种能够有效表征海相页岩有机质碳化现象的可靠证据,是当前开展古老地层页岩气选区面临的重大科学问题。为此,以钻井岩心、测井和分析化验资料为基础,通过对比分析四川盆地南部地区下寒武统筇竹寺组、下志留统龙马溪组2套富有机质页岩的电性特征,探索研究了筇竹寺组页岩有机质碳化现象及其对页岩气赋存条件的影响。获得以下认识:1电性实验证实,川南地区筇竹寺组富含有机质页岩已出现有机质碳化特征,根据极高成熟度、富有机质页岩的干岩样低电阻率特征和井下超低电阻率测井响应特征,能够直观判断有机质的碳化程度、评价烃源岩质量;2川南南部长宁地区筇竹寺组页岩表现为干样低电阻率和低—超低测井响应特征,有机质已出现严重碳化现象,威远地区筇竹寺组页岩电阻率曲线基本正常,石墨化程度介于龙马溪组和长宁筇竹寺组之间;3中高电阻率页岩在生气潜力、基质孔隙发育程度和对天然气吸附能力等方面明显优于超低电阻率页岩;4川南北部犍为—威远—潼南地区富有机质页岩具有中—高电阻率特征,钻井已获工业气流,为筇竹寺组页岩气勘探开发的有利区。

四川盆地南部中二叠统茅口组古岩溶地貌恢复及其石油地质意义

中二叠统茅口组是四川盆地南部重要的天然气产层之一。在中二叠世末期由东吴运动引起的地层暴露和风化淋滤的影响下,茅口组海相碳酸盐岩发育了风化壳岩溶型储层,但其岩溶古地貌迄今未得到准确恢复,影响了对茅口组碳酸盐岩储层分布的正确认识。本文以录井、测井及岩心等资料的综合分析为依托,通过地层精确划分、对比以及等时地层格架的建立,在茅口组顶部侵蚀面上、下地层中优选并确定了长一段顶面和茅三段底面两个全区稳定分布的、近等时的地层界面作为恢复岩溶古地貌的基准面。在分别编制研究区残余地层等厚图和印模地层等厚图的基础上,采用残余地层厚度法和印模地层厚度法,运用Surfer软件分别恢复了研究区龙潭组沉积前的岩溶古地貌和长一段沉积后茅口组顶部潜山地貌。这两种方法恢复的茅口组顶部古地貌所反映的地形起伏变化和总体格局基本一致,可以划分出岩溶台地、岩溶斜坡和岩溶盆地3个二级地貌单元以及溶丘、残丘、丘丛、浅洼、浅谷等次一级地貌单元。指出岩溶台地主要以泸州古隆起为核心向四周展布,整体地势较平缓,山体多呈圆丘状,低矮坡缓,不发育峰丛地貌;岩溶斜坡分布于岩溶台地外围,其中的岩溶缓坡主要展布于研究区北部和东部,岩溶台地西缘则表现出岩溶陡坡地貌;岩溶盆地分布于研究区西南部的宜宾、沐川、绥江等地区,地势平坦,以平原地貌为主。茅口组岩溶古地貌单元与大型储集空间及油气产出状况关系的分析表明,岩溶古地貌控制了岩溶型储层的发育与分布,进而控制了天然气产量的分布。指出岩溶缝洞型储层在岩溶台地和岩溶斜坡上基本同等发育,岩溶台地为重点勘探的有利区带,岩溶陡坡带则是最有利的勘探区带。

四川盆地南部下志留统龙马溪组页岩孔隙结构特征

页岩的孔隙结构特征对页岩气的储集和运移有着显著的影响。不同的孔隙结构表征技术往往适用于特定的孔隙尺寸范围,而由于页岩孔径大小变化范围较大且发育大量的纳米级孔隙,对其孔隙结构进行合理的表征十分困难。为此,综合利用低压N_2吸附法、高压压汞法以及岩心核磁共振法对四川盆地南部下志留统龙马溪组页岩的孔隙结构特征进行了深入研究,探讨了影响孔隙发育的主要因素。结果表明：①该区龙马溪组页岩孔隙形状复杂,孔径分布普遍具有双峰或三峰特征,主要发育孔隙直径介于0~10 nm的微孔和中孔,也有少量大孔和微裂缝发育;②页岩样品的矿物成分以石英和黏土矿物为主,而后者是页岩微孔和中孔发育的主要贡献者,其含量与岩样微孔体积和中孔体积均具有正相关性;③此外,有机碳含量也是控制该区泥页岩孔隙发育的主要因素之一,主要通过有机质热演化生烃作用影响孔隙的发育;④目前的测试手段难以对直径小于2 nm的孔喉进行准确测试,这也是未来攻关的技术难点。

四川盆地南部威荣、永川地区深层页岩气勘探开发进展、挑战与思考

中国3 500 m以浅的页岩气已实现了效益开发,并形成了较完善的地质理论和一系列勘探开发技术。对于3 500 m以深的深层页岩气,虽然地质参数整体优良,但工程地质条件变差,有效开发难度大。为了进一步提高深层页岩气勘探开发效益,以四川盆地南部威荣、永川地区深层页岩气为例,在对比中深层页岩气地质—工程参数特征的基础上,归纳总结了该区深层页岩气在地质、钻完井、压裂、采输等方面的技术进展,剖析了深层页岩气勘探开发面临的问题与挑战,并预测了未来发展方向。研究结果表明:(1)深层页岩在地球化学指标、脆性矿物含量、孔隙度及含气性等基础地质特征方面与中深层页岩相似,但工程地质特征更复杂,具有地应力高、水平应力差高、塑性高、地层压力高的“四高”特征;(2)深层页岩裂缝总体欠发育,地应力复杂,有效改造体积偏小,以致气井初期产能低、递减快、最终可采气量低、返排液高,制约了深层页岩气效益开发;(3)深层页岩气勘探开发已在甜点评价与预测、建模—压模—数模一体化、优快钻完井、体积压裂、“三精”生产管理、集约化采气等方面形成了关键配套技术;(4)目前深层页岩气勘探开发主要面临套变、压窜以及改造效果不理想等方面的难题,需持续做好地质评价、建模—数模、钻井、压裂以及采输等技术攻关。结论认为,已形成的深层页岩气勘探开发关键技术对提升中国页岩气保障能力具有重大意义,但深层页岩气勘探开发面临的理论认识与工程工艺技术创新是一个长期的过程,需长期投入、循序渐进攻关,才能实现深层页岩气的规模效益开发。

四川盆地南部下寒武统筇竹寺组页岩沉积微相研究

页岩气是我国未来一个重要的且比较现实的非常规油气资源,加强该领域的基础研究对页岩气油气成藏理论创新、页岩气开采技术运用和资源量的准确计算都非常必要。因此,本文运用野外露头资料、钻取岩芯和测井资料,以及页岩有机地球化学分析化验结果等大量第一手资料,通过详细分析四川盆地南部下寒武统筇竹寺组页岩沉积微相特征及其含气性特征,并结合研究区沉积相标志和测井相特征,明确指出泥质深水陆棚微相是四川盆地南部下寒武统筇竹寺组优质页岩最有利沉积微相带。

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δ13C为-28.0‰^-23.5‰),有机质成熟度达高—过成熟阶段(Ro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。

四川盆地南部龙马溪组页岩气储集层地质特征及高产控制因素

四川盆地南部地区(简称"川南地区")海相页岩气资源潜力巨大,目前埋深2 000~3 500 m的中浅层优质页岩气资源已实现有效开发,埋深3 500~4 500 m的深层页岩气也取得了战略突破。通过系统总结川南地区下志留统龙马溪组页岩气勘探地质认识,重点分析了川南地区页岩气高产的关键因素,提出了下一步的勘探方向。研究表明:①海相陆棚沉积环境水体相对深度控制储集层发育和分布。深水陆棚的相对深水区发育Ⅰ类储集层且连续厚度更大。海相陆棚沉积环境水体相对深度可以用氧化还原条件来确定,铀、钍质量比大于1.25时为缺氧还原环境,水体为相对深水区。铀、钍质量比为0.75~1.25时为弱还原弱氧化环境半深水;铀、钍质量比小于0.75时为强氧化环境相对浅水。②页岩储集层压裂改造支撑缝高一般为10~12 m,若Ⅰ类储集层连续厚度大于10 m,支撑段则均为优质储量,钻遇Ⅰ类储集层连续厚度越长,产量越高。③川南地区3 500~4 500 m深层页岩气具有地层压力大、压力系数高、孔隙保存好、孔隙结构优以及游离气占比大的特征,是页岩气勘探最有利的新领域,压力系数大于1.2是页岩气井获得高产的必要条件。④深层页岩气建产区高产井模式为龙一11—龙一13小层厚度大于10 m区域,水平段长1 500 m,Ⅰ类储集层钻遇率超过90%,应采用密切割+高强度加砂+大排量+大液量的主体工艺技术。⑤深水陆棚内相对深水区与3 500~4 500 m埋深区域在川南地区表现出较好的重合,重叠区域是今后川南地区页岩气最有利的勘探开发区带。通过理论技术进步,川南地区页岩气有望实现年产450×10~8 m^3的目标。

四川盆地南部构造变形特征及其与页岩气保存条件的关系

复杂多变的构造作用是影响四川盆地南部(以下简称川南地区)下志留统龙马溪组页岩气保存条件的主要原因之一。为了进一步明确该区各类构造变形的特征及其与龙马溪组页岩气保存条件的关系,依据地震、露头和钻井等资料划分了构造带,分析了构造变形、演化与构造的主控因素,预测了页岩气保存的有利区。研究结果表明:①川南地区可划分为基底逆冲构造带(齐岳山、大娄山的山前带)、盖层滑脱构造带(齐岳山、大娄山和华蓥山之间的区域)和基底升降构造带(华蓥山南段以西区域),分别具有“双滑脱层、基底逆冲断层”“三滑脱层、坡坪式断层”“深层伸展、浅层挤压”的剖面结构特征;②志留纪末形成二叠系与志留系之间的不整合,晚侏罗世至早白垩世齐岳山至川东地区NE—SW向构造开始发育,晚白垩世大娄山及其北部地区近E—W向构造开始发育,新生代赤水地区及其北部形成近S—N向构造;③川南地区构造的形成与滑脱层的分布和变形层系的受力方式有关,滑脱层主要为中—下寒武统膏盐岩、龙马溪组泥页岩和下三叠统嘉陵江组膏盐岩,变形层系的受力方式取决于基底及其活动方式;④基底逆冲构造带除了盆缘水平挤压外,垂向隆升强且中—下寒武统膏盐岩较薄,部分规模较大的基底断层断穿了膏盐岩。结论认为:①基底逆冲构造带中,断层常断穿龙马溪组,高角度裂缝发育,构造变形强,宽缓褶皱、断背斜的倾没端和单斜的缓斜坡为页岩气保存的有利区;②盖层滑脱构造带中,断层通常不断穿龙马溪组,以低角度裂缝为主,页岩气总体保存条件好;③基底升降构造带中,构造变形弱,页岩气保存条件好。

四川盆地南部中二叠统茅口组二段沉积微相研究

四川盆地南部钻揭茅口组的井数众多,但时间跨度大、资料品质差,可用的取芯资料少,难以满足沉积微相研究的需要。论文以四川盆地南部中二叠统茅口组二段为例,通过仅有的10口井的岩芯观察和薄片分析发现,茅二段A、B、C亚段均存在一套层位稳定的薄层至块状的浅灰—灰色亮晶生屑灰岩构成的生屑滩,并具有多个向上变浅和变粗序列的薄滩体垂向上频繁叠置、单滩体厚度一般较小(小于3 m)、少见同生期暴露等典型特征;伽马测井响应上,该套多旋回叠置的薄滩体呈现总体高背景下的低值的综合响应,因而难以利用测录井资料准确识别和统计颗粒滩的厚度。进一步分析发现,碳酸盐岩台地内部的非暴露浅滩发育时期,颗粒滩发育于微地貌高地、并具有相对更大的沉积速率,因而颗粒滩发育期形成的等时地质体厚度可近似反演沉积期微地貌的相对高低,并在分析等时地质体厚度或沉积微地貌与风化壳岩溶储层发育关系的基础上,指出了区内高能生屑滩主要在泸州—江津、自贡—大足以及青神—资中一线呈带状分布,受控于泸州古隆起雏形和乐山—龙女寺继承性古隆起。结果表明沉积期微地貌恢复对于钻探程度高、资料品质差的盆地老区的沉积微相研究具有重要意义,并对储层预测和深化老层的开发潜力研究具有重要参考意义。

有机质石墨化及其对页岩气储层的影响——以四川盆地南部海相页岩为例

页岩气是中国实现能源转型和碳中和的重要过渡能源,已有的勘探开发实践表明有机质石墨化会给页岩气勘探带来风险。为了明确有机质石墨化对页岩气储层的影响,以四川盆地南部下志留统龙马溪组和下寒武统筇竹寺组页岩为例,利用激光拉曼光谱、高分辨率透射电镜、气体吸附、高压压汞及核磁共振等技术开展了页岩有机质石墨化系统的测试与分析,对比分析了有机质石墨化样品与未石墨化样品的储层特征,探讨了有机质石墨化对储层影响的机理。研究结果表明:(1)威远、泸州地区W202、L205井龙马溪组页岩和W201、W207井筇竹寺组页岩尚未进入石墨化阶段,长宁地区N206井筇竹寺组页岩激光拉曼谱出现明显的G’峰,已进入有机质石墨化阶段;(2)有机质石墨化页岩样品孔隙度普遍低于3%,微孔、介孔、宏孔体积均大幅度减少,比表面积大幅度下降,介孔成为有机质石墨化样品比表面积的绝对贡献者,占总比表面积的89.25%;(3)页岩有机质石墨化后,有机质孔发育程度大幅度降低,无机质孔隙成为有机质石墨化页岩孔隙的主体,占比高达91.8%;(4)页岩有机质石墨化导致生烃能力衰竭,侧链、杂原子脱落,芳香核缩聚与进一步定向排列,破坏了孔隙保存的机械和化学机制。结论认为,有机质石墨化对页岩气储层物性具有破坏性作用,因此在页岩气勘探中要明确有机质石墨化在优质页岩段的空间分布范围,进而规避勘探风险。