东濮凹陷文23气藏成藏条件分析

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页岩气及其成藏条件概述

页岩气及其成藏条件概述 2010年7月,在四川川南地区中国石油集团公司第一口页岩气井(威201井)顺利完成加砂压裂施工任务,标志着中国石油集团公司进入了页岩气的实战阶段。页岩气是一种非常规天然气资源,其储量巨大,有关统计表明全球页岩气资源量约为456.24×1012m3。较早对页岩气进行研究的是美国和加拿大,这些国家在勘探和开发中都取得了丰富的成果,形成了较为完备的页岩气系统理论,进入了快速的发展阶段;而我国对页岩气的勘探开发还在初级阶段,研究相对程度相对落后,但我国页岩气资源量也十分丰富(预测为30-100×1012m3)。据有关专家介绍,随着我国经济发展对油气资源的需求,页岩气将是我国今后油气资源勘探和开发的重点。 1 页岩气及其特点 1.1 页岩气储量 从世界范围来看泥、页岩约占全部沉积岩的60%, 表1 世界较大页岩气储量地区表(×1012m3) 其资源量巨大。全球页岩气资源量为456.24×1012m3,主要分布在北美、中亚和中国、中东和北非、太平洋地区、拉美、前苏联等地区(表1) 在我国的松辽盆地白垩系、江汉盆地的第三系、渤海湾盆地、南华北、柴达木以及酒泉盆地均具有页岩气资源的分布。其中,四川盆地的古生代海相沉积环境形成的富有机碳页岩与美国东部的页岩气盆地发育相似。仅四川川南威远、泸州等地区的页岩气资源潜力(6.8-8.4×1012m3),相当于整个四川盆地的常规天然气资源的总量。 1.2 页岩气及特点 页岩是由固结的粘土级的颗粒物质组成,具有薄页状或薄片层状的一种广泛分布的沉积岩。页岩致密且含有大量的有机质故成暗色(如黑色、灰黑色等)。在大多数的含油气盆地中,页岩既是生成油气的烃原岩也是封存油气的盖层。在某些盆地中,如果在纵向上沉积较厚(几十米-几百米),横向上分布广泛(几百-几万平方公里)的页岩同时作为了烃原岩和储集岩,且在其内聚集了大量的天然气,那就是页岩气。 所谓页岩气是指富含有机质、成熟的暗色泥页岩,因热作用和生物作用而形成了大量储集在页岩裂缝、孔隙中的且以吸附和游离赋存形式为主的天然气。与常规储层天然气相比,页岩气具有独特的特点(表2)。表2 常规储层天然气与页岩气对比表 成因类型热成因、生物成因及石油裂解气热成因、生物成因

页岩气特点及成藏机理

页岩气特点及成藏机理 ---陈栋、王杰页岩气作为一种重要的非常规油气资源,随着能源资源的日益匮乏,作为传统天然气的有益补充,其重要性已经日益突出。随着国家新一轮页岩气勘探开发部署的大规模展开,正确认识和掌握页岩气的成因、成藏条件等知识,对于今后从事页岩气现场录井的工作人员提高录井质量具有较好的指导意义。 1.概况 页岩气(shale gas)是赋存于富有机质泥页岩及其夹层中,以吸附和游离状态为主要存在方式的非常规天然气,成分以甲烷为主,与“煤层气”、“致密气”同属一类。其形成和富集有着自身独特的特点,往往分布在盆地内厚度较大、分布较广的页岩烃源岩地层中。 2.特点 2.1 页岩气是主体上以吸附或游离状态存在于暗色泥页岩、高碳泥岩、页岩及粉砂质岩类夹层中的天然气,它可以生成于有机成因的各种阶段天然气主体上以游离相态(大约50%)存在于裂缝、孔隙及其它储集空间;以吸附状态(大约50%)存在于干酪根、粘土颗粒及孔隙表面,极少量以溶解状态储存于干酪根、沥青质及石油中天然气也存在于夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、甚至砂岩地层中为天然气生成之后,在源岩层内的就近聚集表现为典型的原地

的有利目标。页岩气的资源量较大但单井产量较小,美国页岩气井的单井采气量为2800-28000m3/d。 2.5 在成藏机理上具有递变过渡的特点,盆地内构造较深部位是页岩气成藏的有利区,页岩气成藏和分布的最大范围与有效气源岩的面积相当。 2.6 原生页岩气藏以高异常压力为特征,当发生构造升降运动时,其异常压力相应升高或降低,因此页岩气藏的地层压力多变。 2.7 页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点—-大部分产气页岩分布范围广、厚度大,且普遍含气,使得页岩气井能够长期地稳定产气。但页岩气储集层渗透率低,开采难度较大。 3.成因 通过对页岩气组分特征、成熟度特征分析,页岩气是连续生成的生物化学成因气、热成因气或两者的混合。生物成因气是有机物在低温下经厌氧微生物分解作用形成的天然气;热成因气是有机质在较高温度及持续加热期间经热降解和裂解作用形成的天然气。相对于热成因气,生物成因的页岩气分布极限,主要分布盆地边缘的泥页岩中,在美国研究比较深入的五个盆地的五套页岩中,密执安盆地和伊利诺斯盆地发现了生物成因的页岩气藏,并且是勘探目标中的主要构成(Schoell,1980;Malter 等,2000)。 3.1 生物成因

北美典型页岩气藏岩石学特征_沉积环境和沉积模式及启示

第29卷 第6期2010年 11月 地质科技情报 Geolog ical Science and Technolog y Information Vol.29 No.6Nov. 2010 北美典型页岩气藏岩石学特征、沉积环境和 收稿日期:2010 04 27 编辑:杨 勇 基金项目:国家自然科学重点基金(石油化工联合基金)项目(40839910);中国石油化工股份有限公司科研项目(J 1407 09 KK 0157)作者简介:杨振恒(1979 ),男,工程师,主要从事石油地质综合研究工作。E mail:yan gzhen hen g2010@https://www.360docs.net/doc/921533857.html, 沉积模式及启示 杨振恒,李志明,王果寿,腾格尔,申宝剑 (中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所,江苏无锡214151) 摘 要:北美典型页岩气藏赋存的泥页岩主要为细颗粒沉积,呈暗色或黑色薄层状或块状产出。页岩气储层无机矿物成分中硅 质含量较高,含有黄铁矿、磷酸盐矿物(磷灰石)、钙质和黏土矿物。具有相对高有机质质量分数,代表了富有机质的缺氧的沉积环境。不含或者含较少的陆源碎屑输入。有机质类型以 和!型干酪根较为常见。生物化石碎片在页岩层中比较常见,化石碎屑的类型多样化。重点剖析了福特沃斯盆地Barnett 页岩的沉积发育模式,福特沃斯盆地是一狭长的前陆盆地,主要沉积区离物源区较远,Barnett 页岩沉积于较深的静水缺氧环境,沉积速度缓慢(饥饿性沉积),最终形成富含有机质的Barnett 页岩。常见生物化石碎片,但缺少生物扰动遗迹,推测盆地中大部分的生物化石为外部输入的结果。上升流作用致使磷酸盐矿物(磷灰石)发育。北美典型页岩气藏的岩石学特征、沉积环境和福特沃斯盆地Barnett 页岩沉积发育模式可以用来指导我国页岩气勘探,黔南坳陷下寒武统黑色高碳质页岩系、二叠系吴家坪组和四川广元 绵竹地区下寒武统泥页岩具有和北美典型页岩气藏可类比的岩石学特征、沉积环境和沉积模式,可作为页岩气勘探的优选区域。 关键词:页岩气;岩石学特征;有机碳含量;沉积环境;沉积模式 中图分类号:T E122.115 文献标志码:A 文章编号:1000 7849(2010)06 0059 07 近年来,页岩气在北美特别是美国得以成功地勘探和开发,引起了广泛的关注。国内外学者从页岩气系统出发,对页岩气成藏的有机碳质量分数、成熟度、裂缝系统、温度、压力、抬升与沉降史以及吸附 机理等进行了深入的研究[1 7] ,但是,对页岩气藏发育的泥页岩的岩石学特征、沉积环境和沉积模式研究还较少涉及。页岩气藏发育的泥页岩具有独特的岩石学特征,识别不同的岩石学特征是评价页岩气成藏条件、原地含气量和资源量的关键。在页岩气开发阶段,识别不同的岩相是实施开发方案的基础。在福特沃斯盆地,识别Barnett 页岩岩性是页岩气评价中关键的步骤[8]。笔者根据北美页岩气研究的最新成果,就页岩气藏发育的泥页岩的岩石学特征、沉积环境及福特沃斯盆地Barnett 页岩沉积模式进行讨论。北美典型页岩气藏岩石学特征、沉积环境和福特沃斯盆地Barnett 页岩沉积模式对我国页岩气研究和勘探同样具有指导意义。 1 典型页岩气藏岩石学特征 页岩气作为非常规天然气资源,其勘探、开发思 路和方式与常规油气资源有明显的不同之处。研究 表明,沉积物的岩石学特征是页岩气成藏的重要控 制因素[8 10] ,主要包括泥页岩的构造和粒度特征、有机碳质量分数、岩石矿物组成、生物化石特征等。1.1岩石构造和粒度特征 页岩气藏发育的泥页岩主要为暗色或黑色的细颗粒沉积层,呈薄层状或块状。德克萨斯州福特沃斯盆地Bar nett 页岩及其上下相邻地层由不同的岩相组成,Barnett 页岩及上下相邻地层可识别出3种 岩性[9] ,分别为薄层状硅质泥岩、薄层状含黏土的灰质泥岩(泥灰)和块状灰质泥粒灰岩。但是,主力产气层位上Barnett 页岩和下Barnett 页岩以层状硅质泥岩为主,主要由细微颗粒(黏土质至泥质大小)的物质组成(图1)。Barnett 页岩缺少粗粒的陆源碎屑物质,表明地质历史沉积时期这一地区离陆相物源区较远,属饥饿性沉积,最终形成了层状的Bar nett 页岩沉积充填样式。富页岩气前景的英属哥伦比亚西北部Baldo nnel 层Ducette 组地层被称之为暗色的以石英为主的细粒页岩,主要由多样的放射性的、碳质的含黏土的灰岩和细粒粉砂岩组成。1.2岩石矿物质量分数 页岩气储层无机矿物成分中硅质质量分数较高,另外还含有方解石和长石等矿物。所含硅质主

东濮凹陷构造特征与油气勘探

东濮凹陷构造特征与油气勘探 学院:地球科学与资源学院 专业:矿物学、矿床学、岩石学姓名:赫海洋 指导教师:张亚敏 完成时间:2010-12

摘要 东濮凹陷是渤海湾盆地东南部的一个含油凹陷,本文以构造样式理论和含油气系统理论为指导,以综合地质研究、岩心裂缝的观察分析为基础,利用测井-地震约束非线性储层反演主要构造,并对构造样式进行划分。利用裂缝预测技术,预测研究区目的层段裂缝分布,圈定有利的裂缝分布区;通过对研究区油气藏成藏条件和成藏过程的研究,掌握了该区三叠系油气藏主控因素,总结了其成藏模式,对凹陷内三叠系的勘探具有重要的现实意义和长远意义。 关键词: 东濮凹陷, 构造样式, 油气藏,三叠系,地震

ABSTRACT Dongpu sag in the southeast of bohai bay basin is an oily sag, this article is based on comprehensive geological research, core and crack ‘s observation analysis,with structural patterns theory and petroleum system theory for guiding, using the logging-seisming restrain the nonlinear reservoir to invert the main structure, and the tectonic style is divided. Using the crack prediction technology, predict crack distribution of survey region’s interval of interest, delineat favorable crack distribution range; by studying accumulation conditions and process of the hydrocarbon reservoirs in survey region, we grasp the main control factors of hydrocarbon reservoir of the region in the Triassic and summarize these reservoiring pattern, for explorating Triassic of the sag has important realistic meaning and profound significance. KEY WORDS: dongpu sag, tectonic style, hydrocarbon reservoir, Triassic, seism

天然气分布规律及页岩气藏特征

天然气分布规律 辽河盆地的天然气在纵向上和横向上分布都很广泛。在横向上,由于气体形成的途径多于油的形成途径,气体的分布区域远远大于油层的分布;在纵向上,自目前勘探的最深部位到浅层均有气体存在,含气层系多,自下而上发育了太古界、中生界和新生界。特别是第三系自沙四段到明化镇组各层段均有气藏存在,沉积环境和演化史的特征,造成天然气原始组分富烃,贫H:S,少CO:和N2。 辽河断陷广泛发育多期张性断裂,把二级构造带切割成复杂的断块油气田。受构造、断裂活动影响,造成多次油气聚集、重新分配而形成多套含油气层系。 通过天然气的地球化学研究,结合盆地地质背景,天然气有如下分布规律:1.自生自储的天然气垂向分布 以自生自储为主的天然气层,自下而上分布有侏罗系的煤型气、正常凝析油伴生气、正常原油伴生气、生物一热催化过渡带气和生物成因气等。其特征主要是613C,依次变轻。侏罗系煤型气主要分布在深大断裂边缘,仅处于侏罗系发育的地区,如东部凹陷三界泡地区。正常凝析油伴生气主要发育在有机质埋深达到高成熟阶段的地区,主要为各个凹陷的沉降中心部位,如整个盆地的南部地区及东部凹陷北部地区。正常原油伴生气在整个盆地均有分布,主要是与原油伴生的气顶气和溶解气。生物一热催化过渡带气主要发育在有机母质埋深浅于3000m 的未成熟和低成熟阶段,并有良好的盖层发育的地区,部分地区的局部构造亦可形成小型气藏,在盆地的大部分地区均有分布,主要在东部和大民电凹陷的有利地区。生物成因气理论上在整个盆地浅层都存在。因此,只要有良好的储盖组合,在整个盆地中都可望发现生物成因气藏。 总体来看,三个凹陷中,大民屯凹陷以成熟阶段的石油伴生气和生物一热催化过渡带气为主.有少量生物成因气。东部凹陷在不同的构造部位分布不同类型的气体,中生界发育并位于深大断裂边缘的地区,有煤型气和深源气的存在。南、北凹陷深部位置,主要是高成熟和成熟的热催化一热裂解气。而凹陷中部广泛发育生物一热催化过渡带气。在构造高部位有利地区,发育有较可观的生物成因气。西部凹陷主要发育热催化一热裂解气,特别是凹陷南部沉降中心处,热裂解形成的正常凝析油伴生气更为广泛。在有机母质埋深浅的部位发育生物一热催化过渡带气。当然,如果存在有利的储盖组合,生物成因气的存在勿需置疑。 2.断裂构造导致天然气广泛运移 广泛发育的断裂构造,使大多数天然气发生不同程度的运移,造成天然气更加广泛、更加复杂的分布格局。断裂构造或不整合面为气体运移通道,形成新生古储的古潜山油气藏。天然气的垂向和侧向运移,造成了大面积浅层气藏的形成。这部分气体的气源岩母质类型、演化程度,特别是天然气同位素组成特征均与原生气藏一致。最明显的差别是甲烷含量相对高,重烃含量低,愈向浅层,甲烷含量愈高,反映运移的地质特点是由斜坡低部位向高部位甲烷含量升高,由低台阶向高台阶甲烷含量亦升高,如兴隆台气田不同台阶的天然气组分由下到上变干。曙光一高升油气藏也有类似分布。在大民屯凹陷东部浅层及东、西部凹陷的大部分地区浅层干气也是运移形成 3.天然气藏类型分布 构造运动造成了多套油气层和多种类型的储集层,形成了多样的天然气藏类型,根据控制油气的主要因素,可以划分出四大类油气藏:(1)构造油气藏,包括背

东濮凹陷PDC钻头录井岩性特征及识别方法

东濮凹陷PDC钻头录井岩性特征及识别方法 一、前言 随着科学技术的进步,钻井工艺有了进一步的提高。复合钻进、PDC钻头钻进、大位移定向井、水平井等钻井新技术广泛地应用,给我们录井提出了新的技术要求。特别是PDC钻头特殊的破岩机理,导致钻井岩屑非常细碎(近似粉末状),钻井速度快,岩屑采集困难,甚至采集不到岩屑,造成岩性识别困难,难以有效地划分储集层和非储集层,加上挑样困难,严重影响了地化分析和地质取样,增加了油气识别难度,使岩屑描述符合率较低,给录井及时发现油气层带来很大困难。在这样的条件下如何提高岩屑录井的准确性,提高剖面符合率,已是摆在我们面前十分迫切需要解决的课题。在以前的研究课题中也得到了一些方法,但现场适用性不强。有的甚至从设备到人力都要求投入太高,分析一包岩屑甚至需要很长的时间,就目前的钻井速度是不能适用现场工作要求的。因此我们在实际工作中通过不断探索,总结出了一套适用于现场识别岩性特征的简单易行的新方法,实施后取得了很好的效果。 二、PDC钻头岩性特征分析 东濮凹陷是渤海湾含油气区的一个组成部分,也是一个多油气藏类型的复杂断块油气田,面积约5300km2。目前油田勘探开发进入中后期,钻井工程采用PDC+螺杆+转盘的复合钻井新工艺,虽然大大提高了钻井速度,但也造成了岩屑采集、分析、识别的困难。给我们地质录井工作带来了新的挑战,结合目前实钻情况,对PDC钻头岩屑特征进行分析如下:PDC钻头因其特殊的结构构造和独特的破岩机理,造成岩屑稀少、细小(近似成粉状),并且改变了岩屑颗粒的原始形状,通过钻井液携带到地面的岩屑一般都是破碎后重新凝结而形成的,通常呈片状,或中细粒状,总的特征一般是一面光滑一面褶皱。见表1、图例一、二、三、四

气藏评价指标

气藏经营管理水平评价试行技术规范 2007年12月

气藏经营管理水平评价技术规范 一、各类气藏涵义 1、干气藏 储层气组成中不含常温常压条件下液态烃(C 5以上)组分,开采过程中地下储层内和地面分离器中均无凝析油产出,通常甲烷含量>95%,气体相对密度<0.65。 2、湿气藏 在气藏衰竭式开采时储层中不存在反凝析现象,其流体在地下始终为气态,而地面分离器内可有凝析油析出,但含量较低,一般小于50 g/m 3。 3、凝析气藏 在初始条件下流体呈气态,储层温度处于压力—温度相图的临界温度与最大凝析温度之间,在衰竭式开采时储层中存在反凝析现象,地面有凝析油产出,凝析油含量一般>50 g/m 3。 4、中高渗断块砂岩气藏 是指平均空气渗透率≥10×10-3μm 2、平均每个断块含气面积<1.0km 2的小断块砂岩气藏。 5、低渗断块砂岩气藏 是指平均空气渗透率<10×10-3μm 2、平均每个断块含气面积<1.0km 2的小断块砂岩气藏。 6、断块砂岩气顶 是指油气藏范围内平均每个断块含油气面积<1.0km 2、含气面积系数<0.5、天然气储量系数<0.5的砂岩油藏气顶。 = 油气叠加总面积 含气面积系数含气面积

7、低渗块状砂岩干气藏 是指平均渗透率<10×10-3μm 2的块状砂岩干气藏。 8、裂缝—孔隙型低渗砂岩气藏 是指基质平均空气渗透率<10×10-3μm 2、具裂缝—孔隙双重介质渗流特征的砂岩气藏。 9、深层低渗砂岩凝析气藏 是指气层埋藏深度≥3500 m —<4500 m 、平均渗透率<10×10-3μm 2的砂岩凝析气藏。 10、超深层缝洞型碳酸盐岩凝析气藏 是指气层埋藏深度≥4500m 、以缝洞型碳酸盐岩(块状或层状)为主的碳酸盐岩凝析气藏。 11、超深层砂岩凝析气藏 是指气层埋藏深度≥4500m 的砂岩凝析气藏。 12、低渗致密砂岩岩性气藏 是指空气渗透率<0.1×10-3um 2 、孔隙度<10%、以岩性圈闭为主的砂岩气藏。 二、评价参数及计算方法 1、气藏—是指单一圈闭中具有统一压力系统和统一气水或气油界面的天然气聚集。包括纯气藏、油田气顶气藏、凝析气藏等。 2、开发单元—指具有独立层系井网的、有连续完整开发数据的计算单元。 3、开发管理单元—是指以开发单元为基础,把同一构造、气藏类型相同、 = 原油地质储量+折算成当量油的天然气储量 天然气储量系数 按当量油折算的天然气地质储量

页岩气成藏地质条件分析

页岩气是指主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中,以吸附或游离状态为主要存在方式的天然气聚集为典型的“原地”成藏模式,页岩气大部分吸附在有机质和粘土矿物表面,与煤层气相似,另一部分以游离状态储集在基质孔隙和裂缝孔隙中,与常规储层相似。页岩气藏按其天然气成因可分为两种主要类型:热成因型和生物成因型,此外还有上述两种类型的混合成因型。北美地区是全球唯一实现页岩气商业开发的地区。目前北美地区已发现页岩气盆地近30个,发现Barnett等6套高产页岩。2008年,北美地区的页岩气产量约占北美地区天然气总产量的13%。至2008年底,美国页岩气井超过4.2万口;页岩气年产量600亿方以上,约占美国当年天然气总产量的10%。目前,美国已发现页岩气可采储量约7.47万亿方。FortWorth盆地密西西比系Barnett页岩气藏的成功开采掀起了全球开采页岩气的热潮。美国涉足页岩气的油气公司已从2005年23家增至2008年60多家;欧洲石油公司纷纷介入美国的页岩气勘探开发。页岩气作为一种非常规油气藏在国内也逐步受到关注。页岩气藏形成的主体是富有机质页岩,它主要形成于盆地相、大陆斜坡、台地凹陷等水体相对稳定的海洋环境和深湖相、较深湖相以及部分浅湖相带的陆相湖盆沉积体系,如FortWorth盆地Barnett组沉积于深水(120 ̄215m)前陆盆地,具有低于风暴浪基面和低氧带(OMZ)的缺氧厌氧特征,沉积营力基本上通过浊流、泥石流、密度流等悬浮机制完成,属于静水深斜坡盆地相。生物成因气的富集环境不同于热成因型页岩气。富含有机质的浅海地带,寒冷气候下盐度较低、水深较大的极地海域,以及大陆干旱-半干旱的咸水湖泊都是生物成因气形成的有利沉积环境;而缺氧和少硫酸盐是生物气大量生成的生化环境。在陆相环境中,由于淡水湖相盐度低,缺乏硫酸盐类矿物,甲烷在靠近地表不深的地带即可形成。但由于埋得太浅,大部分散失或被氧化,不易形成气藏。只有在半咸水湖和咸水湖,特别是碱性咸水湖中,可以抑制甲烷菌过早地大量繁殖,同时也有利于有机质的保存。埋藏到一定深度后,有机质分解,使PH值降低到6.5 ̄7.5范围时,产甲烷的细菌才能大量繁殖。这时形成的甲烷就比较容易保存,并能在一个条件下聚集成气藏。(1)热成熟度(Ro)。美国五大页岩气系统的页岩气的类型较多,既有生物气、未熟-低熟气、热解气,又有原油、沥青裂解气据(Curtis,2002),这些类型的天然气形成的成熟度范围较宽,可以从0.400%变化到2.0%,页岩气的生成贯穿于有机质生烃的整个过程。不同类型的有机质在不同演化阶段生气量不同,页岩中只要有烃类气体生成(R>0.4%),就有可能在页岩中聚集起来形成气藏。 生物成因气一般形成于成熟度较差的岩层中。密执安盆地Antrim生物成因型页岩的R仅为0.4% ̄0.6%,未进入生气窗,页岩Ro越高,TOC越低,越不利于生物气的形成。而福特沃斯盆地Barnett页岩热成因型气藏的页岩处于成熟度大于1.1%的气窗内,Ro值越高越有利于天然气的生成。所以热成熟度不是判断页岩生烃能力的唯一标准。 (2)有机碳含量(TOC)。有机碳含量是评价页岩气藏的一个重要指标,多数盆地研究发现页岩中有机碳的含量与页岩产气率之间有良好的线性关系,原因有两方面:①是因为有机碳是页岩生气的 物质基础,决定页岩的生烃能力,②是因为它决定了页岩的吸附气大小,并且是页岩孔隙空间增加的重要因素之一,决定页岩新增游离气的能力。如Antrim黑色页岩页岩气以吸附气为主(70%以上),含气量1.415 ̄2.83m/t,高低与有机碳含量呈现良好的正相关性。Ross等的实验结果表明,有机碳与甲烷吸附能力具有一定关系,但相关系数较低(R2=0.39)。他认为在这个地区有机碳与吸附气量关系还可能受其他多种因素的影响,如粘土成分及含量、有机质热成熟度等。(1)矿物成分。页岩中的矿物成分主要是粘土矿物、陆源碎屑(石英、长石等)以及其他矿物(碳酸盐岩、黄铁矿和硫酸盐等),由于矿物结构、力学性质的不同,所以矿物的相对含量会直接影响页岩的岩石力学性质、物性、对气体的吸附能力以及页岩气的产能。粘土矿物为层状硅酸盐,由于Si-O四面体排列方式,决定了它电荷丰富、表面积大,因此对天然气有较强的吸附能力,并且不同的粘土矿物对天然气的吸附能力也不同,蒙皂石吸附能力最强,高岭石、绿泥石次之,伊利石最弱。石英则增强了岩石的脆性,增强了岩石的造缝能力,也是水力压裂成功的保证。Nelson认为除石英之外,长石和白云石也是黑色页岩段中的易脆组分。但石英和碳酸盐矿物含量的增加,将降低页岩的孔隙,使游离气的储集空间减少,特别是方解石的胶结作用,将进一步减少孔隙,因此在判断矿物成分对页岩气藏的影响时,应综合考虑各种成分对储层的影响。 (2)储集空间。页岩气除吸附气吸附在有机质和粘土矿物表面外,游离气则主要储集在页岩基质孔隙和裂缝等空间中。虽然页岩为超致密储层,孔隙度和渗透率极低,但是在孔隙度相对较高的区带,页岩气资源潜力仍然很大,经济可采性高,特别是吸附气含量非常低的情况下。页岩中孔隙包括原生孔隙和次生孔隙。原生孔隙系统由微孔隙组成,内表面积较大。在微孔隙中拥有许多潜在的吸附地方,可储存大量气体。裂缝则沟通页岩中的孔隙,页岩层中游离态天然气体积的增加和吸附态天然气的解析,增强岩层渗透能力,扩大泄油面积,提高采收率。一般来说,裂缝较发育的气藏,其品质也较好。美国东部地区产气量高的井,都处在裂缝发育带内,而裂缝不发育地区的井,则产量低或不产气,说明天然气生产与裂缝密切相关。实际上,裂缝一方面可以为页岩中天然气的运移提供通道和储集空间,增加储层的渗透性;另一方面裂缝也可以导致天然气的散失和水窜。 (3)储集物性。页岩的物性对产量有重要影响。在常规储层研究中,孔隙度和渗透率是储层特征研究中最重要的两个参数,这对于页岩气藏同样适用。据美国含气页岩统计,页岩岩心孔隙度小于4% ̄6.5%(测井孔隙度4% ̄12%),平均5.2%;渗透率一般为 (0.001 ̄2)×10μm,平均40.9×10μm。页岩中也可以有很大的孔隙度,并且有大量的油气储存在这些孔隙中,如阿巴拉契亚盆地的Ohio页岩和密歇根盆地的Antrim页岩,孔隙度平均为5% ̄6%,局部可高达15%,游离气可以充满孔隙中的50%。页岩的基质渗透率很低,但在裂缝发育带,渗透率大幅度增加,如在断裂带或裂缝发育带,页岩储层的孔隙度可达11%,渗透率达2×10μm。页岩气藏是自生自储型气藏,从某种意义来说,页气藏的形成是天然气在源岩中大规模滞留的结果,烃源岩中天然气向常规储层初次运移的通道为裂缝、断层等,所以连通烃源岩和常规[1][2][3] [4][5] [6][7]3-32 -62-321 沉积环境 2 生烃条件 3 储集条件 4 保存条件 oo岩(转129页) 页岩气成藏地质条件分析 黄菲 王保全 ① ② (中法渤海地质服务有限公司 ②中海石油<中国>有限公司天津分公司渤海油田勘探开发研究院) ①摘要关键词页岩气藏为自生自储型气藏,它的生烃条件、储集条件、保存条件相互影响,息息相关,热成熟度和有机碳含量控制页岩的生气能力,而有机碳含量还影响页岩的储集性,是增加页岩孔隙空间的重要因素;页岩气藏储层致密,孔隙度和渗透率极低,裂缝的存在会提高储层的渗透率,矿物成分影响其储集性能,其中粘土矿物有利于增加微孔隙,并且增加岩石对天然气的吸附能力,而石英和白云石脆性较大,则有利于增加储层中的裂缝,并且对水力压裂造缝有利;页岩气藏对保存条件的要求较低。 页岩气有机碳含量热成熟度储集条件保存条件

河南东濮凹陷古近系沙河街组盐岩沉积特征及成因

文章编号:1671-1505(2003)02-0162-09 河南东濮凹陷古近系沙河街组盐岩 沉积特征及成因 胥菊珍 1,2 蒋飞虎 1,2 张孝义2 尹 哲 2 1 中国地质大学能源地质系,北京100083 2 中原油田分公司勘探开发科学研究院,河南濮阳457001 摘 要 东濮凹陷是渤海湾盆地的一个次级构造单元,其古近系的两个沉积旋回发育了 四套盐岩,分别位于沙河街组第三段的第四亚段(S 43)、第三亚段(S 33)、第二亚段(S 2 3)和沙河街 组的第一段(S 1),主要分布在凹陷北部。每套盐岩又由若干个盐韵律组成,每一单韵律由盐岩和泥岩组成。两套等时对比标志层(深湖沉积)之间盐岩与砂泥岩存在着相变关系。盐岩是在深盆背景下干旱成因的,盐类物质来自地下深处上涌的卤水,卤水在凹陷中的分层作用是盐岩形成的主要方式,卤水上涌通道是基底大断裂系,其动力来源是岩浆活动。盐岩的阻隔作用使其对下部地层的温度、压力的变化均有影响,这种影响有利于加快盐岩下地层中的有机质成熟与演化。盐岩又是良好的盖层,且在高温、高压下盐岩呈塑性状态。勘探实践看出东濮凹陷的岩性油气藏与盐岩的沉积有密切的关系,因此搞清盐岩的分布规律对东濮凹陷下步勘探有着极为重要的意义。 关键词 盐岩 沉积特征 沉积旋回 沙河街组 成因 东濮凹陷 第一作者简介 胥菊珍,女,1966年生,2000年毕业于西南石油学院并获得硕士学位,现为中国地质大学(北京)能源系博士研究生,从事沉积学及层序地层学的研究。 中图分类号 P588 24+5 文献标识码 A 1 地质概况 东濮凹陷是我国东部油气最富集的凹陷之一。它位于鲁西、豫北地区,是渤海湾含油气盆地的一部分。它的东侧以兰聊断裂与鲁西南隆起为界,南邻兰考凸起,北邻临清坳陷,西部超覆于内黄隆起之上,凹陷面积约5300km 2,新生界古近系厚度超过7000m 。 东濮凹陷是以中生界为基底,以新生界为主要盖层的中 新生界断陷型凹陷,古近系沙河街组油气资源丰富。构造格局上呈现两洼一隆一斜坡(图1)。东濮凹陷已发现的14个油气田中,有9个分布在具有盐岩沉积的北部地区,在探明的储量中93 7%的油和80%的气也均在北部地区。可见盐岩的沉积对油的生成、运移尤其是保存具有非常重要的意义。 第5卷第2期 2003年5月古地理学报 JOU R NAL OF PA LAEOGEOGRA PHY V ol 5No 2 M ay 2003

泥页岩储层特征及油气藏描述

泥页岩储层特征及油气藏描述 1、页岩气地质理论 页岩气藏因其自身的有效基质孔隙度很低,主要由大范围发育的区域性裂缝或热裂解生气阶段异常高压在沿应力集中面、岩性接触过渡面、脆性薄弱面产生的裂缝提供成藏所需的储集孔隙度和渗透率,孔隙度最高仅为4%-5%,渗透率小于1x10-3μm2。 页岩在地层组成上多为暗色泥岩与浅色粉砂岩的薄互层。在页岩中,天然气的赋存状态多种多样,除极少量的溶解状态天然气以外,大部分以吸附状态赋存于岩石颗粒和有机质表面,或以游离状态赋存于孔隙、裂缝中。吸附状态天然气的赋存与有机质含量关系密切,其中吸附状态天然气的含量为20%-85%,其成藏体现出非常复杂的多机理递变特点,表现为成藏过程中的无运移或极短距离的有限运移,因此页岩气藏具有典型煤层气、典型常规圈闭气成藏的多重机理。 页岩气藏的形成是天然气在烃源岩中大规模滞留的结果,是“自生自储”式气藏,运移距离极短,现今保存状态基本上可以反映烃类运移时的状态,即天然气主要以游离相、吸附相和溶解相存在。在生物化学生气阶段,天然气首先吸附在有机质和岩石颗粒表面,饱和后则富余的天然气以游离相或溶解相进行运移,当达到热裂解生气阶段,由于压力升高,若页岩内部产生裂缝,则天然气以游离相为主向其中运移聚集,受周围致密页岩烃源岩层遮挡、圈闭,易形成工业性页岩气藏。由于扩散作用对气态烃的运移起到相当大的作用,天然气继续大量生成,将因生烃膨胀作用使富余的天然气向外扩散运移,此时无论是页岩地层本身还是薄互层分布的砂岩储层,均表现为普遍的饱含气性。 在陆相盆地中,湖沼相和三角洲相沉积产物一般是页岩气成藏的最好条件,但通常位于或接近盆地的沉降-沉积中心,导致页岩气的有利分布区集中于盆地中心处。从天然气的生成角度分析,生物气的产生需要厌氧环境,而热成因气的产生也需要较高的温度条件,因此靠近盆地中心方向是页岩气成藏的有利区域。 2、页岩气的主要特征 2.1页岩气的成因特征 页岩气的成因类型有生物成因型、热解成因型和热裂解成因3类型及其混合类型。对生物成因气而言,其源岩的热演化程度低,R o一般不到0.7%,所生成

页岩气藏中孔裂隙特征及其作用

页岩气藏中孔裂隙特征及其作用 韩建斌 (大庆石油学院地球科学学院,黑龙江大庆 163318) 摘 要:笔者通过总结国内外泥页岩类气藏发现:在主力产层均发育裂缝。由于此类岩层孔隙度渗透率极低,且空隙曲折度高,裂缝的存在不但可以做为储存空间,而且还能改善孔渗特性,同时更能连接孔隙以及层面微裂隙,极大地缩短气体扩散渗流的通道,对气体的产出有重要意义。 关键词:页岩气;裂缝;赋存机理;产出模式 中图分类号:T E321 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2011)02—0147—02 1 空隙特征及其关系 页岩是一类特殊的储层,它和普通的储层差别较大,一般属超低孔、低渗类型。泥页岩类基质孔隙极不发育,多为微毛细管孔隙,孔隙度变化范围一般1%~5%,渗透率一般小于0.001×10-3 m2。因此,有裂缝发育在储层是泥质岩类气藏成藏的关键因素,且裂缝在泥页岩储集层中各向异性很强。 泥页岩裂缝主要分为构造裂缝、成岩裂缝、异常超压裂缝、垂向载荷裂缝、垂向差异载荷裂缝、变质收缩裂缝等六种。其中泥页岩裂缝气藏烃源岩的裂缝主要有构造裂缝、超压裂缝及成岩收缩裂缝。这种裂缝多形成于有机质演化过程中,并随压力变化间歇开启和闭合。这些裂缝的产状一般主要有5种,即纵向裂缝、层间裂缝、鸡笼状裂缝、剪切缝、微裂缝。 通过对美国正在进行商业性采气的页岩层气总结分析发现:Barnett组(For tWo rth盆地)、Ohio 组(Appalachian盆地)、Ant rim组(M ichigan盆地)、页岩层段的裂缝发育。其中在Ohio页岩的3400口井中,只有6%的井发育天然裂缝网络,未采用增产措施完井,可以得到可观的产量。同时在Ant rim组生产区以外的页岩中,尽管也钻到了富含天然气的有机质页岩,但其天然裂缝不发育,因而渗透率很低,未得到可观产量。密集、连通、天然的裂缝也影响着Barnett层段井的生产能力。国内的松辽盆地古龙凹陷、辽河坳陷、济阳坳陷沾化凹陷、临清坳陷东濮凹陷、柴达木盆地茫崖坳陷及西部凹陷等相继发现和开采的裂缝性泥岩页岩气藏。 国内外泥页岩气裂缝发育情况统计 柴达木盆地 茫崖凹陷 松辽盆地古龙 凹陷青山口组 济阳坳陷渤南 洼陷/沾化凹陷 /四扣洼陷 东濮凹陷 文留地区 阿拉巴契亚 盆地泥盆系 布朗页岩裂缝宽度 (mm) 0.5~100.05~0.10.1-0.30.01-0.04<1 裂缝一般发育厚层泥岩里面,同时具有非均质性,通过对前人研究成果总结发现,裂缝的一般宽度为0.01~0.5m m,上述空隙的关系中,裂缝不但起着储存空间的作用,更重要的是还起着连接若干空隙和微裂缝的作用,裂缝将单独发育的孔隙和裂缝连接成一个更大规模的空隙-裂缝体系,并成为该系统的主干通道。 2 赋存机理 通过查询国内外资料,结合页岩气成藏机理的认识,可以将页岩气概括为:主体上以吸附和游离状态(即吸附于干酪根和黏土矿物表面或游离于微孔隙和裂缝中)赋存于泥页岩地层中的天然气聚集,其中吸附作用是页岩气的重要机理之一,尤其是吸附状态天然气的含量直接决定着页岩气藏的品质。统计美国五大页岩气产层发现,吸附含气量是主要存在形式。 美国页岩气五大盆地资料统计 特征参数阿巴拉契亚盆地密执安盆地伊利诺斯盆地福特沃斯盆地圣胡安盆地层位Ohio Antrim New Albany Ba rne tt L ew is Ro,%0.4-1.30.4-1.60.4-1.30.1-1.3 1.6-1.88有效厚度,英尺30-10070-12050-10050-200200-300 总有机碳,%0- 4.70.3-241-25 4.50.45- 2.5 吸附含气量,%507040-6040-6060-85 3 产出模式 天然气往往以逐步释放的形式产出,首先排出 147  2011年第2期 内蒙古石油化工 收稿日期:2010-12-10

页岩气成藏特点及勘探选区条件

页岩气成藏特点及勘探选区条件 范柏江1,2,师良3,庞雄奇 1,2(1.中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室,北京102249;2.中国石油大学(北京)盆地与油藏研究中心, 北京102249;3.中国石油大学(北京)机械与储运工程学院,北京102249) 摘要:中国页岩气勘探尚属于早期阶段,对页岩气成藏的认识还不够深入,页岩气的资源评价亦处于薄弱环节。通过北美与四川盆地页岩气的对比可知,与常规天然气相比,页岩气的成藏条件只需要物源条件、储集条件、初次运移条件及保存条件,没有二次运移和圈闭条件的要求。页岩气具有3个典型的成藏特征,即独特的成因特征、气源生产力特征和赋存特征。基于页岩气成藏条件和成藏特征的分析,综合考虑地质状况、经济效益和环境影响等多方面的因素,建立了页岩气勘探开发的选区指标,以此为页岩气资源评价服务。 关键词:页岩气成藏条件成藏特征选区条件资源评价 中图分类号:TE112.1文献标识码:A 文章编号:1009-9603(2011)06-0009-05随着常规油气勘探难度的增大,非常规油气勘 探逐渐被重视,2000年以来,页岩气的勘探更是开 始引起广泛关注。中国页岩气资源丰富,以四川盆 地为例,威远和泸州地区的页岩气资源达6.8? 1012 8.4?1012m 3,相当于四川盆地常规天然气资 源的总量[1], 2009年成功开钻中国第1口页岩气井— ——威201井。前人对页岩气成藏的地质条件、页岩气的成藏机理进行了诸多探索,但对页岩气成藏条件和成藏特征尚未进行分类总结。由于对页岩气成藏机理认识不足,导致对页岩气资源评价存在困难[2-3]。就页岩气资源评价而言,成因法计算过于粗略,统计法要求勘探程度高,因而均不适用,而类比法由于尚未建立评价参数标准,其应用受到了限制。笔者基于北美5大页岩气盆地和中国四川盆地的实例研究,进行页岩气成藏条件及成藏特征的剖析,最终建立页岩气选区的评价标准,以期为页岩气的资源评价服务。1页岩气成藏条件与常规天然气相比较而言,页岩气的成藏条件有其自身特点,页岩气成藏需要充足的气源、裂缝适度发育的规模页岩等,但却不需要特定的圈闭条件。1.1物质来源页岩气的物源主要是富沥青质或富有机质的暗 色泥页岩,亦即高炭泥页岩。高炭泥页岩为页岩气的工业聚集提供了充足的气源物质基础。从北美阿巴拉契亚、密执安、伊利诺斯、福特沃斯、圣胡安盆地和中国四川盆地页岩气气源的统计情况来看,能提供页岩气的高炭泥页岩的粘土矿物含量为30% 55%,有机质含量为2% 35%,有机碳含量(TOC )为0.4% 25%,粉砂质含量一般小于25%,母质类型包括Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型,但以Ⅰ型和Ⅱ型为主(表 1)。高炭泥页岩生成的所有气体如生物气、低熟— 未熟气、热解气、裂解气、沥青气等都可以成为页岩 气的气源。 1.2储集条件 页岩气的储层即页岩本身。地质条件下,绝大 部分页岩的孔隙度小于15%,含气的有效孔隙度一 般仅为1% 5%,单一的页岩孔隙不足以为商业聚 集的页岩气提供足够的储集空间,但通过页岩发育 规模和页岩裂缝的弥补作用,页岩能为页岩气提供 充足的储集空间。北美产气页岩的厚度规模一般在 30m 以上,而四川盆地威远地区下寒武统产气页岩 厚度最小规模大约只有20m (表1)。目前已发现 的具有工业价值的页岩气藏均发育裂缝,而构造转 换带、地应力集中带及褶皱—断裂带往往都是裂缝 发育的地区,这些地区的页岩一般都发育裂缝,因 此,盆地边缘斜坡、构造背斜缓翼的轴部、盆地中心 (受上覆载荷力诱导)等区域的页岩均是页岩气藏收稿日期:2011-09-19。 作者简介:范柏江,男,在读博士研究生,从事含油气盆地分析工作。联系电话:(010)58910086, E-mail :632258611@qq.com 。基金项目:国土资源公益性行业科研专项 “东北地区油页岩科学研究基地研究”(201111012)。第18卷第6期 油气地质与采收率Vol.18,No.62011年11月Petroleum Geology and Recovery Efficiency Nov.2011

下扬子地区寒武系页岩气成藏条件分析与资源潜力评价

文章编号:1001-6112(2019)01-0094-05一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一doi:10.11781/sysydz201901094 下扬子地区寒武系页岩气 成藏条件分析与资源潜力评价 黄正清1,周道容1,李建青1,吴一通1,徐菲菲2 (1.中国地质调查局南京地质调查中心,南京一210016;2.山东科技大学,山东青岛一266590) 摘要:下扬子地区寒武系为海相沉积地层,分布面积达13?104km2,其中下寒武统荷塘组(幕府山组)发育黑色碳质泥岩,厚度达276m,有机碳含量为0.25% 23.52%,平均含量为4.54%,有机质类型以Ⅰ型为主,页岩气成藏条件十分有利三该区下寒武统地层经历了加里东二华力西二印支二燕山和喜马拉雅期的构造运动及岩浆活动的改造,个别地段已经成为变质岩的一部分;很多地区 荷塘组碳质泥岩演化程度较高,镜质体反射率(Ro)最大可达6.32%,完全处于过成熟阶段三该区荷塘组上覆地层较厚,但受构造影响,荷塘组地层埋藏深度变化较大三综合荷塘组碳质泥岩的厚度二埋深二有机碳含量和镜质体反射率等4个方面的指标,开展 了下扬子地区寒武系地层的页岩气地质调查和潜力评价,共划分出3个页岩气远景目标区,分布于江西上饶 浙江桐庐二江苏扬 州和安徽全椒等地,估算资源量为288944.4?108m3三关键词:成藏条件;资源潜力;页岩气;荷塘组;寒武系;下扬子地区 中图分类号:TE132.2一一一一一一一一一文献标识码:AShalegasaccumulationconditionsandresourcepotentialevaluationoftheCambrianintheLowerYangtzearea HUANGZhengqing1,ZHOUDaorong1,LIJianqing1,WUTong1,XUFeifei2 (1.NanjingGeologicalSurveyCenter,ChinaGeologicalSurvey,Nanjing,Jiangsu210016,China;2.ShandongUniversityofScienceandTechnology,Qingdao,Shandong266590,China)Abstract:TheCambrianintheLowerYangtzeregionisamarinesedimentarystratumwithanareaof130?103km2.TheLowerCambrianHetangFormation(MakufushanFormation)comprisesblackcarbonaceousmudstoneswithathicknessof276mandanorganiccarboncontent(TOC)rangingfrom0.25%-23.52%,averaging4.54%.TheorganicmatterismainlyoftypeI,showingfavorableconditionsforshalegasaccumulation.TheLowerCambrianstratumhasexperiencedtectonicmovementsandtransformationduringmagmaticactivityduringtheCaledonian,Hercynian,Indosinian,YanshanianandHimalayanperiods,andsomeindividualsectionshavebecomepartofmetamorphicrocks.Therefore,thethermalevolutiondegreeofcarbonaceousmudstonesishighintheHetangFormationinmanyareasoftheLowerYangtzeregion.Themaximumvitrinitereflectance(Ro)is6.32%,indicatingforanovermaturestage.Atthesametime,duetolargeoverburdenandstructuralinfluence,theburialdepthoftheHetangFormationalsovaries.Thethickness,burialdepth,TOCcontentandRoofthecarbonaceousmudstonesintheHetangFormationwereappliedtoconstructageologicalsurveyandpotentialevaluationofshalegasintheCambrianintheLowerYangtzeregion.TherearemainlythreeexplorationtargetsincludingtheregionfromtheShangraoareaintheJiangxiProvincetotheTongluareaintheZhejiangProvince,theYangzhouareaintheJiangsuProvinceandtheQuanjiaoareaintheAnhuiProvince,withanestimatedresourceof28894?109m3.Keywords:accumulationconditions;resourcepotential;shalegas;HetangFormation;Cambrian;LowerYangtzeregion一一下扬子地区下寒武统荷塘组(幕府山组)以暗色泥岩为主,厚度大二分布范围广,有机碳含量高二 有机质类型以Ⅰ型为主,脆性矿物含量高,具有良 好的页岩气成藏条件[1]三但由于该套地层发育至收稿日期:2018-09-19;修订日期:2018-12-11三 作者简介:黄正清(1965 ),男,高级工程师,从事页岩气基础地质研究三E?mail:rssfj@126.com三 基金项目:国家科技重大专项 下扬子地区寒武系页岩地球化学特征与含气性研究 (2016ZX05034001-003)资助三一第41卷第1期2019年1月一一一一一一一一一一石一油一实一验一地一质PETROLEUMGEOLOGY&EXPERIMENT一一一一一一一一一一一一一一一一一Vol.41,No.1Jan.,2019

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