四川盆地焦石坝地区五峰-龙马溪组页岩元素地球化学特征及对页岩气开发的意义
第40卷第1期 2018年1月
石油实验地质
P E T R O L E U M G E O L O G Y&E X P E R I M E N T
V〇1.40,N〇.1
Jan. ,2018
文章编号：100卜6112(2018)0卜0078-12doi：10.1178L/sysydz201801078四川盆地焦石坝地区五峰|龙马溪组页岩
元素地球化学特征及对页岩气开发的意义
甘玉青，王超，方栋梁，杨兰芳，周新科，张萍
(中国石化江汉油田分公司勘探开发研究院，武汉430223)
摘要:选择四川盆地焦石坝地区JYAJYD两口井的85块页岩岩心样品，进行了有机碳和主、微量元素测试分析。通过分析主、微 量元素在剖面上的纵向变化特征，对焦石坝地区五峰组一龙马溪组含气页岩的氧化还原条件和古生产力状况进行了研究,讨论了
五峰组一龙马溪组有机质富集的主控因素;探讨了地球化学元素对页岩可压性的影响和含气性的指示。研究区五峰组一龙马溪组下部优质气层段有机质含量高，平均值为3.07%。与含气页岩段相比,优质气层段页岩中的SiO:和CaO含量较高,Mo、&、V、Ni、Th 和L等氧化还原敏感元素富集。V/0、V/Sc、L/Th和Ni/Co等氧化还原条件判别指标表明，五峰组沉积期以缺氧一贫氧环境为主，龙马溪组沉积期下部以缺氧环境为主，往上则主要为含氧环境。古生产力指标Ba(、s)指示五峰组一龙马溪组页岩沉积期具有高等生产力背景。优质气层段有机碳含量与Mo/A1、L/Th、N^Co、V/?值之间存在明显的正相关,说明有机质富集主要受氧化还原条件控制。另外，优质气层段页岩生物成因的硅质含量高，且有机碳含量与Si〇2含量呈正相关,有利于形成天然裂缝和后期人工压裂改造。优质气层段的地化元素比值明显高于含气页岩段，说明化学元素比值与页岩含气性之间存在一定的相关性。
关键词：主、微量元素；有机质富集;可压性;含气性;页岩;五峰组一龙马溪组;焦石坝地区
中图分类号:TE122.113 文献标识码:A
Element geochemical characteristics of the Wufeng-Longmaxi shale in Jiaoshiba area，Sichuan Basin and their significance to shale gas development
G A N Yuqing，W A N G Cha o,F A N G Dongliang，Y A N G Lanlang，Z H O U Xinke，Z H A N G Ping (Research Institute of Petroleum, Exploration and Development，SINOPEC Jianghan, Oilfield Company，Wuhan，Hubei 430223，China) Abstract：A t o t a l ol85 shale core samples from wells J Y A and J Y D in Jiaoshiba area o l Sichuan Basin were selected to t e s t their organic carbon contents，major and trace elements.The redox conditions and paleoproductivity o l the gas-bearing shale in the Wufeng-Longmaxi formations in the Jiaoshiba area were studied by analyzing the vertical variation characteristics o l the major and trace elements in the profile.Meanwhile，the controls for organic matter enrichment in the Wufeng-Longmaxi formations were explored.Moreover，the impact o l geochemical elements on shale compressibi-l i t y and gas-bearing property were studied.The organic carbon content in the high gas-bearing interval lrom the Wuteng Formation to the lower part o l Longmaxi Formation i s high with an average value o l 3.07%. Compared with the common gas-bearing shale，Si〇2and CaO contents are higher in the high gas-bearing shale，and redox-sensitive elements such as M o，Cr，V，Ni，Th and U are enriched.The redox condition indicators such as V/Cr，V/Sc，U/Th and Ni/Co indicated that the Wuleng Formation was mostly deposited in suboxic to anoxic conditions，whereas the anoxic environment dominated during the early sedimentary stage ol L^)ngmaxi shale and evolved into aerobic condi-tions later on.The contents o l biological productivity-related element Ba(^s)reflected a high paleoproductivity，whereas T O C content has an obvious positive correlation with redox proxies (M o/Al，U/T h，Ni/Co and V/Sc)in the high gas-bearing interval，suggesting that the enrichment ol organic matter was predominantly controlled by redox environ-ment.In addition，the biogenic siliceous content o l high-quality gas-bearing shale i s high，and the organic carbon con-tent i s positively correlated with the Si〇2content，which i s conducive to the lormation o l natural lractures and the later a r t i l i c i a l lracturing.The ratio o l geochemical elements in the high gas-bearing interval i s signilicantly higher than that
ol common interval，indicating that there i s a certain correlation between chemical element ratios and shale gas. Key words：major and trace elements；organic matter enrichment;compressibility;gas-bearing；shale;Wuleng-
Longmaxi formations;Jiaoshiba area
收稿日期：2017-10-13;修订日期：2017-12-27。
作者简介:甘玉青（1981 —），女，硕士，工程师,从事油气藏地质评价工作。E-mail:iamagaii@https://www.360docs.net/doc/c96049000.html,
基金项目：国家科技重大专项（2016ZX05060)和中国石化科技项目（P17014-3)资助。
开采页岩气的危害
随着页岩气被视为未来能源的“明星”而大量开采，其对地下水和土壤的影响也受到高度关注。美国一项研究表明，页岩气开发过程中的污水处理问题不容小觑。 杜克大学研究人员2013年10月2日在《环境科学与技术》期刊上报告说，他们对美国宾夕法尼亚州西部一个页岩气污水处理厂排污口附近河水及河底沉淀物进行取样，并把检测结果与该河流上下游的情况进行对比，结果发现，排污口附近河水及河底沉淀物受到高放射性污染，且盐与金属含量严重超标。 检测还发现了高浓度的溴化物、氯化物与硫酸盐。研究人员指出，河水中含有大量溴化物尤其让人担心，因为它可与自来水厂中消毒用的氯及臭氧等发生反应，产生毒性非常强的副产物。 近日，备受争议的页岩气开发再一次成为人们关注的热点，针对页岩气开发，美国地缘政治学家威廉·恩道尔在他的新书《目标中国：华盛顿的“屠龙”战略》中详细分析了世界范围内页岩气开发的情况和页岩气开采技术对环境的危害。 页岩气——环境帮手还是凶手？ 2012年初，中国部分石油公司开始加入美国引导的对页岩气进行开发的浪潮中，开始采用极具争议的方法来开采埋藏于页岩层的天然气。页岩是一种富含黏土的岩石，内含多种矿物质。 2012年6月，中国石油巨头中石化开始在重庆钻取第一口页岩
气井，共计划钻井九口，预计到年底可以生产110亿－180亿立方英尺（约3亿－5亿立方米）天然气——略等于中国一天的天然气消耗量。中国希望到2020年页岩气能满足全国6%的能源需求。 页岩气开采技术由美国发明。中国石油公司邀请美英石油巨头共享开采技术，以满足日益增长的国内能源需求。2012年3月，英荷皇家壳牌集团（Anglo－Dutch Royal Dutch Shell Company）在华与中国石油天然气集团公司（简称中石油）签署首份页岩气生产技术共享协议。埃克森美孚（ExxonMobil）、英国石油公司（BP）、雪佛龙（Chevron）以及法国道达尔（Total）都相继与中国的石油公司签署了页岩气合作协议。 中国中央政府收到美国能源部能源信息管理局（EIA）的地质评估资料，该资料显示中国“可能”拥有全世界最大规模的“技术性可开采”资源，估计约1,275万亿立方英尺（约36万亿立方米）或占世界资源的20%。若评估属实，这将远远超过862万亿立方英尺（约24万亿立方米）的美国页岩气评估储量。美国能源信息管理局的研究表明，除重庆外，最具页岩气开采前景的当属新疆塔里木盆地。值得注意的是，近几年来，高度机密的美国情报工作中有一小部分已逐步通过美国能源部运作，提供虚假情报和进行情报侦察总是相伴相生。美国能源信息管理局是否故意抛出评估报告诱使中国仓促上阵开发页岩气，从而放弃寻求干净、安全的新能源来替代石油与天然气？如果是，那这就不是美国政府第一次通过篡改情报报告来实现政治目的了。
黔东震旦系_下寒武统黑色岩系稀土元素地球化学特征
第54卷 第1期 2008年1月 地 质 论 评 GEOLOGICAL REVIEW V ol.54 N o.1Jan. 2008 注:本文为国家自然科学基金资助项目(编号40162002)、黔科合J 字[2007]2151号、973项目(编号2006C B806401)、中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX3 SW 141)和贵州大学博士启动基金项目的成果。收稿日期:2007 05 20;改回日期:2007 09 19;责任编辑:章雨旭。 作者简介:杨兴莲,女,1976年生。副教授,博士。古生物学与地层学专业。Em ail:yangxinglian2002@https://www.360docs.net/doc/c96049000.html, 。 黔东震旦系 下寒武统黑色岩系 稀土元素地球化学特征 杨兴莲 1) ,朱茂炎2),赵元龙1),张俊明2),郭庆军3),皮道会3) 1)贵州大学资源与环境工程学院,贵阳,550003; 2)中国科学院南京地质古生物研究所现代古生物学和地层学国家重点实验室,南京,210008; 3)中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室,贵阳,550002 内容提要:通过对黔东丹寨南皋剖面和三都渣拉沟剖面的稀土元素分析发现:两条剖面的梅树村期与筇竹寺期分界处大量稀土元素明显富集,黑色页岩中存在明显的Ce 负异常和Eu 、Y 正异常,表明为缺氧和热水沉积的产物。这套黑色岩系总体沉积于缺氧和具热水注入的环境中,但发生缺氧和热水注入的时间和强度在不同地方会有不同的表现。 关键词:黑色岩系;前寒武纪 寒武纪转换时期;稀土元素;黔东 最近30多年来,稀土元素地球化学日益受到人们重视。一方面,稀土在农业和科学技术中显示出越来越广泛的应用,促进人们对稀土资源的日益增长的需求;另一方面,稀土元素作为示踪剂,显示出他们在成岩和成矿过程中,对物质来源、形成环境和构造位置等有着重要的指示作用(涂光炽等,1998)。 稀土元素的含量、总量及组合规律客观反映地质体的演化过程、地质作用的物理化学条件以及成矿的物质来源,常被用作地球化学作用的指示剂(刘云,1998)。稀土模式可用来指示沉积岩的物源,LREE/H REE 比值低,无Eu 异常,则物源可能为基性岩石;LREE/H REE 比值高,有负Eu 异常,则物源多为酸性岩石(赵红格等,2003),因而对其组成和配分的研究是探讨沉积岩岩石物源的重要途径之一。 在中国南方下寒武统广泛发育一套以富含有机质为特征的海相黑色岩系,包括各种暗色页岩、硅质岩、粉砂岩和少量碳酸盐岩(高振敏等,1997)。这套黑色页岩组合,蕴藏着丰富的石煤、钒、磷、钡及多金属富集层等矿产资源,是地质历史发展进程中重要的岩相标志层。近年来不少学者对这套黑色岩系进行了多种地球化学分析,试图解释其物质来源、形成环境和一些地球化学元素的富集机理等(李胜荣等, 1995;彭军等,1999;冯洪真等,2000;曹双林等,2004;杨剑等,2005;Steiner et al.,2001;Feng et al.,2004;Pan et al.,2004;Jiang et al.,2003, 2006;杨瑞东等,2007),基本都得出了该期沉积主要为缺氧环境,且热水提供了大量多金属元素物质来源的结论。就贵州地区而言,研究主要集中在扬子地台浅水相区,而在扬子地台过渡区和江南区的研究几乎为空白。因此本文对贵州东部深水相区的丹寨南皋剖面和三都渣拉沟剖面进行了系统的稀土元素地球化学研究,旨在探讨该区前寒武纪 寒武纪转换时期沉积的黑色岩系的形成环境和物质来源。 1 地质背景 丹寨和三都地区位于贵州东南部,分属寒武纪华南沉积区的过渡区和江南区(尹恭正,1987),发育了不同的沉积组合及生物组合特征。 丹寨南皋下寒武统地层剖面位于丹寨以北南皋乡九门村(图1),出露较好,剖面层序自下而上为灯影组、老堡组、牛蹄塘组、九门冲组、变马冲组。老堡组由黑色薄层硅质岩及磷块岩组成,厚7 8m ;牛蹄塘组由黑色炭质页岩、泥岩、粉砂质泥岩组成,厚121 1m ,产大量海绵化石,主要有Saetasp ongia,Choia 和Sanshap entella 等;九门冲组由深灰色、黑
焦石坝地区构造特征及页岩气保存模式研究
收稿日期：20170913；改回日期：20180109 基金项目：国家自然基金“海相页岩纹层多样性及其对页岩储层品质的影响”（41602147）；江苏省普通高校学术学位研究生创新计划项目“渝东龙马溪组构造保存条件及储层含气量变化研究”（KYLX160550） 作者简介：刘鹏（1990—），男，工程师，2014年毕业于中国矿业大学地质工程专业，2017年毕业于该校构造地质学专业，获硕士学位，现从事煤层气、页岩气地质工作。DOI ：10.3969／j.issn.1006-6535.2018.02.007 焦石坝地区构造特征及页岩气保存模式研究 刘 鹏1，吴佩津1，彭钰洁2 （1.中国石油东方地球物理勘探有限责任公司，四川 成都 610051； 2.贵州建设职业技术学院，贵州 贵阳 551400） 摘要：针对焦石坝构造特征及页岩气保存模式认识不清的问题，选取焦石坝周缘砂岩样品及 NW —SE 向地质剖面，利用显微构造分析、平衡剖面技术，对焦石坝在地质历史时期应力方向、主要形变过程及形变时期进行研究。研究结果表明：焦石坝地区具有构造改造强度弱、改造时 间晚、断层封堵性好、埋深适中以及良好的顶底板岩性组合的页岩气保存模式；在地质历史时 期主要受NW —SE 向的挤压应力影响，NE —SW 向应力次之，主要形变期在120Ma 之后，地层 总缩短量为3.8km ，缩短率为16.7％，其中65~85Ma （燕山晚期）是焦石坝主要隆升阶段。该 研究对四川盆地周缘页岩气勘探开发具有重要指导作用。 关键词：页岩气；显微构造；构造形变；保存模式；焦石坝 中图分类号：TE122 文献标识码：A 文章编号：1006-6535（2018）02-0037-05 Structure Characterization and Shale Gas Preservation Pattern in Jiaoshiba Liu Peng 1，Wu Peijin 1，Peng Yujie 2（https://www.360docs.net/doc/c96049000.html,PC Geophysical Company Limited ，Chengdu ，Sichuan 610051，China ； 2.Guizhou Polytechnic of Construction ，Guiyang ，Guizhou 551400，China ）Abstract ：The sandstone core samples in the Jiaoshiba periphery and the NW -SE geologic cross -sections are taken to further characterize the structure and identify shale gas preservation pattern.Microstructure analysis and balanced cross -section are used to study the stress direction ，major deformation process and deformation period of Jiaoshiba in the geologic history.Research indicates that the shale gas preservation pattern in Jiaoshiba is featured by weak tectonic reworking ，late reworking time ，better fault sealing ，moderate buried depth and favorable top -bottom li-thology combination.It is mainly affected by the compressive stress along the NW -SE direction in the geologic histo- ry period ，followed by the NE -SW stress.The major deformation period is after 120Ma ，the total formation shorten-ing is 3.8km with a shortening ratio of 16.7％，where 65~85Ma （Late Yanshan Period ）is considered as the predominant uplifting stage of Jiaoshiba.This research could provide a significant guidance for the shale gas explora- tion and development in the periphery of Sichuan Basin.Key words ：shale gas ；microstructure ；structure deformation ；preservation pattern ；Jiaoshiba 0 引 言 页岩气的成藏作用受到多种地质因素的控制。 近些年，学者从不同的角度对页岩气成藏展开了较 为深入的研究［1-3］。对比北美页岩气地质条件，中国海相页岩具有时代老、热演化程度高、地质构造条件复杂等特殊性 ［4-5］。中国中上扬子地区海相页岩广泛发育，该地区页岩层系经历多期构造演化与长期隆升剥蚀［6］，这一地质条件决定了中上扬子地区页岩气保存条件的重要性。焦石坝地区作为目前中国海相页岩气成功开采的典型，前人对该地区的研究多将其划分在川东进行整体研究。焦 石坝背斜构造位于四川盆地东南缘，川东高陡褶皱 带的南段，万县复向斜、方斗山背斜和石柱复向斜万方数据
重庆涪陵焦石坝页岩气田勘探开发纪实
重庆涪陵焦石坝页岩气田勘探开发纪实 重庆涪陵焦石坝页岩气田勘探开发纪实 焦石坝，重庆涪陵区一个山区小镇。在这里，我国第一口实现规模化、商业化生产的页岩气井诞生，被命名为“页岩气开发功勋井”。今年3月24日，中国石化正式宣布，计划在2017年把涪陵页岩气田建成国内首个年产能100亿立方米的页岩气田，相当于一个1000万吨级大型油田。 重大突破 页岩气田进入商业开发 在中国石化勘探南方分公司岩芯库，保存着一筒采自焦页1HF井3000多米深处的深灰色页岩。“在焦石坝地底下，这些页岩就像一床大棉被，包裹着丰厚的页岩气。”分公司地质专家夏维书说。 撕开这床大棉被的“第一钻”在2012年2月14日晚8时开钻。11月28日，一个振奋人心的消息从焦石坝传来：焦页1HF井当天钻获20.3万方高产页岩气，这标志着我国第一口实现规模化、商业化生产的页岩气井诞生了。 页岩气是一种重要的非常规天然气，被认为是继常规天然气之后，又一种可以大规模开发的优质清洁能源。近年来，全球特别是北美地区，页岩气开发步伐明显加快。美国由于页岩气的大规模开采，甚至可能从油气输入国变为油气输出国。 在我国，常规天然气储量有限，而页岩气储量相对丰富。页岩气如果能得以大规模开发，对缓解我国天然气紧张局面、降低天然气对外依存度意义重大。 2011年，我国将页岩气列为独立矿种；2012年，出台《页岩气发展规划（2011—2015年）》；2013年，国家能源局正式批准涪陵页岩气田为国家级页岩气产能建设示范区。 继焦页1HF井后，环绕其周边数公里区域内，几口评价井也相继部署开采。2013年7月2日，焦页1—3HF井投产，测试产量20多万方/日；9月29日，焦页6—2HF 井投产，测试产量达35万方/日；10月9日，焦页8—2HF井投产，测试产量再创新高，达55万方/日。 “到这时，我们已吃上了定心丸：焦石坝区块页岩气藏不是一点，而是一片；这里不仅有页岩气，而且是高产气藏。”江汉油田涪陵工区项目部经理习传学说。 截至今年5月17日，在涪陵页岩气田280平方公里一期产建区，已开钻页岩气井82口，完钻47口，投产27口，平均单井日产气11万方以上。今年内，该区域将规划投产100口井左右。 “涪陵页岩气田进入商业开发，是我国页岩气开发的重大突破。”业内专家指出，我国页岩气资源潜力大、分布面积广、发育层系多，一旦形成产能，将对满足我国不断增长的能源需求、促进节能减排、优化能源结构、保障能源安全和促进经济社会发展具有重大战略意义。 技术创新 让
地球化学稀土元素配分分析()
《地球化学》实习测验 REE图表处理及参数计算 一、实习目的 1、掌握稀土元素组成模式图的制作方法。 2、掌握表征稀土元素组成的基本参数。 3、培养独立查阅文献及处理数据的能力。 二、基本原理 1、稀土元素组成模式图 1、原子序数为横坐标 2、标准化数据为纵坐标 3、对数刻度 2、表征稀土元素组成的基本参数 3、稀土总量 4、轻重稀土比值 5、轻稀土分异指数 6、重稀土分异指数 7、铕、铈异常 三、实习测验内容 1、绘制各类侵入岩的稀土元素组成模式图； 2、计算各类侵入岩稀土元素组成的基本参数； 3、对已绘制的图表和计算出的数据进行解释。 4、在以上实习内容掌握之后，自行查阅文献一篇，并进行以上3项操作。
四、实习测验步骤 1、根据查阅文献数据，找到自己想要的数据 表1 蒙库铁矿床岩石、矿石、矿物稀土元素成分分析（ppm） 2、选出自己要的数据建立表格 表2 稀土元素组成模式图（ppm） 3、对数据进行球粒陨石标准化 表3球粒陨石标准化后稀土元素组成模式图(ppm) 图1 蒙库铁矿床稀土元素配分图 5、计算稀土元素基本参数 表4 表征稀土元素组成的基本参数 6、数据及图表的解析 （1）绿帘石：∑REE=266.49ppm，表明稀土元素含量较高；LR/HR=4.98，表明轻重稀土元素间发生了较大的分异，轻稀土元素相对富集；(La/Sm)N=2.26，(Gd/Lu)N=1.47，显示轻重稀土元素内部都发生了分异作用，轻稀土元素分异更明显。Eu异常值=1.23，为强正异常；Ce异常值=0.95，表明Ce基本无异常；稀土元素配分模式为轻稀土富集，重稀土相对亏损的右倾型，图像具有左陡右缓特点，Eu正异常明显特征。 （2）磁铁矿矿石：∑REE=10.75ppm，表明稀土元素含量较低；LR/HR=3.15，表明轻重稀土元素间发生了较大的分异，轻稀土元素相对富集；(La/Sm)N=1.47， (Gd/Lu)N=0.88，显示轻重稀土元素内部都发生了分异作用，轻稀土元素分异更明显。 Eu异常值=1.8，为强正异常；Ce异常值=0.84，位弱Ce异常；稀土元素配分模式为轻稀土富集，重稀土相对亏损的右倾型，图像具有左陡右缓特点，Eu正异常明显特征。
美国页岩气开发现状及对四川盆地页岩气开发的建议
美国页岩气开发现状及对四川盆地页岩气开发的建议 张家振张娟孙永兴戴强杜济明 川庆钻探钻采技术研究院钻完井中心，广汉，618300； 摘要：伴随着世界能源供需矛盾的加剧和美国页岩气商业性开发的巨大成功，全世界将目光不约而同的聚焦于页岩气开发。四川盆地拥有潜力巨大的页岩气资源，且作为中国天然气的主要产区之一，加快页岩气的勘探开发及配套技术的研究和战略储备已迫在眉睫。本文着重调研了美国几个主要页岩气藏的完井开发现状，对四川区块的页岩气勘探开发做了简要概述，并针对目前情况提出了几点建议。 页岩气是产出于暗色泥页岩或高碳页岩中的天然气资源，和煤层气、致密砂岩气藏一样属于非常规天然气范畴。全球页岩气资源量巨大，据专家预测可能为常规天然气资源量的2倍，全世界的页岩气总资源量约为456×1012m3[1]。 页岩气藏储层一般呈低孔、低渗透率的物性特征，气体的阻力比常规天然气大，采收率比常规天然气低，一般认为必须采用水平井钻探并进行大型水力压裂增产作业，或采用多分支井等其他技术增加井眼与气藏沟通面积才可获得商业油气流[2]。1 美国页岩气资源 美国本土48个州范围内页岩气藏的分布广泛，其中蕴藏的页岩气资源也非常丰富。钻井和改造技术的进步为页岩气的商业开采做出了巨大贡献。美国页岩气产量近几年内飞速增长，产气量由2006年的311×108m3增至2008年的507×108m3，2009年的900×108m3，预计2010年页岩气产量将占美国天然气产量的13%。图1展示的是美国本土48州中富含天然气的高碳泥页岩分布范围。 图1美国页岩气藏分布范围 美国页岩气藏的开采达到商业化依赖于以下三种因素的综合作用：水平井钻井技术的巨大进步、水力压裂技术的极大成熟、近年来天然气价格的快速增长。其中，水力压裂技术的进步对页岩气商业开采起到了至关重要的作用。前两项技术的贡献使得许多之前无法开采的天然气资源实现了商业性开发。 Navigant咨询公司的调查数据表明，近几年Barnett页岩气藏等较早开采的页岩气藏页岩气开发获得了巨大成功：Barnett页岩气产量从1998年的266×104m3/天增长到2007年的0.85×108m3/天，增长率超过3000%；同时，Fayetteville页岩、Haynesville页岩、Woodford页岩和Marcellus页岩均表现出了相似的增长势头。该公司对生产商的调研结果显示预期页岩气产业在未来将会有持续且高速的增长。据预测美国南部7大页岩气藏在下一个十年里持续产量保守估计在7.65~11.04×108m3/d，有可能占到美国天然气产量的一半左右[3]。 美国的页岩气藏的分布超过20个州至少21个
煤中稀土元素地球化学的研究进展
煤中稀土元素地球化学的研究进展 刘文中,肖建辉,陈 萍 (安徽理工大学地球与环境学院安徽省矿山地质灾害防治重点实验室,安徽淮南 232001) 摘 要:对国内外有关煤中稀土元素丰度的资料做了最新的统计分析,并讨论了煤中稀土元素的丰度、来源和赋存形式及地质成因。研究结果表明,稀土元素在煤中主要与硅酸盐矿物结合,其来源主要是陆源碎屑或溶液,同时也不排除煤中有机质在吸附稀土元素时起的重要作用;煤中稀土元素的分布特征继承了陆源物质铕(Eu)负异常的地球化学特征;煤中稀土元素的分布特征不受煤变质程度的影响,煤中稀土元素含量主要取决于煤的无机组分含量。 关键词:稀土元素;地球化学;煤 中图分类号:P595 文献标志码:B 文章编号:0253-2336(2007)11-0106-03 R esearch progress on geochem istry of rare earth elem ent i n coal LIU W en zhong ,X I A O Jian hu,i C HEN P i n g (Anhui P rov i n ci a lK ey L ab of m i ne g eolog ic a l d isaste r pre v e n ti on and con t rol ,School o f Ea rt h and E nvironm e n t , Anhui Universit y o f S cie n ce and Tec hn ology,Hua i nan 232001,C hina ) 基金项目:安徽省教育厅高校省级自然科学重点研究资助项目(KJ2007A006) 稀土元素有特殊的地球化学性能,如化学性质稳定、均一化程度高、不易受变质作用干扰,一经 纪录 在含煤岩系中,容易被保存下来,是研究煤地质成因的地球化学指示剂。稀土元素在自然界分布广泛,虽然煤中稀土元素含量不高,但在煤灰中稀土元素可以富集,并可望得到综合利用。因此,对煤中稀土元素的研究已成为煤地质学、环境科学以及材料科学的重要内容。 1 煤中稀土元素的丰度 国外研究煤中稀土元素起步较早,一些学者在 实验基础上得出了可靠的数据,如Sw a i n 报道了世界多数煤中稀土元素含量大致范围[1] ;世界煤中 稀土元素总量的平均值为46 3 g /g [2] ;美国煤中稀土元素总量的平均值为62 1 g /g [3];加拿大悉 尼盆地煤中稀土元素总量的平均值为30 g /g [4] 。 国内开展煤中稀土元素研究始于20世纪90年代,近年来取得了一些重要的研究成果。赵志根等人对中国110个煤样中稀土元素的含量分布进行了分析与总结[5] ,由于煤中稀土元素的赋存受多方面因素影响,稀土元素在煤中的含量分布范围相当宽,中间值段80%样品的分析数据可较为客观地 反映中国多数煤中稀土元素的丰度。研究者们还发现,在La ,Ce ,N d ,Sm,Eu ,Tb ,Yb,Lu 这8个稀土元素中,除Eu 外其余7个元素在煤中的平均值含量明显高于世界煤。华南二叠纪煤中稀土元素总量的平均值最大,其次是华北石炭、二叠纪煤,中新生代煤最小 [6] 。淮北煤田二叠纪煤中稀 土元素明显富集,稀土元素总量平均值为141 2 g /g ,高于中国及世界其他地区的煤 [7] 。华南地 区晚二叠世和晚三叠世的煤中,不同煤层的稀土元素含量平均值变化较大,在32~456 g /g [8] 。虽然不同地区、不同数量煤样的分析结果丰富了煤中 稀土元素丰度的数据,但就样品数量和代表性而言,研究中国煤中稀土元素的丰度仍具有很大的局限性。 2 煤中稀土元素的来源和赋存形式 近年来,国内外陆续报道了有关煤中稀土元素来源和赋存形式的研究成果:!保加利亚Piri n 煤中稀土元素主要与硅酸盐矿物相结合,煤中稀土元素的含量随灰分的增高而增加;与灰分及灰分的主要成分(S,i A ,l Fe ,Na )具有较好的正相关关系,而与低灰分中的典型组分钙缺少相关性,煤和岩石夹层的稀土元素标准化分布模式相似;与典型的陆源灰分的微量元素(T ,i Pb ,C r ,Th ,Ta , 106
页岩气开采技术
页岩气开采技术 1 综述 页岩气是一种以游离或吸附状态藏身于页岩层或泥岩层中的非常规天然气，是一种非常重要的天然气资源，主要成分是甲烷。页岩气的形成和富集有其自身的特点，往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。如图1.1所示。页岩气一般存储在页岩局部宏观孔隙体系中、页岩微孔或者吸附在页岩的矿物质和有机质中。页岩孔隙度低而且渗透率极低，可以把页岩理解为不透水的混凝土，这也是页岩气与其他常规天然气矿藏的关键区别。可想而知，页岩气的开采过程极为艰难。根据美国能源情报署（EIA）2010年公布的数据，全球常规天然气探明储量有187.3×1012m3，然而页岩气总量却高达456×1012m3，是常规天然气储量的2.2倍。与常规天然气相比，页岩气具有开采潜力大，开采寿命长和生产周期长等优点，至少可供人类消费360年。从我国来看，中国页岩气探明储量为36×1012m3，居世界首位，在当今世界以化石能源为主要消费能源的背景下，大力发展页岩气开采技术，对我国减少原油和天然气进口，巩固我国国防安全有很重要的意义。我国页岩气主要分布在四川盆地、长江中下游、华北盆地、鄂尔多斯盆地、塔里木盆地以及准噶尔盆地，如图1.2所示。 图1.1页岩气藏地质条件图1.2中国页岩气资源分布页岩气开采是一种广分布、低丰度、易发现、难开采、自生自储连续型非常规低效气藏，气开采过程需要首先从地面钻探到页岩层，再通过开凿水平井穿越页岩层内部，并在水平井内分段进行大型水力加砂压裂，获得大量人工裂缝，还需要在同一地点，钻若干相同的水平井，对地下页岩层进行比较彻底的改造，造成大面积网状裂缝，最后获得规模产量的天然气。因此，水平井技术和水力压裂技术的页岩气成功开采的关键。 2 页岩气水平井技术 1821年，世界上第一口商业性页岩气井在美国诞生，在井深21米处，从8米厚的页岩裂缝中产出了天然气。美国也是页岩气研究开采最先进的国家，也是技术最成熟的国家。国外页岩气开采主要在美国和加拿大（因为加拿大和美国地质条件类似，因此可以承接美国的开采技术），主要得益于水平井技术、完井及压裂技术的成功应用。 2.1 开采技术 早期的页岩气开采主要运用直井技术，直井开采技术简单，开始投入成本低，但是开采
焦石坝外围构造复杂区不同地区页岩气典型井解剖
Mine Engineering 矿山工程, 2018, 6(3), 183-198 Published Online July 2018 in Hans. https://www.360docs.net/doc/c96049000.html,/journal/me https://https://www.360docs.net/doc/c96049000.html,/10.12677/me.2018.63025 Anatomy of Typical Shale Gas Wells in Different Regions of the Complex Structure Surrounding Jiaoshiba Hui Zhang1, Yuewen Liu2, Xiangfeng Wei1 1Sinopec Exploration, Chengdu Sichuan 2China National Petroleum Corporation Sichuan Energy Industry Investment Group, Chengdu Sichuan Received: Jul. 4th, 2018; accepted: Jul. 19th, 2018; published: Jul. 27th, 2018 Abstract With the rapid progress of shale gas exploration and development, the complexity of shale gas ac-cumulation and preservation is emerging gradually. The impact of preservation is not well un-derstood, which seriously affects shale gas target evaluation, exploration deployment and efficient exploration, especially in complex structural areas, structures and faults. Although a major breakthrough has been made in shale gas exploration in the complex structural area around the Jiaoshiba, the drilling situation is still not optimistic. In this paper, the typical shale gas wells in different regions in the complex structural areas around the Jiaoshiba are dissected in detail, ana-lyzed from the aspects of pressure coefficient, fracture, fracture, structural characteristics, roof and floor, gas bearing properties, etc, which is recognized that there are significant differences in gas content in different regions. The closer Southeast Sichuan is to the Xuefeng orogenic belt, the worse the preservation condition is; extrabasinal syncline width is slow, buried depth is deeper, fracture is less developed, preservation condition is better; the complex structure condition of ba-sin edge is poor. Keywords Complex Structure Surrounding Jiaoshiba, Shale Gas, Anatomy of Typical Shale Gas 焦石坝外围构造复杂区不同地区页岩气典型井解剖 张晖1，刘月雯2，魏祥峰1 1中石化勘探分公司，四川成都
页岩气开采压裂技术
页岩气开采压裂技术 摘要：我国页岩气资源丰富但由于页岩地层渗透率很低,页岩气井完井后需要经过储层改造才能获得理想的产量,而水力压裂是页岩气开发的核心技术之一。在研究水力压裂技术开发页岩气原理的基础上,剖析了国外的应用实例,分析了各种水力压裂技术( 多级压裂、清水压裂、水力喷射压裂、重复压裂以及同步压裂技术)的特点和适用性, 探讨了天然裂缝系统和压裂液配制在水力压裂中的作用。 关键词：水力压裂页岩气开采压裂液 0 前言 自1947年美国进行第1次水力压裂以来,经过50多年的发展,水力压裂技术从理论研究到现场实践都取得了惊人的发展。如裂缝扩展模型从二维发展到拟三维和全三维; 压裂井动态预测模型从电模拟图版和稳态流模型发展到三维三相不稳态模型,且可考虑裂缝导流能力随缝长和时间的变化、裂缝中的相渗曲线和非达西流效应及储层的应力敏感性等因素的影响; 压裂液从原油和清水发展到低、中、高温系列齐全的优质、低伤害、具有延迟交联作用的胍胶有机硼和清洁压裂液体系;支撑剂从天然石英砂发展到中、高强度人造陶粒,并且加砂方式从人工加砂发展到混砂车连续加砂;压裂设备从小功率水泥车发展到1000型压裂车和2000 型压裂车;单井压裂施工从小规模、低砂液比发展到超大型、高砂液比压裂作业;压裂应用的领域从特定的低渗油气藏发展到特低渗和中高渗油气藏(有时还有防砂压裂)并举。同时, 从开发井压裂拓宽到探井压裂,使压裂技术不但成为油气藏的增产增注手段,如今也成为评价认识储层的重要方法。 1 国内外现状 水力压裂技术自1947年在美国堪萨斯州试验成功至今近半个世纪了,作为油井的主要增产措施正日益受到世界各国石油工作者的重视和关注,其发展过程大致可分以下几个阶段: 60 年代中期以前, 以研究适应浅层的水平裂缝为主这一时期我国主要以油井解堵为目的开展了小型压裂试验。 60 年代中期以后, 随着产层加深, 以研究垂直裂缝为主。这一时期的压裂目的是解堵和增产, 通常称之为常规压裂。这一时期,我国进入工业性生产实用阶段,发展了滑套式分层压裂配套技术。 70年代，进入改造致密气层的大型水力压裂时期。这一时期,我国在分层压裂技术的基
地球化学稀土元素配分分析
地球化学稀土元素配分分 析 Final revision by standardization team on December 10, 2020.
《地球化学》实习测验 REE图表处理及参数计算 一、实习目的 1、掌握稀土元素组成模式图的制作方法。 2、掌握表征稀土元素组成的基本参数。 3、培养独立查阅文献及处理数据的能力。 二、基本原理 1、稀土元素组成模式图 1、原子序数为横坐标 2、标准化数据为纵坐标 3、对数刻度 2、表征稀土元素组成的基本参数 3、稀土总量 4、轻重稀土比值 5、轻稀土分异指数 6、重稀土分异指数 7、铕、铈异常 三、实习测验内容 1、绘制各类侵入岩的稀土元素组成模式图； 2、计算各类侵入岩稀土元素组成的基本参数； 3、对已绘制的图表和计算出的数据进行解释。 4、在以上实习内容掌握之后，自行查阅文献一篇，并进行以上3项操作。 四、实习测验步骤 1、根据查阅文献数据，找到自己想要的数据 表1 蒙库铁矿床岩石、矿石、矿物稀土元素成分分析（ppm） 2、选出自己要的数据建立表格 表2 稀土元素组成模式图（ppm） 3、对数据进行球粒陨石标准化 表3球粒陨石标准化后稀土元素组成模式图(ppm) 图1 蒙库铁矿床稀土元素配分图 5、计算稀土元素基本参数
表4 表征稀土元素组成的基本参数 6、数据及图表的解析 （1）绿帘石：∑REE=，表明稀土元素含量较高；LR/HR=，表明轻重稀土元素间发生了较大的分异，轻稀土元素相对富集；(La/Sm)N=，(Gd/Lu)N=，显示轻重稀土元素内部都发生了分异作用，轻稀土元素分异更明显。Eu异常值=，为强正异常；Ce异常值=，表明Ce基本无异常；稀土元素配分模式为轻稀土富集，重稀土相对亏损的右倾型，图像具有左陡右缓特点，Eu正异常明显特征。 （2）磁铁矿矿石：∑REE=，表明稀土元素含量较低；LR/HR=，表明轻重稀土元素间发生了较大的分异，轻稀土元素相对富集；(La/Sm)N=， (Gd/Lu)N=，显示轻重稀土元素内部都发生了分异作用，轻稀土元素分异更明显。Eu异常值=，为强正异常；Ce异常值=，位弱Ce异常；稀土元素配分模式为轻稀土富集，重稀土相对亏损的右倾型，图像具有左陡右缓特点，Eu正异常明显特征。 （3）块状黄铁矿：∑REE=225ppm，表明稀土元素含量较高；LR/HR=，表明轻重稀土元素间发生了较大的分异，轻稀土元素相对富集；(La/Sm)N=，(Gd/Lu)N=，显示轻重稀土元素内部都发生了分异作用，轻稀土元素分异更明显。Eu异常值=，为强正异常；Ce异常值=，为Ce弱异常；稀土元素配分模式为轻稀土富集，重稀土相对亏损的右倾型，Eu正异常明显特征。 五、结论 1、绿帘石、磁铁矿矿石、块状黄铁矿的配分模式具有相似性，均为右倾型，正Eu 异常，富集轻稀土元素。差别在于（1）稀土元素含量，绿帘石和块状黄铁矿具有较丰
大焦石坝JD区块页岩气产能与构造变形的 响应关系
Journal of Oil and Gas Technology 石油天然气学报, 2018, 40(6), 1-6 Published Online December 2018 in Hans. https://www.360docs.net/doc/c96049000.html,/journal/jogt https://https://www.360docs.net/doc/c96049000.html,/10.12677/jogt.2018.406111 Response Relationship between Shale Gas Productivity and Structural Deformation in JD Block of Large Jiaoshiba Area Xiaochun Yi1, Jian Sun2, Lianbo Zeng3, Cuiping Meng4 1Wuhan Exploration Company, SINOPEC, Wuhan Hubei 2Sinopec Jianghan Oilfield Company, Qianjiang Hubei 3College of Geosciences, China University of Petroleum, Beijing 4Geophysical Prospecting Research Institute, Jianghan Oilfield Company, SINOPEC, Wuhan Hubei Received: Feb. 14th, 2018; accepted: Apr. 27th, 2018; publishers: Dec. 15th, 2018 Abstract A set of high-quality shale formation was developed in the lower segment in Wufeng Formation of the Upper Ordovician-Longmaxi Formation of Lower Silurian in Jiaoshiba Area, where the quality of shale was stable in lateral distribution. Through development practices of Fuling Shale Gas Field in recent years, it was found out that the horizontal single well production was closely related with gas buried depth, the morphology of microstructure, dip angle of formation and strata cur-vature. However, the main controlling factors of shale gas single well production were varied in different blocks. Based on the structural factors, the difference of single well production in JD Block was analyzed, and the main structural factors controlling production in the block were identified. It is considered that buried depth and dip angle of formation are the key factors re-stricting shale gas productivity, while microstructures and strata curvature only control shale gas productivity in local blocks. Keywords Single Well Production, Structural Deformation, Burial Depth, Formation Dip Angle, Microstructural Morphology, Jiaoshiba Structure
页岩气开采技术的革命性突破
页岩气开采技术的革命性突破 ——记美国页岩气之父乔治〃米歇尔 美国页岩气之父——乔治·米歇尔 2006年，美国页岩气产量为当年天然气总产量的1%，到2010年，这一数据跃升至17%，超过1000亿立方米。五年间，美国页岩气产量增长近20倍。在2009年2月的美国剑桥能源周上，专家们用“页岩气革命”来形容美国在页岩气领域取得的重大突破。 美国页岩气开发历程 2010年6月，在阿姆斯特丹召开的“解放您的潜力——全球非常规天然气2010年会”上，一位90岁的老人，页岩
气钻井和压裂技术的先驱——美国 Mitchell Energy & Development 公司的乔治〃米歇尔(George Mitchell)先生被美国天然气技术研究所（GTI）授予终身成就奖。米歇尔先生的成功引发了美国的页岩气革命，几年时间内，美国一跃成为世界天然气第一大资源国和生产国，不但有望实现天然气的自给，还有可能成为天然气出口国，这一转变将对世界天然气的供求格局产生巨大影响。 乔治〃米歇尔出生在德克萨斯州的Galveston市，是一个移民到美国的希腊牧羊人的儿子。大学就读于德克萨斯州农工大学。他在1946年创办了一家从事石油钻探和房地产业务的公司，即米歇尔能源开发公司（Mitchell Energy & Development Corp.）。虽然公司的运营状况相当不错，但作为自己的石油公司的负责人，米歇尔看到自己的油井在一段短暂的生产后便停产，感到并不满意。在20世纪80年代，他决定尝试一项重大技术挑战，即试图从Barnett部分页岩中开发出页岩气，Barnett页岩位于德克萨斯州Fort Worth 盆地深部和德克萨斯州中北部的15个县境内。 那时，人们已经知道页岩层中形成有巨量的天然气，但是这些天然气却都被束缚在岩石内，并不向钻孔处流动。同样，煤层中也蕴藏有大量的天然气，然而由于所处位臵太深而无法开采出来。这些气体像海绵一样渗透在沙石和其他半多孔岩石中。钻探人员通常称这些气体为“致密气”，要开
四川盆地焦石坝地区五峰-龙马溪组页岩元素地球化学特征及对页岩气开发的意义
第40卷第1期 2018年1月 石油实验地质 P E T R O L E U M G E O L O G Y&E X P E R I M E N T V〇1.40,N〇.1 Jan. ,2018 文章编号：100卜6112(2018)0卜0078-12doi：10.1178L/sysydz201801078四川盆地焦石坝地区五峰|龙马溪组页岩 元素地球化学特征及对页岩气开发的意义 甘玉青，王超，方栋梁，杨兰芳，周新科，张萍 (中国石化江汉油田分公司勘探开发研究院，武汉430223) 摘要:选择四川盆地焦石坝地区JYAJYD两口井的85块页岩岩心样品，进行了有机碳和主、微量元素测试分析。通过分析主、微 量元素在剖面上的纵向变化特征，对焦石坝地区五峰组一龙马溪组含气页岩的氧化还原条件和古生产力状况进行了研究,讨论了 五峰组一龙马溪组有机质富集的主控因素;探讨了地球化学元素对页岩可压性的影响和含气性的指示。研究区五峰组一龙马溪组下部优质气层段有机质含量高，平均值为3.07%。与含气页岩段相比,优质气层段页岩中的SiO:和CaO含量较高,Mo、&、V、Ni、Th 和L等氧化还原敏感元素富集。V/0、V/Sc、L/Th和Ni/Co等氧化还原条件判别指标表明，五峰组沉积期以缺氧一贫氧环境为主，龙马溪组沉积期下部以缺氧环境为主，往上则主要为含氧环境。古生产力指标Ba(、s)指示五峰组一龙马溪组页岩沉积期具有高等生产力背景。优质气层段有机碳含量与Mo/A1、L/Th、N^Co、V/?值之间存在明显的正相关,说明有机质富集主要受氧化还原条件控制。另外，优质气层段页岩生物成因的硅质含量高，且有机碳含量与Si〇2含量呈正相关,有利于形成天然裂缝和后期人工压裂改造。优质气层段的地化元素比值明显高于含气页岩段，说明化学元素比值与页岩含气性之间存在一定的相关性。 关键词：主、微量元素；有机质富集;可压性;含气性;页岩;五峰组一龙马溪组;焦石坝地区 中图分类号:TE122.113 文献标识码:A Element geochemical characteristics of the Wufeng-Longmaxi shale in Jiaoshiba area，Sichuan Basin and their significance to shale gas development G A N Yuqing，W A N G Cha o,F A N G Dongliang，Y A N G Lanlang，Z H O U Xinke，Z H A N G Ping (Research Institute of Petroleum, Exploration and Development，SINOPEC Jianghan, Oilfield Company，Wuhan，Hubei 430223，China) Abstract：A t o t a l ol85 shale core samples from wells J Y A and J Y D in Jiaoshiba area o l Sichuan Basin were selected to t e s t their organic carbon contents，major and trace elements.The redox conditions and paleoproductivity o l the gas-bearing shale in the Wufeng-Longmaxi formations in the Jiaoshiba area were studied by analyzing the vertical variation characteristics o l the major and trace elements in the profile.Meanwhile，the controls for organic matter enrichment in the Wufeng-Longmaxi formations were explored.Moreover，the impact o l geochemical elements on shale compressibi-l i t y and gas-bearing property were studied.The organic carbon content in the high gas-bearing interval lrom the Wuteng Formation to the lower part o l Longmaxi Formation i s high with an average value o l 3.07%. Compared with the common gas-bearing shale，Si〇2and CaO contents are higher in the high gas-bearing shale，and redox-sensitive elements such as M o，Cr，V，Ni，Th and U are enriched.The redox condition indicators such as V/Cr，V/Sc，U/Th and Ni/Co indicated that the Wuleng Formation was mostly deposited in suboxic to anoxic conditions，whereas the anoxic environment dominated during the early sedimentary stage ol L^)ngmaxi shale and evolved into aerobic condi-tions later on.The contents o l biological productivity-related element Ba(^s)reflected a high paleoproductivity，whereas T O C content has an obvious positive correlation with redox proxies (M o/Al，U/T h，Ni/Co and V/Sc)in the high gas-bearing interval，suggesting that the enrichment ol organic matter was predominantly controlled by redox environ-ment.In addition，the biogenic siliceous content o l high-quality gas-bearing shale i s high，and the organic carbon con-tent i s positively correlated with the Si〇2content，which i s conducive to the lormation o l natural lractures and the later a r t i l i c i a l lracturing.The ratio o l geochemical elements in the high gas-bearing interval i s signilicantly higher than that ol common interval，indicating that there i s a certain correlation between chemical element ratios and shale gas. Key words：major and trace elements；organic matter enrichment;compressibility;gas-bearing；shale;Wuleng- Longmaxi formations;Jiaoshiba area 收稿日期：2017-10-13;修订日期：2017-12-27。 作者简介:甘玉青（1981 —），女，硕士，工程师,从事油气藏地质评价工作。E-mail:iamagaii@https://www.360docs.net/doc/c96049000.html, 基金项目：国家科技重大专项（2016ZX05060)和中国石化科技项目（P17014-3)资助。