四川盆地湖相页岩气地质特征与资源潜力

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

四川盆地中北部侏罗系大面积非常规石油勘探潜力的再认识_梁狄刚

第32卷　第1期2011年1月 石油学报 AC TA PET ROLEI SINICA V o l .32Jan .　 N o .1 2011 第一作者及通讯作者:梁狄刚,男,1938年3月生,1960年毕业于成都地质学院,现为中国石油天然气集团公司咨询中心专家委员会专家,教授级高 级工程师,中国石油勘探开发研究院专家室副主任,长期从事石油地质、油气勘探战略、石油地球化学研究。E -mail :dgliang 0314@sina .com 文章编号:0253-2697(2011)01-0008-10 四川盆地中北部侏罗系大面积非常规石油勘探潜力的再认识 梁狄刚　冉隆辉　戴弹申　何自新　欧阳健　廖群山　何文渊 (中国石油天然气集团公司咨询中心　北京　100724) 摘要:通过对四川盆地侏罗系石油的资源潜力、油藏类型、裂缝型储层及勘探开发技术适应性等4个方面进行的再认识,作者认为: ①四川盆地侏罗系的石油资源量可能比目前的(10～11)×108t 要大得多。②它是一种特殊类型的大面积非常规致密油聚集,没有明显圈闭界限;没有明显边、底水及油水界面,属“无水油藏”;浮力与重力分异不明显,缺少大规模二次运移,源内或近源聚集;储层具有特低孔渗、双重介质特征;大面积整体含油,多层系叠合连片,“连续”分布在斜坡及凹陷区,不受局部构造控制而受岩性控制,含油范围以油井分布范围划定,往往是先有产量后有储量。③不能把侏罗系油层简单定性为“裂缝型”,裂缝是测试及生产初期获得高产的必要条件,但各类孔隙对储量和长期低产稳产有重要贡献。④这类非常规致密油的储量规模很大,但是要采用以压裂为主的非常规技术进行开采。建议以龙岗地区沙溪庙组为突破口,推动四川盆地石油勘探开发打开一个新局面。关键词:四川盆地;资源量;非常规石油聚集;致密油层;裂缝型油层;勘探潜力;压裂改造中图分类号:T E 122.1 文献标识码:A A re -recognition of the prospecting potential of Jurassic large -area and non -conventional oils in the central -northern Sichuan Basin LIANG Digang RAN Longhui DAI Danshen HE Zixin OUYANG Jian LIAO Qunshan HE Wenyuan (C N PC Advisory Center ,Beijing 100724,China ) A bstract :T he present paper made a re -reco gnitio n o f Jurassic oils in Sichuan in te rms o f the four aspec ts ,such as resource po tential ,reservo ir types ,fr actur ed r eser voirs and techniques o f ex plo ratio n and development .T he pape r has dr awn the follo wing co nclusio ns .①T he Jura ssic oil reso urce in Sichuan may be much more than the presently discove red amount of 1.0～1.1billion tons .②T he Ju -rassic o il resource is a special lar ge -area and non -conventio nal compact oil accumula tion that ha s no clea r trap boundaries ,no clear edge -w ater ,botto m -water and oil -w ater boundaries like a “w ater -f ree reserv oir ”,and no clear diffe rentiatio n between buoyancy a nd gr avity .T heir r eser voirs are characterized by inner -source o r near -sour ce accumulatio n rather tha n larg e -scale secondary mig ratio n ,ultra -low pe rmeability ,dual media ,lar ge -area entire oiliness ,superimpo sed and linked multi -measures ,“continuo us ”occur rence on slopes or in depressed areas ,being restric ted by litholog y r athe r than lo cal structur es ,a nd delimitating o il -bear ing and well distribu -tion areas frequently by o utput instead of re serv e .③Jurassic reservo ir s can no t be simply defined as “fr actured type ”because various po res contribute sig nificantly to bo th the reserve s and long -ter m low but stable produc tion tho ug h fractures are the pre requisite fo r a high output at the te sting or produc tion beg inning .④T hese e xists a gr eat reserv e fo r this kind of no n -co nve ntional co mpact o ils in the central -no r ther n Sichuan ,ho wev er ,a no n -conventio nal technique co nsisting mainly of hydr aulic fr acturing should be adopted in development .I t w as propo sed tha t Shaximiao Fo rma tion in the Long gang area sho uld be a pro specting targ et ,w hich will be a break -thr ough to o pen a new er a for petr oleum ex plor ation in Sichuan Ba sin . Key words :Sichuan Ba sin ;r eso urce ;no n -conventio nal o il accumulation ;compact oil lay er ;f ractured oil laye r ;prospecting po tential ; f racturin g alter ation 1　问题的提出 四川盆地中北部侏罗系石油历经半个多世纪的勘探开发,在近4×104km 2范围内分布有726口工业油井与224口低产井,共计950口出油井。探明6个油田,还有8个无储量油田和8个含油气构造(图1)。 1997年,川中原油产量曾达到21.6×104t /a ,目前降 到11×104t /a ,平均单井产油约1t /d ,历年累计产油488×104t 。以往的结论是:川中石油属特低孔渗、低丰度、低产、低采收率、裂缝型的低效或无效油田[1-2],以致近10年来每年只钻探11～15口开发井、1～4口探井;最近4年每年只钻探6～7口开发井,没有钻探

中国页岩气形成机理 地质特征及资源潜力

中国页岩气形成机理地质特征及资源潜力 摘要：页岩气是以自生自储为主的非常规天然气，是油气资源中的新型矿种。 由于页岩气储层低孔低渗，要实现大规模开采必须克服许多理论和技术上的难题。本文分析中国页岩气基本特征、形成机理与富集条件、面临的难题等, 对中国页 岩气资源潜力进行预测, 以期为中国页岩气的研究和勘探开发提供依据。 关键词：非常规油气 ;页岩气;源岩油气 页岩气是一种潜在资源量非常巨大的非常规天然气资源，具有含气面积广、 资源量大、开采技术要求高、生产寿命长、稳产周期长等特点。近年来，严峻的 能源紧张形势使页岩气资源在世界范围内受到了广泛的关注。 一、页岩气勘探开发现状 油气工业的发展主要历经构造油气藏、岩性地层油气藏、非常规油气藏三个 阶段。油气藏分布方式分别有单体型、集群型、连续型三种类型。从构造油气藏 向岩性地层油气藏转变是第一次理论技术创新,以寻找油气圈闭为核心;从岩性地 层圈闭油气藏向非常规连续型油气藏转变是第二次理论技术创新或革命,以寻找有 利油气储集体为核心,致密化“减孔成藏”机理新论点突破了常规储集层物性下限与 传统圈闭找油的理念。随着勘探开发技术不断进步,占有80%左右资源的非常规油气，如页岩气、煤层气、致密气、致密油、页岩油等已引起广泛关注,并得到有效 开发, 在油气储产量中所占比例也逐年提高。传统观点仅认识到页岩可生油、生气,未认识到页岩亦可储油、储气,更未认识到还能聚集工业性页岩油、页岩气。 近年来,典型页岩气的发展尤为迅速,地质认识不断进步,优选核心区方法、实验分 析技术、测井评价技术、资源评价技术、页岩储集层水平井钻完井、同步多级并 重复压裂等先进技术获得应用, 形成“人造气”是页岩气快速发展的关键因素。页岩气突破的意义在于: 突破资源禁区,增加资源类型与资源量。 2、挑战储集层极限,实现油气理论技术升级换代,水平井多级压裂等核心技术，应用于其他致密油气等非常规和常规油气储集层中更加经济有效,可大幅度提高油 气采收率。 3、带动非常规油气技术发展,推动致密油气、页岩油等更快成为常规领域。 二、中国富有机质页岩特征 源岩油气是一种新资源类型, 包括页岩油、页岩气、煤层气等,自生自储,主要 产自源岩内储集层中。页岩是由粒径小于0.0039 mm的细粒碎屑、黏土、有机质 等组成,具页状或薄片状层理、易碎裂的一类沉积岩,也称为细粒沉积岩。页岩气 是指从富有机质黑色页岩中开采的天然气,或自生自储、在页岩纳米级孔隙中连续 聚集的天然气。中国三类富有机质页岩泛指海相、海陆交互相及陆相页岩和泥岩, 重点指含油气盆地中的优质泥质烃源岩,图中为依据中国页岩发育的层系和分布特 点编制的三类页岩分布图。中国南方地区海相页岩多为硅质页岩、黑色页岩、钙 质页岩和砂质页岩,风化后呈薄片状,页理发育。海陆过渡相页岩多为砂质页岩和 炭质页岩。陆相页岩页理发育, 渤海湾盆地、柴达木盆地新生界陆相页岩钙质含 量高,为钙质页岩,鄂尔多斯盆地中生界陆相页岩石英含量较高。 2、中国页岩形成的区域地质背景。古生代，在中国南方、华北及塔里木地区形成了广泛 的海相和海陆过渡相沉积, 发育多套海相富有机质页岩和海陆过渡相煤系炭质页岩。在后期改造过程中, 部分古生界海相页岩经历了挤压变形或隆升。四川盆地、华北地区、塔里木盆地构

中国地质构造的基本格局

中国地质构造的基本格局 关于中国地质构造的基本格局，李四光（1939、1973）、黄汲清等（1977）、任纪舜（1990、1997）、程裕淇等（1994），分别从构造体系和构造域两个方面进行过概括和客观描述。借鉴前人成果，结合此次编图所取得的资料，认为中国的地质构造格局主要是板块间相互作用与陆内构造活动的综合反映，而板块活动与陆内块体再活动总是有一定的方向、方式和涉及一定地域，从而形成一定的构造体系域。这与构造体系和构造域的原义和范畴已不尽相同。强调板块相互作用与板内构造活动都具有重要意义。现从构造形变的综合形态、主体构造带展向、复合关系及其动力体系角度，将全国划分为古亚洲、特提斯、华夏—滨西太平洋、贺兰—康滇等4个主要的构造体系域，它们东西横亘、南北纵贯，东西约略对称，并以上扬子地块为中心构造结，构成了一幅大中华构造格架。 我国地质构造的一个显著特点是断裂构造十分发育，所编1:250万地质图上最主要的区域断裂（表5-1）计89条（图5-2），有45条属发生过6级以上地震的活动性断裂，他们分属于不同的构造体系域，其中包括6条板块结合带和6条重要的微板块结合带和10条地壳拼接带，多数有蛇绿岩带、构造混杂岩带发育。不少伴有规模较大的韧性剪切带，其中有16条已发现有蓝片岩带。而含柯石英榴辉岩的超高压变质带主要在中央造山系发现。由于绝大部分具有较长的发育历史和复杂的力学转变过程，地质图未能区分其属性。 古亚洲构造体系域 该域包括任纪舜（1997）所划分的古亚洲构造域，但范围、时限更为广泛，主要是还考虑了板块拼合后的陆内造山作用。以李四光（1973）所划分的3条巨型纬向带为主体，还包括其间所镶嵌的东西向排列的陆块或地块。这些构造形体总体循近东西向展布，中部约略向南弯曲或形成规模不等向南凸出的弧形弯滑构造，如淮阳弧、广西弧等，并相伴有NEE、NWW 向一对X型剪切构造。 该体系域主要发育于我国中北部，包括发育于晚元古代以来，定型于华力西期的天山—兴蒙造山系和定型于印支期的中央造山带以及其间的塔里木、华北陆块。形成于燕山期发育于特提斯与华夏构造域之上的南岭构造带也是该域的新成员，以隆起—花岗岩带为特征，是陆内造山的产物。除此尚有一些规模较小的构造带。 特提斯构造体系域 特提斯构造体系域为华力西、印支、燕山、喜马拉雅期，特提斯洋迭次关闭，冈底斯—印度板块多次相对向N或NNE方向聚合、碰撞造山形成的一个主体为NW向、中段为近EW向、东南段约略向南东撒开的反S状弧形挤压地带，是总体为EW向的特提斯造山系在特定边界条件下发生的构造畸变。其地域主要在中央造山带之南，扬子陆块以西的青藏高原地区，NW向的右江造山带也属该域组成部分。主体由一系列造山带间夹羌北—昌都、羌南、冈底斯等长条状弧形微陆块组成，其中有一系列巨大的断裂带，亦呈反S状，长达1 000～3 000 km余，多数伴有蛇绿岩带、外来混杂岩块或蓝片岩带，他们一般具有拉张、逆冲挤压等复性特征。东段兼有左行走滑和旋转，南段显示右行，其间的块体有向SE挤出的趋势。多数断裂活动性较大，为地震多发带。 金沙江－红河断裂带全长3 000 km以上，北西段呈NWW向分为两支：一支为羊湖—金沙江断裂，发育西金乌金蛇绿岩带，并有榴辉岩分布，在蛇形沟新发现有早二叠世深海放射虫硅质岩；另一支为郭扎错—若拉岗日断裂，在藏北青南沿带发育二叠—三叠系复理石、硅质岩、基性火山岩及二叠系灰岩外来岩块，且有蛇绿岩残块及蓝片岩。中段折向NNW至SN 向，由金沙江蛇绿岩及含志留系—二叠系灰岩外来岩块的泥砾混杂岩组成宽达30～40 km的强变形带，以逆冲兼有右行剪切为特征。南段经哀劳山延出国境，与越南黑水河消减带相连，

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

四川盆地燕山期古构造发展及对油气的影响

第３９卷　第１期 成都理工大学学报（自然科学版） Ｖｏｌ．３９Ｎｏ．１ 　２ ０１２年２月ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＣＨＥＮＧＤＵ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ　ＯＦ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ（Ｓｃｉｅｎｃｅ　＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　 Ｅｄｉｔｉｏｎ）Ｆｅｂ．２０１２　 ［文章编号］１６７１－９７２７（２０１２）０１－００７０－ ０６［收稿日期］２０１１－０３－ ０５［基金项目］国家自然科学基金委员会与中国石油化工股份有限公司联合基金资助项目（４０７３９９０７）［作者简介］孙玮（１９７８－），男，博士，副教授，主要从事石油地质、构造地质学的教学与研究，Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｕｎｗｅｉｃｄｕｔ＠１ ６３．ｃｏｍ。四川盆地燕山期古构造发展及对油气的影响 孙　玮１　刘树根１　韩克猷２　米色子哈１　代寒松３　孙　东１ （１．油气藏地质及开发工程国家重点实验室（成都理工大学），成都６１００５９； ２．中国石油西南油气地质开发研究院，成都６１００５１；３．中国石油勘探开发研究院西北分院，兰州７３００２０ ）［摘要］利用Ｒｏ及古地温等资料重建地层的方法，对四川盆地燕山期古构造的演化过程进行分析，恢复其古构造格局。四川盆地燕山运动的主要构造发育期是晚侏罗世－早白垩世，最终形成了三隆三拗的构造格局，即龙门山山前古隆起、川中古隆起、华蓥山－川东南古隆起和川西拗陷、川北拗陷、川鄂拗陷，３个拗陷连在一起形成了以川中、川东南隆起为中心的西、北、东半环状的拗陷的围绕， 龙门山山前隆起带则沿龙门山分布。该构造格局的形成，特别是形成的燕山期古隆起对于油气的富集有很重要的指向性，同时对于陆相红层次生气藏的形成也有重要的影响。 ［关键词］燕山运动；古隆起；四川盆地［分类号］ＴＥ１２１ ［文献标志码］Ａ 四川盆地的燕山运动介于印支运动与喜马拉 雅运动之间，以往并不被重视，其主要的原因有：ａ． 盆地中侏罗统和白垩系广泛暴露，侏罗系出露的地区大部分没有见顶，厚度不全；白垩系分布的地区，则由于侏罗系埋藏较深，钻探工程很少。因此，侏罗系的厚度和变化情况不清楚，白垩系也多是残厚，给研究燕山期的古构造发展带来很大的困难。 ｂ． 燕山运动在四川盆地只是升降运动，没有发生大规模的褶皱运动，侏罗、白垩系大部分是红色陆相地层，只被认为是四川盆地区域性的盖层，没有认真研究该期的古构造发展。 ｃ． 后期喜马拉雅运动褶皱强烈，对燕山期的古构造改造较大，因此恢复古构造较为困难。 随着近年来钻探工作的扩展，上三叠统须家河组含煤地层的镜煤反射率资料的积累和对盆地古地温和古地温梯度的研究， 以及裂变径迹资料的增多［１－３ ］，使得重建盆地陆相地层的最大沉积 厚度成为可能，从而为恢复盆地燕山运动的古构造情况提供了条件，进而分析上三叠统含油气条件的影响，为寻找陆相地层，特别是须家河组油气田提供资料。 １　燕山期古构造发展 燕山运动非常重要的方面是白垩系的分布。白垩系在盆地中残存不一，要全面了解在原始状态的分布是有难度的。为了解决这个问题，采用了Ｒｏ、古地温和埋深的关系，据此重建地层最大厚度。 白垩系主要分布在盆地的周边地区以及华蓥山的西麓，川中和川东的广大地区没有白垩系沉积（图１）。川中和川东为古隆起，因而白垩系沉积厚度很薄或没有接受沉积。华蓥山在该时期已具雏形，核部出露最老的地层为中侏罗统沙溪庙

北美地区典型页岩气盆地成藏条件解剖要点

北美地区典型页岩气盆地成藏条件解剖 1、阿巴拉契亚盆地俄亥俄页岩系统 （1）概况 阿巴拉契亚盆地（Appalachian）位于美国的东部,面积280000平方公里，包括New York西部、Pennsylvania、West Virginia、Ohio、Kentucky和Tennessee 州等，是美国发现页岩气最早的地方。俄亥俄（Ohio）页岩发育在阿巴拉契压盆地西部,分布在肯塔州东北部和俄亥俄州，是该盆地的主要页岩区（图2）。该区古生代沉积岩是个巨大的楔形体，总体上是富含有机质页岩、碎屑岩和碳酸盐岩构成的旋回沉积体。 图1 美国含页岩气盆地分布图 1953年，Hunter和Young对Ohio页岩气3400口井统计，只有6%的井具有较高自然产能（平均无阻流量为2.98万m2/d），主要原因是这些井的页岩中天然裂缝网络比较。其余94%的井平均产量为1726m3/d，经爆破或压裂改造后产量达8063m3/d，提高产量4倍多。1988年前，美国页岩气主要来自Ohio页岩气系统。截止1999年末,该盆地钻了多达21000口页岩井。年产量将近34亿m3。天然气资源量58332—566337亿m3,技术性可采收资源量4106~7787亿m3。每口井的成本$200000-$300000，完井成本$25~$50。 （2）构造及沉积特征 阿巴拉契亚盆地东临Appalachian山脉，西濒中部平原，构造上属于北美地台和阿巴拉契亚褶皱带间的山前坳陷。伴随Laurentian古陆经历了由被动边缘型

向前陆盆地的演化过程。盆地以前寒武纪结晶岩为基底，古生代沉积岩呈巨大的楔形体(最大厚度12 000 m)埋藏于不对称的、向东变深的前陆盆地中。寒武系和志留一密西西比系为碎屑岩夹碳酸盐岩，奥陶系为碳酸盐岩夹页岩，宾夕法尼亚系为碎屑岩夹石灰岩及煤层。总体上由富有机质泥页岩(主要为碳质页岩)、粉砂质页岩、粉砂岩、砂岩和碳酸盐岩等形成3～4个沉积旋回构成，每个旋回底部通常为富有机质页岩，上部为碳酸盐岩。泥盆系黑色页岩处于第3个旋回之中，分布于泥盆纪Acadian 造山运动下形成的碎屑岩楔形体内（James,2000）。该页岩层可再分成由碳质页岩和较粗粒碎屑岩互层组成的五个次级旋迥(Ettensohn ，1985)。它们是在阿卡德造山运动的动力作用下和Catskill 三角洲的向西进积中沉积下来的。 （3）页岩气成烃条件分析 ①页岩分布特征 阿巴拉契亚盆地中南部最老的泥盆纪 页岩层系属于晚泥盆世。Antrim 页岩和New Albany 大致为Chattanooga 页岩和Ohio 页 岩的横向同位层系（Matthews,1993）。在俄 亥俄东边和南边,Huron 段分岔。有的地区已 经被插入的灰色页岩和粉砂岩分成两个层。 俄亥俄页岩系统，覆盖于Java 组之上 (图3)。由三个岩性段组成：下部 Huron 段 为放射性黑色页岩，中部Three Lick 层为 灰色与黑色互层的薄单元，上部Cleveland 段为放射性黑色页岩。俄亥俄页岩矿物组成 包括：石英、粘土、白云岩、重金属矿（黄 铁矿）、有机物。 图2是西弗吉尼亚中部和西部产气区泥 盆纪页岩层的地层剖面。中上泥盆统的分布 面积约128，000mi 2(331，520km 2)，它们沿 盆地边缘出露地表。页岩埋藏深度为610～ 1520m ，页岩厚度一般在100－400ft(30— 120m),泥盆系黑色页岩最大厚度在宾夕尼亚州的中北部(图3)(deWitt 等，1993)。 ②页岩地球化学特征 图4表示Ohio 页岩下Huron 段烃源岩有机碳等值线图。从镜质体反射率特征来图2 阿巴拉契亚盆地西部中泥盆统－下密西西比系剖面 （据Moody 等，1987）

地质构造及其地质图

二、地质构造及地质图 Ⅰ．名词解释 1．地质构造P23 构造运动引起地壳岩石变形和变位，这种变形、变位被保留下来的形态被称为地质构造。 2．地质作用P24 是指由自然动力引起地球（最主要是地幔和岩石圈）的物质组成、内部结构和地表形态发生变化的作用。 3．绝对年代法P25 是指通过确定地层形成时的准确时间，依此排列出各地层新、老关系的方法。 4．相对年代法P25 是通过比较各地层的沉积顺序、古生物特征和地层接触关系来确定其形成先后顺序的一种方法。 5．褶皱构造P32 在构造运动作用下，岩层产生的连续弯曲变形形态。 6．背斜P32 岩层弯曲向上凸出，核部地层时代老，两翼地层时代新。正常情况下，两翼地层相背倾斜。 7．向斜P32 岩层弯曲向下凹陷，核部地层时代新，两翼地层时代老。正常情况下，两翼地层相向倾斜。 8．节理P35 是指岩层受力断开后，裂面两侧岩层沿断裂面没有明显的相对位移时的断裂构造。 9．断层P37 是指岩层受力断开后，断裂面两侧岩层沿断裂面有明显相对位移时的断裂构造。 10．地质图P43 是把一个地区的各种地质现象，如地层、地质构造等，按一定比例缩小，用规定的符号、颜色和各种花纹、线条表示在地形图上的一种图件。 Ⅱ．单项选择题（在下列各题中选最佳答案，将其代码填在括号中） 1．岩层产状是指（）。P31 A．岩层在空间的位置和分布B．岩层在空间的延伸方向 C．岩层在空间的倾斜方向D．岩层在空间的倾斜程度2．岩层的倾角表示（）。P31 A．岩层面与水平面相交的夹角B．岩层面与水平面相交的交线方位角 C．岩层面最大倾斜线与水平面交线的夹角D．岩层面的倾斜方向

3．当岩层界线与地形等高线平行时，岩层是（）。P30 A．缓倾岩层B．陡倾岩层C．水平岩层D．直立岩层4．岩层产状记录为145∠5时，表示岩层的走向为（）。P32 A．5°B．145°C．35°D．175° 5．岩层产状记录为S45°E∠15°S时，表示岩层倾向为（）。P31 A．N45°E B．S45°E C．S45°W D．N45°W 6．褶曲存在的地层标志是（）。P34 A．地层对称重复B．地层不对称重复 C．地层不对称缺失D．地层对称缺失 7．褶曲按横剖面形态分类，主要依据褶曲（）的相互关系分类。P33 A．枢纽和轴面产状B．轴面产状和两翼岩层产状 C．轴面产状和轴线产状D．枢纽和两翼岩层产状 8．轴面倾斜，两翼岩层倾向相反，倾角不等的褶曲是（）。P34 A．直立褶曲B．平卧褶曲C．倾斜褶曲D．倒转褶曲9．轴面倾斜，两翼岩层产状倾向相同,其中一翼为倒转岩层的褶曲是（）。P34 A．直立褶曲B．平卧褶曲C．倾斜褶曲D．倒转褶曲10．地层对称重复，中间老，两边新，地层界线平行延伸，表示该地区存在（）。P32 A．水平背斜B．水平向斜C．倾伏背斜D．倾伏向斜11．节理延伸方向与岩层延伸方向一致时，叫做（）。P36 A．倾向节理B．斜交节理C．走向节理D．横向节理12．节理按成因分为原生节理，构造节理和（）。P35 A．冷缩节理B．张节理C．成岩节理D．次生节理 13．正断层是指断层的（）的现象。P37 A．上盘相对向上运动B．上盘相对向下运动 C．下盘相对向下运动D．两盘水平错动 14．逆断层是指断层的（）的现象。P38 A．下盘相对向上运动B．下盘相对向下运动 C．上盘相对向下运动D．两盘水平错动 15．构造角砾岩是断层存在的（）。 A．唯一标志B．重要标志C．必要条件D．充分条件16．地层出现不对称重复，缺失时，则有（）存在。 A．向斜B．背斜C．断层D．角度不整合接触 17．当岩层走向与断层倾向一致时，叫做（）。P39 A．走向断层B．倾向断层C．斜交断层D．横断层 18．泥裂开口所指的方向一定是（）。P26 A．岩层的底面B．岩层的顶面C．地表的表面D．河床的底面

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/e03051959.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

页岩气钻井地质及工程设计要点

页岩气钻井地质及工程设计要点 一、封面 页首写构造：大地构造单元名称。井别：参数井（或调查井）、压裂井等。井型：直井等。页首下写项目名称：××省××页岩气××井地质及工程设计页倒二行：编制单位。 页末：编制日期（出稿时年月日）。 二、扉页 页首：项目设计名称。页中：项目名称、承担单位、编制单位、项目负责、设计人、参加人员、单位负责、审核等。 页末：编制日期（出稿时年月日）。 三、责任表及目录 责任页表：井号、井别、井型、主管单位、项目名称、承担单位、项目负责、设计人、参加人、项目组意见、专家论证意见（右下角签字、日期）、主管单位（右下角签字、日期）。目录：可按二级大纲级别设置目录及章节所在页码。以上一至三项无须页码。 四、正文 1 目的和任务 扼要说明本项目的主要目的和任务。 2 井区位置概况 2.1 井区位置和交通 叙述井位所在区主要的行政隶属（省、县、乡或镇、村）地理位置、地理坐标、铁路、公路干线及要道、井场进出公路相通等情况。附交通位置示意插图（图内外框、坐标数据、比例尺、井位位置等）。 2.2 井区自然地理 1. 地形地貌：主要阐述井位及其附近的地形（平缓或宽阔、土地、植被、井位标高、高差、平坝面积等。 2. 水源、电力、通讯：重点叙述井位处钻探工程用水距离、水量及其保障等情况，扼要叙述电力和通讯情况。

3 基本数据 列表说明页岩气钻井地理位置、构造位置、井口坐标（经纬、直角）、井口标高、设计井深、目的层位、钻探目的、设计目的、完井方式、录井情况、随钻实验情况等。 4 钻探设计依据及目的 4.1 设计依据 根据有关资料或报告简要阐述页岩气厚度、地层、构造、测试结果、页岩气稳定情况、相关结论等。 4.2 钻探目的 简要叙述钻探所达到的目的：目的层系、获取岩芯地层、了解的地层、获取地层厚度、有机质含量、岩石力学特征、页岩储集能力、页岩含气量系列参数等，为××提供地质依据。5 井区地质概况 5.1 区域地层 简述区域由老到新有关主要的地层（系、统、组）。5.2井区地层 由老到新详细阐述井区钻井遇地层及其上下地层系、统、组、段的岩性、厚度、接触关系，附相关地层插图 。5.3区域构造 简述区域大地构造位置及构造轮廓，与本井区有关的褶曲、断裂并加以综述。附区域构造插图。 5.4井区构造 先综述井区构造基本形态：地层志向、倾向、倾角极值及一般值、发育断裂和褶曲条数、长度、断距。 分述有关褶曲、断裂具体情况。5.4构造演化特征 综述沉积环境、沉积相、构造运动及其演化情况等。

地质构造与地质图识别

3 地质构造与地质图识别 本章重点、难点 ?地层地质年代的确定； ?判读地质年代表； ?认识地质构造的各种类型、地质构造与公路工程的关系； ?节理玫瑰花图的绘制 ?阅读地质图 3.1 地史的基本知识 几个概念的区分: 地史---地壳发展演变的历史叫做地质历史 绝对地质年代----地质事件发生（或地质体形成）的时代,是用距今多少年以前来表示，是通过测定岩石样品所含放射性元素确定的； 相对地质年代----地质事件发生（或地质体形成）的先后顺序,是由该岩石地层单位与相邻已知岩石地层单位的相对层位的关系来决定的。 一般以应用相对地质年代为主. 一、地层的地质年代 地层和岩层的区别： 岩层-由两个平行或近于平行的界面（岩层面）所限制的同一岩性组成的层状岩石，称为~，岩层是沉积岩的基本单位而没有时代的含意。 地层-在地质学中，把某一地质时期形成的一套岩层及其上覆堆积物统称为那个时代的地层。 二、地层的相对地质年代 ◆沉积岩相对地质年代的确定 ◆岩浆岩相对地质年代的确定 ◆绝对地质年代的确定 （一）沉积岩相对地质年代的确定 1．地层层序律：沉积岩在形成过程中，自然的层序总是先老后新(下老上新). 2．标准地层对比法：一定区域内，同一时期形成的岩层特征基本一致。可以以岩石的组成、结构、构造等特点，作为岩层对比的基础. 但此方法具有一定的局限和不可靠性。 3．层位接触关系对比法：不整合接触就成为划分地层相对地质年代的一个重要依据。 4. 生物层序法：化石是确定地质年代的重要依据. 沉积岩的接触关系 地壳上升可以形成侵蚀面,然后下降又被新的沉积物所覆盖,这种埋藏的侵蚀面称不整合面.上下两套岩层之间具有埋藏侵蚀面的这种接触关系,称不整合接触. （1）角度不整合：埋藏侵蚀面将年轻的、新的、变形较轻的沉积岩同倾斜或褶皱的沉积岩分开，不整合面上下岩层之间有一角度差异。 （2）平行不整合（假整合）：上下两套岩层之间产状一致、互相平行，但在岩性时代、古生物特征上是不连续的，中间发生过沉积间断。 （3）整合：上下两套岩层之间产状一致、互相平行，且在岩性时代、古生物特征上是连续

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