页岩气储层的基本特征及其评价
沁水盆地煤系地层页岩气储层特征及评价_付娟娟
第２３卷第２期２ ０１６年３月地学前缘（中国地质大学（北京） ；北京大学）Ｅａｒｔｈ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｆｒｏｎｔｉｅｒｓ（Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｇｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ（Ｂｅｉｊｉｎｇ）；Ｐｅｋｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）Ｖｏｌ．２３Ｎｏ．２ Ｍａｒ．２０１６ ｈｔｔｐ ：／／ｗｗｗ．ｅａｒｔｈｓｃｉｅｎｃｅｆｒｏｎｔｉｅｒｓ．ｎｅｔ．ｃｎ 地学前缘，２０１６，２３（２）收稿日期：２０１５－０９－１２；修回日期：２０１５－１１－ ０１基金项目：中国地质调查局项目“沁水盆地及周缘页岩气资源调查评价”（２０１４－ ２５８）作者简介：付娟娟（１９８１—），女，博士研究生，工程师，矿产普查与勘探专业。Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｕａｎｊ ｕａｎｆｕ＿２０１２＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ＊ 通讯作者简介：郭少斌（１ ９６２—），男，教授，博士生导师，从事层序地层学、储层评价和油气资源评价方面的教学和科研工作。Ｅ－ｍａｉｌ：ｇ ｕｏｓｂ５８＠１２６．ｃｏｍｄｏｉ：１０．１３７４５／ｊ ．ｅｓｆ．２０１６．０２．０１７沁水盆地煤系地层页岩气储层特征及评价 付娟娟， 郭少斌＊， 高全芳， 杨 杰中国地质大学（北京）能源学院，北京１０００８３ ＦＵ Ｊｕａｎｊｕａｎ， ＧＵＯ Ｓｈａｏｂｉｎ＊， ＧＡＯ Ｑｕａｎｆａｎｇ， ＹＡＮＧ ＪｉｅＳｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｎｅｒｇｙ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｇｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ（Ｂｅｉｊｉｎｇ），Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，ＣｈｉｎａＦＵ Ｊｕａｎｊｕａｎ，ＧＵＯ Ｓｈａｏｂｉｎ，ＧＡＯ Ｑｕａｎｆａｎｇ，ｅｔ ａｌ．Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｓｈａｌｅ ｇａｓ ｉｎ ｔｈｅＣａｒｂｏｎｉｆｅｒｏｕｓ－Ｐｅｒｍｉａｎ ｃｏａｌ－ｂｅａｒｉｎｇ ｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｑｉｎｓｈｕｉ Ｂａｓｉｎ．Ｅａｒｔｈ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｆｒｏｎｔｉｅｒｓ，２０１６，２３（２）：１６７－１７５Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｑｉｎｓｈｕｉ Ｂａｓｉｎ，ａｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｃｏａｌ－ｂｅａｒｉｎｇ ｂａｓｉｎｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ，ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｈａｓ ｐｌｅｎｔｙ ｏｆ ｃｏａｌａｎｄ ｃｏａｌ－ｂｅｄ ｍｅｔｈａｎｅ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，ｂｕｔ ａｌｓｏ ｈａｓ ａ ｌｏｔ ｏｆ ｓｈａｌｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｒｅ ｉｓ ｌｉｔｔｌｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｈａｌｅ ｇａｓ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ ｉｎ ｔｈｉｓ ｂａｓｉｎ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｗｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｓｈａｌｅ ｇａｓ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｕｐｐｅｒ Ｐａｌｅｏｚｏｉｃ ｏｆ Ｑｉｎｓｈｕｉ Ｂａｓｉｎ，Ｃｈｉｎａ．Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｍｅｔｈｏｄｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ Ｘ－ｒａｙ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ，ＮＭＲ，ＦＩＢ－ＳＥＭ，ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｉｎｓｅｃｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｅｔｃ．ｗｅｒｅ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｏｒｇａｎｉｃ ｇｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，ｒｏｃｋａｎｄ ｍｉｎｅｒａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｏｒｅｓ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ｏｒｇａｎｉｃ－ｒｉｃｈ ｓｈａｌｅ ｇａｓ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ．Ｏｎ ｔｈｉｓ ｂａｓｉｓ，ｔｈｅ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｏｆ ｓｈａｌｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ ｉｎ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ａｒｅａ ｉｓ ｅｖａｌｕａｔｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｙｐｅｓ ｏｆ ｐｏｒｅｓ ａｎｄ ｍｉｃｒｏ ｆｒａｃｔｕｒｅｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｈｅｒｅ，ｗｈｉｃｈ ｐｒｏｖｉｄｅ ｅｎｏｕｇｈ ｓｐａｃｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｏｆ ｓｈａｌｅ ｇａｓ．Ｍｉｎｅｒａｌ ｐｏｒｅｓ，ｍａｉｎｌｙ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｉｎｔｅｒｇｒａｎｕｌａｒ ｐｏｒｅｓ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｐｏｒｅｓ ｉｎ ｓｈａｐｅｓ ｏｆ ｐｌａｔｅ，ｔｒｉａｎｇｌｅ ｏｒｉｒｒｅｇｕｌａｒ ａｒｅ ｗｅｌｌ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ，ｗｈｅｒｅａｓ ｏｎｌｙ ａ ｓｍａｌｌ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｏｒｇａｎｉｃ ｐｏｒｅｓ ｉｎ ｓｈａｐｅｓ ｏｆ ｄｏｔ ｏｒ ｏｃｃａｓｉｏｎａｌ ｅｌｌｉｐｓｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ｐｏｒｏｓｉｔｙ ｈａｓ ａ ｌａｒｇｅ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｓｕｒｆａｃｅ ａｒｅａ，ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ａ ｒａｎｇｅ ｆｒｏｍ ２．８４ｍ２／ｇ ｔｏ ６．４４ｍ２ ／ｇ ｗｉｔｈ ａｎａｖｅｒａｇｅ ｏｆ ４．２６ｍ２ ／ｇ．Ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｐ ｏｒｅ ｓｉｚｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｉｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ３．６４ｎｍ ａｎｄ １０．３４ｎｍ，ｗｈｉｃｈｍｅａｎｓ ｍａｉｎｌｙ ｍｅｓｏ－ｐｏｒｅｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ｔｈｅ ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｍｉｎｅｒａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｃｏｍｐｏｓｅｄ ｏｆ５７．５％ｏｆ ｃｌａｙ ｍｉｎｅｒａｌｓ ａｎｄ ４１．３％ｏｆ ｂｒｉｔｔｌｅ ｍｉｎｅｒａｌｓ，ｉｓ ｐｒｅｔｔｙ ｇｏｏｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｍｉｒｃｏ－ｐｏｒｅｓ，ｇａｓａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ａｎｄ ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ．Ｈｉｇｈ ｖａｌｕｅ ｏｆ ＴＯＣ ａｎｄ Ｒｏ，ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ａｂｎｏｒｍａｌ ｔｈｅｒｍａｌ ｇｒａｄｉｅｎｔ ｉｎ Ｍｅｓｏｚｏｉｃ，ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｆａｖｏｒａｂｌｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｓｈａｌｅ ｇａｓ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｔｏｒａｇｅ．Ｏｎ ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ，ｔｈｏｕｇｈ ｔｈｅ ｂｕｒｉａｌ ｄｅｐｔｈ ｉｓｓｈａｌｌｏｗ，ｔｈｅｒｅ ｉｓ ｇｒｅａｔ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｆｏｒ ｓｈａｌｅ ｇａｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｃ－Ｐ ｐｅｒｉｏｄ ｉｎ ｔｈｅ ＱｉｎｓｈｕｉＢａｓｉｎ ｂｅｃａｕｓｅ ｔｈｅ ｏｒｇａｎｉｃ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｍｉｎｅｒａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｒｅ ｑｕｉｔｅｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｔｏｒａｇｅ ｏｆ ｓｈａｌｅ ｇ ａｓ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｑｉｎｓｈｕｉ Ｂａｓｉｎ；Ｃ－Ｐ ｐｅｒｉｏｄ；ｓｈａｌｅ ｇａｓ；ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ摘 要：沁水盆地是我国重要的含煤盆地，不仅其煤炭及煤层气资源丰富，在上古生界石炭纪—二叠纪地层中还有大量页岩发育。而目前，针对该地区页岩地层的相关研究极少，该地区页岩气资源是否具有勘探开发潜力有待深入而细致的研究。本文以沁水盆地上古生界石炭系—二叠系海陆交互相页岩储层为研究对象，通过薄片鉴定、Ｘ线衍射分析、氩离子抛光－扫描电镜分析、核磁共振、氮气吸附等实验方法，研究了富有机质页岩储层有机质含量、类型、成熟度等有机地化特征以及储集空间类型、物性、矿物组成、孔隙结构等储层特征。在此基础上，对研究区页岩储层的勘探开发潜力进行了评价。结果表明：沁水盆地石炭系—二叠系富有机质页岩储层中发育形态各异的不同类型孔隙及微裂缝。其中，矿物基质孔十分发育，主要包括有呈片状、三角形及
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
页岩气储层评价(斯伦贝谢公司)
页岩气储层评价
斯伦贝谢DCS 2010年5月
汇报提纲
页岩气藏特征 页岩气储层评价技术 实例
2 5/18/2010
页岩气藏普遍特点
有机质含量丰富 烃源岩 含吸附和游离状态气体 超低渗 (~100 nD, 0.0001 mD) 低孔 (~ 5%) 含气量大 采收率变化大 生产寿命长( 30-50 年). (Barnett页岩气田开采寿命可达80～100年) 游离状态天然气的含量变化于20%-85%之间 增产措施：水平井、多级压裂
页岩气藏普遍特点
有机含量丰富的页岩 烃源岩 含吸附和游离状态气体 超低渗 (~100 nD, 0.0001 mD) 低孔 (~ 5%) 含气量大 采收率变化大 和单井产量低 生产寿命长( 30-50 年). (Barnett页岩气田开采寿命可达80～100年) 游离状态天然气的含量变化于20%-85%之间 增产措施：水平井、多级压裂
采收率 (%) 全球常规气储量：6,300 tcf/178.4万亿方 全球页岩气储量：16，112tcf/456万亿方 中国页岩气储量：3528tcf/99.9万亿方 引：BP Statistical Review of World Energy, June 2008
A O/NA L B
A B L O/NA
Antrim (Michigan) Barnett (Texas) Lewis (New Mexico) Ohio/New Albany
页岩气藏普遍特点
有机含量丰富的页岩 烃源岩 含吸附和游离状态气体 超低渗 (~100 nD, 0.0001 mD) 低孔 (~ 5%) 含气量大 采收率变化大 和单井产量低 生产寿命长( 30-50 年). (Barnett页岩气田开采寿命可达80～100年) 游离状态天然气的含量变化于20%-85%之间 增产措施：水平井、多级压裂
页岩气储层岩石物理性质研究
页岩气储层岩石物理性质研究 学生：袁亚丽陈改杰蔡家琛李龙指导老师：樊振军 （数理学院） 【摘要】页岩气藏开采首先要对其进行评价，充分考虑其储层性质和开采能力。储层性质主要通过储层参数来描述，通过对相关参数的分析进一步评价储层的生产能力，制定相应的增产措施和开采方案。本实验以龙马溪组页岩为例，采用电阻率测试装置、YS-Hf岩电声波综合测试仪器等仪器对页岩气储层岩石的物理性质进行了测试，并分析总结页岩气储层物理参数对页岩气开采的指导意义，为提高我国页岩气岩石物理实验分析技术和研究水平，为我国页岩气勘探开发奠定坚实的基础。 【关键词】页岩气；电导率；横波；纵波；泊松比 【项目编号】2015AB061 【背景意义】页岩气藏开采首先要对其进行评价，充分考虑其储层性质和开采能力．储层性质主要通过储层参数来描述，通过对相关参数的分析评价储层的生产能力，制定相应的增产措施和开采方案。页岩气储层以纳米级孔隙为主的特性，使得页岩岩石物理基础实验及相关理论模型研究在页岩气储层测井评价中发挥举足轻重的作用。页岩气地质条件和形成机理完全不同于传统石油地质理论，国内外针对页岩气形成机理、富集规律和主控因素等尚未完全搞清。由于页岩储层低孔隙度、超低渗透率、以纳米级孔隙为主的特性，使得页岩气储层岩石物理基础实验及相关理论模型研究在页岩气储层评价中发挥重大的作用，而中国目前在这方面的研究尚处于起步阶段。因此，急需了解和借鉴国外相关实验技术和研究方法，提高我国页岩气岩石物理实验分析技术和研究水平，为我国页岩气勘探开发奠定坚实的基础。． 1.电阻率测井 页岩气储层识别所利用的常规测井方 法有: 自然伽马测井、声波时差测井、体密度测井、中子密度测井、岩性密度测井、电阻率测井、井径测井等［2］，本实验采用电阻率的方法对页岩含有机质量进行了评价，有机质不导电，随 TOC含量增加电阻率增大。在测井中可采用电阻率测井对有机质含量进行评价。本实验采用电阻率测试装置对四川沙坝乡龙马溪组的页岩的电阻率进行了测试，数据如表1所示；天津蓟县页岩的数据如表2所示：
页岩气吸附解吸研究调研
国内部分 2009--上扬子区志留系页岩气成藏条件 王社教等，对四川盆地长芯1井120m处所取岩心开展了70℃的等温吸附实验，该样品为志留系龙马溪组黑色页岩，有机碳含量为5.9，成熟度为3.26%。在70℃等温条件下，随着压力增高，页岩吸附甲烷的能力逐渐增大，在压力达到8.5 MPa时，页岩的甲烷吸附能力达到l m3／t。推测成熟度过高是导致吸附能力较低的主要原因。 2010--四川盆地下志留统龙马溪组页岩气成藏条件及有利地区分析蒲泊伶等，在温度为40 ℃、湿度为1.68% ~ 2 .25%、甲烷浓度为99.999% 的实验条件下进行的等温吸附实验表明，龙马溪组页岩具有较强的吸附气体的能力。龙马溪组页岩的压力系数可达1.4~ 1.89，埋深大致为0~3000m，选定8. 28MPa 作为地层平均压力，在8.28 MPa下页岩的吸附气含量为1.12~ 1.74m3/ t，平均为1.28 m3/ t。将实测数据拟合后发现，页岩中吸附气含量与压力和有机碳含量呈正相关关系。
2010--页岩等温吸附异常初探 方俊华等，对9个下志留统龙马溪组的页岩样进行了等温吸附实验，采用美国Terra-Tek公司的等温吸附解析仪IS-100型，实验前页岩样经平衡水分处理，温度为30℃。将页岩样品破碎到小于6 0-8 0目(0.25 mm )，再进行筛分分析，以确定样品的粒径分布。页岩样的水分含量达到平衡，就分别将80~150g的样品密封在两个不同实验缸内。在压力点早期，以0.01s的间隔收集数据，而在压力点晚期，则以0. 1min的间隔收集，连续进行，至30min内压力变化小于要求值为止。逐渐加压至最终压力。 结果表明，压力在130896~1034kPa时，页岩吸附量达到最大值，随后，随着压力的增加，吸附量逐渐减少，等压力达到一定程度时，吸附量减少到负值，出现所谓的“倒吸附”现象。 倒吸附的原因：1、煤与页岩在粘土矿物含量等方面不同；2、煤与龙马澳黑色页岩中有机组分存在方式不同；3、CH4的超临界赋存。 建议：1、选用新鲜样品粉末进行等温吸附实验；2、确立页岩实验测试的最佳粒度；3、选取新参数作为评价依据。
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
页岩气储层测井解释
页岩气储层测井解释 1.页岩油气储层地质特征 （1）连续型油气聚集单元 页岩油气藏的形成和富集有着自身独特的特点，其分布在盆地内，沉积厚度大、分布范围广的页岩地层中，自生自储，页岩即是烃源岩，也做为储集层，与常规油气藏不同，没有油水界面、气水界面等流体界面概念，属于连续型油气聚集单元。 （2）岩石矿物组成复杂 页岩油气储层不只是指黑色页岩，一切富含有机质，且天然气以吸附态、游离态赋存于岩石中的致密细碎屑岩都可统称为页岩油气储层。页岩油气储层矿物组成十分复杂，主要有石英、方解石、粘土矿物、黄铁矿等，而且不同盆地页岩油气储层的矿物含量差别很大。根据矿物组成的不同，页岩油气储层大致可分为三类：一类是富含方解石的钙质页岩油气储层；另一类是富含石英的硅质页岩油气储层，以及符合粘土矿物的粘土质页岩油气储层。 （3）富含有机质，储集空间类型复杂 页岩油气储层既是储集层，又是烃源岩，富含有机质，储集空间类型复杂，主要孔隙类型以粒间孔隙和有机质成熟后热解生成的孔隙为主，部分储层还发育天然裂缝。 （4）基质渗透率极低 页岩油气储层物性极差，储层孔隙度一般小于10%，基质渗透率一般为 0.0001～0.001mD，渗透率极低，一般以长距离水平钻井结合多级压裂方式求产。 （5）游离与吸附态两种赋存方式 页岩气主要有游离态、吸附态两种赋存状态，游离气是以游离状态赋存于孔隙和微裂缝中的天然气；吸附气则是吸附于有机质和粘土矿物表面的天然气，以有机质吸附为主，粘土矿物吸附可以忽略。致密砂岩气则主要是游离气，煤层气主要是吸附气。 2.页岩油气储层测井评价 在页岩油气储量评估中，测井专业的主要任务可分为两个部分内容：一是储层的定性识别；二是储层参数的定量计算。在储层参数的定量计算中主要包括有机碳含量、有机质成熟度、孔隙度、饱和度以及吸附气含量等几个要点。 （1）页岩油气储层定性识别 页岩油气储层由于含有丰富的有机质，测井响应特征与常规储层有明显不同。通常情况下，干酪根形成于还原环境，可以使铀沉淀下来，从而具有高自然伽马放射性特征，干酪根的密度较低，介于0.95～1.05g/cm3之间。干酪根的存在大大降低了储层体积密度，干酪根还具有较高的含氢指数和较低的光电吸收指数，导致储层具有高中子孔隙度、低光电俘获截面特征。页岩油气储层中含烃饱
页岩气国内外研究现状
页岩气国内外研究现状 一、页岩气的定义 关于页岩气的定义，Curtis 认为页岩气可以是储存在天然裂隙和颗粒间孔隙中的游离气，也可以是干酪根和页岩颗粒表面的吸附气或者是干酪根和沥青质中的溶解气。中国地质大学张金川教授给出的定义是：主体位于暗色泥页岩或者高碳泥页岩中，以吸附和游离状态为主要存在方式的地层中的天然气聚集。 二、页岩气资源的地质特征 2.1 多相态存在于致密页岩中 页岩气是以有游离、吸附和溶解状态存在于暗色泥页岩中的天然气，其赋存形式具有多样性，但以游离态和吸附态为主，溶解态仅少量存在。从美国的情况看，游离气在20%~80%之间，吸附气在80%~20%之间，范围很宽，其中部分页岩气含少量溶解气。游离气主要存在于粒间空隙和天然裂隙中，吸附气则存在于基质表面。随着页岩气研究的不断深入，学者们开始认为吸附态页岩气至少占到总储量的一半。天然气在页岩中的生成、吸附与溶解逃离，如图1 所示，当吸附在基质表面的气量达到饱和后，富余的气体会解析进入基质孔隙，然后随着天然气的产出，裂隙内压力降低，基质内气体进入裂隙聚集后流出。 2.2 源岩层系 页岩系统包括富有机质页岩，富有机质页岩与粉砂岩、细砂岩夹层，粉砂岩、细砂岩夹富有机质页岩；页岩气形成于富有机质页岩，储存于富有机质页岩或一套与之密切相关的连续页岩组合中，不同盆地页岩气层组合类型不相同。即页岩气为源岩层系天然气聚集的一种，为天然气生成后，未排出源岩层系，滞留在源岩层系中形成的。源岩层系油气聚集除页岩气外，还包括煤层气、页岩油和油页
岩。 2.3 页岩气为连续型油气聚集 Curtis对页岩气（Shale gas）进行了界定，并认为页岩气在本质上就是连续生成的生物化学成因气、热成因气或两者的混合，它具有普遍的地层饱含气性、隐蔽聚集机理、多种岩性封闭和相对很短的运移距离，它可以在天然裂缝和孔隙中以游离方式存在，在干酪根和粘土颗粒表面上以吸附状态存在，甚至在干酪根和沥青质中以溶解状态存在。即页岩气为连续型气藏（图1）。 2.4 页岩气为源岩层系油气聚集 在页岩气藏中，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就近聚集的结果，表现为典型的“原地”成藏模式。从某种意义来说，页岩气藏的形成是天然气在源岩中大规模滞留的结果。 中国页岩气藏与北美地区相比较有以下特殊性：( 1) 海相页岩热演化程度较高(Ro值为2. 5%～5. 0% ) 、构造活动较强，需寻找保存有利的地区，避开露头和断裂破坏区：( 2) 陆相页岩热演化程度较低、分布非均质性较强：( 3) 地面多山地、丘陵等复杂地表，埋藏较深(5000～7000m) 。所以在勘探开发过程要有针对性地采取合理措施开发我国页岩气。张金川等学者认为页岩气成藏模式介于煤层气和根缘气之间，表现为过渡特征，并将我国页岩气资源富集类型分为：南方型、北方型和西北型。
石盘铺向斜页岩气储层特征浅析
云南化工Yunnan Chemical Technology Apr.2018 Vol.45，No.4 2018年4月第45卷第4期 页岩气主要是指呈吸附和游离状态储存于富有机质的泥页岩及夹层（储集岩系）中的非常规天然气。其成分以甲烷为主（甲烷含量96%~98%，氮气、二氧化碳含量少，不含硫化氢），是一种清洁、高效的能源，具有较高的工业经济价值。四川盆地是我国页岩气主要探区之一，中石油、中石化等先后在其中钻获了商业性页岩气产能。 1 工区勘探概况 荣昌-永川探区是中石化股份西南油气分公司（简称分公司）登记区块，石盘铺向斜位于该区块西北，行政隶属重庆市荣昌区。为了加快该区页岩气勘探步伐，2013年开始分公司在该区部署以志留系龙马溪组页岩层系为主要目的层的预探井-永页1井，该井2014年11月开钻，2015年5月完钻；同年8月又实施了水平井-永页1HF井，2015年11月完钻；12月对该井水平段进行23段大型压裂施工，试获气产量14.12×104m3/d，天然气无阻流量20.93×104m3/d，实现了该区页岩气勘探工作的突破[1]。 截止2017年底，该区共完成17口钻井，已取得阶段性的勘探成果。 2 局部构造简况 探区内新店子构造带（局部构造）为北东向的长轴背斜，整体表现为“两凹夹一隆”的构造格局，自北西往南东分别发育石盘铺向斜、新店子背斜、方家沟向斜。 石盘铺向斜位于新店子构造带西北翼，为北东走向的宽缓向斜，地层倾角0.2~4.7°；主体构造完整，无大断层破坏，油气保存条件良好。 3 页岩储层特征 永川探区页岩层系主要发育在志留系下统龙马溪组~奥陶系上统五峰组（简称本组），而优质页岩（气）储层则发育在龙马溪组一段（S1l1）~五峰组（O3w）（简称本段）。根据测、录井资料，一般将本段页岩自上往下划分为9段，依次编为⑨~①号小层，属于富含有机质页岩；其中⑦~①号小层气显示较好，属于优质页岩。 永页2井是分公司在石盘铺向斜部署的一口预探井，以龙马溪组一段~五峰组优质页岩层段为主要目的层。下面选取本井为代表，从八个方面重点论述石盘铺向斜本段（4014.50~4098.00m）页岩储层特征。3.1 分布特征 本井在本组钻遇储层（页岩气显示层）4层，主要分布在该组下部。单层厚度最大41.00m，最小3.00m，储层累厚80.00m，占本段钻厚的95.81%，占地层钻厚的21.92%，表明本段页岩气储层发育，厚度大。 3.2 岩性特征 储层主要为灰黑、黑色（含灰质）页岩，夹薄层（0.10m）深灰色泥晶生物灰岩[2]。 龙一段页岩：灰黑色为主，深灰色少量；微含粉砂及钙质；页理较发育；性较硬、脆。五峰组页岩：黑色；质纯；页理发育；性脆。 泥晶生物灰岩：深灰色。成分为方解石90%，泥质10%。泥晶生物结构：其中生物45%，岩心断面发育丰富的赫南特贝化石；生物碎屑5%，破碎；基质50%，成分为泥晶方解石。性硬且脆，致密。这是上奥陶统的区域标志层－观音桥灰岩段。 本组钻井取心6回次，岩心总长89.00m（本段为全取心），薄片鉴定成果总体反映：自上往下页岩颜色逐渐加深：由深灰色变为黑色；页岩有机质含量、脆性矿物含量逐渐增大。 3.3 电性特征 自然伽马（GR）平均测值123.5~186.7API；侧向深、浅电阻率（RD、RS）均值分别为14.6~56.6Ω.m、12.3~57.7Ω.m；补偿声波时差（AC）均值65.9~80.0μs/ ft，补偿中子（CNL）均值14.4~25.3%，补偿密度（DEN）均值2.49~2.68g/cm3。 测井曲线特征反映了本段页岩自然伽马相对高值，有机质较丰富，电阻率相对上段增大，声波时差、中子明显增大（本井优质页岩段中子读值与普通泥岩相比，稍微偏低），密度明显减小[3]。页岩气储层品质呈现自上往下逐渐变好的特征。 3.4 物性特征 实验分析：根据检测报告，岩心孔隙度介于1.79~ 7.75%，平均4.22%。 测井计算：有效孔隙度（POR）3.4~6.0%，绝对渗透率（PERM）（0.02~0.56）×10-3μm2，含水饱和度（SW）12.5~38.9%，可见微孔隙较发育给游离气提供了足够的储集空间。 以上反映本段页岩物性条件较好。 3.5 孔洞缝特征 钻井取心表明，本段裂缝总体欠发育，局部较发育。岩心观察：裂缝发育306条，平均密度3.44条/m，全 doi：10.3969/j.issn.1004-275X.2018.04.160 石盘铺向斜页岩气储层特征浅析 单 晖 （中石化西南石油工程有限公司地质录井分公司，四川 绵阳 621000） 摘 要：以永页2井为例，利用现场录井资料、测井解释成果及实验资料等，从储层分布、岩性、电性、物性、孔洞缝、总有机碳、含气水性、脆性等方面，针对石盘铺向斜优质页岩（气）储层特征进行了较全面的分析、总结及综合评价，建议“龙一段底部③底+②号小层”作为本构造区页岩气钻井（水平井）的目的层。 关键词：石盘铺向斜；龙一段；页岩气；储层特征 中图分类号：P618.13 文献标识码：B 文章编号：1004-275X（2018）04-201-02 ·201·
川南地区龙马溪组页岩气储层微孔隙结构特征
ｄｏｉ：１０．１１７６４／ｊ ．ｉｓｓｎ．１６７２－１９２６．２０１４．０６．０９４７非常规天然气 收稿日期：２０１３－１１－０６；修回日期：２０１４－０３－ ２２．基金项目：国家重点基础研究计划（“９７３”）课题（编号：２０１２ＣＢ２１４７０２）；教育部高等学校博士学科点基金项目（编号：２０１１００２３１１００１７） ；国家科技重大专项（编号：２０１１ＺＸ０５００７－ ００２）联合资助．作者简介：赵佩（１９８９－），女，湖北仙桃人，硕士研究生，主要从事页岩气地质、地球化学研究．Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｐ２６８２＠ｑｑ ．ｃｏｍ．通讯作者：李贤庆（１９６７－） ，男，浙江富阳人，教授，博士生导师，主要从事煤油气地质、有机地球化学、有机岩石学方面的研究和教学工作．Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｘｑ ＠ｃｕｍｔｂ．ｅｄｕ．ｃｎ．川南地区龙马溪组页岩气储层微孔隙结构特征 赵 佩１，２，李贤庆１，２，田兴旺１，２，苏桂萍１，２，张明扬１， ２ ，郭 曼１，２，董泽亮１，２，孙萌萌１，２，王飞宇３， ４（１．中国矿业大学（北京）煤炭资源与安全开采国家重点实验室，北京１０００８３；２．中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院，北京１０００８３； ３．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； ４．中国石油大学（北京）地球科学学院，北京１０２２４９ ）摘要：应用扫描电子显微镜、高压压汞法、Ｎ２和ＣＯ２气体吸附法， 对川南地区下志留统龙马溪组海相页岩气储层孔隙微观特征和孔隙结构进行了研究， 探讨了页岩孔隙发育的主要影响因素。结果表明，川南地区龙马溪组海相页岩样品中发育多种类型微观孔隙，常见有黏土矿物粒间孔、黄铁矿晶间孔、 碳酸盐颗粒溶蚀孔、生物碎屑粒内孔、颗粒边缘溶蚀孔和有机质孔；龙马溪组富有机质页岩发育大量的微米—纳米级孔隙，为页岩气赋存提供了储集空间。龙马溪组页岩样品中孔隙以微孔和介孔为主，宏孔较少；孔隙结构形态主要为平板狭缝型孔、圆柱孔和混合型孔，孔径为０．４～１ｎｍ、３～２０ｎｍ；微孔和介孔占孔隙总体积的７８．１７％，占比表面积的８３．９２％， 是龙马溪组页岩储气空间的主要贡献者。页岩有机碳含量、 成熟度和矿物成分含量均会影响川南地区龙马溪组海相页岩孔隙的发育，总体上页岩孔隙体积随有机碳含量增加而增大；页岩孔隙度随成熟度增加而降低； 黏土矿物和脆性矿物含量对页岩孔隙发育也有一定的影响。关键词：页岩气储层；孔隙特征；海相页岩；气体吸附；龙马溪组；川南地区 中图分类号：ＴＥ１２２．２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７２－１９２６（２０１４）０６－０９４７－１０引用格式：Ｚｈａｏ Ｐｅｉ，Ｌｉ Ｘｉａｎｑｉｎｇ，Ｔｉａｎ Ｘｉｎｇｗａｎｇ，ｅｔ ａｌ．Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｍｉｃｒｏｐｏｒｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓ－ｔｉｃｓ ｏｆ Ｌｏｎｇｍａｘｉ Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｈａｌｅ ｇ ａｓ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ ｉｎ ｔｈｅ ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｓｉｃｈｕａｎ Ｂａｓｉｎ［Ｊ］．Ｎａｔｕｒａｌ ＧａｓＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅ，２０１４，２５（６）：９４７－９５６．［赵佩，李贤庆，田兴旺，等．川南地区龙马溪组页岩气储层微孔隙结构特征［Ｊ］．天然气地球科学，２０１４，２５（６）：９４７－ ９５６．］０ 引言 中国南方扬子地区广泛分布着下古生界海相地层， 发育寒武系、奥陶系、志留系多套海相泥页岩层，其中四川盆地南部（简称“川南”）地区是中国石油下古生界海相页岩气勘探开发的重要示范区。页岩既是烃源层，又是页岩气自生自储、原地成藏的储集 层［ １－ ２］。页岩储层孔隙特征和孔隙结构是影响页岩气藏储集性能和页岩气商业性开采的重要因素［ ３－ ５］。川南地区下志留统龙马溪组海相页岩具有厚度大、分布稳定、热演化程度高和含气性良好的特点，被认 为是该区海相页岩气勘探开发的首选目标层［ ６－ ７］。近年来，国外在海相页岩孔隙方面作了较多工 作［３－５，８－ １１］，但国内对下古生界海相页岩储层微孔隙 特征及结构研究较少［１２－１４］。国内外学者［１５－１９］对页 岩的孔隙特征研究已采用了不同的实验方法，但并 第２５卷第６期２０１４年６月天然气地球科学 ＮＡＴＵＲＡＬ ＧＡＳ ＧＥＯＳＣＩＥＮＣＥ Ｖｏｌ．２５Ｎｏ．６ Ｊｕｎ． ２ ０１４
湘西北地区震旦纪陡山陀组页岩气储层特征_李国亮
伴随着美国、加拿大页岩气开发利用的常态化， 国内对于页岩气的勘探开发力度逐渐加大[1]。页岩气是一种非常规的天然气资源，在我国不仅分布面积广泛、蕴藏潜力巨大，而且在成藏条件和油气特征方面与国外相比有一定的相似性也有其独特性，正确合理地开发利用页岩气对于我国的能源需求和国民建设都是极其重要的。 湘西北地区地处扬子台地，在震旦系和古生界发育多套海相优质黑色页岩层[2]，鉴于对下震旦统陡山陀组含气页岩层研究的必要性，本文利用野外样品采集以及实验测试结果对湘西北地区震旦纪陡山陀组黑色页岩进行页岩气资源潜力分析与探讨。 1地质背景 随着南华纪晚期大区域性冰川的消融，早震旦 世海平面显著升高，由于此时期气候转暖，使处于稳 定构造背景下的扬子区发展成为碳酸盐台地，而陡山陀组沉积主要位于碳酸盐台地体系及部分台地边缘斜坡过渡地带。在湖南大致以凤凰-沅陵-石门一线为界，西北部为陡山陀组（图1）。早震旦世早期局限台地有潮上类萨布哈和淡化潟湖两个微环境，前者形成仅数米厚的灰白色中层粉晶白云岩，含少量粉砂级石英陆源碎屑和炭质；后者形成黑色页岩、粉砂质页岩与灰绿色砂岩互层，底部夹薄层粉晶白云岩，发育水平层理并含原生黄铁矿，此为页岩气重点层位。中期潮下浅水陆棚沉积达300余米，组成该期沉积主体，由暗灰、灰黑色薄层粉晶白云岩、粉晶灰岩夹砂屑磷质灰岩组成。晚期开阔台地浅滩形成浅灰色中至厚层含砾砂屑白云岩、亮晶白云质砂屑磷酸岩盐及泥晶白云岩。区内相变总体不大，仅东部临湘、陆城一带碳酸盐岩中硅质成分显著增高，此外东南部慈利、溪口、南山坪一带白云质显著增高，主要由边缘浅滩白云岩组成[3-5]。 2页岩气成藏条件 评价黑色页岩层是否具有良好的生烃产气能力 需结合沉积环境和物化特征等因素来判定，要根据 湘西北地区震旦纪陡山陀组页岩气储层特征 李国亮，王先辉，罗鹏，杨俊，刘天一 （湖南省地质调查院，湖南长沙410116） 摘要：对湘西北下震旦统陡山陀组页岩气有利层位进行相应的地球化学、物性特性分析，并结合地质保存条件等因素对含气页岩层进行了综合评价，得到区内页岩主要物化指数：TOC 为0.52%～6.79%，均值为2.25%；R o 为2.38%～2.87%，均值为2.56%，干酪根类型为Ⅰ型；孔隙度为0.6%～8.7%，平均为3.9%，渗透率均小于0.04×10-3μm 2， 属低孔低渗类型。页岩埋深主要在2000～5000m,且有效厚度基本大于20m ，具有页岩气成藏条件，页岩气勘探开发前景良好。 关键词：陡山陀组；页岩气；保存条件；TOC ；埋深；湘西北中文分类号：P618.13 文献标识码：A 基金项目：中央地质矿产调查评价专项地勘基金项目（201203084）。作者简介：李国亮（1987—），男，助理工程师，主要从事基础地质调 查及油气资源勘查。 收稿日期：2014-04-15责任编辑：唐锦秀 Shale Gas Reservoir Characteristics in Sinian Doushantuo Formation,Northwestern Hunan Li Guoliang,Wang Xianhui and Luo Peng (Hunan Provincial Geological Survey,Changsha,Hunan 410116) Abstract:Corresponding geochemical,physical property analyses have been carried out for favorable shale gas horizons in lower Sinian Doushantuo Formation in northwestern Hunan.The comprehensive evaluation on gas-bearing shale strata combined with factors includ?ing geological hosting condition has gotten main physical and chemical indices as follows:TOC 0.52%~6.79%,average 2.25%;R o 2.38%~2.87%,average 2.56%;kerogen type I;porosity 0.6%~8.7%,average 3.9%;permeability all less than 0.04×103μm 2,thus be?longs to low porosity,permeability type.Buried depth of shale strata is mainly within 2000~5000m,effective thickness basically larger than 20m thus provided with shale gas reservoiring condition,and excellent shale gas exploration and exploitation prospect.Keywords:Doushantuo Formation;shale gas;hosting condition;TOC;buried depth;northwestern Hunan 中国煤炭地质 COAL GEOLOGY OF CHINA Vol.26No.06Jun.2014 第26卷6期2014年6月 文章编号:1674-1803(2014)06-0005-05 doi:10.3969/j.issn.1674-1803.2014.06.02