文档库 最新最全的文档下载
当前位置:文档库 › 上扬子区志留系页岩气成藏条件

上扬子区志留系页岩气成藏条件

天然气工业

2009年5月

仍有一定的差异。威远地区的威2井一威4井一自深1井一阳深1井一长宁双河(地面剖面),志留系由北向南呈增厚的趋势。威远地区由于乐山一龙女寺古隆起拾升,致使志留系大部分遭受剥蚀,如威2井仅残存龙马溪组黑色页岩25m,其上直接覆盖下二叠统;威4井龙马溪组残厚不足200Ill,其上亦直接覆盖下二叠统;到自深1井,虽然龙马溪组保存完整,但中志留统韩家店组残厚不足100in,且直接与下二叠统接触;到阳高寺构造带的阳深1井,志留系除韩家店组受一定程度剥蚀之外,龙马溪组及石牛栏组保存完整,尤其龙马溪组厚超500m,50%以上地层为黑色笔石页岩及碳质页岩,是形成页岩气藏的有利层位;到川南直接与黔北接壤的长宁构造,志留系更是十分发育,且保留亦较完整。总厚超1

200

m,其中韩家店组600m,石牛栏组300ITI,页岩最为发育的龙马溪组200m,黑色页岩及碳质页岩十分发育(见图1)。该照片摄于长宁构造西部双河高点的葡萄泉志留系剖面,较完整地展示了本区下志留统龙马溪组页岩发育状况及其分布的连续性和稳定性。

图l四川双河葡萄泉龙马溪组页岩地面露头照片

组黑色页岩主要分布于下部,并与上奥陶统五峰页岩连续过渡。因此,该区龙马溪组页岩气藏的开发钻井深度应在2500~4500

m之间。虽然威远以西

局部地区埋深2

000

m以浅,但由于受古隆起抬升

剥蚀的影响,龙马溪组页岩厚度也部分受到影响。因此,该区龙马溪页岩最经济有利的探区应是内江一隆昌一泸县一长宁以北西区块及璧山一阳63

井区一合江一江津所辖区块。该区块龙马溪组顶界

埋深3

000

m以浅,勘探该组下部黑色页岩气藏深

度一般在3

000

500

m之间。

2志留系有机地球化学特征

2.1烃源岩厚度与分布

志留系优质烃源岩主要发育于下志留统龙马溪组[2],该组一般厚200~400m,川东石柱最厚656m。该剖面下部笔石页岩尤为发育,TOC含量为

2%~6.7%,其中,舰>2.0%的黑色页岩厚达

115

1TI;阳C>3.0%的黑色页岩厚30

m。这是四川

盆地下志留统龙马溪组黑色页岩最为发育的地区。

图2是四川盆地及其邻区下志留统龙马溪组TOC>2.0%的黑色页岩累计厚度分布图。由图2

综上所述,上扬子地区志留系为一套深水还原环境沉积的地层,分布广泛,尤以四Jif盆地最为发育。在四川盆地,志留系主要出露于盆地边部,且相对稳定,川南长宁、J『I东涪陵地区发育最为完整。盆地腹部,乐山一龙女寺一线以西北,由于后期构造抬升剥蚀而缺失。全盆地下志留统龙马溪组一般厚

200~6001TI,属笔石页岩相沉积,且富含黄铁矿和有

机质,是一套页岩气藏形成的最有利层位。

1.2

埋深

川南地区下志留统龙马溪组顶界埋深等值线分布于2000~4

000

m之间,其中,威远以西的局部范

围内,龙马溪组顶界埋深浅于2000

m;内江一隆

昌一泸县一长宁以北西区块及璧山一阳63井区一

合江一江津所辖区块埋深3000

m以浅;合川一铜

梁一荣昌一内江~安岳所辖区块及江安一合江一赤

水所辖区块埋深3

000"--4000m。

由于该区龙马溪组厚一般为300~500m,且该

圈2

II!lill盆地及其邻区龙马溪组TOC>2.o%页岩厚度图

?

46

第29卷第5期天然气工业

可见,龙马溪组TOC>2.0%高值区分布于川东石

柱一鄂两利川,黑色页岩厚达100m,川北镇巴黑色

页岩厚20rn,川南泸州一带厚60--一80rn。3个高值

区的分布在地质上和川东一鄂西深水陆棚沉积相

带、川北深水陆棚沉积相带以及川南深水陆棚沉积

相带分布相吻合。

基于TOC含量是页岩气藏形成最基本的地质

要素观点,编制的ToC>2.0%的黑色页岩累计厚

度等值图说明了以下几点:①川东石柱一鄂西利川、

川南泸州和川北镇巴地带是四川盆地下志留统龙马

溪组海相页岩最发育,也是页岩气藏形成最有利分布区;②四川盆地及其邻区下志留统龙马溪组海相页岩有机质丰度分布高值区(即优质源岩发育区)明显受控于海湾深水陆棚沉积相体系,表明有利沉积相带控制优质烃源岩的发育。

2.2有机质丰度

有机质的丰度是判识烃源岩好坏最基本的参数,对页岩气藏来讲,有机质丰度更为关键。统计结果显示,页岩气含量与有机质丰度成正相关,即丰度越高,含气量越大(CharlesBoyer等,2006)。统计的美国5大页岩气盆地有机质与含气量的关系也说明页岩中的ToC含量是页岩气成藏最基本的要素。但有机质丰度达到多少才能形成商业性页岩气藏,这个参数至关重要。目前,依据斯伦贝谢公司CharlesBoyer等(2006)及Devon能源公司在页岩气藏的勘探开发实践,在确定有效页岩厚度时,将页岩的TOC>2.0%确定为下限值,这一选值实际上相当于石油地球化学家在评定源岩等级时所确定的“好生油岩”标准。根据经验,笔者认为,这一标准虽然在今后的大量页岩气的勘探开发实践中,以及技术进步的前提下,可能还会有所变化,但从实际出发,在页岩气成藏条件研究或在确定有效页岩(纯页岩)厚度时,把TOC下限值选定为2.0%较为合理。

对上扬子地区下志留统龙马溪组有机碳含量统计,发现下志留统龙马溪组有机碳含量变化大,分布在0.1%~8.65%之间,多数大于1%。长宁一珙县地区钻探的长芯1井,通过对龙马溪组下部黑色页岩153m连续取心的有机碳含量分析(图3)同样反映出这种变化特征。在110m以浅,TOC含量处在1%~3%之间,平均为2%,110~153rn井段(龙马溪组最底部)TOC均大于2%,平均值可达到6%。全井段统计,TOC>2.0%的累计厚度可达80m,主要分布于龙马溪组下段(包括上奥陶统约10rn的五峰组碳质页岩),这将是形成页岩气藏最有利层段。围3长芯1井龙马溪组黑色页岩有机质丰度及生烃潜力图

2.3成熟度及生烃演化史

对于热成因的页岩气藏,进人生气窗是页岩气成藏的必要条件。当沉积物经过埋藏进入成岩作用阶段、深成热解作用、后成作用阶段,成熟度升高,并在温度、压力条件下转化生成油气。按照Tissot生油理论,R。<0.7%,生油岩处于未成熟或低成熟作用阶段;0.7%<Ro<1.3%进入生油和生烃高峰阶段;1.3%<R。<2.0%为湿气和凝析油带;Ro>2%为干气带。当然,对于不同干酪根类型烃源岩进入湿气阶段的界限会有差异,一般处于R。为1.2%~1.4%范围内。勘探实践以及研究结果显示,目前美国已发现的具有商业价值的、热成因的页岩气藏,大多分布在页岩成熟度(R。)1.1%~3%的范围内,理论上成熟度大于3%通常被认为是页岩气的死亡线。

据黄先平、王世谦等人(2002)研究,上扬子地区志留系页岩R。平均已在2.5%以上,最为发育的川南泸州一宜宾一自贡地区,R。值接近于1.8%,川东的涪陵一石柱,R。值3.2%~3.8%,川东北的达川一万县地区已近4%。唯川北广元、旺苍一鄂西镇巴一带,志留系页岩R。值尚小于2.5%,黔中麻江一瓮安、JIl东南的秀山、松桃及湘西吉首一带志留系页岩R。值也小于2.5%,最低1.4%(革东)。

最近钻井揭示的长芯1井志留系页岩成熟度显示,该区龙马溪组成熟度较高,R。均在3.0%以上,平均已达3.21%,进入了过成熟演化阶段。

下志留统页岩的沉积埋藏史和成烃史表明(王兰生等,2000),志留系主要经历了3次大的构造抬升,即泥盆纪未、中侏罗世末和白垩纪末,尤其白垩纪末期构造抬升最大,导致目前志留系页岩的成熟度仍保持在白垩纪末期时的成熟状态。早二叠世末期,下志留统页岩处于低成熟阶段,R。为0.5%~

?47

?

天然气工业

2009年5月

0.7%;i叠纪末,有机质进入成熟阶段,Ro为0.9%~1.1%,有机质达生烃高峰;早侏罗世末,页岩R。值达1.3%,干酪根进入湿气~凝析油阶段;现今,页岩有演化进人过成熟晚期,液态烃已全部裂解为干气。

从页岩气成藏的角度分析,四JI|盆地南部的泸

州一宜宾一自贡地区,黔中麻江一瓮安、川东南的秀

山、松桃及湘西吉首一带志留系成熟度低于3%,是页岩气藏形成较为有利的地带。从页岩成熟度总体进入高成熟演化的特征预测,预计未来在志留系页岩中发现的页岩气,不但是热成因趔,而且将是成熟度很高的页岩气。3

志留系储层特征

页岩作为一种特殊的储集岩,一般呈现低孔、特

低渗的物性特征,只有处于断裂带或裂缝发育带的页岩储层的孔隙度、渗透率有部分增加。富有机质页岩天然气裂缝类型多样,主要与生烃过程、地层孑L隙压力、各向异性的水平压力、断层作用、褶皱作用等密切相关,裂缝发育程度对页岩气藏有效开发至关重要。页岩产生裂缝的能力,主要取决于页岩类型和矿物学特征。当页岩含有较少的膨胀性黏土矿物,较多的硅质等矿物时(~般30%~80%,如FortWorth盆地Barnett页岩为40%~60%),岩石脆性

增强,产生裂缝的能力提高,裂缝网络比较容易产生。据统计,美国页岩矿物含量组成中,硅质含量平均40%~50%,甚至最高可达80%,正是由于这些高比例的有机硅,导致页岩表现为易于破碎和产生裂缝,并易于压裂改造的储层特征。

上扬子地区除四川盆地外,其余地区勘探程度非常低,且无论是四川盆地还是四川盆地以外的探区,已往的油气勘探实践中,都没有把页岩地层当做有效目的储层对待。因此,开展页岩储层的研究甚少[3。]。四川盆地长宁构造所钻的长芯1井8个志留系页岩样品的岩矿组成分析结果见表1。长宁构造龙马溪组页岩岩矿组成中,黏土最多,含量为26.5%~59.5%,平均48.25%,其次是石英,含量为20.5%~29.7%,平均25.3%,方解石含量为4.1%~26.9%,平均12.4%。与美国已知含气贞岩相比,该井硅质(石英)含量偏少,而黏土(伊利石为主)含量偏高,根据美国经验,这似乎对页岩储层的脆性有影响。但仔细分析发现,该井的方解石总量较高,石英和方解石总量达37%,表明该套页岩具有脆性岩石组分。野外剖面可见风化破碎的龙马溪组笔石页岩,且在露头和长芯1井岩心上均可发现页岩高角度缝和微裂缝十分发育(图4),揭示了该区页岩具有良好的脆性特征。

表l四川盆地长芯1井志留系岩矿组成表

21.420.526.229.729.824.8

28.721.2

25.287511.06.817.47.96.02.99.54.08.03.54.14.826.97.516.2

8.612.38755.75

2.02.51.52.O1.24.23.90.62.2375

图4四川盆地长芯l井页岩岩心微裂缝照片

?48?

4页岩气特征

4.1页岩气显示

已往的钻探证实,上扬子地区的四川盆地曾见到非常丰富的页岩气显示,如川南地区的阳高寺及九奎山高陡构造区以及五通场、太和镇、付家庙、大塔场、隆昌等地区,当钻遇裂隙较发育的龙马溪组黑

色页岩层段时,普遍见气测异常、气侵、井涌和井喷。

68578952

5O76

76657"433

58662

5522234l6

5舛文c;仉c;L矗

加∞∞∞㈣啪m

m枷

上扬子区志留系页岩气成藏条件

作者:王社教, 王兰生, 黄金亮, 李新景, 李登华, WANG She-jiao, WANG Lan-sheng,HUANG Jin-liang, LI Xin-jing, LI Deng-hua

作者单位:王社教,黄金亮,李新景,李登华,WANG She-jiao,HUANG Jin-liang,LI Xin-jing,LI Deng-hua(中国石油勘探开发研究院), 王兰生,WANG Lan-sheng(中国石油西南油气田公司勘探开

发研究院)

刊名:

天然气工业

英文刊名:NATURAL GAS INDUSTRY

年,卷(期):2009(5)

被引用次数:16次

参考文献(6条)

1.唐嘉贵;吴月先;赵金洲四川盆地贞岩气藏勘探开发与技术探讨[期刊论文]-钻采工艺 2008(03)

2.张金川;聂海宽;徐波四川盆地页岩气成藏地质条件[期刊论文]-天然气工业 2008(02)

3.张丛;聂瑞贞黔北地区志留系层序地层格架与油气勘探前期分析[期刊论文]-新疆地质 2006(02)

4.王清晨;严德天;李双建中国南方志留系底部优质烃源岩发育的构造--环境模式[期刊论文]-地质学报 2008(03)

5.张金川;徐波;聂海宽中国页岩气资源勘探潜力[期刊论文]-天然气工业 2008(06)

6.DANIEL M JARVIE;RONALD J HILL;TIM E RULE Unconventional shale-gas systems:the Mississippian Barnett shale of north-central Texas as one model for thermogenic shale-gas assessment[外文期刊] 2007(04)

引证文献(16条)

1.董大忠.邹才能.李建忠.王社教.李新景.王玉满.李登华.黄金亮页岩气资源潜力与勘探开发前景[期刊论文]-地质通报 2011(2)

2.李艳霞.林娟华.龙幼康.李净红.张丽雅中扬子地区下古生界海相泥-页岩含气勘探远景[期刊论文]-地质通报2011(2)

3.张静平.唐书恒.郭东鑫四川盆地下古生界筇竹寺组与龙马溪组页岩气勘探优选区预测[期刊论文]-地质通报2011(2)

4.黄文明.刘树根.马文辛.王国芝.曾祥亮.王佳川东南-鄂西渝东地区下古生界页岩气勘探前景[期刊论文]-地质通报 2011(2)

5.曾祥亮.刘树根.黄文明.张长俊四川盆地志留系龙马溪组页岩与美国Fort Worth盆地石炭系Barnett组页岩地质特征对比[期刊论文]-地质通报 2011(2)

6.袁志华.张玉清利用油气微生物勘探技术寻找页岩气有利目标区[期刊论文]-地质通报 2011(2)

7.王广源.张金川.李晓光.边瑞康.朱华.邓飞涌.唐颖辽河东部凹陷古近系页岩气聚集条件分析[期刊论文]-西安石油大学学报(自然科学版) 2010(2)

8.方俊华.朱炎铭.魏伟.陈尚斌.杜志立蜀南地区龙马溪组页岩气成藏基础分析[期刊论文]-特种油气藏 2010(6)

9.李世臻.乔德武.冯志刚.刘丽君.王倩.聂海宽世界页岩气勘探开发现状及对中国的启示[期刊论文]-地质通报2010(6)

10.陈尚斌.朱炎铭.王红岩.刘洪林.魏伟.罗跃.李伍.方俊华中国页岩气研究现状与发展趋势[期刊论文]-石油学报 2010(4)

11.闫剑飞.余谦.刘伟.门玉澎中上扬子地区下古生界页岩气资源前景分析[期刊论文]-沉积与特提斯地质 2010(3)

12.邹才能.董大忠.王社教.李建忠.李新景.王玉满.李登华.程克明中国页岩气形成机理、地质特征及资源潜力[期刊论文]-石油勘探与开发 2010(6)

13.张雪芬.陆现彩.张林晔.刘庆页岩气的赋存形式研究及其石油地质意义[期刊论文]-地球科学进展 2010(6)

14.李桂范.赵鹏大地质异常找矿理论在页岩气勘探中的应用[期刊论文]-天然气工业 2009(12)

15.李玉喜.聂海宽.龙鹏宇我国富含有机质泥页岩发育特点与页岩气战略选区[期刊论文]-天然气工业 2009(12)

16.刘树根.曾祥亮.黄文明.马文辛四川盆地页岩气藏和连续型-非连续型气藏基本特征[期刊论文]-成都理工大学学报(自然科学版) 2009(6)

本文链接:https://www.wendangku.net/doc/5617034681.html,/Periodical_trqgy200905009.aspx

相关文档