中国陆相页岩油发展潜力与技术对策
发布时间：2021-01-09 05:00
陆相页岩油是埋藏300 m以深、Ro值大于0.5%的陆相富有机质页岩层系中赋存的液态烃和各类有机物的统称,是源岩油气的重要组成类型。以成熟度控制富有机质页岩生排油演化模式为依据,将陆相页岩油划分为中高成熟度和中低成熟度两种类型,研究发现中国陆相页岩层系:①发育淡水和咸水两类湖相优质烃源岩,存在碎屑岩、碳酸盐岩、混积岩、沉凝灰岩、泥页岩等多种类型储集层,形成多套近源或源内聚集的"甜点段"和大面积分布的"甜点区",具规模资源基础。②富有机质页岩实验分析表明,波状和水平纹层状页岩具良好储集条件,页岩水平渗透率是垂向渗透率的数十倍—数百倍,利于源内页岩油横向规模运聚。③经评价,中高成熟度页岩油地质资源总量超过100×108t,采用水平井体积压裂技术可以有效开发,是近期石油勘探现实领域;中低成熟度页岩油资源潜力大,初步评价技术可采资源量为（700～900）×108 t,是未来石油工业发展的战略性接替资源,需要原位转化等技术突破才能实现效益开发。陆相页岩油是中国陆上油气勘探从"源外"走向"源内"的必然选择,突破"甜点区"评价优选、水...
【文章来源】：石油勘探与开发. 2020,47(04)北大核心
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
陆相页岩有机质生排滞留油模式图（据文献[1,5]修改）
淡水环境烃源岩以鄂尔多斯盆地长7段页岩为代表，其有机质具有分段富集的特点。衣食村剖面发育4个有机质富集段，纹层状页岩TOC值高，平均值为13.75%；块状泥岩TOC值相对偏低，平均值为3.74%。纹层状页岩TOC值是块状泥岩的近4倍。有机质富集主要受两大因素控制：(1)火山活动、热液作用造成湖泊富营养化和藻类勃发。铜川露头剖面研究发现，适宜的火山活动，可以提供丰富营养物质，利于生物勃发，铜川剖面凝灰岩含量为5%～7%的层段发育的页岩TOC值最高，一般大于20%。统计结果表明热液矿物含量与长7段源岩有机质丰度呈明显的正相关，表明深部热液活动可以提供Fe、Mo、P等营养元素，进而促进生物勃发。(2)低沉积速率和缺氧安静还原环境，利于有机质保存。锆石测年与米兰科维奇旋回分析表明，长7段富有机质页岩段沉积时长0.5 Ma，平均沉积速率为5 cm/1 000 a，沉积速率和陆源碎屑供给速度较低，降低了有机质稀释作用，而且黄铁矿粒径多数小于10μm，指示长7段源岩沉积时属于缺氧或低氧安静还原环境。总体看，长7段烃源岩具有厚度大、分布范围广的特点，黑色页岩叠合面积为4.3×104 km2，页岩厚平均为16 m，最厚达60 m；暗色泥岩叠合面积达6.2×104 km2，厚度平均为17 m，最厚达124 m。优质烃源岩大面积分布，奠定了页岩油规模发育的物质基础。咸化环境烃源岩以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组为代表，有机质分布非均质性强，母质类型纵向变化大、分层性明显，髙丰度段以水生母质为主，纹层状页岩TOC值平均为6.1%，块状泥岩TOC值平均为3.2%，页岩有机质丰度约为块状泥岩的2倍。两大因素控制页岩层系有机质富集[18]:(1)早期火山碎屑物质为生物繁盛提供充足的养料，促进有机质富集。研究发现火山灰的快速水解，可以促进水体中P、Fe、Mo、V等元素富集，岩性剖面揭示的沉凝灰岩与藻纹层间互发育、藻类体呈层状高度富集现象，表明火山物质的加入，利于藻类勃发。(2)咸水水体促进有机质絮凝，提高有机质捕获效率。咸化湖盆细粒沉积与有机质富集物理模拟实验揭示，盐度从1%增加到3%，有机质捕获效率提高3倍；沉积物浓度从2%上升到4%，有机质捕获效率提高1倍，推测咸水环境有机质絮凝作用可能是造成有机质高度富集的重要原因之一。准噶尔盆地中下二叠统广泛发育咸化环境烃源岩，髙丰度烃源岩厚度为50～450 m，面积约为7×104 km2。
(2)页岩层系纹层构造发育。受气候韵律和水动力条件变化、物源混积、有机质絮凝多因素综合影响，陆相页岩层系广泛发育纹层构造，为页岩油大面积形成与富集创造了条件[18]。一是镜下显微观察发现，陆相湖盆发育的不同岩性类型的页岩均有纹层构造发育，如鄂尔多斯盆地延长组页岩的页理纹层发育程度与有机质丰度可能存在正相关关系（见图3）。二是样品分析表明，波状纹层状和水平纹层状页岩均具有较好的储集性能，微纳米级孔隙发育，但不同结构类型页岩储集性能有差异，从纹层状到层状，再到块状页岩储集性能依次变差，纹层状页岩最有利（见图4）。1.3.3 形成与分布
【参考文献】：
期刊论文
[1]页岩油气革命及影响[J]. 邹才能,潘松圻,荆振华,高金亮,杨智,吴松涛,赵群. 石油学报. 2020(01)
[2]中国陆相页岩油类型、资源潜力及与致密油的边界[J]. 赵文智,胡素云,侯连华,杨涛,李欣,郭彬程,杨智. 石油勘探与开发. 2020(01)
[3]中国陆相页岩油类型、潜力及前景[J]. 杜金虎,胡素云,庞正炼,林森虎,侯连华,朱如凯. 中国石油勘探. 2019(05)
[4]断陷湖盆湖相页岩油形成有利条件及富集特征——以渤海湾盆地沧东凹陷孔店组二段为例[J]. 赵贤正,周立宏,蒲秀刚,金凤鸣,时战楠,肖敦清,韩文中,姜文亚,张伟,汪虎. 石油学报. 2019(09)
[5]陆相页岩油甜点地质特征与勘探关键技术——以沧东凹陷孔店组二段为例[J]. 蒲秀刚,金凤鸣,韩文中,时战楠,蔡爱兵,王爱国,官全胜,姜文亚,张伟. 石油学报. 2019(08)
[6]“进源找油”:论四川盆地非常规陆相大型页岩油气田[J]. 邹才能,杨智,王红岩,董大忠,刘洪林,施振生,张斌,孙莎莎,刘德勋,李贵中,吴松涛,庞正炼,潘松圻,袁懿琳. 地质学报. 2019(07)
[7]中国陆相致密油富集规律及勘探开发关键技术研究进展[J]. 胡素云,陶士振,闫伟鹏,门广田,唐振兴,薛建勤,贾希玉,陈旋,江涛,黄东,梁晓伟. 天然气地球科学. 2019(08)
[8]中国迎来页岩油气革命了吗?[J]. 金之钧,白振瑞,高波,黎茂稳. 石油与天然气地质. 2019(03)
[9]中国页岩油的形成和分布理论综述[J]. 张欣,刘吉余,侯鹏飞. 地质与资源. 2019(02)
[10]“进源找油”:源岩油气内涵与前景[J]. 杨智,邹才能. 石油勘探与开发. 2019(01)
本文编号：2966019
【文章来源】：石油勘探与开发. 2020,47(04)北大核心
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
陆相页岩有机质生排滞留油模式图（据文献[1,5]修改）
淡水环境烃源岩以鄂尔多斯盆地长7段页岩为代表，其有机质具有分段富集的特点。衣食村剖面发育4个有机质富集段，纹层状页岩TOC值高，平均值为13.75%；块状泥岩TOC值相对偏低，平均值为3.74%。纹层状页岩TOC值是块状泥岩的近4倍。有机质富集主要受两大因素控制：(1)火山活动、热液作用造成湖泊富营养化和藻类勃发。铜川露头剖面研究发现，适宜的火山活动，可以提供丰富营养物质，利于生物勃发，铜川剖面凝灰岩含量为5%～7%的层段发育的页岩TOC值最高，一般大于20%。统计结果表明热液矿物含量与长7段源岩有机质丰度呈明显的正相关，表明深部热液活动可以提供Fe、Mo、P等营养元素，进而促进生物勃发。(2)低沉积速率和缺氧安静还原环境，利于有机质保存。锆石测年与米兰科维奇旋回分析表明，长7段富有机质页岩段沉积时长0.5 Ma，平均沉积速率为5 cm/1 000 a，沉积速率和陆源碎屑供给速度较低，降低了有机质稀释作用，而且黄铁矿粒径多数小于10μm，指示长7段源岩沉积时属于缺氧或低氧安静还原环境。总体看，长7段烃源岩具有厚度大、分布范围广的特点，黑色页岩叠合面积为4.3×104 km2，页岩厚平均为16 m，最厚达60 m；暗色泥岩叠合面积达6.2×104 km2，厚度平均为17 m，最厚达124 m。优质烃源岩大面积分布，奠定了页岩油规模发育的物质基础。咸化环境烃源岩以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组为代表，有机质分布非均质性强，母质类型纵向变化大、分层性明显，髙丰度段以水生母质为主，纹层状页岩TOC值平均为6.1%，块状泥岩TOC值平均为3.2%，页岩有机质丰度约为块状泥岩的2倍。两大因素控制页岩层系有机质富集[18]:(1)早期火山碎屑物质为生物繁盛提供充足的养料，促进有机质富集。研究发现火山灰的快速水解，可以促进水体中P、Fe、Mo、V等元素富集，岩性剖面揭示的沉凝灰岩与藻纹层间互发育、藻类体呈层状高度富集现象，表明火山物质的加入，利于藻类勃发。(2)咸水水体促进有机质絮凝，提高有机质捕获效率。咸化湖盆细粒沉积与有机质富集物理模拟实验揭示，盐度从1%增加到3%，有机质捕获效率提高3倍；沉积物浓度从2%上升到4%，有机质捕获效率提高1倍，推测咸水环境有机质絮凝作用可能是造成有机质高度富集的重要原因之一。准噶尔盆地中下二叠统广泛发育咸化环境烃源岩，髙丰度烃源岩厚度为50～450 m，面积约为7×104 km2。
(2)页岩层系纹层构造发育。受气候韵律和水动力条件变化、物源混积、有机质絮凝多因素综合影响，陆相页岩层系广泛发育纹层构造，为页岩油大面积形成与富集创造了条件[18]。一是镜下显微观察发现，陆相湖盆发育的不同岩性类型的页岩均有纹层构造发育，如鄂尔多斯盆地延长组页岩的页理纹层发育程度与有机质丰度可能存在正相关关系（见图3）。二是样品分析表明，波状纹层状和水平纹层状页岩均具有较好的储集性能，微纳米级孔隙发育，但不同结构类型页岩储集性能有差异，从纹层状到层状，再到块状页岩储集性能依次变差，纹层状页岩最有利（见图4）。1.3.3 形成与分布
【参考文献】：
期刊论文
[1]页岩油气革命及影响[J]. 邹才能,潘松圻,荆振华,高金亮,杨智,吴松涛,赵群. 石油学报. 2020(01)
[2]中国陆相页岩油类型、资源潜力及与致密油的边界[J]. 赵文智,胡素云,侯连华,杨涛,李欣,郭彬程,杨智. 石油勘探与开发. 2020(01)
[3]中国陆相页岩油类型、潜力及前景[J]. 杜金虎,胡素云,庞正炼,林森虎,侯连华,朱如凯. 中国石油勘探. 2019(05)
[4]断陷湖盆湖相页岩油形成有利条件及富集特征——以渤海湾盆地沧东凹陷孔店组二段为例[J]. 赵贤正,周立宏,蒲秀刚,金凤鸣,时战楠,肖敦清,韩文中,姜文亚,张伟,汪虎. 石油学报. 2019(09)
[5]陆相页岩油甜点地质特征与勘探关键技术——以沧东凹陷孔店组二段为例[J]. 蒲秀刚,金凤鸣,韩文中,时战楠,蔡爱兵,王爱国,官全胜,姜文亚,张伟. 石油学报. 2019(08)
[6]“进源找油”:论四川盆地非常规陆相大型页岩油气田[J]. 邹才能,杨智,王红岩,董大忠,刘洪林,施振生,张斌,孙莎莎,刘德勋,李贵中,吴松涛,庞正炼,潘松圻,袁懿琳. 地质学报. 2019(07)
[7]中国陆相致密油富集规律及勘探开发关键技术研究进展[J]. 胡素云,陶士振,闫伟鹏,门广田,唐振兴,薛建勤,贾希玉,陈旋,江涛,黄东,梁晓伟. 天然气地球科学. 2019(08)
[8]中国迎来页岩油气革命了吗?[J]. 金之钧,白振瑞,高波,黎茂稳. 石油与天然气地质. 2019(03)
[9]中国页岩油的形成和分布理论综述[J]. 张欣,刘吉余,侯鹏飞. 地质与资源. 2019(02)
[10]“进源找油”:源岩油气内涵与前景[J]. 杨智,邹才能. 石油勘探与开发. 2019(01)
本文编号：2966019
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