中国南方海相页岩气差异富集的控制因素
发布时间：2021-07-25 17:51
基于涪陵、威远、长宁、泸州、渝东南等地区海相页岩气勘探开发实践,结合实验测试分析,总结中国南方海相页岩气差异富集的6个特征:①有机质丰度越高、演化程度越适宜,吸附气量和总含气量越高;②干酪根热解和液态烃裂解联合供气是海相页岩气的主要来源;③富有机质页岩比表面积和孔体积随演化程度增加表现出先增加后减小的特征,当有机碳含量为2.23%～3.33%时,储集层以油润湿为主,最有利于页岩气富集;④顶、底板厚度越大,页岩气含量越高,末次构造抬升时间越长、抬升幅度越大,页岩气散失量越大;⑤地层埋深与倾角对不同构造部位的控气耦合作用不同,存在两种页岩气差异富集演化模式;⑥生-储-保有效综合匹配决定了成藏品质,有效生气量和时段、适度孔隙演化、良好保存条件在时空的良好匹配是页岩气富集的一种重要配伍。图14表1参37
【文章来源】：石油勘探与开发. 2020,47(03)北大核心EISCICSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
中国南方古生界海相页岩总含气量与有机碳含量关系图
页岩气作为一种清洁能源，具有储量大、分布广的特点，受到世界各国高度重视[1-2]。2018年美国页岩气产量达6 669×108 m3，占天然气总产量的63.4%[3]，改变了全球天然气供应格局。随着中国经济对能源需求的攀升、能源压力的增加以及环保意识的加强，加快页岩气资源勘探开发已十分紧迫。近年来，中国已在南方海相页岩气勘探取得了重要的认识和重大突破[4-7]。在四川盆地及周缘开展了针对下寒武统牛蹄塘组和下志留统龙马溪组页岩气的勘探开发，发现了长宁、威远、昭通、涪陵和威（远）荣（县）等探明地质储量超过千亿立方米的页岩气田。2019年，国内最深的页岩气探井足206井（井深6 038 m）完钻，此外，泸203井（日产量137.9×104 m3）成为国内首口单井测试日产量超百万立方米的页岩气井。安页1井取得“四层楼”的油气重大突破，黔紫页1、东塘1、柳城1、桂柳地1、鄂阳页1、鄂宜页1等井揭示出中国南方较好的页岩气成藏条件和资源前景[8-9]（见图1）。中国南方海相页岩气在取得突破的同时也面临着众多问题与挑战，如不同地区、不同层段页岩含气性差异较大，页岩有机质含量、矿物组分等非均质性差异大、演化条件差异大，导致页岩生气条件、储集条件及保存条件存在巨大差异；页岩自身、顶底板和间接盖层等的发育程度和分布特征存在差异，不同构造样式对页岩气聚散的控制作用存在差异[10-12]。目前中国南方海相页岩气富集的地质要素仍不明确，页岩的供气、储气、保气、构造样式及成藏时空匹配之间的关系尚不清楚，亟需开展页岩气成藏机理方面的研究。
页岩孔隙类型多样，有机质、脆性矿物和黏土矿物等基质均有孔隙发育，其中有机质孔主要发育在富有机质硅质页岩和富有机质混合质页岩岩相[17-18]。由于南方海相富有机质页岩成熟度较高，进入生干气阶段，故腐泥组分多受热分解殆尽。有机质组分多为运移沥青及残余干酪根，二者赋存形态及孔隙发育特征具有较大差异。运移沥青无特定形态，充填于矿物颗粒及裂缝中，多与次生胶结物接触，如草莓状黄铁矿晶簇内，次生矿物颗粒间隙以及黏土矿物板片内部。运移沥青孔隙较为发育，呈椭圆状、圆形、片麻状或不规则多边形等形态，孔径多为5～200 nm，并且表现出很强的非均质性（见图5a—图5c）。残余干酪根形态较为固定，或受压实作用影响，横切面多为椭球状或半椭球状，亦有干酪根保留其原始孔隙形态，该类型有机质尺度较大，但孔隙发育较少（见图5d）。龙马溪组页岩有机质（干酪根和沥青）孔呈蜂窝状连续密集分布。有机质孔形成过程中具有原位吸附甲烷和存储游离甲烷的优势，对页岩游离气和吸附气赋存均具有积极作用。图5 中国南方海相页岩基质孔隙结构特征
【参考文献】：
期刊论文
[1]新中国天然气勘探开发70年来的重大进展[J]. 戴金星,秦胜飞,胡国艺,倪云燕,甘利灯,黄士鹏,洪峰. 石油勘探与开发. 2019(06)
[2]渝东南盆缘转换带龙马溪组页岩气散失过程、能力及其主控因素[J]. 唐令,宋岩,姜振学,唐相路,李卓,李倩文,常佳琦,孙玥. 天然气工业. 2018(12)
[3]渝东地区牛蹄塘组页岩微纳米储集能力特征及影响因素[J]. 阴丽诗,姜振学,阴佳诗,王朋飞,曹黎,李鑫. 东北石油大学学报. 2018(03)
[4]桂中坳陷西北部下石炭统岩关组泥页岩储层特征研究:以环页1井为例[J]. 毛佩筱,王星星,吴凯凯,李梦瑶,朱振宏,金爱民,楼章华. 地质科技情报. 2018(03)
[5]中国石油化工股份有限公司近期勘探进展与资源发展战略[J]. 金之钧,蔡勋育,刘金连,张宇,程喆. 中国石油勘探. 2018(01)
[6]黔南地区（黔紫页1井）发现上古生界海相页岩气[J]. 苑坤,王超,覃英伦,于抒放,陈榕,石砥石,包书景,林拓,周志. 中国地质. 2017(06)
[7]南方复杂地区页岩气差异富集机理及其关键技术[J]. 解习农,郝芳,陆永潮,何生,石万忠,姜振学,熊永强,张金川. 地球科学. 2017(07)
[8]我国南方海相页岩气富集高产主控因素及前景预测[J]. 翟刚毅,王玉芳,包书景,郭天旭,周志,陈相霖,王劲铸. 地球科学. 2017(07)
[9]页岩油气富集的主控因素及误辩:以美国、阿根廷和中国典型页岩为例[J]. 蒋恕,唐相路,Steve Osborne,Thomas Anderson. 地球科学. 2017(07)
[10]渝东南下志留统龙马溪组页岩岩相特征及其对孔隙结构的控制[J]. 李卓,姜振学,唐相路,王朋飞,黄璞,王国臻. 地球科学. 2017(07)
本文编号：3302488
【文章来源】：石油勘探与开发. 2020,47(03)北大核心EISCICSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
中国南方古生界海相页岩总含气量与有机碳含量关系图
页岩气作为一种清洁能源，具有储量大、分布广的特点，受到世界各国高度重视[1-2]。2018年美国页岩气产量达6 669×108 m3，占天然气总产量的63.4%[3]，改变了全球天然气供应格局。随着中国经济对能源需求的攀升、能源压力的增加以及环保意识的加强，加快页岩气资源勘探开发已十分紧迫。近年来，中国已在南方海相页岩气勘探取得了重要的认识和重大突破[4-7]。在四川盆地及周缘开展了针对下寒武统牛蹄塘组和下志留统龙马溪组页岩气的勘探开发，发现了长宁、威远、昭通、涪陵和威（远）荣（县）等探明地质储量超过千亿立方米的页岩气田。2019年，国内最深的页岩气探井足206井（井深6 038 m）完钻，此外，泸203井（日产量137.9×104 m3）成为国内首口单井测试日产量超百万立方米的页岩气井。安页1井取得“四层楼”的油气重大突破，黔紫页1、东塘1、柳城1、桂柳地1、鄂阳页1、鄂宜页1等井揭示出中国南方较好的页岩气成藏条件和资源前景[8-9]（见图1）。中国南方海相页岩气在取得突破的同时也面临着众多问题与挑战，如不同地区、不同层段页岩含气性差异较大，页岩有机质含量、矿物组分等非均质性差异大、演化条件差异大，导致页岩生气条件、储集条件及保存条件存在巨大差异；页岩自身、顶底板和间接盖层等的发育程度和分布特征存在差异，不同构造样式对页岩气聚散的控制作用存在差异[10-12]。目前中国南方海相页岩气富集的地质要素仍不明确，页岩的供气、储气、保气、构造样式及成藏时空匹配之间的关系尚不清楚，亟需开展页岩气成藏机理方面的研究。
页岩孔隙类型多样，有机质、脆性矿物和黏土矿物等基质均有孔隙发育，其中有机质孔主要发育在富有机质硅质页岩和富有机质混合质页岩岩相[17-18]。由于南方海相富有机质页岩成熟度较高，进入生干气阶段，故腐泥组分多受热分解殆尽。有机质组分多为运移沥青及残余干酪根，二者赋存形态及孔隙发育特征具有较大差异。运移沥青无特定形态，充填于矿物颗粒及裂缝中，多与次生胶结物接触，如草莓状黄铁矿晶簇内，次生矿物颗粒间隙以及黏土矿物板片内部。运移沥青孔隙较为发育，呈椭圆状、圆形、片麻状或不规则多边形等形态，孔径多为5～200 nm，并且表现出很强的非均质性（见图5a—图5c）。残余干酪根形态较为固定，或受压实作用影响，横切面多为椭球状或半椭球状，亦有干酪根保留其原始孔隙形态，该类型有机质尺度较大，但孔隙发育较少（见图5d）。龙马溪组页岩有机质（干酪根和沥青）孔呈蜂窝状连续密集分布。有机质孔形成过程中具有原位吸附甲烷和存储游离甲烷的优势，对页岩游离气和吸附气赋存均具有积极作用。图5 中国南方海相页岩基质孔隙结构特征
【参考文献】：
期刊论文
[1]新中国天然气勘探开发70年来的重大进展[J]. 戴金星,秦胜飞,胡国艺,倪云燕,甘利灯,黄士鹏,洪峰. 石油勘探与开发. 2019(06)
[2]渝东南盆缘转换带龙马溪组页岩气散失过程、能力及其主控因素[J]. 唐令,宋岩,姜振学,唐相路,李卓,李倩文,常佳琦,孙玥. 天然气工业. 2018(12)
[3]渝东地区牛蹄塘组页岩微纳米储集能力特征及影响因素[J]. 阴丽诗,姜振学,阴佳诗,王朋飞,曹黎,李鑫. 东北石油大学学报. 2018(03)
[4]桂中坳陷西北部下石炭统岩关组泥页岩储层特征研究:以环页1井为例[J]. 毛佩筱,王星星,吴凯凯,李梦瑶,朱振宏,金爱民,楼章华. 地质科技情报. 2018(03)
[5]中国石油化工股份有限公司近期勘探进展与资源发展战略[J]. 金之钧,蔡勋育,刘金连,张宇,程喆. 中国石油勘探. 2018(01)
[6]黔南地区（黔紫页1井）发现上古生界海相页岩气[J]. 苑坤,王超,覃英伦,于抒放,陈榕,石砥石,包书景,林拓,周志. 中国地质. 2017(06)
[7]南方复杂地区页岩气差异富集机理及其关键技术[J]. 解习农,郝芳,陆永潮,何生,石万忠,姜振学,熊永强,张金川. 地球科学. 2017(07)
[8]我国南方海相页岩气富集高产主控因素及前景预测[J]. 翟刚毅,王玉芳,包书景,郭天旭,周志,陈相霖,王劲铸. 地球科学. 2017(07)
[9]页岩油气富集的主控因素及误辩:以美国、阿根廷和中国典型页岩为例[J]. 蒋恕,唐相路,Steve Osborne,Thomas Anderson. 地球科学. 2017(07)
[10]渝东南下志留统龙马溪组页岩岩相特征及其对孔隙结构的控制[J]. 李卓,姜振学,唐相路,王朋飞,黄璞,王国臻. 地球科学. 2017(07)
本文编号：3302488
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