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滇黔北探區(qū)YQ1井頁巖氣的發(fā)現(xiàn)及其意義*

2014-05-05 07:10張介輝舒紅林
關(guān)鍵詞:海相黔北龍馬

梁 興,葉 熙,張 朝,張介輝,舒紅林

中國石油浙江油田分公司,浙江 杭州 310023

滇黔北探區(qū)YQ1井頁巖氣的發(fā)現(xiàn)及其意義*

梁 興,葉 熙,張 朝,張介輝,舒紅林

中國石油浙江油田分公司,浙江 杭州 310023

YQ1井鉆遇的龍馬溪組—五峰組優(yōu)質(zhì)黑色頁巖單層厚度大,有機(jī)碳含量高,有機(jī)質(zhì)成熟度較高,微孔隙、微裂縫發(fā)育。分析化驗(yàn)結(jié)果表明,YQ1井頁巖層甲烷吸附氣含量隨埋藏深度、地層壓力、有機(jī)質(zhì)及黏土含量的增加而增大,含氣量達(dá)1.0~3.0 m3/t,證實(shí)龍馬溪組底部是本區(qū)頁巖氣勘探的現(xiàn)實(shí)目的層,為具有商業(yè)開采價(jià)值的優(yōu)質(zhì)頁巖氣層。針對(duì)“強(qiáng)改造、高演化”的中國南方海相勘探領(lǐng)域,頁巖氣成藏賦存具有“構(gòu)造沉積控局勢(shì)→保存條件控氣藏→巖性物性控甜點(diǎn)”的地質(zhì)特色,落實(shí)富有機(jī)質(zhì)、超常地層壓力、脆性微孔縫發(fā)育的頁巖氣甜點(diǎn)區(qū)是頁巖氣勘探評(píng)價(jià)的第一要?jiǎng)?wù),尋找構(gòu)造變形較弱、遠(yuǎn)離通天斷層、區(qū)域蓋層發(fā)育和整體保存良好的寬闊向斜區(qū)是海相構(gòu)造坳陷頁巖氣甜點(diǎn)區(qū)評(píng)價(jià)優(yōu)選的首要因素。

滇黔北探區(qū);頁巖氣;龍馬溪組;頁巖氣賦存;評(píng)價(jià)優(yōu)選

梁 興,葉 熙,張 朝,等.滇黔北探區(qū)YQ1井頁巖氣的發(fā)現(xiàn)及其意義[J].西南石油大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2014,36(6):1–8.

Liang Xing,Ye Xi,Zhang Zhao,et al.Significance of Discovery of Shale Gas From Well YQ-1 in Northern Yunnan-Guizhou Provinces,China[J].Journal of Southwest Petroleum University:Science&Technology Edition,2014,36(6):1–8.

引言

隨著全球掀起“頁巖氣革命”浪潮[1],由于沉積厚度大、分布面積廣、有機(jī)質(zhì)含量及成熟度高,具備形成頁巖氣藏的有利地質(zhì)條件,中國南方海相頁巖引起國內(nèi)外頁巖氣研究者和勘探評(píng)價(jià)界的極大關(guān)注[2]。但是南方海相古生界頁巖層形成時(shí)間早,構(gòu)造沉積演化歷史復(fù)雜,頁巖氣成藏賦存條件差異大,頁巖層現(xiàn)今的含氣性變化大,頁巖氣資源潛力和勘探甜點(diǎn)區(qū)有待落實(shí)[1-8]。

為評(píng)價(jià)落實(shí)和探明國內(nèi)第一個(gè)頁巖氣勘查礦權(quán)區(qū)塊-滇黔北探區(qū)的海相古生界構(gòu)造地質(zhì)條件和頁巖氣資源勘探前景,中國石油浙江油田分公司自2008年開始,先后部署實(shí)施了一系列的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、地震勘探、頁巖氣評(píng)價(jià)井鉆探和頁巖氣地質(zhì)綜合評(píng)價(jià)工作,2011年、2012年先后在頁巖氣評(píng)價(jià)井-昭104直井、YSH1–1水平井中實(shí)現(xiàn)了頁巖氣勘探突破,目前已評(píng)價(jià)優(yōu)選出黃金壩、沐愛、太陽頁巖氣勘探甜點(diǎn)區(qū),2013年8月開始進(jìn)行黃金壩YS108H1水平井組開發(fā)試驗(yàn),以評(píng)價(jià)產(chǎn)能潛力和探索經(jīng)濟(jì)實(shí)用的核心鉆采技術(shù)為目的,滇黔北昭通國家級(jí)頁巖氣示范區(qū)建設(shè)已展露端倪。

本文特別著墨書寫的是,浙江油田分公司針對(duì)滇黔北下古生界海相頁巖氣層,于2009年12月鉆探測試了YQ1井,非常清晰地揭示了下志留統(tǒng)龍馬溪組黑色頁巖的含氣性,首次在鉆井巖芯中解析出可燃的頁巖氣,率先用客觀的事實(shí)證明了中國南方海相頁巖層存在活躍的頁巖氣,為中國南方海相頁巖氣評(píng)價(jià)提供了重要的參數(shù),并見證了當(dāng)前南方海相頁巖氣的勘探進(jìn)展。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

上揚(yáng)子區(qū)是中國南方古生界海相富有機(jī)質(zhì)頁巖最發(fā)育的地區(qū)之一,其中,下志留統(tǒng)龍馬溪組黑色頁巖發(fā)育,區(qū)域分布穩(wěn)定、厚度大、有機(jī)質(zhì)豐度高,是南方海相頁巖氣勘探評(píng)價(jià)的重要層位[1-2]。

地處云南(昭通市)、貴州(畢節(jié)市)、四川(宜賓和瀘州市)三省交會(huì)處的滇黔北勘查區(qū),處于揚(yáng)子地塊構(gòu)造域西南邊緣的滇黔北拗陷威信凹陷,具有構(gòu)造擠壓強(qiáng)烈、區(qū)域構(gòu)造抬升較高、地層形變強(qiáng)度較大的特點(diǎn),是典型的“背斜帶平緩寬闊,向斜帶陡峭狹窄”的隔槽式褶皺形變區(qū)帶[3]圖1),完全不同于北美海相原形盆地保存較好、構(gòu)造變形很弱的區(qū)域構(gòu)造背景。區(qū)域地層以古生界海相沉積巖層為主,上覆地層在不同地區(qū)分別為三疊系及侏羅系等。志留系主要出露于背斜的核部,由于地層分區(qū)不同,探區(qū)西部下—中志留統(tǒng)分別為龍馬溪組(S1l)、羅惹坪組(S1?2l)或黃葛溪組(S1?2h),探區(qū)東部為龍馬溪組(S1l)、石牛欄組(S1s)和韓家店組(S2h)。

圖1 滇黔北頁巖氣勘查區(qū)隔槽式構(gòu)造形變帶展布及YQ1井位置圖Fig.1 The distribution of the wide spaced synclines tectonic deformation zone within exploration area of northern Yunnan-Guizhou and the location of Well YQ1

探區(qū)內(nèi)龍馬溪組整體為一套深灰色至灰黑色泥頁巖夾薄層粉砂巖、泥質(zhì)砂巖,自上而下顏色加深、砂質(zhì)減少、有機(jī)質(zhì)含量增加,為形成于華南加里東造山帶北麓的前陸滯留盆地(陸棚相)沉積體系??杉?xì)分為上、下兩個(gè)巖性段,上段厚200~300 m,以深灰至灰黑色泥巖、含鈣質(zhì)泥巖、含鈣粉砂質(zhì)泥為主;下段厚250~350 m,并以灰黑色和黑色碳質(zhì)泥巖、頁巖為主,夾少量粉砂質(zhì)泥巖。探區(qū)內(nèi)龍馬溪組地層厚度以及其底部黑色泥頁巖厚度由北向南逐漸減薄,灰?guī)r夾層增多,在鎮(zhèn)雄伍德—芒部一線附近志留系尖滅。

2 頁巖氣YQ1井鉆探實(shí)施

YQ1井是滇黔北頁巖氣探區(qū)實(shí)施的第一口以頁巖氣為鉆探目的,且全井段垂直取芯的頁巖氣地質(zhì)資料井。該井位于四川省宜賓市筠連縣鎮(zhèn)舟鎮(zhèn)前進(jìn)村大溝頭自然村,區(qū)域構(gòu)造處于滇黔北拗陷威信凹陷牛街背斜帶大雪山背斜北緣,設(shè)計(jì)井地表出露地層為志留系羅惹坪組(圖1),設(shè)計(jì)鉆揭目的層系為下志留統(tǒng)龍馬溪組及上奧陶統(tǒng)五峰組黑色頁巖,設(shè)計(jì)井深300 m(垂深),完鉆層位為中奧陶統(tǒng)寶塔組石灰?guī)r。

頁巖氣YQ1井鉆探工程由浙江油田分公司頁巖氣勘探開發(fā)項(xiàng)目經(jīng)理部組織實(shí)施,成都興蜀基礎(chǔ)勘察工程公司鉆井隊(duì)負(fù)責(zé)承鉆施工。2009年11月8日18:00開鉆,經(jīng)過近30天的鉆探施工,12月8日15:20時(shí)許,YQ1井鉆至寶塔組井深296.70 m處完鉆,12月10日裸眼完井。全井累計(jì)鉆井取芯113回次,芯長259.80 m,取芯收獲率97.5%,獲取了龍馬溪組和五峰組黑色頁巖段的連續(xù)巖芯(圖2)。YQ1井自上而下依次揭示了志留系羅惹坪組、龍馬溪組和奧陶系五峰組、寶塔組,實(shí)鉆地層層序與設(shè)計(jì)相符。其中,鉆遇龍馬溪組垂厚199.87 m,上部18 m以黑灰色灰質(zhì)泥巖為主,夾薄層深灰色條帶,下部181.87 m以灰黑色灰質(zhì)泥頁巖為主,充填方解石脈及少量鐵礦,巖芯斷面見大量筆石化石;鉆遇五峰組6.93 m,以砂質(zhì)頁巖為主,巖芯斷面見大量筆石化石,下部含灰質(zhì);揭示寶塔組厚64.90 m(未鉆穿),以深灰色、灰色灰?guī)r為主,方解石脈較發(fā)育,局部巖芯破碎。

圖2 YQ1井龍馬溪組和五峰組頁巖層巖芯照片F(xiàn)ig.2 The shale core photographs of Well YQ1 Longmaxi and Wufeng Formation

2009年12月4日,YQ1井在龍馬溪組186.88m井深處首次獲得頁巖含氣巖芯,將巖芯浸入50°C熱水中可析出天然甲烷氣泡,解析氣體上涌現(xiàn)象明顯,對(duì)所匯集的氣體進(jìn)行點(diǎn)火試驗(yàn),能發(fā)出明亮的桔藍(lán)色火焰,火焰高度最大可達(dá)30 cm以上(圖3)。分析化驗(yàn)結(jié)果證實(shí),頁巖層解析氣體為烷烴類可燃?xì)怏w,甲烷含量占73.12%~88.32%,鉆井巖芯揭示證實(shí)了滇黔北探區(qū)淺層龍馬溪組頁巖可燃烷烴類天然氣的存在,雄辯地回答了中國南方海相頁巖氣“有與無”的方向性問題。

圖3 YQ1井龍馬溪組頁巖巖芯在熱水中浸泡氣顯示及解析頁巖氣點(diǎn)火照片F(xiàn)ig.3 The photograph of the gas showing of the shale core soaking in the hot water and the desorption shale gas ignition of Well YQ1 Longmaxi Formation

3 頁巖氣YQ1井鉆探成果認(rèn)識(shí)

3.1 龍馬溪組黑色頁巖厚度大,有機(jī)質(zhì)豐度與熱演化程度高

YQ1井鉆遇目的層為龍馬溪組—五峰組,厚度達(dá)208 m(圖4),下部發(fā)育黑色優(yōu)質(zhì)泥頁巖。龍馬溪組頂部主要為深灰色含泥質(zhì)灰?guī)r,顯水平層理,裂隙發(fā)育,黃鐵礦晶粒;上部主要為黑灰色灰質(zhì)泥巖,局部含黃鐵礦及鈣質(zhì)結(jié)核,具脈狀層理及水平層理;中部主要為灰黑色灰質(zhì)泥巖夾深灰色灰質(zhì)條帶,裂隙較發(fā)育,充填少量方解石脈,含黃鐵礦晶粒;下部主要為灰黑色頁巖,頁理較發(fā)育,夾薄層黃鐵礦及方解石脈條帶。

YQ1井龍馬溪組的有機(jī)質(zhì)類型主要為II型,ITOC為0.61%~3.21%(均值1.52%),并且隨著深度增加,ITOC隨之增大(圖4)。位于龍馬溪組底部的黑色頁巖ITOC明顯較高,是形成頁巖氣藏的最有利層段,如196.75~219.58 m井段的頁巖(單層連續(xù)厚度達(dá)32.00m),其ITOC值≥2.00%,平均達(dá)2.26%(圖4),與美國富氣頁巖普遍ITOC>2.00%的特征相似,表明龍馬溪組下部黑色頁巖是極有效的生氣源巖和現(xiàn)實(shí)的頁巖氣勘探目的層。

圖4 YQ1井頁巖層綜合評(píng)價(jià)柱狀圖Fig.4 Comprehensive evaluation histogram of shale,Well YQ1

YQ1井龍馬溪組頁巖有機(jī)成熟度(Ro)為2.92%~2.99%(平均值2.95%),已達(dá)高成熟—過成熟演化階段,處于過成熟晚期生干氣狀態(tài)[7-11]。按照Tissot生油理論,Ro>2.00%后的過成熟階段主要以生干氣為主。這表明,龍馬溪組頁巖明顯有別于普遍未達(dá)到過成熟演化階段和“持續(xù)供氣、連續(xù)成藏”的北美海相頁巖氣藏狀況,所以不能照搬北美頁巖氣的勘探模式,需要積極地根據(jù)南方海相頁巖層地質(zhì)特征和工程、自然地貌特色來創(chuàng)新探索,需要走“甜點(diǎn)區(qū)評(píng)價(jià)優(yōu)選、先導(dǎo)示范區(qū)建設(shè)、規(guī)模效益開發(fā)”的發(fā)展策略。

鑒于龍馬溪組屬于早古生代海相陸棚沉積環(huán)境,沉積年代早,不含高等植物來源,在目前已處于過成熟演化階段的頁巖中很難找到鏡質(zhì)體有機(jī)組分,因此,國內(nèi)測試單位分析的Ro值往往比在美國實(shí)驗(yàn)室頁巖層Ro測試值要偏大一些(估計(jì)誤差在0.23%~0.85%),并已在四川盆地頁巖氣井國內(nèi)外的并行樣品分析化驗(yàn)中得到了驗(yàn)證。

3.2 龍馬溪組頁巖微孔微縫發(fā)育,吸附能力強(qiáng),甲烷含量高

YQ1井的 8個(gè)頁巖巖芯樣品測試結(jié)果顯示,龍馬溪組頁巖孔隙度為 1.10%~4.90%(平均值2.63%),滲透率為0.004 3~0.042 0 mD(平均值0.019 0 mD)。與北美主要產(chǎn)氣頁巖相比,YQ1井頁巖孔隙度偏小,滲透率中等,這可能是因?yàn)槟壳皣鴥?nèi)對(duì)頁巖的儲(chǔ)層物性分析仍按照常規(guī)砂巖、碳酸鹽巖儲(chǔ)層的壓汞法或脈沖法進(jìn)行測試,這與國外較為成熟、高分辨率的GRI頁巖物性分測試分析方法大為不同,因此其測試結(jié)果不能真實(shí)地反映頁巖實(shí)際物性,也不能與國外的結(jié)論簡單地完全等同對(duì)比。

YQ1井龍馬溪組頁巖結(jié)構(gòu)總體較致密,基質(zhì)孔滲低,但井場周緣野外露頭及鉆井巖芯及微觀結(jié)構(gòu)特征顯示,龍馬溪組頁巖的高角度縫和微裂縫十分發(fā)育,以構(gòu)造縫及縫合線為主,巖芯微裂縫密度達(dá)1~14條/m,寬度5~15μm;電鏡掃描顯示其微孔隙和裂隙類型多樣,微米—納米級(jí)孔隙尤為發(fā)育,顆粒表面存在大量溶蝕孔,微孔直徑為1~5μm,微裂縫規(guī)模在10~25μm(圖5)。

隨機(jī)抽取YQ1井龍馬溪組巖芯及巖屑樣品11樣次進(jìn)行現(xiàn)場含氣量測定,其中6個(gè)樣品見氣顯示。在取芯過程中,將頁巖巖芯置于盛水容器中做浸泡試驗(yàn),均見有針尖狀氣泡不斷溢出的現(xiàn)象(圖3),頁巖析出氣泡和上涌現(xiàn)象隨著埋藏深度的增加而更加明顯,解析出的氣量增加。采用等溫吸附實(shí)驗(yàn)測定龍馬溪組頁巖吸附氣量,在壓力達(dá)到5~8 MPa時(shí),頁巖的甲烷吸附能力達(dá)到0.89~1.74 m3/t,最大吸附能力為0.83~2.44 m3/t(圖6),頁巖吸附氣飽和度為86.74%~95.64%(平均值為89.33%),原基含氣量為 0.08~0.42 m3/t,平均為 0.21 m3/t。將 222.34~225.83 m井段的3個(gè)頁巖氣巖芯樣,在現(xiàn)場進(jìn)行6.0 h的快速解析測試,獲得的游離氣最高含氣量為0.429 m3/t。考慮到在井筒中提芯時(shí)間長達(dá)4.2 h,造成的游離狀+吸附狀頁巖氣損失量較多,結(jié)合已有解析曲線的類比研究,推測其頁巖吸附含氣量大于1.0 m3/t。根據(jù)頁巖總含氣量(吸附氣+游離氣)分析原理,計(jì)算認(rèn)為,YQ1井頁巖總含氣量1.0~3.0 m3/t,視為具有工業(yè)價(jià)值的頁巖氣藏[3]。

圖5 YQ1井龍馬溪組周邊野外露頭和鉆井巖芯裂縫、掃描電鏡微孔縫特征Fig.5 The field outcrop and the characteristics of drilling core crack and the SEM microporous seam of Well YQ1 Longmaxi Formation

圖6 YQ1井頁巖氣等溫吸附曲線圖Fig.6 The adsorption isothermal curve of shale gas,YQ1 Well

從龍馬溪組巖芯解析氣中檢測出烴類和非烴類氣體,其中:烴類氣體有CH4(甲烷)、C2H6和C3H8,以CH4為主,占總體積的3.00%~88.32%(平均47.67%),CH4濃度隨深度增加而明顯增大;非烴類氣體包含CO2和N2,但以N2為主,占?xì)怏w總體積的9.46%~94.2%(平均為49.75%)。研究認(rèn)為,YQ1井頁巖氣各組份在不同的深度差別較大,解析氣樣品中含大氣成分如N2和CO2的原因可能是,解析儀中有空氣的殘留或與地下風(fēng)化帶中有少量空氣成分有關(guān)。

3.3 頁巖含氣量隨地層壓力、有機(jī)質(zhì)和黏土含量增加而增大

頁巖氣在頁巖儲(chǔ)層中主要以 3種狀態(tài)賦存[10-12]:(1)孔隙和裂縫中的自由氣;(2)有機(jī)質(zhì)及無機(jī)礦物表面的吸附氣;(3)有機(jī)質(zhì)及地層水中的溶解氣。其中,吸附氣是其賦存的主要形式,研究表明,頁巖儲(chǔ)層中吸附氣含量可占總氣量的20%~80%[7-10]。因此,頁巖的吸附能力是頁巖儲(chǔ)層含氣量的控制因素,并對(duì)頁巖氣的生產(chǎn)及開發(fā)產(chǎn)生重要影響。等溫吸附曲線及浸水氣體上涌試驗(yàn)展示,頁巖析出氣泡和上涌現(xiàn)象隨著地層埋藏深度的增加而更加明顯,解吸出的含氣量和CH4濃度增加。探區(qū)內(nèi)地層壓力、有機(jī)質(zhì)和黏土含量是影響頁巖氣吸附能力的主要因素。

3.3.1 頁巖氣吸附量隨埋藏深度增加(地層壓力升高)而增大

YQ1井龍馬溪組下段頁巖的等溫吸附曲線顯示(圖6,圖7),在溫度一定時(shí),氣體吸附量隨著壓力的升高而增加,當(dāng)壓力增加到一定程度時(shí),氣體吸附量達(dá)到飽和后將不再增加。吸附曲線呈現(xiàn)3個(gè)變化階段:當(dāng)壓力小于2.2 MPa時(shí),吸附量隨壓力的增加呈近似直線上升趨勢(shì);壓力在大于2.2~4.3MPa后,吸附量進(jìn)入過渡階段,其增加速度逐漸降低;當(dāng)壓力大于4.3 MPa時(shí),吸附逐漸達(dá)到飽和,吸附量隨壓力上升有少量增加或不再增加。因此,在一定保存壓力范圍內(nèi),隨著壓力的增大,頁巖游離態(tài)氣體儲(chǔ)存能力增加。這給我們的啟示是,南方海相頁巖氣賦存的關(guān)鍵地質(zhì)要素在于保存條件,非常迫切需要落實(shí)整體封閉條件好的頁巖氣超壓甜點(diǎn)區(qū)。

圖7 YQ1井頁巖吸附氣飽和度隨埋藏深度(地層壓力)變化規(guī)律圖Fig.7 The variation law of adsorption gas saturation with depth of burial(formation pressure)changing,YQ1 Well

3.3.2 高成熟度頁巖吸附氣體的能力隨有機(jī)碳含量增高而增強(qiáng)

龍馬溪組黑色頁巖的有機(jī)質(zhì)類型主要為腐泥型和偏腐泥的混合型(I~I(xiàn)I1),有機(jī)質(zhì)成熟度較高(Ro為2.92%~2.99%),有利于殘留熱解氣和干甲烷氣的生成。YQ1井頁巖吸附氣含量隨有機(jī)碳含量增加而增大(圖8),這表明頁巖中的有機(jī)質(zhì)是天然氣生成與吸附的主體,富有機(jī)質(zhì)的頁巖較貧有機(jī)質(zhì)的頁巖具有更多的微孔隙空間,并且吸附的天然氣量更多,所以有機(jī)碳含量與頁巖氣含量呈正相關(guān)性。因此,尋找富有機(jī)質(zhì)沉積的有利沉積相帶是評(píng)選頁巖氣甜點(diǎn)區(qū)的基礎(chǔ)工作。頁巖沉積微相與微觀結(jié)構(gòu)表明,厭氧泥質(zhì)深水陸棚微相是優(yōu)質(zhì)泥頁巖發(fā)育的最有利相帶,有機(jī)質(zhì)含量及其熱演化程度、干酪根類型、黏土礦物類型與含量是控制頁巖儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)的主要因素,高成熟階段后的熱演化程度是影響頁巖層儲(chǔ)氣性和吸附性的主控要素[11-16]。

圖8 YQ1井頁巖吸附氣含量隨TOC變化關(guān)系圖Fig.8 The relational graph of the shale adsorption gas content changing with the TOC content,YQ1 Well

3.3.3 高黏土礦物含量有利于頁巖氣吸附

YQ1井龍馬溪組全巖X射線衍射和黏土礦物分析成果表明,頁巖層黏土含量在11%~52%(均值為37%),石英含量26%~40%(均值32%)。雖然石英含量的增加可提高巖石的脆性,有利于微裂縫的發(fā)育和后期壓裂改造,但相對(duì)于黏土類礦物,石英比表面積小,吸附能力小。高含量的黏土礦物可通過外表面對(duì)孔隙結(jié)構(gòu)和體積的控制來影響頁巖對(duì)氣體的吸附能力,而具有較強(qiáng)的吸附能力[12-13]。同時(shí),燕山期以來多期次造山運(yùn)動(dòng)造成劇烈的構(gòu)造抬升和強(qiáng)烈的地層形變,一方面有利于頁巖氣微裂縫的發(fā)育,有利于頁巖吸附能力的增加[14-15],另一方面也導(dǎo)致了區(qū)域保存條件變差。如何尋找并落實(shí)構(gòu)造變形較弱、遠(yuǎn)離通天斷層、保存區(qū)域蓋層、具備整體封閉保存體系的寬闊向斜區(qū)域是海相頁巖氣甜點(diǎn)區(qū)優(yōu)選的當(dāng)務(wù)之急[9-10],南方海相頁巖氣成藏賦存具有“構(gòu)造沉積控局勢(shì)→保存條件控氣藏→巖性物性控甜點(diǎn)”的地質(zhì)特色,也就是說頁巖氣綜合評(píng)價(jià)需要遵循“區(qū)域沉積相體系→頁巖層厚度與埋深→有機(jī)質(zhì)豐度與演化程度→頁巖力學(xué)性質(zhì)與可壓性→頁巖礦物成份與脆塑性→保存條件與頁巖地層流體壓力→頁巖物性與儲(chǔ)氣性→頁巖含氣性與產(chǎn)能潛力→區(qū)域構(gòu)造與甜點(diǎn)區(qū)”評(píng)價(jià)技術(shù)路線。

4 結(jié) 論

(1)滇黔北探區(qū)YQ1井為中國南方首口揭示海相龍馬溪組頁巖層存在頁巖氣的頁巖氣專層鉆井,揭示了南方海相下志留統(tǒng)龍馬溪組—上奧陶統(tǒng)五峰組的黑色頁巖氣地質(zhì)特征,率先回答了中國南方海相頁巖氣“有與無”的問題,從而明確了下志留統(tǒng)龍馬溪組—上奧陶統(tǒng)五峰組可以作為中國南方海相頁巖氣勘探的最現(xiàn)實(shí)目的層系。

(2)YQ1井龍馬溪組—五峰組所含甲烷氣體表現(xiàn)為吸附特征明顯的淺埋型頁巖氣特點(diǎn),巖芯實(shí)驗(yàn)證實(shí)高成熟度頁巖區(qū)甲烷吸附氣含量隨埋藏深度(地層壓力)、有機(jī)質(zhì)和黏土含量增加而增大,揭示了華南加里東造山帶北麓前陸盆地陸棚沉積區(qū)的龍馬溪組—五峰組具有良好的頁巖氣成藏地質(zhì)條件,值得高度重視和加快有三疊系覆蓋,且保存條件較好的頁巖氣甜點(diǎn)區(qū)的勘探評(píng)價(jià)。

(3)鑒于中國南方復(fù)雜多變的大地構(gòu)造演化史,“多期次造山改造運(yùn)動(dòng)、強(qiáng)裂的構(gòu)造形變,高演化程度”的狀況,致使南方海相古生界頁巖層明顯有別于“原形盆地保存較好、持續(xù)供氣、連續(xù)成藏”的北美頁巖氣藏,海相頁巖氣成藏的關(guān)鍵地質(zhì)要素在于保存條件,頁巖氣成藏賦存具有“構(gòu)造沉積控局勢(shì)→保存條件控氣藏→巖性物性控甜點(diǎn)”的地質(zhì)特色,尋找構(gòu)造變形較弱、遠(yuǎn)離通天斷層、具備一定厚度的頂?shù)装鍏^(qū)域蓋層和整體封閉保存體系的寬闊向斜區(qū)域是海相頁巖氣甜點(diǎn)區(qū)優(yōu)選的首要任務(wù),南方海相頁巖氣勘探開發(fā)應(yīng)走“甜點(diǎn)區(qū)評(píng)價(jià)優(yōu)選、先導(dǎo)示范區(qū)建設(shè)、規(guī)模效益開發(fā)”的發(fā)展策略。

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編輯:杜增利

編輯部網(wǎng)址:http://zk.swpuxb.com

Significance of Discovery of Shale Gas From Well YQ-1 in Northern Yunnan-Guizhou Provinces,China

Liang Xing,Ye Xi,Zhang Zhao,Zhang Jiehui,Shu Honglin
Zhejiang Oilfield Company,CNPC,Hangzhou,Zhejiang 310023,China

The high quality shale of Wufeng-Longmaxi formations that was encountered by well YQ-1 during the drilling process is characterized by thick single layer,high TOC content,high organic matter maturity,and well developed microscopic pore and cracks.The analysis results reveal that the absorbed methane content of core shale from well YQ-1 increases with the rise of burial depth,formation pressure,content of organic matter and clay minerals.The gas in place(GIP)of the shale reservoirs ranges from 1.0 to 3.0 m3/t,indicating that the shale horizon of the basal of Longmaxi formation and Wufeng formation is the first target stratum with commercial development value.The marine gas shale in Southern China is characterized of“intensive reformation,and high maturity”,and because the occurrence of shale gas resources is characterized by the control factors on distribution,gas pool,and sweet pot that are controlled by tectonics,storage condition and physical properties of rocks respectively.The emergency mission on shale gas exploration is to identify the sweet spot areas that are characterized by organic richness,abnormal formation pressure,and good development of brittle microscopic pore and cracks.The sweet spots of marine shale gas often develop in broad syncline far from faults that reach the surface and is of weak tectonic deformation,good cap rock.The strategy of marine shale gas exploration and development in Southern China should follow the sequences of filtering sweet spots firstly,and then setting demonstration area,finally carrying out large-scale development.

northern YunNan-Guizhou provinces;shale gas;Longmaxi Formatiom;shale gas occurrence;evalution and selective preference

http://www.cnki.net/kcms/doi/10.11885/j.issn.1674-5086.2014.04.30.04.html

梁興,1965年生,男,漢族,廣西玉林人,教授級(jí)高級(jí)工程師,長期從事中國南方陸相第三系高凝油和海相古生界頁巖氣、煤層氣、常規(guī)氣等勘探開發(fā)評(píng)價(jià)部署研究及管理工作。E-mail:liangx85@petroChina.com.cn

葉熙,1981年生,女,漢族,湖南郴州人,工程師,碩士研究生,主要從事油氣開發(fā)管理工作。E-mail:yex85@petroChina.com.cn

張朝,1983年生,男,漢族,四川遂寧人,工程師,碩士研究生,主要從事頁巖氣勘探開發(fā)研究及管理工作。E-mail:Zhangc-85@petroChina.com.cn

張介輝,1964年生,男,漢族,廣東揭陽人,高級(jí)工程師,主要從事蘇北盆地小斷塊石油勘探開發(fā)、南方海相非常規(guī)油氣資源勘探評(píng)價(jià)及管理工作。E-mail:zhangjh85@petroChina.com.cn

舒紅林,1969年生,男,漢族,湖北黃岡人,高級(jí)工程師,主要從事蘇北常規(guī)油氣勘探開發(fā)、南方海相非常規(guī)油氣勘探開發(fā)管理、現(xiàn)場生產(chǎn)組織管理等工作。E-mail:Shuhl85@petroChina.com.cn

10.11885/j.issn.1674-5086.2014.04.30.04

1674-5086(2014)06-0001-08

TE132

A

2014–04–30 < class="emphasis_bold"> 網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間:

時(shí)間:2014–11–18

國家重大科技專項(xiàng)(2012ZX05018–006);中國石油集團(tuán)公司重大專項(xiàng)(2014F–4702);教育部博士點(diǎn)基金(20125121130001)。

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