建南地区上三叠—下侏罗统页岩气勘探潜力和方向

【摘要】：页岩气是以多种相态存在,主体上富集于页岩地层中的天然气聚集。页岩气藏中的天然气不仅包括存在于裂缝中的游离相天然气,也包括存在于岩石颗粒表面上的吸附气。页岩气与其他类型天气的显著差别在于,其具有典型的“自生自储”特点。 随着能源需求的日益增长,页岩气作为现实可行的新兴非常规天然气资源而备受关注。目前,页岩气已在北美地区实现了大规模的商业开采。页岩气在美国天然气产量中的比重不断增加,并且仍呈上升趋势。开展国内页岩气的勘探开发具有重大的现实意义。 本文首先调研了国内外页岩气勘探开发现状,总结归纳了页岩气藏的地质特征。对照美国页岩气富集盆地的地质背景,对我国的页岩气分布潜力区进行了宏观性的介绍。研究认为在一定埋深下由缺氧环境沉积的巨厚页岩可以为页岩气提供气源并作为页岩气的储集层,总有机碳含量、热成熟度是影响页岩生气的地化指标；页岩的孔隙度、渗透率和裂缝是影响页岩气储集性能的主要因素；良好的封盖条件更能促进页岩气的成藏,断裂对页岩气的保存影响巨大。致密的页岩本身就可以依靠自身超低的孔隙度和渗透率作为盖层将页岩气封存在页岩层中,为典型的连续性天然气成藏组合。 在此次研究中,我们结合江汉油田建南地区上三叠-下侏罗统的现有资料,对影响其成藏条件的各方面进行系统分析。建南构造位于鄂西渝东的石柱复向斜,在构造上,石柱古隆起区的构造演化可划分为加里东、海西-早印支、晚印支-早燕山、晚燕山-早喜马拉雅、晚喜马拉雅等五个阶段。海西期-早印支期、晚印支期-早燕山期是石柱古隆起形成并继承性发展的重要时期,发育了石炭系黄龙组、二叠系、三叠系、侏罗系等地层序列,厚度大于5000m,形成了多套生、储、盖成藏组合。然后对建南地区三叠-侏罗统岩性进行分析,选取测井曲线比较齐全的典型井,对上三叠-下侏罗统的大段泥页岩、砂质泥页岩、泥质砂岩的典型测井曲线进行分析,得出本地区大段泥页岩的测井响应的标准。在沉积上,上三叠世-侏罗纪,进入同造山阶段,以河流相、湖相沉积充填为4000m以上,主要为潮湿-半干的河流、滨浅湖、半深湖相沉积,具有良好的生气潜力。通过恢复典型井的剥蚀厚度和埋藏史,来反映出建南地区上三叠-下侏罗统的地质演化过程,推算出在各个年代,上三叠-下侏罗统所对应的深度和热成熟度,从而估算出目的层热成熟度的演变过程,对其热演化程度进行评价。对于TOC,通过资料统计分析,得出TOC含量范围。建南地区上三叠下侏罗统页岩层也普遍低孔低渗,裂缝也不是特别发育,因此后期开发中需要采用人工压裂的方法以提高其孔渗性。建南地区上三叠-下侏罗统被中上侏罗统覆盖,中上侏罗统巨厚的泥质岩为良好的封盖层,地表断层少。对建南构造浅层储集单元的水化学特征分析,其具有矿化度高、氯离子含量高的特点,具有较好的保存条件。 本文主要讨论应用井震联合方法对建南地区上三叠-下侏罗统页岩地层的厚度、有机质丰度和成熟度的分布规律进行预测,并圈定页岩气有利富集带,以及进行资源量评价。本研究区的目的层位主要为自流井组东岳庙段的黑色页岩层。 有效页岩厚度主要由采用振幅-时间方法预测得到的目的层的层间时间值,对应乘以基于模型反演得到的速度值而成；有机质成熟度Ro是在所获取的速度场资料基础上,应用威利方程计算得到相应的孔隙度,再根据Schmoker变换公式计算得到；总有机碳含量TOC的预测,其过程先是采用△logR方法计算得到单井的总有机碳含量TOC,再以单井TOC曲线为目标曲线,应用地震属性反演技术进行TOC的横向预测；最后,对各页岩目的层采用叠合Ro和TOC的平面分布图的方式来圈定页岩气的有利富集带。 另外,结合地质条件和构造演化,我们采用类比法来对研究区页岩气资源量进行评价,并最后对该区页岩气分布及规律做出综合分析。 经过预测可得,东岳庙段上部的有效页岩厚度为35.8米,有机质成熟度为0.82-1.38%,总有机碳含量为0.55-1.75%；东岳庙段下部的有效页岩厚度为75.9米,有机质成熟度为0.65-1.90%,总有机碳含量为0.75-1.39%。该层段的页岩有机质丰度(1.34-3.1)*108m3/km2,有效页岩面积在1570-1882.1km2,经估算得到的资源量为(2343.1-5375.1)*108m3。 因而,我们认为下侏罗统东岳庙段存在厚度较大的页岩层,且资源量巨大。从整个建南地区浅层页岩发育地层看,下侏罗统自流井组东岳庙段是发育较好的主力页岩气层。