“非常规天然气” 栏目所有文章列表

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  • 非常规天然气
    宋腾, 李世臻, 李飞, 杨晓光, 徐秋晨, 王昱荦, 卢妍欣
    天然气地球科学. 2025, 36(7): 1258-1274. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2025.02.004
    摘要 (27) PDF全文 (20) HTML (27)   可视化   收藏

    鄂西—渝东地区二叠系是四川盆地周缘页岩气勘探活动最活跃的层系之一,已有多口探井获得页岩气发现,展现了良好资源前景。勘探实践表明,该地区二叠系与四川盆地五峰组—龙马溪组在页岩气富集特征上存在较大差异,针对后者建立的页岩储层分类评价标准已难以满足二叠系页岩气勘探开发需求,亟需提出适用的评价标准和方法体系。基于已有勘探资料,以大隆组为例,系统剖析了鄂西—渝东地区二叠系页岩气富集条件,并与国内外典型产气页岩对比,明确了页岩气富集特点。在此基础上,以资源富集性为核心,兼顾页岩可压性和资源可采性,优选储层评价参数,开展参数分类阈值研究,建立了适用于鄂西—渝东地区二叠系页岩储层的分类评价标准和方法体系。相关成果可为区域页岩气规模勘探和效益开发提供参考。

  • 非常规天然气
    朱立文, 辛红刚, 冯胜斌, 田媛媛, 李响, 罗顺社, 周庆安
    天然气地球科学. 2025, 36(7): 1275-1290. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2025.01.004
    摘要 (42) PDF全文 (23) HTML (38)   可视化   收藏

    鄂尔多斯盆地进入源内非常规油气勘探阶段后,在陇东地区长73亚段试获多口高产工业油流井,新类型页岩油勘探获得战略性突破,明确页岩油岩相组合特征及其分布规律对深化勘探部署具有重要意义。以陇东地区长73亚段页岩油储集体为研究对象,通过岩心观察、薄片鉴定、X射线衍射分析和TOC分析等方法对页岩油岩相类型和岩相组合开展了定性描述和定量表征,进一步开展了岩相组合空间展布规律的综合研究,最终建立不同沉积成因岩相组合沉积模式。根据宏观沉积特征、微观矿物组分特征和有机质含量特征,长73亚段可识别出6种岩相类型,垂向上可划分为4种不同沉积成因的岩相组合类型。在古季风、构造运动、物源供给、地形坡度、流体能量和重力流流体转化等因素共同控制下,不同岩相组合的空间上展布特征具有显著差异性。在频繁构造运动背景下,不同类型岩相组合呈现特定的分布规律,研究区湖盆陡坡富砂区自湖盆坡折带近端至远端深湖区依次发育组合类型Ⅰ、组合类型Ⅱ、组合类型Ⅲ,在湖盆陡坡富泥区附近易形成组合类型Ⅲ,在富凝灰质聚集区附近则易形成组合类型Ⅳ,同时受西南古季风的控制,在深湖区也易形成组合类型Ⅳ。

  • 非常规天然气
    朱星丞, 路俊刚, 李勇, 何清波, 李树新, 肖正录, 蒋奇君, 陈瑞杰, 石雯心
    天然气地球科学. 2025, 36(7): 1291-1306. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2025.01.003
    摘要 (31) PDF全文 (16) HTML (28)   可视化   收藏

    海陆过渡相页岩与煤岩的储层孔隙结构差异性对非常规油气勘探开发具有重要意义。以鄂尔多斯盆地大宁—吉县地区山西组山2 3亚段为例,系统开展了页岩与煤岩储层全尺度孔隙结构的表征与对比分析。利用FE⁃SEM、高压压汞、N₂及CO₂吸附实验,结合TOC与XRD分析,探讨了有机质与无机矿物对不同尺度孔隙结构的控制作用。研究结果表明:页岩TOC平均值为4.69%,有机孔、无机孔及微裂缝均发育,其中,有机孔最常见,多以密集、成群发育;煤岩TOC平均值为74.22%,有机孔是最主要的孔隙类型,直径显著大于海陆过渡相页岩和海相页岩。页岩的微孔、介孔和宏孔对总孔体积均有贡献,有机质是微孔发育的物质基础,黏土矿物的相互转化对介孔和宏孔发育具有重要促进作用;煤岩中以微孔和宏孔为主,有机质是影响孔隙发育的最主要因素,且较高的TOC承载了直径更大有机孔。研究从微观尺度全面揭示了海陆过渡相页岩与煤岩储层孔隙结构的异同,为非常规油气资源的精准评价与开发提供了科学依据。

  • 非常规天然气
    张添锦, 王译锐, 刘秀婵, 赵帮胜
    天然气地球科学. 2025, 36(7): 1307-1315. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2025.02.001
    摘要 (25) PDF全文 (9) HTML (26)   可视化   收藏

    为明确页岩中CO2/CH4二元混合气的竞争吸附行为,对注CO2提高页岩气采收率(CO2⁃ESGR)的注入参数进行优化。在推导过度吸附量与绝对吸附量换算方法的基础上,针对不同类型页岩开展纯CO2、纯CH4和不同摩尔比例CO2/CH4混合气等温吸附实验,测定了不同类型页岩中3种摩尔比例CO2/CH4混合气的吸附量,明确页岩对CO2/CH4的选择吸附因子( S C O 2 / C H 4)随压力和CO2/CH4比例的关系。实验结果表明:实验页岩对不同摩尔比例CO2/CH4混合气的吸附量随CO2比例的增加而增大,随压力的增加而增加。黏土矿物对页岩吸附能力的贡献总体小于有机质,且与矿物类型密切相关,页岩中TOC、伊利石和蒙脱石含量越高,CO2吸附能力越强。实验页岩的 S C O 2 / C H 4值均大于1,当混合气比例为50%CH4+50%CO2时, S C O 2 / C H 4值随压力的增加而下降,当混合气比例为20%CH4+80%CO2和80%CH4+20%CO2时, S C O 2 / C H 4值随压力的增加先下降后上升。 S C O 2 / C H 4值随混合气中CO2比例的增加先升高后降低。较低的储层压力和较小的CO2注入速率,能够确保CO2在较低压力下在页岩储层中充分扩散,使CO2/CH4比例保持在适当的范围,有利于CO2⁃ ESGR。随着CO2比例增大和压力升高,虽然CO2在页岩中的优先吸附行为减弱,但CO2的储存量增大。研究成果为矿场实施CO2⁃ESGR和CO2埋存提供了理论指导和参考依据。

  • 非常规天然气
    曹梦瑶, 覃超, 舒灶敏, 王熙, 龙立华
    天然气地球科学. 2025, 36(7): 1316-1329. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2025.01.001
    摘要 (28) PDF全文 (13) HTML (26)   可视化   收藏

    微观孔隙是影响页岩储层封存CO2的关键因素,但目前对CO2封存温压条件下不同沉积相页岩微观孔隙演化机制认识还不清。鉴于此,以不同海相和陆相页岩为对象,采用扫描电镜、低温CO2和N2吸附等测试技术,结合超临界CO2—水—岩相互作用实验,系统研究超临界CO2—水—岩相互作用对不同沉积相页岩微观孔隙的影响机制。结果表明:超临界CO2注入后页岩原生矿物发生溶解,并产生了次生沉淀物,这导致页岩孔隙连通性产生了变化;超临界CO2—水—岩作用后,所有页岩微孔和介孔均表现出了不同程度的变化趋势,其中海相页岩微孔和介孔段的总比表面积和体积均出现了减小趋势,而陆相页岩介孔段的变化趋势虽与海相页岩一致,但其微孔段的总比表面积和体积却出现了增大趋势。此外,超临界CO2—水—岩作用后,海相页岩的孔隙分形维数均减小了,而陆相页岩却表现出了相反的变化趋势。超临界CO2—水—岩相互作用对页岩微观孔隙的影响机制主要包括有机质萃取、原生矿物溶解、次生矿物沉淀和黏土矿物吸附膨胀,其中有机质萃取和原生矿物溶解会导致页岩部分孔隙被拓宽,而次生矿物沉淀和黏土矿物吸附膨胀会促使页岩孔隙结构收缩。研究成果可为枯竭页岩气储层CO2地质封存提供理论支撑。

  • 非常规天然气
    李澎, 陈浩然, 王阳, 朱炎铭, 姜振飞, 汪毅
    天然气地球科学. 2025, 36(7): 1330-1344. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2025.01.009
    摘要 (15) PDF全文 (10) HTML (17)   可视化   收藏

    页岩孔隙结构与非均质性研究是非常规储层研究的热点,海陆过渡相页岩在中国分布广泛,具有较高的勘探潜力,但海陆过渡相页岩孔隙研究显著滞后于海相页岩,特别是华北盆地北部地区,资源潜力巨大但相关研究较少。因此,以华北盆地北部开平向斜KP1井山西组海陆过渡相页岩岩心样品为研究对象,采用多种实验方法对页岩孔隙结构及其非均质性进行表征。结果表明:页岩矿物成分主要为石英与黏土矿物。总有机碳含量(TOC)介于0.3%~3.43%之间,R O值均大于1.6 %,处于高成熟阶段。页岩孔隙以黏土矿物粒间孔最为发育,孔隙形态以平板狭缝孔为主,主要发育小于100 nm的孔隙。页岩超大孔、宏孔、介孔以及微孔段分形维数分别介于2.29~2.34、2.25~2.69、2.69~2.76及2.36~2.56之间,综合分形维数D s介于2.60~2.63之间。黏土矿物含量高、Ⅰ型干酪根少的特点导致了研究区有机孔隙发育较差,是TOCR O与分形维数无明显相关关系的主要原因。与石英相关的粒间孔孔隙结构较为复杂,粒间孔缝形状明显不规则,增大了孔隙结构的复杂程度。黏土矿物粒间孔形状呈明显的不规则、大小、形态多样的特点,因此黏土矿物含量越高,整体孔隙结构越复杂。分形维数与孔隙比表面积、孔隙度均呈一定的正相关关系,表明孔隙结构越复杂,页岩内部孔隙空间越大,页岩储存吸附气与游离气的能力越强。不同尺寸孔隙复杂程度对渗透率的影响不同,复杂介孔体系会使得渗流阻力加大,不利于气体的解吸与扩散,复杂微孔结构可以连通页岩中的较大孔隙,提高了页岩储层渗流能力。

  • 非常规天然气
    刘萍, 赵庆, 张紫阳, 王睿恒, 沈瑞, 曾旭, 李舒彤, 陈心訸, 程欢
    天然气地球科学. 2025, 36(6): 1157-1168. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.12.004
    摘要 (103) PDF全文 (49) HTML (93)   可视化   收藏

    页岩油流体赋存特征表征难度较大,选取鄂尔多斯盆地陇东地区延长组长73亚段页岩冷冻蜡封新鲜样品,利用原子力显微镜、二维核磁共振等实验手段,开展了孔隙结构与流体赋存特征研究。结果表明:①页岩储层中长英质孔隙发育程度高,连通性好,表面形貌有一定起伏。在有机质颗粒和不同岩矿颗粒接触处的粒间孔隙发育,孔隙尺寸较大,形貌起伏较大。②不同岩样束缚水、吸附油、游离油及固体有机质4种流体绝对含量有着显著差异,束缚水相对含量相近,平均相对含量为52.20%;游离油含量较少,平均相对含量为8.03%。③游离油主要分布在孔隙空间大、连通性较好的黄铁矿及填充物、长英质孔隙中。随着冷冻蜡封时间增加,游离态原油在岩心孔隙中的相对含量整体呈现出递减的趋势。冷冻蜡封保存可以很好地保存岩样中束缚水、吸附油、固体有机质这3种页岩油流体组分,对易挥发的游离油组分也有着较好的延缓挥发作用。研究结果为研究区井场取心及流体赋存状况分析提供了实验依据。

  • 非常规天然气
    肖颖, 赵卫卫, 李富康, 杨迪, 吴佳, 段逸飞, 杨天祥
    天然气地球科学. 2025, 36(6): 1169-1182. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.12.012
    摘要 (104) PDF全文 (57) HTML (93)   可视化   收藏

    鄂尔多斯盆地延安地区三叠系发育多套富有机质页岩,油气勘探前景广阔。明确不同页岩岩相的储层特征及其主控因素对研究页岩油富集规律、寻找有利区具有重要意义。通过薄片观察、扫描电镜、X射线衍射、岩石热解分析、高压压汞和氮气吸附等实验手段,对延长组7段(长7段)页岩进行岩相划分,对比各岩相之间储集空间差异,最终确定优势岩相及其孔隙结构控制因素。研究区长7段页岩具有岩性复杂、纹层发育、高有机碳含量等特征,页岩整体属于低孔—低渗储层,且不同沉积环境下储层物性具有明显差异。因此,基于“岩性+TOC(<3%,3%~6%,>6%)+矿物成分(50%为界限)”划分标准,将页岩划分为低有机质硅质页岩(L⁃S)、高有机质硅质页岩(H⁃S)、富有机质硅质页岩(R⁃S)、高有机质黏土质页岩(H⁃C)、富有机质黏土质页岩(R⁃C)、高有机质混合质页岩(H⁃M)和富有机质混合质页岩(R⁃M)共7种岩相。H⁃S岩相孔隙类型以粒间孔、溶蚀孔和裂缝为主,孔隙参数最优,储集空间发育,含油饱和度高,是研究区的优势岩相。矿物组成、TOC和纹层发育特征为储集空间的控制因素,TOC在整个热演化阶段对页岩微孔的发育有重要控制作用。粉砂质纹层储集物性较好,其内部发育的长石、石英等刚性碎屑颗粒间相互支撑作用使得粒间孔很好地保留下来,从而增加了大孔数量,有利于页岩油的富集。该研究结果能够对页岩油的勘探和开发提供一定的参考。

  • 非常规天然气
    郭泽清, 王斌, 董才源, 李玲, 庞正炼, 陈秀艳, 马德波
    天然气地球科学. 2025, 36(5): 953-972. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.11.001
    摘要 (121) PDF全文 (111) HTML (121)   可视化   收藏

    塔里木盆地库车坳陷发育三叠系和侏罗系2套含煤地层,其中侏罗系煤岩层数多、累积厚度大、分布面积广,具备发育煤岩气的物质基础。对取心井侏罗系煤岩段密集采样,结合岩屑资料,综合应用镜下鉴定、工业分析、R O测试、电镜扫描、常规物性分析、核磁共振检测、CT扫描及氮气吸附等技术手段,系统评价库车坳陷北部构造带侏罗系煤质特征和储集特征。结果表明:①源岩品质优,显微组分以镜质组为主,平均含量为64.06%,具有中高挥发份、特低水分、特低灰分的特征,总体上成熟度偏低;②储集物性好,发育各类基质孔隙和裂隙,孔隙网络中以较大的微裂缝为主,微裂缝相互叠置连通,浅层样品孔隙度为4%~23%,平均为9.7%,中孔和大孔占比高,深层4 000 m以深孔隙度可达6.34%。根据其他盆地的临界深度和该地区煤岩成熟度与埋深的关系,确定研究区煤岩气成藏的顶部临界埋深至少为2 500 m。建立煤岩气成藏模式,并进一步提出发育低—中煤阶地区煤岩气有利区带评价流程和方法。在上述基础上综合评价该地区煤岩气有利区带,既为研究区煤岩评价提供各种指标参数,确定的临界埋深、成藏模式和有利区带,对下一步煤岩气勘探靶区的选取具有重要指导意义;更重要的是提出的煤岩气有利区带综合评价方法能为其他盆地开展煤岩气勘探提供技术借鉴。

  • 非常规天然气
    张孟江, 杨兆彪, 高为, 金军, 慕熙玮, 鲁眈, 李海龙
    天然气地球科学. 2025, 36(5): 973-984. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.10.010
    摘要 (91) PDF全文 (61) HTML (91)   可视化   收藏

    黔西上二叠统龙潭组海陆交互相煤系煤—泥页岩—砂岩层旋回发育,页岩和煤的孔隙结构差异明显。基于黔西6口典型井的煤岩样品,采用地质分析、扫描电镜观察和低温液氮吸附等手段,对比研究了龙潭组煤样与相邻层位页岩样孔隙结构差异。结果表明:煤比表面积为44.2~168 m2/g,总孔容为0.024~0.065 cm3/g,主要为半封闭孔和狭缝孔;微孔(<2 nm)孔容和比表面积占绝对优势,其发育可能与煤热演化生气过程相关;而大于2 nm孔隙具有较强的非均质性,与显微组分差异有关。页岩比表面积为43.2~66.6 m2/g,总孔容为0.032~0.059 cm3/g,主要为墨水瓶孔,微孔和介孔分布相对均一,孔径分布曲线呈双峰分布(3 nm和30 nm)。尽管煤与页岩孔隙分布有差异,但<10 nm孔隙均是比表面积的主要贡献者。可抽提沥青对煤孔隙空间影响较大,抽提后不同孔径的孔隙体积明显增多。热演化程度及有机质含量是煤孔隙结构的主要影响因素,有机质含量及矿物类型是影响页岩孔隙结构的主要因素。研究成果可为黔西煤系气共采选层提供参考依据。

  • 非常规天然气
    李哲, 赵慧, 韩昊天, 孙国翔, 周琪, 葛思, 王萧淞
    天然气地球科学. 2025, 36(4): 701-712. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.09.008
    摘要 (138) PDF全文 (64) HTML (124)   可视化   收藏

    孔隙结构是影响储层质量的主要因素之一,其定性分析、定量表征及主控因素是页岩储层研究的关键问题。为探索深层页岩不同沉积微相孔隙结构差异及主控因素,以四川盆地南部自贡地区系统取心井Z301井五峰组—龙马溪组为例,系统开展岩心—薄片—扫描电镜观察、矿物含量分析、有机地球化学分析和N2/CO2吸附、高压压汞等实验,重点对五峰组—龙一段页岩储层孔隙结构的纵向差异性进行了探讨分析。研究结果表明:研究区五峰组—龙一段页岩沉积微相自下而上可划分为强还原高碳含钙富硅深水陆棚(微相①)、弱还原中碳含钙硅泥混合质深水陆棚(微相②)、弱还原—弱氧化低碳硅质泥质半深水陆棚(微相③)三大类;在3类微相中,宏孔主要为无机孔,介孔、微孔主要为有机孔,介孔、微孔同时也是控制页岩孔体积和比表面积的主要孔隙类型;不同孔隙类型在三类微相中的发育程度存在一定差异(从底部微相①过渡到上部微相③,微孔孔体积及其相对发育程度均依次降低,介孔孔体积依次降低但其相对发育程度依次升高,宏孔孔体积及其相对发育程度均依次升高);介孔作为孔体积的主要贡献者和连通其他类型孔隙的桥梁;微孔、介孔是控制储层物性、含气性最主要的孔隙类型;TOC、黏土矿物含量是影响深层页岩孔隙结构的关键因素,石英对纳米级孔隙的控制作用稍弱,碳酸盐矿物对纳米级孔隙无明显控制作用;微相①“高TOC、低黏土矿物、高脆性矿物”特征决定了其是最具商业开采价值的岩相。相关结论对丰富深层页岩气富集高产规律具有指导意义。

  • 非常规天然气
    赵星, 王贵文, 李亚锋, 孙权伟, 赖锦, 申颍浩, 伍坤宇, 李栋, 王松, 韩宗晏
    天然气地球科学. 2025, 36(4): 713-733. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.09.009
    摘要 (102) PDF全文 (54) HTML (82)   可视化   收藏

    天然裂缝作为控制页岩油储层产能的重要因素,实现对其的精准识别与特征分析对页岩油气甜点优选与效益开发意义重大。以柴达木盆地英雄岭地区下干柴沟组上段混积型页岩油储层为研究对象,利用岩心、薄片、扫描电镜、常规及新技术测井等资料,总结研究区天然裂缝发育类型和特征,建立了裂缝测井综合识别模式,实现裂缝的测井连续识别与表征。在此基础上,结合裂缝参数和岩心实验数据,完成了裂缝发育程度和有效性分析。结果表明,研究区天然裂缝主要分为构造裂缝、成岩裂缝和异常高压裂缝。构造裂缝多为高角度裂缝,充填程度高;成岩裂缝多为低角度和水平裂缝,充填程度低;异常高压裂缝产状杂乱,多为充填裂缝。裂缝在下干柴沟组上段VI油层组最为发育,V油层组次之,IV油层组相对发育较少。整体表现为低角度未充填裂缝发育数量最多,水平未充填裂缝集中发育程度最高,高角度未充填裂缝有效性最好。研究区现今水平最大主应力方向为NE—SW向,未充填裂缝走向多与现今水平最大主应力方向夹角小于30°,易产生较好的压裂效果。充填裂缝主体走向与现今水平最大主应力方向夹角大于40°,不易提升压裂效果。研究成果预期可为湖相混积型页岩油储层天然裂缝识别评价与甜点优选提供理论和方法支撑。

  • 非常规天然气
    赵娅, 何涛华, 曾强浩, 文志刚, 滕娟, 仇永峰, 肖大鑫, 何家仪, 薛凯文
    天然气地球科学. 2025, 36(4): 734-748. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.08.013
    摘要 (102) PDF全文 (48) HTML (84)   可视化   收藏

    苏北盆地高邮凹陷阜二段页岩已获得良好的工业油气流,页岩中的有机质组成及其富集机制在油气生成过程中起到关键作用,因此,研究其有机质显微特征与富集机制具有重要意义。以高邮凹陷H1井为研究对象,利用有机岩石学、X射线衍射(XRD)分析以及有机—无机地球化学分析方法,系统探讨了阜二段页岩的有机质显微特征、沉积环境及有机质富集机制。研究结果表明:①阜二段页岩可分为3类,即长英质页岩、混积岩和灰云质页岩,其显微组分存在显著差异,混积岩中藻类体的相对含量变化范围较大(40%~95%),平均含量高达72.94%,形成藻纹层,其厚度超过30 μm,长度可达200 μm;②阜二段页岩主要沉积于干旱气候条件下高盐度缺氧的沉积环境中,有机质来源以低等水生生物为主,主要为I型和II1型,处于成熟阶段的生油高峰期,具备页岩油生成的良好条件;③阜二段页岩的有机质富集主要受古生产力和古盐度的控制,受保存条件影响相对较小。该研究为高邮凹陷及类似地区的贫有机质页岩的页岩油勘探开发提供了重要的理论依据。

  • 非常规天然气
    蒋丽丽, 田冷, 陈掌星, 王泽川, 黄文奎, 柴晓龙
    天然气地球科学. 2025, 36(3): 533-553. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.09.005
    摘要 (131) PDF全文 (88) HTML (120)   可视化   收藏

    为明确超临界CO2(ScCO2)对页岩微观孔隙结构的影响机制,以鄂尔多斯盆地延长组73亚段(长73亚段)页岩为研究对象,在有机地球化学和矿物组成分析的基础上,采用低温气体(CO2、N2)吸附实验和核磁共振(NMR)扫描方法,结合多尺度分形理论,全面分析了页岩微观孔隙结构的变化规律及多尺度分形特征,详细阐明了ScCO2对页岩孔隙结构的微观作用机制。研究结果表明,ScCO2作用后,页岩样品的总有机质(TOC)含量下降,石英含量增加,而黏土矿物和长石含量减少。相比于温度变化,TOC及矿物组分对压力变化的敏感性更高。此外,页岩孔隙主要分布在对比表面积贡献较大的微孔(0~2 nm)和中孔(2~50 nm)范围内,大孔(>50 nm)的数量较少,但其对总孔体积的贡献显著。ScCO2作用后,页岩样品的总比表面积减少,而总孔体积、平均孔径和有效孔隙度均增大。其中,总比表面积和平均孔径对温度变化较为敏感,而总孔体积和有效孔隙度则受压力影响显著。同时,页岩孔隙表现出多尺度分形特征:微孔具有较高的分形维数,而中、大孔的分形维数较低。ScCO2作用后,各尺度分形维数均呈下降趋势,表明页岩样品孔隙结构的复杂性得到改善。微孔分形维数与TOC含量呈显著正相关,而中大孔分形维数与石英、黏土矿物含量的相关性更强。由此可知,页岩矿化特性的变化是影响微观孔隙结构的内在因素,ScCO2作用条件则是重要的外在因素,两者共同作用决定了页岩孔隙结构的演变过程。研究成果为碳捕集、利用与封存的优选层段提供了重要的科学依据和实际指导。

  • 非常规天然气
    罗力元, 李勇, 李树新, 何清波, 陈世加, 李翔, 李星涛, 路俊刚, 肖正录, 尹相东
    天然气地球科学. 2025, 36(3): 554-566. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.04.025
    摘要 (193) PDF全文 (138) HTML (179)   可视化   收藏

    海陆过渡相页岩气是继海相页岩气商业开发后的又一重要战略接替资源。海陆过渡相页岩具有非均质性强、沉积相变快、岩性组合复杂的特征,海相页岩气地质理论不能完全适用于海陆过渡相,海陆过渡相页岩气富集控制因素认识不清,制约了高效勘探与开发。以鄂尔多斯盆地东缘大吉地区山2 3亚段页岩为例,通过显微组分、气体吸附、高压压汞、突破压力、扩散系数和覆压孔渗等实验分析,开展了页岩地球化学特征和储层特征研究,明确了海陆过渡相页岩气富集控制因素。结果表明:山2 3亚段海陆过渡相页岩具有高有机质丰度、过成熟度和以腐殖型为主的特征,孔隙类型主要以无机矿物孔为主,有机孔和微裂缝相对较少。明确了海陆过渡相页岩气富集主要受有机质丰度、孔径大小、岩性组合和构造演化共同控制:高有机质丰度增强了页岩的吸附能力,微孔为甲烷气体分子提供更多的吸附点位,页—煤和页—灰组合有利于页岩气滞留原位富集,平稳的构造和适当的埋深有利于页岩气保存,建立了大吉地区海陆过渡相页岩气储集能力和封闭能力的演化模式。研究可以为海陆过渡相页岩气甜点预测和先导试验区快速建产提供地质理论指导。

  • 非常规天然气
    赵军, 廖文海, 汤翟, 贾将, 骆玉虎
    天然气地球科学. 2025, 36(2): 197-208. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.08.006
    摘要 (198) PDF全文 (206) HTML (199)   可视化   收藏

    含水饱和度是天然气水合物资源评价的重要参数,然而使用传统阿尔奇公式计算含水饱和度的精度通常无法满足要求。根据琼东南盆地实际钻探取心沉积物资料,人工制备6个不同配比的沉积物样品,通过岩石物理实验,测量非固结沉积物中水合物生成过程中的岩电数据,分析电阻率及电阻率增大系数的变化规律。实验结果表明,水合物样品的含水饱和度与电阻率增大系数之间符合指数变化关系。结合数字岩心导电模拟,建立了指数型含水饱和度计算模型。对实际测井资料进行处理,指数型含水饱和度计算模型比传统的阿尔奇公式具有更高的精度。指数型含水饱和度模型为天然气水合物资源评价提供了一种新的方法。

  • 非常规天然气
    李军辉, 刘伟, 苏杨鑫, 曾旭, 付秀丽, 关铭, 李书现
    天然气地球科学. 2025, 36(2): 209-220. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.08.009
    摘要 (122) PDF全文 (432) HTML (118)   可视化   收藏

    保存条件对于页岩油气滞留聚集至关重要,是保障页岩地层蓄积充足能量和油气有效流动的关键。顶底板封闭性优劣直接影响着页岩气的富集和空间分布,但对页岩油层是否同样重要仍不清楚。以古龙页岩油作为研究对象,在顶底板矿物岩石学、致密化过程、物性及孔隙结构等分析基础上,结合突破压力测试和测井预测结果,探讨古龙页岩油顶底板封闭能力。结果显示:顶板主要为深湖—半深湖相泥页岩,渗透率更低、孔隙主体孔径更小、突破压力更高,平面上高值区主要分布在凹陷中部和南部地区,低值区与上覆高台子油藏储量区有较好的一致性;底板沉积三角洲相或浅湖相砂岩、粉砂岩和泥岩,孔、渗略高于顶板、孔隙主体孔径为介孔—大孔、突破压力更小,平面上高值区主要分布在凹陷中部地区,低值区与下覆扶余油藏储量区有较好的匹配性。古龙页岩油层顶底板突破压力高,具有较强封闭能力,突破压力高值分布区对应于页岩油高产区。优质顶底板是富含轻质组分古龙页岩油原位滞留富集的关键因素之一,研究成果可望为古龙页岩油的选区定井提供科学指导。

  • 非常规天然气
    李史珂, 刘景, 朱炎铭, 马亚杰, 刘鑫明
    天然气地球科学. 2025, 36(2): 221-239. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.08.002
    摘要 (133) PDF全文 (146) HTML (124)   可视化   收藏

    非常规天然气储层特征研究对合理评估非常规天然气资源和指导非常规天然气开发具有重要意义。以渤海湾盆地临清坳陷巨鹿区块石炭系—二叠系煤系地层为研究对象,开展了扫描电镜、压汞、气体吸附、等温吸附等系列实验,系统性地表征了巨鹿区块煤层、页岩及致密砂岩的孔隙结构和含气性特征,分析并阐明了研究区的生烃潜力。结果表明:①巨鹿区块4层煤煤层总体呈NE—SW向展布,并由SE—NW向厚度呈增大—减小—增大的变化趋势。煤层整体含气量较低,由WN—ES向呈逐渐增加趋势。②页岩主要发育有机质孔、矿物粒间孔、矿物粒内孔和微裂缝4种。③页岩微孔和过渡孔发育,提供了大部分孔体积和孔比表面积,有利于气体的吸附储存。整体孔隙连通性较好,有利于页岩气的解吸与渗透。④致密砂岩砂体结构成熟度较低,多呈现磨圆差,属于典型的致密储层,砂体孔隙不发育,原生孔隙少,孔隙连通性较差等特征。该研究成果为巨鹿区块储层特征研究和评价煤系非常规天然气资源提供了地质依据。

  • 非常规天然气
    周菲, 赵凌云, 吴章利, 夏鹏, 王科, 宁诗坦, 施辉菊
    天然气地球科学. 2025, 36(2): 240-256. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.06.010
    摘要 (130) PDF全文 (167) HTML (126)   可视化   收藏

    有机质类型及其孔隙发育特征是页岩气评价的重要内容,决定了页岩生烃能力和页岩气分布特征,但对于黔北地区牛蹄塘组黑色页岩有机质类型及其孔隙发育特征的认识尚不深入,有机质孔隙发育影响因素尚不明确。通过对牛蹄塘组富有机质页岩进行矿物组成和有机地球化学特征分析,利用场发射扫描电镜(FE⁃SEM)定性分析有机质的赋存状态和孔隙结构,采用低温气体(CO2/N2)吸附实验、小角中子散射实验定量分析页岩和干酪根孔隙结构特征,探究该页岩孔隙发育特征及其影响因素。结果表明:①牛蹄塘组页岩主要矿物成分为石英和黏土矿物,有机质显微组分以腐泥组为主,干酪根以I型为主,处于过成熟演化阶段;②页岩孔隙包括粒间孔、粒内孔和有机孔,不同赋存状态的有机质孔隙结构特征差异明显;③有机质孔隙发育受总有机碳含量(TOC)和热成熟度(R O)的影响,随TOC含量的增加,不同尺寸有机质孔隙发育有所差异,微孔和介孔比表面积先降低后升高,宏孔比表面积降低,宏孔和介孔体积降低,微孔体积变化小。在R O值为2.29%~5.06%时,随着R O值的增加,有机质微孔和介孔的比表面积和体积逐渐减少,宏孔体积增大;④矿物类型对不同尺寸有机孔影响不一致,微孔随石英含量增加而升高,微孔和介孔随黄铁矿含量增加而降低,介孔和宏孔随黏土矿物含量增加而升高。研究结果对深入理解黔北地区牛蹄塘组页岩孔隙发育特征具有参考价值。

  • 非常规天然气
    陈旋, 苟红光, 张有锦, 高岗, 徐雄飞, 林霖, 韩猛刚, 党文龙, 樊柯廷
    天然气地球科学. 2025, 36(1): 1-12. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.05.015
    摘要 (324) PDF全文 (91) HTML (318)   可视化   收藏

    针对准噶尔盆地吉木萨尔凹陷北部奇探1井芦草沟组高产页岩油流的突破,通过原油、砂岩抽提物与烃源岩样品采集及相关分析测试,明确了奇探1井芦草沟组的烃源条件,分析了原油的物性、族组成与生物标志物分子特征,进而进行了油源及其条件分析。研究认为:吉木萨尔凹陷芦草沟组烃源岩为好的成熟油源岩,油源条件好,其中下段优于上段。芦草沟组原油密度和黏度具有随深度的增加先增后降的规律,最高值对应生油高峰,奇探1井芦草沟组下段页岩油属于中质稠油。芦草沟组烃源岩形成的水体由早期到晚期还原条件逐渐减弱。原油与临近深度烃源岩的成熟度参数偏高是排烃、运移和成熟作用共同作用的结果,奇探1井试油段页岩油具有一定程度的运移和聚集过程,以具备纵向上源储互层、横向上源储紧邻型源储配置关系和深部发育烃源岩的地区为凹陷勘探重点区域。该认识对于准噶尔盆地玛湖凹陷风城组及其他地区咸水湖相页岩油的勘探和开发均具有重要的指导作用。

  • 非常规天然气
    杨学锋, 张成林, 赵圣贤, 张鉴, 罗超, 陈玉龙, 施振生, 谢圣阳, 任春昱, 陈鑫, 周天琪, 谢睿
    天然气地球科学. 2025, 36(1): 13-24. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.06.007
    摘要 (218) PDF全文 (124) HTML (201)   可视化   收藏

    四川盆地寒武系筇竹寺组是继奥陶系五峰组—志留系龙马溪组后最有利的页岩气勘探开发层系。以德阳—安岳裂陷槽中段为研究对象,利用现有地震、钻井、测井及分析化验等资料,分析了筇竹寺组页岩气藏基本特征,剖析其与川南龙马溪组页岩气藏的差异,为筇竹寺组的页岩气评层选区提供了技术支撑。结果表明:①筇竹寺组沉积古地貌存在差异,平面上划分为槽内、斜坡、槽外等3种沉积古地貌,控制了储层厚度展布与品质;②德阳—安岳裂陷槽中段筇竹寺组页岩气藏沉积环境优,保存条件好;构造简单,储层厚度大,两向水平应力差值小,利于储层改造;目的层埋深大,为工程实施带来挑战;③筇竹寺组的评层选区应按照“纵向分层、横向分带”的整体勘探开发思路。纵向上应以⑤小层黑色页岩为当前攻关的主要目的层段,并逐步拓展到其余小层;横向上应以槽内—斜坡古地貌区为当前攻关的主要区带,并逐步向槽外区带拓展。

  • 非常规天然气
    崔新璇, 庞雄奇, 李敏, 鲍李银, 赵振丞, 陈雨萱, 张子英, 林浩, 惠沙沙, 闫浩霖
    天然气地球科学. 2025, 36(1): 25-41. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.07.001
    摘要 (192) PDF全文 (107) HTML (188)   可视化   收藏

    四川盆地威荣地区在3 500~4 500 m的深层取得了重大突破。含气特征对页岩储层评价具有重要影响,为揭示威荣地区深层页岩气富集特征以及主控因素,以威荣地区龙马溪组页岩为研究对象,利用XRD组分、TOC含量、R O含量分析实验、低温氮气吸附、等温吸附实验及现场含气量测试等方法,对深层页岩的有机地球化学特征、孔隙结构特征和含气特征系统分析,进一步探讨含气性主控因素。结果表明:威荣地区发育低碳—富碳页岩,处于高—过成熟阶段。整体的平均总含气量为2.78 m3/t,现场解析气以游离气为主,平均游离气含量为2.25 m3/t,平均吸附气含量为0.53 m3/t。不同岩相的含气性差异较大,其中富碳混合硅质页岩含气性最好,平均总含气量为5.28 m3/t,平均游吸比(K)为4.20,为优质岩相类型,利于页岩气开采。页岩含气性受多种地质因素控制,TOC含量为主要控制因素,孔隙结构为直接因素。TOC含量促进了有机质孔的发育,孔体积和比表面积增大,进一步为页岩气提供储存空间和吸附点位。此外,黏土矿物的充填使孔隙空间减小,导致其与各含气量之间呈负相关,矿物质中绿泥石因其层状结构且遇水膨胀在一定程度上阻碍了游离气的赋存,石英抗压实作用较强,与各含气量之间呈正相关;随着R O值增加,烃类吸附能力及游离气赋存能力增强。研究结果可对未来深层页岩气勘探开发提供地质依据。

  • 非常规天然气
    徐亮, 吴伟, 殷樱子, 钟可塑, 朱逸青, 罗超, 李彦佑, 杨雨然, 伍秋姿, 杨雪
    天然气地球科学. 2025, 36(1): 42-56. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.06.005
    摘要 (164) PDF全文 (169) HTML (165)   可视化   收藏

    以四川盆地龙马溪组过成熟页岩为研究对象,采用封闭体系石英管系列温度点热模拟实验,通过对热模拟气体产物进行定量分析,以及对热模拟样品开展X射线光电子能谱和氩离子抛光—扫描电子显微镜孔隙结构表征,系统研究了以I型干酪根为主的海相富有机质页岩在过成熟阶段有机质演化特征及孔隙结构响应。研究结果表明:①过成熟阶段页岩中有机质仍有一定的生烃潜力,焦沥青可能是热模拟过程中形成甲烷最主要的来源。②EqVR O<3.56%时,有机质石墨化程度<15%,页岩储层生气能力和储层物性仍随模拟温度升高持续变好;EqVR O值为3.56%时页岩生气能力达到最大值,此时页岩孔隙度、有机质孔发育程度也达到最大值;EqVR O>3.56%时,有机质石墨化程度>15%,甲烷产率和有机质面孔率均开始降低,指示焦沥青缩聚作用增强,导致孔隙体积减少,纳米孔隙发生了破坏和转化。③结合川南实钻井资料,R O值超过3.6%后过成熟石墨化阶段页岩源储遭到破坏,认为R O值为3.6%是当前川南海相页岩气有利勘探上限。

  • 非常规天然气
    蓝宝锋, 杨瑞东, 戴金星, 姜海申, 赵明芳, 龙珍
    天然气地球科学. 2024, 35(12): 2184-2195. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.06.009
    摘要 (102) PDF全文 (75) HTML (90)   可视化   收藏

    四川盆地外缘的复杂构造区“窄陡型”向斜内页岩气储层表现出较强的非均质性,给页岩气储层精细刻画及勘探开发井位部署带来挑战。基于安场向斜钻探成果,对盆外缘的安场向斜五峰组—龙马溪组富有机质页岩储层进行刻画。研究表明:①五峰组—龙马溪组富有机质页岩以深水陆棚相沉积为主,按岩电特征可将龙马溪组(S1 l)划分为2段5个小层,在区域上具有很好的对比性。②富有机质页岩储层有机质丰度总体较高,自下而上TOC值呈现先增大后减小的变化趋势,在S1 l 1 2小层有机质丰度最高(TOC值平均为5.04%),有机质类型主要为I型,均进入过成熟中期演化阶段,以生成干气为主。③孔隙类型丰富,主要有沥青孔、干酪根孔、粒间孔及晶间孔等,实测孔隙度为1.08%~5.76%,整体较高(平均值为3.46%)。纵向上五峰组(O3 w)孔隙度最高,S1 l 2段最低。④现场解吸气量为0.7~3.1 m3/t,平均为1.54 m3/t,测井解释O3 w、S1 l 1 1、S1 l 1 2和S1 l 1 3小层总含气量相对较高。富有机质页岩段含气饱和度分布于50%~80%之间,整体较高。⑤页岩储层主要矿物成分为石英、黏土、长石,总体脆性矿物含量较高。其中O3 w、S1 l 1 1、S1 l 1 2和S1 l 1 3小层脆性指数相对较高。该地区最小水平主应力平均值为50.0 MPa,最大水平主应力平均值为65.2 MPa,水平地应力差异系数在0.25~0.36之间,向核部应力差有增大的趋势。⑥综合评价认为O3 w、S1 l 1 1、S1 l 1 2和S1 l 1 3页岩储层段为Ⅰ类储层,S1 l 1 4页岩储层段为Ⅱ类储层,S1 l 2页岩储层段为Ⅲ类储层,S1 l 1 1—S1 l 1 3页岩储层段可作为主力开发层系。综合工程因素,S1 l 1 2页岩储层段为该地区水平井穿行的最优靶窗,压裂时缝网可有效沟通下部S1 l 1 1和上部S1 l 1 3储层段。该研究成果可为安场向斜及南方复杂向斜区页岩气开发确定水平井轨迹提供理论指导。

  • 非常规天然气
    王康乐, 殷亮亮, 宋佳瑶, 张琴, 裴文超, 孟艳军, 高万里, 张欣宇, 邱振
    天然气地球科学. 2024, 35(12): 2196-2214. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.06.001
    摘要 (197) PDF全文 (97) HTML (191)   可视化   收藏

    鄂尔多斯盆地东部海陆过渡相页岩气勘探已取得重大突破,但相关研究明显滞后于海相页岩气领域。以鄂尔多斯盆地东部横山—吴堡地区本溪组晋祠段招贤页岩样品为研究对象,综合镜质体反射率(R O)、总有机碳(TOC)测试、薄片鉴定、扫描电镜、X射线全岩衍射、孔渗测试、低温液氮吸附、甲烷等温吸附、含气量及力学性质等实验,综合表征招贤页岩储层特征,探讨孔隙结构参数及TOC含量对页岩吸附能力的影响,最终对招贤页岩的勘探潜力开展了综合分析。结果表明:①研究区招贤页岩为典型海陆过渡相页岩,岩矿组成复杂,黏土矿物及长英质矿物含量较高,平均占比分别为47.4%和36.4%。②招贤页岩有机质类型以Ⅱ2型和Ⅲ型干酪根为主,成熟度较高,有机质含量平均为5.30%,富有机质页岩占比较高,生气能力强。③招贤页岩微纳米级裂缝和孔隙发育,微裂隙在有机质和无机矿物中均有发育,缝宽介于0.01~1 μm之间;液氮吸附孔隙类型以狭缝型孔隙为主,平均孔径均值为13.67 nm,比表面积均值为6.56 m2/g,总孔隙体积均值为0.017 6 cm3/g;BET比表面积与孔隙结构分形维数呈正相关关系,与平均孔径呈负相关关系。④招贤页岩孔渗偏低,兰氏体积平均为3.14 cm3/g,含气量平均为1.52 cm3/g,脆性指数平均为0.526,杨氏模量平均为40.88 GPa,泊松比平均为0.22。⑤研究区招贤页岩储层条件总体上与大宁—吉县地区山2段相当,资源条件优越,可改造性良好,具有较大的页岩气勘探潜力。

  • 非常规天然气
    罗力元, 李勇, 何清波, 李树新, 李翔, 时小松, 路俊刚, 陈世加, 肖正录, 尹相东
    天然气地球科学. 2024, 35(12): 2215-2227. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.06.002
    摘要 (135) PDF全文 (109) HTML (115)   可视化   收藏

    海陆过渡相页岩气是未来非常规天然气勘探的重要接替领域,开展原位含气性评价及其赋存状态影响因素研究对海陆过渡相页岩气甜点优选具有重要的指导意义。以鄂尔多斯盆地东缘大宁—吉县地区山西组为例,考虑吸附气占据的孔体积,建立了原位页岩含气量校正计算模型,在埋深为1 000~4 000 m范围内,未校正的页岩原位含气量被高估了10.02%~18.79%。海陆过渡相页岩含气性主要受TOC、温度、压力和孔隙空间联合控制。高TOC含量有利于页岩赋存吸附气,高孔隙空间有利于页岩赋存游离气。压力对页岩吸附能力具有促进作用,而温度对页岩吸附能力具有抑制作用,但不同埋深条件下主导因素有所差异。浅层区域,压力的促进作用大于温度的抑制作用;深层区域,温度的抑制作用大于压力的促进作用。基于校正后的原位含气量计算模型,计算了DJ3⁃4井海陆过渡相页岩原位含气量,其含气量高值段分布在山2 3亚段的中部,与生产测试结果相吻合。研究结果有效地指导了海陆过渡相页岩气甜点优选。

  • 非常规天然气
    赵军, 郑超, 裴健翔, 汤翟, 贾将
    天然气地球科学. 2024, 35(10): 1713-1723. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.04.005
    摘要 (267) PDF全文 (96) HTML (234)   可视化   收藏

    中国海域深水浅层天然气水合物资源量巨大。海域深水浅层地质疏松,天然气水合物储层无致密盖层、非均质性较强,天然气水合物赋存状态难以识别,极大地制约了天然气水合物饱和度的预测工作。基于海域深水浅层天然气水合物的声、电响应特征,利用电阻率和纵波速度交会图版法识别天然气水合物的赋存状态,采用含泥质修正的密度公式计算天然气水合物储层孔隙度。采用含泥质修正的电阻率法、等效介质法和寻找最小联合误差的声电联合反演法预测QDN盆地YL靶区天然气水合物饱和度。预测结果表明,QDN盆地YL靶区采用联合反演法的预测值与氯离子浓度法的实测值最吻合,联合反演法预测误差为0.09%~14.89%,平均误差为6.85%。表明在判断水合物赋存状态的基础上选择相应的声电联合反演饱和度计算模型能极大地提高水合物饱和度的精度,为水合物饱和度的计算提供了一条好的途径。

  • 非常规天然气
    万永平, 王振川, 韩双彪, 乔钰, 高洪涛
    天然气地球科学. 2024, 35(10): 1724-1739. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.05.006
    摘要 (526) PDF全文 (321) HTML (470)   可视化   收藏

    鄂尔多斯盆地东南缘延安气田上古生界山西组和本溪组的煤层发育,埋深普遍超过2 000 m,并且煤层的分布广泛,具有较大的勘探开发前景,可为未来深部煤层气勘探研究提供有力支撑。研究选取延安气田典型井深部5#煤层及8#煤层进行了高精度煤层气现场解析实验,通过多种实验方法及手段对煤岩储层特征、差异含气性特征及其主控因素进行了深入研究,并在延安气田范围内划分东区、中区、西区及南区4个评价单元,以5#煤层及8#煤层为主力评价层位,采用多种资源评价方法对延安气田深部煤层气资源潜力进行了评价。研究结果表明:5#煤层厚度较薄,平均为1.6 m;8#煤层厚度较大,平均为2.3 m;5#煤层与8#煤层煤岩表现为特低孔、特低渗储层,其中孔隙发育主要受有机质及矿物影响,导致其孔隙结构特征复杂;5#煤层与8#煤层煤岩有机碳丰度高、孔隙度及渗透率较大、镜质组含量高,指示其吸附性强、储集物性及孔隙连通性较好,煤岩已进入生干气阶段,煤层气资源潜力大,有利于形成丰度高的煤层气藏;优选的4口天然气老井压裂试采均点火成功,表明5#煤层和8#煤层深部煤层气潜力大;通过体积法、类比法计算出延安气田5#煤层和8#煤层煤层气资源量为(2.9~3.54)×1012 m3,利用特尔斐法权重计算煤层气资源量为3.06×1012 m3,显示出延安气田深部煤层气较高的勘探潜力。综合认为,延安气田5#煤层和8#煤层气成藏条件良好,勘探开发潜力大,有望成为气田持续稳产的接替资源。

  • 非常规天然气
    杨延辉, 李梦溪, 张辉, 米忠波, 彭传利, 王宁, 缠玉慧
    天然气地球科学. 2024, 35(10): 1740-1749. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.04.010
    摘要 (170) PDF全文 (176) HTML (150)   可视化   收藏

    中深部煤层气具有高含气、高饱和、含游离气的特征,采用新型井震标定和多属性联合构造解释技术,精细认识构造、标定解释层位,准确识别断层和陷落柱。沁水盆地南部西翼安泽区块安13井储量区单位涌水量为4 m3/(m·d)以下,主体在1 m3/(m·d)以下,水动力条件较弱。评价井取心资料统计结果表明:①研究区裂缝比较发育,裂缝发育区每点处各向异性较强,近南北、近东西向的裂缝相对发育,属于走滑断层应力机制,最大水平主应力方向为NNE向,有利于压裂裂缝的延伸。②3#煤层孔隙度平均为4.48%~4.5%。在构造形成过程中,背斜部位由于地层抬升,地层压力下降,甲烷通过孔隙和裂隙等通道由构造低部位向高部位运移,煤层水受重力作用,由高处向低处渗流,逐步形成“构造顶部富气贫水,腰部气、水共存,底部富水贫气”的煤层气富集模式,要获得较高产气量,须寻找煤层含气饱和度大于70%,含气量大于14 m3/t的储层有利区。③对于有外水补给的储层开放体系,供给边界压力不变,外水补给造成泄流范围内压力降低缓慢;当储层为封闭体系时,储层水体为滞留型;当储层为半封闭体系时,储层水体为弱径流型。④沁水盆地南部西翼马必东区块煤层气井深度普遍为800~1 200 m,平均压裂液量为946.5 m3,返排后单相流期采用定产水量、定流压降速生产,单相流流压降幅保持在0.05~0.1 MPa/d之间,单相期平均时间为108 d,累计排水量为560 m3,平均解吸压力为4 MPa,排采曲线呈产水上升型,解吸前出现尖峰,稳产期长。

  • 非常规天然气
    万云强, 陈践发, 陈聪, 刘超, 马勇, 梁佳宝
    天然气地球科学. 2024, 35(9): 1656-1670. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.01.003
    摘要 (236) PDF全文 (210) HTML (172)   可视化   收藏

    目前国内页岩气勘探突破主要集中于中浅层超压页岩气藏,随着研究的深入,页岩气勘探逐步向深层过渡,四川盆地涪陵页岩气田白马向斜整体为深层超压气藏,勘探潜力较大。利用J148⁃1井五峰组—龙马溪组测井资料及测试分析数据,分析五峰组—龙马溪组页岩含气性特征及其影响因素,探讨页岩气形成富集机理及页岩气成藏模式。五峰组—龙马溪组页岩含气量介于1.09~6.81 m3/t之间(平均为3.15 m3/t),随埋深增大而增加,1~3小层平均含气量为5.35 m3/t,为页岩气有利层段。总有机碳含量、矿物组成、储层性质及保存条件均对页岩含气性有一定控制作用,五峰组—龙马溪组页岩TOC值介于1.29%~5.50%之间(平均为2.75%),随埋深的增大而增加;石英含量为17.2%~64.7%(平均为36.1%),长石含量为2.7%~14.5%(平均为8.0%),碳酸盐矿物含量为2.0%~56.6%(平均为12.6%),黄铁矿含量为1.4%~6.7%(平均为3.4%),黏土矿物含量为17.2%~54.3%(平均为40.1%);1~4小层孔隙度介于2.38%~5.64%之间(平均为4.06%),8~9小层孔隙度介于1.95%~2.75%之间(平均为2.24%);1~4小层渗透率介于(0.03~16.43)×10-3 μm2之间(平均为0.75×10-3 μm2),8~9小层渗透率介于(0.05~55.63)×10-3 μm2之间(平均为2.31×10-3 μm2),总有机碳含量、石英含量、孔隙度等与含气量呈正相关关系;页岩发育矿物基质孔隙、有机质孔隙及裂缝孔隙3种孔隙类型,以有机质孔隙为主,研究区远离主控断层,区域性盖层发育,顶、底板岩性致密,保存条件好,游离气大量富集,为宽缓向斜型成藏模式。研究区五峰组—龙马溪组页岩在奥陶纪末—晚志留世处于未成熟阶段,晚志留世进入成熟阶段,中侏罗世进入高成熟阶段,晚侏罗世进入过成熟阶段,中白垩世热演化停止。

  • 非常规天然气
    万佳林, 于志超, 黄文辉
    天然气地球科学. 2024, 35(9): 1671-1687. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.01.010
    摘要 (204) PDF全文 (98) HTML (159)   可视化   收藏

    松辽盆地陆相页岩油勘探前景广阔,但目前关于长岭凹陷白垩系青山口组纹层型页岩油储层微观孔隙结构特征的认识相对薄弱。基于薄片鉴定、TOC、岩石热解和XRD分析,结合场发射扫描电镜、低温氮气吸附及高压压汞等测试手段,对青山口组页岩进行岩相划分,系统分析页岩储集空间分布规律,明确优势岩相和孔隙结构的控制因素。依据“有机质丰度—矿物组成”标准,将页岩样品划分为低TOC混合质页岩(M—L)、中TOC硅质页岩(S—M)、中TOC混合质页岩(M—M)、中TOC黏土质页岩(C—M)、高TOC硅质页岩(S—H)、高TOC混合质页岩(M—H)及高TOC黏土质页岩(C—H) 7种岩相。其中,C—H岩相生烃潜力好,储集空间发育,以狭缝状黏土矿物晶间孔、粒间孔和微裂缝为主,孔隙结构参数优,是研究区储层的优势岩相。青山口组页岩储集空间分布受控于纹层特征、TOC含量和矿物组成等因素,长英质纹层能够有效缓解上覆岩石压实作用,有机酸扩溶作用和超压裂缝的形成改善了宏孔体积占比,而黏土矿物晶间孔和微裂缝提供了主要的比表面积和孔体积。

  • 非常规天然气
    刘之的, 韩鸿来, 王成旺, 王伟, 季亮, 陈高杰, 陈龙, 王舵, 谢正龙
    天然气地球科学. 2024, 35(2): 193-201. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2023.08.004
    摘要 (572) PDF全文 (412) HTML (354)   可视化   收藏

    煤层含气饱和度的精准计算及分布特征直接关系到煤层气富集区预测和开发方案有效制定。以鄂尔多斯盆地大宁—吉县煤层气田深8#煤储层为研究对象,从煤层气等温吸附曲线出发,给出煤层含气饱和度计算模型之后,充分利用地球物理测井资料建立了煤层含气饱和度与兰氏体积、兰氏压力、储层压力及含气量等参数的测井求取方法,进而形成了深部煤层含气饱和度测井计算方法。将该套方法程序化,实现研究区内各井深8#煤层的含气饱和度计算机可视化自动处理,并编绘了研究区含气饱和度平面分布图。研究表明:所述方法能够较好地用于研究区深部8#煤储层含气饱和度计算;研究区煤层含气饱和度整体上由东向西递增,由北向南先递减后递增、再递减后递增。其中,过饱和气藏区位于研究区南部DJ50井、DJ37井一带,饱和气藏区主要位于研究区的北部、中部,欠饱和气藏区在研究区广泛分布。该方法可为地球物理测井预测深部煤层含气饱和度提供一种新途径,为煤层气富集区预测提供基础参数。

  • 非常规天然气
    李家程, 王永宏, 冯胜斌, 淡卫东, 陈俊霖, 张珊, 段有为, 崔德艺, 李树同
    天然气地球科学. 2024, 35(2): 217-229. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2023.08.011
    摘要 (266) PDF全文 (137) HTML (16)   可视化   收藏

    夹层型页岩油是页岩油勘探开发的重点,如何定量评价页岩油储层中游离态、吸附态烃的赋存状态和含量及其烃类流动性是长 7 页岩油勘探开发的关键。运用核磁共振与恒速压汞技术手段,结合多粒级分步抽提技术方法,分析陇东地区长7段夹层型页岩油的储层物性、烃类赋存状态及含油性。核磁共振实验结果显示:长71、长72、长73这3个亚段渗透率相差不大,均分布在0.006×10-3 μm2左右,其中长72亚段孔隙度与可动流体饱和度最高,长73亚段最低,并且可动流体饱和度与孔隙度具有较好的相关关系;在恒速压汞实验中,长7段3个亚段孔隙半径平均大小相差不大(130~150 μm),但是长73亚段喉道半径平均大小(6~8 μm)明显优于另外2个亚段(小于0.5 μm),整体上长73亚段孔喉特性优于另外2个亚段;在游离态与吸附态烃评价上,长71亚段的游离烃含量明显高于长72亚段,而且长71亚段具有大面积的连续分布的砂体,所以相对于长72亚段来说,长71亚段资源开发更有优势,对于长73亚段,总抽提量和游离烃绝对含量都最高,如果能够发现大面积连片的砂体,其将也具有一定的开发意义。

  • 非常规天然气
    伍岳, 刘传喜, 夏东领, 付育璞, 夏冬冬, 李庆
    天然气地球科学. 2024, 35(7): 1214-1222. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2023.11.002
    摘要 (210) PDF全文 (144) HTML (179)   可视化   收藏

    综合岩心、薄片、扫描电镜及各类实验测试资料,对鄂尔多斯盆地南缘泾河油田延长组长73页岩油开展地质特征分析及资源潜力评价。主要认识如下:长73页岩层系纵向上发育3套岩相组合,从底到顶依次为厚层凝灰岩夹薄层页岩组合、厚层页岩夹薄层凝灰岩组合及页岩、凝灰岩、粉细砂岩薄互层组合,反映了静水悬浮与重力流交互的混合沉积过程;有机质丰度高,TOC平均含量为14%,类型以Ⅰ—Ⅱ1型为主,成熟度R O值介于0.6%~0.8%之间,部分已进入主生烃期;凝灰岩夹层平均孔隙度为7.19%,宏孔占比高,是最有利的储层类型,其次为富有机质硅质页岩和黏土质页岩,页岩孔隙类型以粒间孔、粒内孔及晶间孔等无机孔隙为主;页岩总油含量高,S 1+S 2值平均为16.6 mg/g,游离油占比低,平均为32%,页岩油主要以吸附态赋存于黏土矿物或干酪根表面;初步估算研究区页岩油地质资源总量约为9.17×108 t,其中游离油资源量约为3.42×108 t,资源品位一般,总体属于中国石化页岩油资源评价标准下的Ⅲ类;研究区东北部页岩厚度大、有机碳含量高、成熟度高、生烃潜力大,是下一步重点勘探目标区。

  • 非常规天然气
    张吉振, 韩登林, 林伟, 王晨晨, 王建国, 肖肖, 李豫, 张晓婵
    天然气地球科学. 2024, 35(1): 119-132. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2023.07.018
    摘要 (281) PDF全文 (246) HTML (172)   可视化   收藏

    页岩微观孔隙系统是气体赋存场所,孔隙结构精细刻画对于储层研究而言至关重要。页岩储层孔隙具有较强的复杂性和非均质性,而且煤系页岩孔隙发育特征研究显著滞后于海相页岩储层,亟需开展煤系页岩孔隙非均质性特征及其对含气性影响的深入研究。以松辽盆地松原地区白垩系嫩江组煤系页岩岩心为研究对象,通过开展全岩有机碳(TOC)和岩矿测定、孔隙度分析、低温N2吸附—脱附和CH4等温吸附实验,探讨了煤系页岩基质组分对孔隙结构和非均质性特征的影响,孔隙结构特征与分形特征的关系,以及孔隙结构和非均质性对甲烷吸附特征的影响。结果表明:①嫩江组页岩有机质丰度变化不显著(TOC平均含量为2.38%),多发育墨水瓶状孔;富含黏土矿物(平均含量为55.6%),多发育狭缝状孔隙;页岩孔隙表面具有明显的分形特性,分形维数D1D2均值分别为2.54和2.74,内部结构较表面结构更为复杂。②有机碳的富集通过影响微小孔孔隙发育,增加比表面积使孔隙分形维数增大;黏土矿物发育致使介孔和宏孔数量增多,增加了孔隙的分形维数。③微小孔隙发育较大比表面积,增加了孔隙结构的复杂性和非均质性,促使分形特征显著,拓展了吸附点位,提升了吸附能力。相关研究将为煤系页岩储层综合评价、成藏理论研究提供科学理论依据。

  • 非常规天然气
    林伟, 郭伟, 张吉振, 李明涛
    天然气地球科学. 2024, 35(1): 133-148. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2023.07.004
    摘要 (260) PDF全文 (187) HTML (131)   可视化   收藏

    四川盆地龙马溪组页岩气资源丰富,已实现了大规模商业开发,成藏地质理论研究也取得重大进展。然而,页岩储层岩相类型多、纵横向变化快、非均质性强,制约储层精细评价及资源量的有效评估。页岩微观孔隙发育特征刻画是储层评价及优选的关键,尤其作为页岩气赋存、富集的重要空间的有机质孔隙,明确不同岩相页岩有机质孔隙发育特征差异具有重要意义。以川南地区泸州区块龙马溪组页岩为研究对象,基于X射线衍射矿物分析、铸体薄片鉴定,甄别出研究区龙一1亚段1~3小层发育硅质页岩、含黏土硅质页岩、含钙硅混合页岩、混合页岩、硅质岩及钙质页岩等6种岩相类型,揭示出不同岩相类型微观储集特征存在较大差异。采用全视域拼接扫描(MAPS)技术,提取有机质及有机质孔隙并进行精细定量表征,发现不同岩相类型页岩在有机质成孔率、有机质面孔率、圆度、长宽比等发育特征方面差异显著,指出硅质页岩有机质成孔效率高、面孔率大、有机质孔隙圆度好、含气量及脆性指数高,是页岩气赋存富集的最有利岩相类型,其次为含黏土硅质页岩及硅质岩,而钙质页岩相为非优势岩相类型。研究结果可为有效储层评价及优选、页岩气富集区预测和勘探开发部署提供科学理论依据和支撑。

  • 非常规天然气
    张欢, 曾翔, 刘惠民, 蔡进功
    天然气地球科学. 2024, 35(7): 1261-1276. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2023.12.003
    摘要 (303) PDF全文 (138) HTML (252)   可视化   收藏

    厘清泥页岩中不同纹层及纹层组合的特征,有助于更全面地认识泥页岩,并为页岩油气勘探开发提供新的视角。以渤海湾盆地东营凹陷沙三下亚段—沙四上亚段泥页岩为例,在全岩XRD及热解数据的基础上,结合常规薄片、显微组分观察、场发射高分辨率扫描电镜以及能谱等实验技术,从“源—汇”角度精准剖析了湖相泥页岩不同纹层中矿物和有机质的类型与化学特征,分析了各纹层的成因差异,探讨了不同纹层的油气地质意义。根据矿物和有机质的类型、含量及形貌特征,将纹层划分为泥质纹层、富有机质纹层、碳酸盐纹层和粉砂质纹层等4类基础纹层。其中,泥质纹层和富有机质纹层主要沉积外源黏土矿物和水生自生无定形有机质,通过吸附絮凝作用形成有机黏土复合体后沉降埋藏。隐晶碳酸盐纹层是由内源自生细菌、底栖生物席等生物直接或间接控制形成;而亮晶碳酸盐纹层的形成则与后期成岩作用相关。粉砂质纹层是外源惰性结构有机质和碎屑矿物在机械混合作用下的沉积产物。由于各纹层内矿物和有机质含量、性质以及成因的差异,不同纹层表现出不同的生烃能力、储集性和可压裂性:泥质纹层和富有机质纹层具有优质的生烃能力;亮晶碳酸盐纹层和粉砂质纹层具有较好的矿物结晶程度和强可压裂性;粉砂质纹层内发育大量孔缝,有利于油气运移和储集。此外,不同纹层在烃源岩中的相互重叠,组成了具有不同生储能力的多个微观“生储”结构,综合影响着岩层的生储潜力。其中,泥质—富有机质—亮晶方解石纹层组合具有高效的生烃潜力和较好的储集性及可压裂性,是优质烃源岩的重要微观组成。

  • 非常规天然气
    王国臻, 姜振学, 张原豪, 陈瑞华, 宫厚健, 贺世杰
    天然气地球科学. 2024, 35(7): 1223-1235. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2023.11.011
    摘要 (181) PDF全文 (127) HTML (130)   可视化   收藏

    页岩气的运移是页岩气富集过程中十分重要的地质作用,计算流体力学方法可研究页岩气运移现象。基于计算流体动力学原理,建立了包含地层倾角与物性要素的抽象物理模型,采用控制变量法查明了其对气体运移的控制作用;以四川盆地长宁地区典型页岩气藏剖面为研究对象,推导了实际地质条件下的页岩气藏古压力、古含气量演化数学方程,并将方程计算结果作为初始条件,采用流体动力学方法模拟了页岩气藏宏观动态演化过程。研究结果表明:地层倾角控制了层理面受到的正应力与顺层方向的气体压力梯度,地层倾角越大,地层层面上所受的压实越弱,顺层面方向上压力梯度就越大,气体运移能力就越强;气体在运移过程中总是沿着物性优势通道运移,通道与围岩物性级差越大,控制油气运移的作用就越强;长宁背斜页岩气运移主要受控于地层抬升,导致垂向扩散量相对较少,低部位气藏对高部位有侧向运移补给;天宫堂末次构造早期正断层活动导致下倾方向渗流损失较大,尽管后期逆断层抑制了垂向扩散损失,但气藏含气量仍然较低。

  • 非常规天然气
    赵凌云, 吴章利, 钟毅, 夏鹏, 魏元龙, 刘杰刚, 王科, 陈世万
    天然气地球科学. 2024, 35(7): 1236-1248. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2023.10.015
    摘要 (155) PDF全文 (78) HTML (121)   可视化   收藏

    黔西地区龙潭组煤系页岩厚度大、有机质丰度高、含气性好,是中国南方重要的页岩气勘探目标层位。以区内大河边向斜龙潭组煤系页岩全岩样品和干酪根样品为例,开展场发射扫描电镜、气体吸附、XRD矿物成分分析、TOC含量测定及显微组分分析等实验,讨论了中低成熟度煤系页岩孔隙发育特征及其主控因素。结果表明:该页岩为低成熟—中成熟页岩(镜质体反射率为0.68%~0.95%),孔隙类型有无机孔、有机孔和微裂缝,其中无机孔主要包括粒间孔、晶间孔、粒内孔和溶蚀孔,有机孔包括气孔和残余胞腔孔,微裂缝主要包括构造缝、有机质演化异常压力缝、成岩收缩缝和贴粒缝。全岩样品孔体积介于0.004 6~0.039 7 cm³/g之间,干酪根样品孔体积介于0.016 5~0.102 0 cm³/g之间,页岩中干酪根对孔隙的贡献率大于矿物。黏土矿物、方解石、有机质丰度和成熟度等对页岩总孔隙体积影响较大,黏土矿物含量、有机质成熟度与页岩孔隙体积呈显著正相关;方解石含量、TOC含量与页岩孔隙体积呈显著负相关。有机质的存在会充填微裂隙以及中孔、大孔,低成熟—中成熟阶段是干酪根大量裂解生成油气的阶段,同时产生大量有机孔。黏土矿物和有机质成熟度导致页岩孔隙分形维数增大,孔隙结构复杂程度增加,TOC含量导致页岩孔隙分形维数减小,孔隙结构复杂性降低。

  • 非常规天然气
    赵伟波, 刘洪林, 王怀厂, 刘德勋, 李晓波
    天然气地球科学. 2024, 35(2): 202-216. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2023.10.012
    摘要 (461) PDF全文 (478) HTML (318)   可视化   收藏

    寻找深部煤层气资源分布,亟待查明深部煤储层显微组分和孔隙分布特征。以M172井8#煤为例,开展鄂尔多斯盆地榆林地区煤岩显微组分、核磁共振孔隙和电镜成像,分析了榆林地区煤岩的孔裂隙类型、孔隙连通性、孔隙度和孔径结构分布等参数,探讨了孔隙结构与显微组分、煤气孔成因机制等影响煤层储集性能的主控因素。研究结果表明:①饱和水煤样核磁弛豫时间T2 发育3个峰,峰值位于0.2 ms、8 ms和300 ms处,分别对应吸附孔、过渡孔和游离孔,并以吸附孔为主。②煤样总孔隙度、有效孔隙度都随着镜质组分的含量增加而增大;煤岩中气孔与液态烃产生有关,基质镜质体发育液态烃裂解产生的气孔群。③深层煤层存在游离气与吸附气2种赋存状态,煤层含气量更高,含气饱和度普遍超饱和,煤层气成藏主控因素更为复杂,发育断层遮挡、水动力圈闭、构造—岩性和微幅构造等多种成藏类型,成藏类型比中浅层更加丰富。通过对深部煤岩孔隙结构特征的研究与成因分析对于明确深部煤层气成藏规律具有一定地质意义。