前言：本站為你精心整理了頁巖氣勘探論文：頁巖氣勘查評價思索范文，希望能為你的創(chuàng)作提供參考價值，我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文，歡迎咨詢。

本文作者：郭旭升郭彤樓魏志紅張漢榮劉若冰柳智利王煒作者單位：中石化勘探南方分公司

三大盆地發(fā)育陸相泥頁巖

中、晚三疊世發(fā)生的印支運動，使中國南方結(jié)束了海相沉積，從此轉(zhuǎn)入陸內(nèi)盆地發(fā)育演化階段，在四川盆地、江漢盆地、蘇北盆地發(fā)育了陸相富含有機質(zhì)泥頁巖。

1四川盆地

四川盆地陸相富含有機質(zhì)泥頁巖主要發(fā)育于中下侏羅統(tǒng)，包括下侏羅統(tǒng)自流井組東岳廟段、馬鞍山段、大安寨段和中侏羅統(tǒng)千佛崖組中下部，為淺湖—半深湖相沉積，主要分布于川東北地區(qū)。東岳廟段富有機質(zhì)泥頁巖厚度為40～100m，馬鞍山段為20～60m，大安寨段為40～60m，千佛崖組為40～100m。東岳廟段富有機質(zhì)泥頁巖TOC為0．51%～11．82%，平均2．09%;馬鞍山段為0．57%～0．67%，平均0．62%;大安寨段為0．58%～64%，平均1．2%;千佛崖組為0．74%～2．05%，平均1．15%。有機質(zhì)類型以II2型、III型為主，少量為II1型、I型，總體以II2型最多。有機質(zhì)演化程度適中，均主要處于凝析油—濕氣的高成熟階段，Ro主要為1．0%～1．8%。對東岳廟段富有機質(zhì)泥頁巖巖心樣品進行氦氣法和GIR法分析，所得平均孔隙度為2．49%～28%;馬鞍山段為2．01%～2．07%;大安寨段為23%～68%;千佛崖組為08%。

2江漢盆地

江漢盆地陸相富有機質(zhì)泥頁巖主要發(fā)育在古近系，包括新溝咀組下段和潛江組，主要分布在江陵凹陷、潛江凹陷、小板凹陷、陳沱口凹陷等，為鹽湖沉積。新溝咀組下段富有機質(zhì)泥頁巖厚度為50～112m，潛江組為200～723m。潛江組和新溝咀組下段TOC含量一般在1．0%左右。潛江組有機質(zhì)類型以I型、II1型為主;新溝咀組下段以II1型和II2型為主。江漢盆地古近系Ro變化范圍較大，一般在0．6%～2．0%，演化程度相對較高的地區(qū)主要集中分布在江陵、潛江、小板三個地區(qū)。

3蘇北盆地

蘇北盆地陸相富有機質(zhì)泥頁巖主要發(fā)育在古近系阜寧組二段和四段，主要分布在金湖凹陷、高郵凹陷、鹽城凹陷等，屬淺湖—半深湖相沉積。泰阜寧組二段富有機質(zhì)泥頁巖厚度為100～250m，阜寧組四段為80～200m。泰州組二段富有機質(zhì)泥頁巖TOC平均為1．28%，阜寧組二段為1．59%，阜寧組四段為1．22%。有機質(zhì)類型以I型和II1型為主。Ro變化范圍較大，為0．5%～1．81%。富有機質(zhì)泥頁巖孔隙度較低，分布在0．34%～1．28%。

區(qū)別于美國頁巖氣勘探的顯著特點

中國南方頁巖氣應以熱成因為主，與美國已成功開發(fā)的熱成因的Barnett，F(xiàn)ayetteville，Woodford，Haynesville，Marcellus頁巖氣相比，具有明顯的差異性。

1海相泥頁巖熱演化程度偏高，多期構(gòu)造運動

疊加改造強烈，頁巖氣保存條件復雜美國已開發(fā)的熱成因頁巖氣層Ro均小于0%(見表1)，一般為1．1%～0%［2］;南方海相Ro一般大于2．0%，局部地區(qū)大于0%，熱演化程度偏高。頁巖氣賦存的熱演化程度上限目前尚無定論，但川西南研究資料顯示，Ro高達7%～5%的下志留統(tǒng)龍馬溪組頁巖，其離子束拋光掃描電鏡分析表明有機質(zhì)孔隙豐富(見圖1)，等溫吸附試驗(見圖2)說明吸附能力較強，亦即高熱演化程度頁巖也具有較好的頁巖氣賦存條件。熱演化程度不是頁巖氣賦存的關鍵因素，其關鍵在于高熱演化頁巖一般生氣高峰或熱演化定型較早，頁巖氣層形成后經(jīng)歷的改造時間長，這給頁巖氣的保存帶來了風險。一定厚度(大于30m)的頁巖對烴類氣具有自封存作用，頁巖氣對保存條件的要求沒有常規(guī)氣高。但勘探實踐證實，當頁巖氣層遭受抬升剝蝕從而埋深過淺并與地表大氣水連通或由于斷裂與地表溝通時，除游離氣散失外，吸附氣一方面由于降壓解吸變?yōu)橛坞x氣散失，另一方面由于氮氣、二氧化碳具有更強的吸附性而置換甲烷，頁巖氣保存條件喪失。與北美陸臺在歷次構(gòu)造運動中未受巨大變動不同，多陸塊、地塊拼合形成的統(tǒng)一中國南方大陸經(jīng)歷了多期次構(gòu)造運動疊加改造，隆升剝蝕強烈，斷裂極其發(fā)育，導致保存條件復雜。與北美頁巖氣評價較少涉及保存條件不同，生氣高峰或熱演化定型后的構(gòu)造—保存條件是南方海相頁巖氣評價的重點內(nèi)容。利用BasinMOD1－D盆模軟件，對南方海相不同類型構(gòu)造—沉積區(qū)的各套泥頁巖埋藏史和熱史進行了模擬，推斷南方海相下寒武、下志留、上二疊統(tǒng)泥頁巖主要在印支期―燕山期達到生氣高峰，在印支期―喜山早期熱演化定型。印支運動以來的多期抬升剝蝕、斷層活動，使南方海相油氣保存條件發(fā)生分異。印支期區(qū)域隆升剝蝕使揚子地塊東南緣、華南褶皺帶及華夏地塊剝蝕強烈，中三疊統(tǒng)幾乎剝蝕殆盡，上三疊統(tǒng)普遍以角度不整合覆于下三疊統(tǒng)或古生界及元古界之上;燕山期及其以后是中國南方剝蝕作用最為強烈的時期，上揚子區(qū)四川盆地陸相地層遭受強烈剝蝕，中下?lián)P子地區(qū)三疊統(tǒng)—侏羅系除陸相地層遭受剝蝕僅局部殘留外，其海相層系遭受肢解，殘留不均勻剝蝕，除上述地區(qū)外，中國南方其他地區(qū)僅局部殘留陸相地層，海相地層剝蝕強烈。經(jīng)過多期構(gòu)造運動疊加改造后，中國南方斷層發(fā)育，有形成時間較早的主干斷層(構(gòu)造邊界大斷層和一些長期活動的深斷裂)以及晚期發(fā)育的大量張性正斷層。平面上，主干斷層在大巴山、大洪山逆沖褶皺帶，中揚子江漢盆地、湘鄂西地區(qū)，下?lián)P子蘇皖南斷塊區(qū)、江南隆起懷玉山、雪峰構(gòu)造帶，滇黔桂大部分地區(qū)十分發(fā)育，一般5～10條，多的可達15條，如雪峰構(gòu)造帶南緣、康滇隆起區(qū);而四川盆地、婁山斷褶帶、蘇皖北斷塊區(qū)、湘中桂東北斷褶帶、桂中坳陷則相對發(fā)育較少，一般2～3條(見圖3)。晚期正斷層則主要發(fā)育在以齊岳山斷層向南西經(jīng)遵義北、六盤水、曲靖抵康滇隆起一線以東的地區(qū)，以西為正斷層不發(fā)育區(qū)。綜合斷裂、剝蝕和蓋層條件，南方海相頁巖氣保存條件有利的地區(qū)是四川盆地及其周緣(見圖4)。保存條件較好的地區(qū)包括江漢盆地、蘇北盆地、黔中隆起及其周緣、南盤江坳陷、桂中坳陷、湘中坳陷和十萬大山盆地。南方海相頁巖氣原始地質(zhì)條件較好，四川盆地及其周緣保存條件較好，是南方海相頁巖氣規(guī)模勘探開發(fā)現(xiàn)實區(qū)。

2陸相泥頁巖TOC、孔隙度相對較低

四川盆地中下侏羅統(tǒng)、江漢盆地古近系、蘇北盆地白堊系―古近系頁巖氣保存條件較好，已勘探開發(fā)眾多致密儲層油氣田。但與美國已成功開發(fā)的熱成因頁巖氣相比，TOC、孔隙度相對較低。美國已開發(fā)的熱成因頁巖氣層TOC一般大于2．0%(見表2)，總孔隙度一般為0%～8．0%［2］;南方三大陸相盆地TOC平均在1．0%～2．0%，總孔隙度除四川盆地川東北地區(qū)大安寨段、千佛崖組外，均明顯偏低。南方陸相TOC明顯偏低，可能與南方陸相湖盆范圍相對局限、沉積速率較快、有機質(zhì)被稀釋有關，具體原因尚待進一步評價研究。富有機質(zhì)泥頁巖中孔隙包含有機孔和無機孔兩部分，其孔隙度影響因素較多。南方陸相孔隙度明顯偏低，一方面與TOC明顯偏低相對應，在熱演化程度相同的情況下，有機孔隙發(fā)育與TOC呈正相關關系;另一方面，與熱演化程度相關，Jarvie等(2010年)研究認為，隨著有機碳向烴類和碳質(zhì)殘渣轉(zhuǎn)化，孔隙空間將會顯著增加(見圖5)［3］。四川盆地富有機質(zhì)泥頁巖孔隙度較高，可能與其較高的熱演化程度相關。泥頁巖中無機孔應該與礦物成分和成巖作用相關。南方三大盆地陸相泥頁巖中，四川盆地中下侏羅統(tǒng)具有適中的熱演化程度和較高的孔隙度，勘探開發(fā)潛力較大。

3地表條件復雜

頁巖氣的勘探開發(fā)需要大規(guī)模的壓裂，因此對地表條件要求比較苛刻。美國本土的地形特征是東西兩側(cè)高，中間低，沒有東西走向的山脈。東部為阿巴拉契亞山脈和大西洋沿岸低地，西部屬科迪勒拉山系，中部為大平原，從北到南貫穿整個美國中部，約占美國國土面積的二分之一。而我國南方地區(qū)中高山地形多，海拔落差較大，局部的丘陵、平原地區(qū)亦湖泊眾多、水網(wǎng)發(fā)達，總體地表條件復雜，為頁巖氣勘探與開發(fā)帶來一定困難。地形在一定程度上是以地質(zhì)構(gòu)造為基礎的。中國南方復雜的地質(zhì)構(gòu)造決定了中國南方地形復雜。

結(jié)語

中國南方地區(qū)海相、陸相多層系均具備頁巖氣形成的地質(zhì)條件，但同樣面臨諸多挑戰(zhàn)，不能盲目樂觀。因此:1)南方海相頁巖氣勘探評價要把泥頁巖生烴史與保存條件作為選區(qū)的首要條件;2)四川盆地海相、陸相頁巖氣是實現(xiàn)中國南方頁巖氣規(guī)?？碧介_發(fā)的現(xiàn)實地區(qū);3)江漢盆地、蘇北盆地可作為南方頁巖氣勘探的后備領域。