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中國煤炭學會

川南志留系龍馬溪組頁巖氣形成條件與有利區(qū)分析
發(fā)布時間: 2016年8月4日
來源: 中國煤炭學會

――黃金亮  鄒才能  李建忠  董大忠  王社教  王世謙  王玉滿  李登華

目的

  我國海相頁巖氣資源潛力大,川南地區(qū)已成為我國頁巖氣勘探開發(fā)最具潛力的地區(qū)。本文以四川盆地南部及其周邊區(qū)域地質(zhì)調(diào)查資料、最新鉆探的井下資料分析結果為基礎,對四川盆地南部地區(qū)龍馬溪組頁巖氣形成條件與頁巖氣資源前景進行分析,指出四川盆地頁巖氣勘探開發(fā)的最有利地區(qū),為川南志留系龍馬溪組頁巖氣勘探開發(fā)提供有益參考。

方法

  通過研究影響頁巖氣形成的主要控制因素,對川南地區(qū)志留系龍馬溪組頁巖氣的形成條件進行論述,分析龍馬溪組頁巖氣資源前景。采用美國天然氣研究院(GRI)方法測試了龍馬溪組頁巖孔隙度、滲透率,通過掃描電子顯微鏡與場發(fā)射掃描電鏡觀察了威遠地區(qū)龍馬溪組頁巖樣品的孔隙空間特征,分析了頁巖樣品的儲集性能。采用X-衍射法測試了龍馬溪組頁巖樣品的礦物含量,通過巖石三軸應力測試方法獲得了龍馬溪組頁巖力學性質(zhì)。利用老井復查的方法,統(tǒng)計了研究區(qū)內(nèi)鉆穿龍馬溪組頁巖的老井在鉆井過程中氣測顯示情況以及泥漿比重,并采用現(xiàn)場直接解析法測試了威遠地區(qū)井下龍馬溪組組頁巖樣品的含氣量。開展地質(zhì)、工程和經(jīng)濟等因素綜合評價,在四川盆地南部地區(qū)優(yōu)選了龍馬溪組頁巖氣勘探開發(fā)有利的區(qū)帶。

結果

  四川盆地南部地區(qū)志留系龍馬溪組頁巖厚50~600m,黑色頁巖有效厚度20~260 m,其中宜賓-瀘州-榮昌一帶厚度在200 m以上。龍馬溪組頁巖TOC含量0.50%~8.32%,平均2.53%;有機質(zhì)類型為腐泥型,熱演化程度高,Ro>1.8%,處于高-過成熟度階段;龍馬溪組頁巖具有一定儲集條件,孔隙度1.15%~5.80%,平均3.0%,基質(zhì)滲透率0.00025×10-15~1. 737 00×10-15 m2,平均0.421×10-15m2。頁巖中存在大量的微小孔隙和微裂縫,有機質(zhì)中發(fā)育大量微米―納米級孔隙,孔徑分布在10~750nm。頁巖脆性礦物含量大于40%,其中石英含量14. 5%~76. 2%,平均52.36%;黏土礦物含量8.4%~45.9%,平均28.81%,黏土礦物以伊利石、綠泥石為主。龍馬溪組頁巖的彈性模量為8.6~40.9GPa,平均22.2GPa;泊松比為0.10~0.25,平均0.18,其力學與北美Barnett頁巖具有相似性,有利于壓裂產(chǎn)生誘導裂縫。龍馬溪組鉆井所用泥漿比重一般為1.3~1.9,最高達2.32,表明龍馬溪組存在異常高壓,具備有利的頁巖氣保存條件。頁巖含氣飽和度高,含氣量一般在0.3~5.1m3/t,平均1.9m3/t;在常規(guī)鉆井過程中頁巖層段見氣測異常、氣侵、井涌、井噴等不同級別氣顯示,并已在威遠地區(qū)取得了工業(yè)性突破。

結論

  綜合研究指出,龍馬溪組黑色頁巖是實現(xiàn)我國南方海相頁巖氣勘探開發(fā)突破的重點層段之一。川南地區(qū)的隆昌-永川、威遠、長寧-珙縣等3個區(qū)塊具備頁巖氣勘探開發(fā)有利的地質(zhì)與地面工程條件,現(xiàn)今埋深淺于3600m,頁巖氣資源潛力較大,是目前經(jīng)濟技術條件下研究區(qū)內(nèi)龍馬溪組頁巖最現(xiàn)實的頁巖氣勘探開發(fā)有利目標區(qū)。