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四川盆地南部下志留统龙马溪组页岩气成藏机理研究

已有 1120 次阅读 2020-1-20 16:28 |系统分类:科研笔记

中国南方海相地层发育区具有优越的页岩气成藏地质条件和丰富的页岩气资源,是我国油气资源的重要战略接替新领域。作者 2010 年指出(陈尚斌等,2010),在未来一个较长时期,页岩气资源评价理论与方法将是研究的主要方向,地质基础研究工作必受重视,勘探试井及与之相关的产能模拟、压裂等增产开发措施研究也会逐步展开。基于地质条件、成藏要素及油气产区特殊条件的综合分析,预测四川盆地南部地区下志留统龙马溪组会首先取得突破性进展。作者坚信,在一系列举措下,中国页岩气产业将迅速发展,会较早结束探索阶段而逐步向商业化方向发展。该文发表后不久,位于川南威远的中国首口页岩气井——威201井成功投产,龙马溪组产气层日产气量 2000m3,正式拉开我国页岩气开发序幕。之后,涪陵页岩气的发现与开发,标志着我国页岩气加速迈进商业化发展阶段。中国已成为继美国和加拿大之后第三个页岩气商业性开发国家。

 

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近年来,作者依托中国石油勘探开发研究院廊坊分院科技项目“四川盆地南部页岩气地质综合评价”、国家重点基础研究发展计划(973 计划)课题“页岩微孔缝结构与页岩气赋存富集研究”(2012CB214702)及国家自然科学基金(41402124、41272155)等科研项目,以四川盆地南部下志留统龙马溪组(下段)富有机质页岩段为研究对象,采用野外调查-实验测试-模拟-理论研究系统方法,以页岩气成藏机理为核心科学问题,基于对页岩有效厚度、埋藏深度、有机质丰度、成熟度、吸附含气性、岩石脆度、孔隙度和构造改造强度等页岩气成藏的关键要素分析,从沉积环境及其控制下的储层特征研究入手,着重研究页岩储层的微观孔裂隙系统,探讨页岩气赋存的吸附态、游离态和溶解态等赋存机理;从构造演化角度,深入研究构造演化史-沉积埋藏史-烃源岩熟化史等配置关系,进而从页岩气系统“源岩-储层-盖层”组合角度,揭示龙马溪组页岩气的成藏机理;以期在发展适合中国地质条件的页岩气成藏理论与提供页岩气有利区带科学预测和勘探开发部署依据两方面有所创新。

 

本书着重反映这一时期取得的创新性认识:1)运用多种分析测试手段系统研究龙马溪组下段页岩孔隙结构特征,指出源-储孔裂隙系统主要由宏观裂缝、显微裂隙和微米-纳米级孔隙组成,认为纳米孔、微孔和超微孔控制了页岩气赋存空间;2)从“沉积环境-成岩演化-孔裂隙系统纳米级孔隙结构”角度研究页岩气赋存机理,揭示龙马溪组页岩气源岩-储层吸附含气性特征及源-储甲烷最大吸附量的影响因素;3)系统分析龙马溪组页岩气的多期成藏特点,构建基于“源-储一体”和“沉积成岩-构造演化-成熟生烃-赋存转换”综合控制的龙马溪组页岩气成藏模式;4)综合研究龙马溪组下段成藏关键要素及其配置关系,优选四川盆地南部两个有利区块,在精细程度上优于前人成果。

 

当前我国页岩气勘探开发取得了很大的进展与突破,根据 2015 年国土资源部资源评价的结果,全国页岩气技术可采资源量 21.8 万亿m3,全国累计探明页岩气地质储量 5441 亿m3。近年来,页岩气产量也有大幅增加,2018 年全国页岩气产量超过 100 亿m3。尽管如此,页岩气发展仍然面临诸多瓶颈,尤其是页岩气地质基础理论、页岩气勘探评价技术、页岩气储层精细描述及“甜点区”识别技术等基础性问题尚待进一步研究和攻关。因此,选择在现在出版本书,仍然具有积极意义,可为页岩气资源评价和勘探开发提供依据,也为页岩气“十三五”规划的落实添砖加瓦。

 

全书共分七章,第一章简要回顾 2012 年之前国内外的页岩气勘探开发进展,并就成藏机理现状进行综述;第二章对研究区四川盆地南部的地质背景进行介绍;第三章着重分析研究区沉积环境及其控制下的页岩气源岩-储层发育特征,包括有机地化特征;第四章主要从矿物与岩石物理学特征、储层孔裂隙系统及含气性特征等方面分析页岩气储层特征;第五章阐述了页岩气赋存机理,重点分析纳米级孔隙结构对页岩气赋存的控制;第六章综合页岩气系统与组合特征、关键成藏要素及配置、沉积埋藏史-成熟演化史-生烃作用史阐释页岩气成藏机理和成藏模式,并优选有利区;第七章对本书的内容进行总结。

 

本书力求内容丰富、图文并茂、论述有序,期望所呈现的成果和认识既能丰富页岩气地质学相关理论,又能推动我国页岩气的勘探开发,对促进我国页岩气勘探开发进程产生积极影响。


作者简介


陈尚斌

中国矿业大学资源与地球科学学院教授博士生导师煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室副主任主要从事煤与油气地质教学与科研工作专长为页岩气地质研究获第十七届青年地质科技奖——银锤奖1篇论文入选“中国百篇最具影响国内学术论文(2016”。现为中国地质学会第五届青年工作委员会委员、《天然气工业》首届青年编委、《煤炭学报》与International Journal of Coal Science & Technology科学编辑、《煤炭科学技术》青年专家学术委员会委员、中国矿业大学优秀青年骨干教师和青年学术带头人。

 


朱炎铭

中国矿业大学资源与地球科学学院教授,博士生导师,中国矿业大学国家级重点学科——“矿产普查与勘查”的主要负责人和博士点——“构造地质学”的首席负责人。主要从事煤与油气地质、能源盆地分析等教学和科研工作。曾主持与参加国家重大专项、“973”和“863”项目、国家自然科学基金项目等60多项,发表的学术论文有40多篇被SCIEI等收录,出版和参与出版专著7部、教材1部,科研成果获得部级一等奖1项、二等奖2项、三等奖3项。现为《古地理学报》编委,《石油学报》《煤炭学报》《中国矿业大学学报》等刊物特约审稿人。


本文摘编自《四川盆地南部下志留统龙马溪组页岩气成藏机理研究》一书前言部分,内容有删节,标题为编辑所加。


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书号:9787030624277

作者:陈尚斌 朱炎铭


《四川盆地南部下志留统龙马溪组页岩气成藏机理研究》以四川盆地南部下志留统龙马溪组富有机质页岩段为研究对象,采用野外调查、实验测试和理论研究等方法,以页岩气成藏机理为核心科学问题,基于对页岩有效厚度、埋藏深度、有机质丰度、成熟度、吸附含气性、岩石脆度、孔隙度和构造改造强度等页岩气成藏的关键要素分析,研究页岩储层的微观孔裂隙系统,探讨页岩气赋存的吸附态、游离态和溶解态等赋存机理,论述构造演化史-沉积埋藏史-烃源岩熟化史等配置关系,从页岩气系统角度揭示龙马溪组页岩气的成藏机理,以期发展中国页岩气成藏理论,提供有利区带预测和勘探开发部署依据。


本书可为四川盆地南部页岩气勘探开发提供依据,也可供页岩气及相关地质工作者、教学科研人员及高校学生参考使用。



目录
前言
第一章 绪论 1
第一节 现代页岩气的概念及其研究意义 1
第二节 页岩气成藏机理研究概况 2
第三节 龙马溪组页岩气成藏研究的主要问题 17
第二章 地质背景 19
第一节 区域地质概况 19
第二节 区域构造演化特征 26
第三节 四川盆地南部地区地质背景 30
第四节 露头区地质背景 35
第三章 沉积环境及其控制下的源岩-储层发育特征 41
第一节 页岩气源岩-储层沉积环境与演化特征 41
第二节 源岩-储层发育及空间展布特征 47
第三节 页岩气源岩有机地化特征 55
第四章 页岩气储层特征 66
第一节 矿物与岩石物理学特征 66
第二节 储层孔裂隙系统特征 73
第三节 含气性特征 111
第五章 页岩气赋存特征 128
第一节 页岩气赋存机理的多相性与复杂性 128
第二节 沉积环境对页岩气赋存的基础控制作用 130
第三节 成岩作用过程对页岩气赋存的影响 132
第四节 纳米级孔隙结构对页岩气赋存的控制 140
第五节 页岩气赋存机理 146
第六章 页岩气成藏机理 150
第一节 页岩气系统及其“源岩-储层-盖层”组合 150
第二节 沉积-成岩-构造控制下的关键成藏要素及其配置 151
第三节 基于源岩-储层综合评价的有利区优选 153
第四节 沉积埋藏史-成熟演化史-生烃作用史有效配置 154
第五节 成藏机理与成藏模式 169
第七章 总结 176
主要参考文献 181



(本期编辑:王芳)


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