顧忠安,鄭榮才,黃建良,蔣 歡,程 超
(1.油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點實驗室(成都理工大學(xué)),成都 610059;2.克拉瑪依紅山油田有限責(zé)任公司,新疆 克拉瑪依 834000;
3.中國石油新疆油田公司實驗檢測研究院,新疆 克拉瑪依 834000;
4.中海石油(中國)有限公司上海分公司,上海 200030)
蘇皖地區(qū)二疊系頁巖氣成藏地質(zhì)條件
顧忠安1,鄭榮才1,黃建良2,蔣 歡3,程 超4
(1.油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點實驗室(成都理工大學(xué)),成都 610059;2.克拉瑪依紅山油田有限責(zé)任公司,新疆 克拉瑪依 834000;
3.中國石油新疆油田公司實驗檢測研究院,新疆 克拉瑪依 834000;
4.中海石油(中國)有限公司上海分公司,上海 200030)
探討蘇皖地區(qū)二疊系頁巖氣成藏地質(zhì)條件。通過對蘇皖地區(qū)二疊系頁巖的野外露頭地質(zhì)剖面及有機(jī)地球化學(xué)的綜合研究,表明蘇皖地區(qū)于海相深水環(huán)境條件下沉積的二疊系孤峰組、龍?zhí)督M和大隆組發(fā)育有3套優(yōu)質(zhì)高碳暗色頁巖,此3套頁巖出露范圍廣,厚度大,埋藏深度適度,有機(jī)質(zhì)含量高、成熟度適中,孤峰組和大隆組頁巖干酪根以ⅡB型和ⅠA型為主,龍?zhí)督M煤系地層暗色頁巖干酪根以Ⅲ型為主,各層系頁巖中的脆性礦物含量高(質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥50%),微裂縫發(fā)育。孤峰組和大隆組具備優(yōu)越的頁巖氣成藏條件;而龍?zhí)督M兼具頁巖氣和煤層氣成藏條件,可列為近期非常規(guī)能源規(guī)劃的首選勘探區(qū)之一。
蘇皖地區(qū);二疊系;頁巖氣;孤峰組;龍?zhí)督M;大隆組;勘探區(qū)
頁巖氣藏是由連續(xù)生物成因、熱成因或生物-熱成因形成的天然氣藏,是一類近期受到國內(nèi)外高度重視的非常規(guī)天然氣藏[1]。與常規(guī)天然氣藏不同,在頁巖氣藏中頁巖既是烴源巖又是儲集層;頁巖氣的賦存方式和常規(guī)天然氣也有所不同,頁巖氣主體表現(xiàn)為在天然裂縫和顆粒間孔隙中以游離方式存在,也可以在干酪根和黏土顆粒表面上以吸附狀態(tài)或溶解狀態(tài)存在[2]。頁巖氣的富集成藏過程往往體現(xiàn)為沒有或僅有極短距離的運移。由于頁巖氣藏中產(chǎn)氣頁巖分布范圍廣、厚度大且普遍含氣但豐度低的特點,因而頁巖氣的開發(fā)具有產(chǎn)量低,而壽命與生產(chǎn)周期都很長的特點。2006年初,中國石油勘探開發(fā)研究院油氣資源規(guī)劃所組織專家展開了頁巖氣資源調(diào)查研究,結(jié)果表明中國富含有機(jī)質(zhì)的暗色頁巖分布十分廣泛,南方、鄂爾多斯、吐哈、茂名、撫順、準(zhǔn)格爾等地區(qū)古生界的海相頁巖和中生界的湖相頁巖都富含有機(jī)質(zhì),均具備形成頁巖氣的基本條件。據(jù)李大榮和張金川等統(tǒng)計[1,2],中國的頁巖氣資源潛力十分巨大,幾乎可與美國媲美,頁巖氣開發(fā)一旦突破和形成產(chǎn)能,將對緩解能源需求的壓力有所貢獻(xiàn)[3,4]。
1.1 區(qū)域構(gòu)造位置
蘇皖地區(qū)陸上面積大約176 000 km2,地跨華北板塊、揚子板塊和江南古隆起等多個大地構(gòu)造單元和郯廬斷裂帶、江南斷裂、崇明-嘉山基底斷裂帶等多個大斷裂帶[5]。其中郯廬斷裂帶是中國東部最重要的一條區(qū)域性斷裂帶,以北北東走向橫穿蘇皖境內(nèi)。該斷裂帶以西為華北板塊的華北臺拗,以東位于揚子板塊東部的蘇皖地區(qū)為本項目主要研究區(qū)(圖1)。沉積基底由2套地層組成[6,7],下部為前震旦系變質(zhì)巖系,上部為震旦系至中三疊統(tǒng)地臺型海相沉積巖系組成。其中由震旦系—中三疊統(tǒng)海相地層組成的沉積蓋層,經(jīng)華力西運動改造形成的北東向構(gòu)造格局,控制了二疊紀(jì)海相沉積盆地的形成和演化[7]。
圖1 蘇皖地區(qū)構(gòu)造單元分區(qū)圖Fig.1 The tectonic units in Jiangsu-Anhui
1.2 二疊系發(fā)育特征
二疊系在蘇皖地區(qū)分布廣泛,從老到新被劃分為棲霞組、孤峰組、龍?zhí)督M和大隆組。大套厚層頁巖主要發(fā)育在孤峰組、龍?zhí)督M和大隆組,以層位穩(wěn)定和富含有機(jī)質(zhì)為顯著特征[8]。以本次研究實測的皖南無為縣何村剖面為例,暗色頁巖主要發(fā)育于中二疊統(tǒng)孤峰組、上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M和大隆組,自下而上被劃分為17個小層,各小層巖性、沉積相和暗色頁巖發(fā)育特征簡要綜合于圖2。從圖2中可看出,孤峰組、龍?zhí)督M和大隆組各為一個完整的區(qū)域性海侵-海退沉積旋回,暗色頁巖除了在龍?zhí)督M中部分屬于三角洲平原分流間沼澤相沉積,絕大部分為盆地相、深水陸棚相和前三角洲相沉積。
頁巖氣是主體以吸附和游離狀態(tài)同時賦存于具有生烴能力的泥、頁巖地層中的天然氣,儲層往往為富含有機(jī)質(zhì)的暗色高碳泥頁巖,具有集烴源巖、儲集巖、蓋層為一體,以及吸附成藏、隱蔽聚集等獨立含油氣系統(tǒng)的特點。因此,影響頁巖氣成藏因素主要為頁巖的自身特點,包括如下幾個方面:①頁巖類型和沉積建造性質(zhì);②頁巖的厚度和埋藏深度;③總有機(jī)碳含量和成熟度;④頁巖的礦物成分、脆度及裂縫發(fā)育狀況;⑤頁巖儲層的孔隙度和滲透率。根據(jù)頁巖氣成藏機(jī)理和成藏地質(zhì)因素[9-11],結(jié)合下?lián)P子地區(qū)二疊系頁巖地質(zhì)特點[8],對蘇皖地區(qū)二疊系頁巖氣成藏潛力進(jìn)行簡要評述。
2.1 二疊系頁巖類型、厚度和埋藏深度
蘇皖地區(qū)二疊系暗色頁巖類型豐富,各地層單元頁巖類型和建造性質(zhì)各不相同,其中:大隆組暗色頁巖主要為黑色薄層碳質(zhì)頁巖(圖3-A)、硅質(zhì)頁巖(圖3-B)夾鈣質(zhì)頁巖(圖3-C)組合,屬盆地—深水陸棚相碳-灰-泥沉積建造,在何村剖面累計厚度為43.4 m;龍?zhí)督M主要發(fā)育碳質(zhì)頁巖、含碳泥質(zhì)生屑灰?guī)r(圖3-D)與泥質(zhì)粉砂巖和煤層的互層組合,碳質(zhì)頁巖主要發(fā)育于龍?zhí)督M下部和上部,分別屬于前三角洲泥和三角洲平原分流間沼澤相沉積,但都屬于海相三角洲含煤建造的主要組成部分。特別要指出的是,在何村剖面龍?zhí)督M中不僅碳質(zhì)頁巖的累計厚度可高達(dá)44 m,而且普遍地夾有數(shù)層單層厚度在0.2 m以上、最大可達(dá)1.0 m的可采煤層,不僅對形成頁巖氣藏有利,同時也具備煤層氣成藏條件。孤峰組主要發(fā)育碳質(zhì)頁巖(圖3-E)、碳硅質(zhì)頁巖(圖3-F)和碳硅鈣質(zhì)頁巖的薄互層組合,以富含碳硅質(zhì)和產(chǎn)硅質(zhì)海綿骨針等深水相化石為特征,屬于盆地—深水陸棚相碳-泥-硅沉積建造,在何村剖面累計厚度也較大,為76.6 m。
從總體上看,蘇皖地區(qū)二疊系暗色頁巖分布廣泛而穩(wěn)定(圖4),且均能達(dá)到一定的厚度,對頁巖氣藏的形成很有利。頁巖的埋藏深度雖然不是頁巖氣藏發(fā)育的決定性因素,但其埋藏深度直接決定了頁巖氣藏是否具有商業(yè)開發(fā)價值及其經(jīng)濟(jì)效益,如美國已發(fā)現(xiàn)和進(jìn)行商業(yè)開發(fā)的頁巖氣藏埋深主要分布在0.5~3.5 km范圍內(nèi)。蘇皖地區(qū)二疊系頁巖的埋藏深度,據(jù)江蘇油田研究成果及2口實驗鉆井資料綜合分析,可以大致推測二疊系主體頁巖埋深為0.5~2.5 km,與美國發(fā)現(xiàn)的頁巖氣藏埋深相似,具備商業(yè)開發(fā)基礎(chǔ)[12,13]。
2.2 有機(jī)質(zhì)豐度和成熟度
2.2.1 有機(jī)質(zhì)豐度和類型
以采自何村剖面新鮮樣品的分析結(jié)果為例(不包括煤巖),各類頁巖TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)(wTOC)測試結(jié)果變化較大,為0.5%~8.0%,最大超過16%。其中孤峰組上部(圖2中第2層)wTOC平均為3.56%,下部(第1層)最高,wTOC平均可達(dá)5.11%,干酪根類型都以ⅠB型為主;龍?zhí)督MwTOC
圖2 皖南無為縣二疊系何村剖面綜合柱狀圖Fig.2 The integrated histogram of the Permian Hecun section in Wuwei of Anhui
平均為3.82%,以Ⅲ型干酪根為主;大隆組TOC含量普遍較高,wTOC平均為4.96%,以ⅠB型和ⅡA型干酪根為主。據(jù)Charles Boyer等(2006)頁巖有機(jī)質(zhì)豐度的6級分類標(biāo)準(zhǔn)[14],即wTOC<0.5%為很差、0.5%≤wTOC<1%為差、1%≤wTOC<2%為一般、2%≤wTOC<4%為好、4%≤wTOC<12%為很好、wTOC≥12%為極好,采自何村剖面的樣品基本上都屬于好至很好的烴源巖。再參照美國頁巖氣藏有效頁巖TOC含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))下限值為2.0%的標(biāo)準(zhǔn),編制蘇皖地區(qū)二疊系wTOC≥2.0%的頁巖厚度圖(圖4)和孤峰組與大隆組TOC含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))分布圖(圖5),從中可看出,無論是孤峰組還是大隆組,wTOC≥2.0%的頁巖都有大面積分布特點,尤以孤峰組高碳頁巖的分布面積為最大。
圖3 蘇皖地區(qū)二疊系暗色頁巖地表露頭和薄片照片F(xiàn)ig.3 The outcrop and thin section photos from the Permian dark shale in Jiangsu-Anhui
圖4 蘇皖地區(qū)二疊系wTOC≥2.0%的頁巖厚度分布Fig.4 The thickness distribution of the Permian shaleswith wTOC≥2.0%in Jiangsu-Anhui(據(jù)江蘇油田,2010)
2.2.2 有機(jī)質(zhì)成熟度
同樣以采自何村剖面8件新鮮樣品分析結(jié)果為例,有7件樣品(大隆組3件、龍?zhí)督M3件、孤峰組1件)的Ro介于0.7%~1.3%之間,1件孤峰組樣品Ro為2.0%。由此可見,蘇皖地區(qū)二疊系頁巖的熱演化程度比較適中,正處于烴類氣大量轉(zhuǎn)化階段。另外,據(jù)下?lián)P子地區(qū)二疊系油氣資源調(diào)查結(jié)果,孤峰組(圖6-A)和大隆組(圖6-B)中Ro值介于1.5%~2.0%之間的頁巖也均有大面積分布的特點。
2.3 頁巖脆度
2.3.1 頁巖脆性礦物組成特征
由于頁巖能否被壓裂取決于頁巖的脆度,而頁巖脆度取決于脆性礦物含量和組成特征,因此,頁巖中脆性礦物含量和組成特征在很大程度上影響著頁巖氣藏的產(chǎn)能。如Fort Worth盆地Barnett頁巖硅質(zhì)脆性礦物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%~60%,比富含黏土的頁巖更易壓裂,在同等情況下可采出更多天然氣[14,15]。取自何村剖面和涇縣昌橋剖面36件樣品的X射線衍射分析結(jié)果,表明蘇皖地區(qū)二疊系暗色頁巖的物質(zhì)組分很復(fù)雜,除黏土礦物外,脆性礦物類型多樣化,有石英、方解石、白云石、鉀長石、斜長石、黃鐵礦及少量的其他礦物組分(圖7)。脆性礦物總含量以大隆組為最高,次為孤峰組,質(zhì)量分?jǐn)?shù)都在60%以上;龍?zhí)督M較低,但質(zhì)量分?jǐn)?shù)也接近50%。正是由于頁巖中含有高比例的脆性礦物,致使蘇皖地區(qū)二疊系頁巖具有易于破碎和產(chǎn)生裂縫的性質(zhì),具備易于壓裂改造的頁巖氣藏儲層和開發(fā)條件。
圖5 蘇皖地區(qū)二疊系烴源巖TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)平面等值線圖Fig.5 The planar contour map of TOC content of the Permian source rocks in Jiangsu-Anhui
圖6 蘇皖地區(qū)二疊系烴源巖Ro值平面等值線圖Fig.6 The planar Rocontour map of the Permian source rocks in Jiangsu-Anhui
圖7 蘇皖地區(qū)二疊系頁巖礦物含量分布(w/%)Fig.7 The content of minerals in the Permian shales from the Jiangsu-Anhui area
2.3.2 頁巖的巖石力學(xué)性質(zhì)
裂縫發(fā)育受內(nèi)、外因素控制,內(nèi)因取決于頁巖礦物學(xué)特征,外因主要與生烴過程、地層孔隙壓力、各向異性的水平壓力、斷層與褶皺等構(gòu)造作用有關(guān)[13]。裂縫不僅為頁巖氣提供充足的儲集空間,也是其吸附氣得以持續(xù)解吸產(chǎn)出的通道,因而能有效提高頁巖氣產(chǎn)量[14,15]。石英含量是影響裂縫發(fā)育的重要因素,富含石英的頁巖脆性好,裂縫發(fā)育程度比富含方解石的頁巖更高。因此,頁巖氣勘探必須尋找能夠被壓裂成縫的頁巖,即頁巖中塑性的黏土礦物含量足夠低(w<50%),而脆性礦物含量、特別是硅質(zhì)礦物豐富(w>50%),使其易于壓裂[2]。據(jù)采自何村剖面7件、昌橋剖面2件共計9件頁巖樣品的巖石力學(xué)分析結(jié)果,表明所有樣品巖石力學(xué)參數(shù)變化范圍都較大,如巖石的單軸抗壓強(qiáng)度變化在6.33~52.67 MPa之間,均值為32.25 MPa,各地層單元的關(guān)系為龍?zhí)督M>大隆組>孤峰組,均值分別為38.56 MPa、36.27 MPa、25.35 MPa;彈性模量變化在0.1~ 5.36 GPa之間,均值為3.18 GPa,各地層單元的關(guān)系為孤峰組>龍?zhí)督M>大隆組,平均值分別為4.21 GPa、3.08 GPa、2.98 GPa;泊松比變化在0.01~0.62之間,均值為0.18,各地層單元的關(guān)系為龍?zhí)督M>大隆組>孤峰組,均值分別為0.40、0.18、0.05。從總體上看,在相同壓力條件下,孤峰組和大隆組頁巖更易被壓裂和產(chǎn)生裂縫,與其脆性礦物以石英為主和脆性礦物總含量較高的特征是吻合的。
2.3.3 宏觀裂縫及微裂縫發(fā)育特征
蘇皖地區(qū)二疊系頁巖具有較好的脆性特征和發(fā)育有較多的裂縫系統(tǒng)。以何村剖面和昌橋剖面為例,二疊系暗色頁巖的宏觀裂縫很發(fā)育,大部分為構(gòu)造裂縫(圖8-A,B,C),部分為成巖壓裂縫。宏觀上,大部分裂縫被方解石充填,僅少量裂縫開啟;而掃描電鏡分析結(jié)果,表明頁巖中的微裂縫較發(fā)育(圖8-D,E,F(xiàn)),多呈細(xì)微的網(wǎng)狀分布在片狀黏土礦物之間,部分被方解石、瀝青等次生礦物充填。
2.3.4 頁巖儲層的孔、滲性
在常規(guī)儲層中,孔隙度和滲透率是描述儲層特征最重要的參數(shù)之一,但對于頁巖氣藏,此2個儲層參數(shù)僅適用于含有游離態(tài)的天然氣孔隙,并由孔隙度的大小直接控制著游離態(tài)天然氣的含量[2,10]。蘇皖地區(qū)二疊系頁巖物性資料目前很少,有限的資料主要集中在何村和昌橋剖面中。儲層孔、滲實驗是在油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點實驗室(成都理工大學(xué))用常規(guī)氣體法所做。分析結(jié)果為:孤峰組(6件樣品)孔隙度為0.45%~5.17%,均值為2.565%;滲透率分布在(0.002 134~0.069 134)×10-3μm2,均值為0.018 3×10-3μm2,個別裂縫很發(fā)育的樣品也可達(dá)(0.115 7~2.469)×10-3μm2。龍?zhí)督M(7件樣品)孔隙度分布在0.37%~5.29%之間,均值為2.631%;滲透率分布在(0.001 718~0.067 31)×10-3μm2之間,均值為0.019 1×10-3μm2,個別裂縫很發(fā)育的樣品也可達(dá)(0.165 7~2.799)× 10-3μm2。大隆組(13件樣品)孔隙度分布在0.37%~5.03%之間,均值為2.805%;滲透率分布在(0.000 966~0.072 164)×10-3μm2,均值為0.016 4×10-3μm2,個別微裂縫很發(fā)育的樣品可達(dá)(0.188 9~3.882)×10-3μm2。
圖8 蘇皖地區(qū)二疊系暗色頁巖裂縫發(fā)育特征Fig.8 The fractures in the Permian dark shales from Jiangsu-Anhui
上述實驗分析結(jié)果,表明蘇皖地區(qū)二疊系暗色頁巖儲層總體上屬于特低孔特低滲儲層,部分頁巖中出現(xiàn)的滲透率高值與頁巖中裂縫較發(fā)育有關(guān),說明裂縫在頁巖中對改善儲層的孔滲性至關(guān)重要。
2.4 蘇皖地區(qū)二疊系頁巖氣成藏條件綜合評價
鑒于目前國內(nèi)還沒有形成頁巖氣藏的評價標(biāo)準(zhǔn),本文以美國Barnett頁巖和Ohio頁巖氣藏勘探經(jīng)驗為指導(dǎo)[1-3,10],結(jié)合蘇皖地區(qū)二疊系頁巖有機(jī)碳含量較高、類型較好、演化程度適中、單層厚度較大、分布范圍廣、埋藏深度適中、脆性礦物含量高和具有較好-好的烴源巖性質(zhì)等特征,與中國南方近期在頁巖氣勘探中取得重要進(jìn)展的志留系龍馬溪組頁巖[16-18]和下侏羅統(tǒng)自流井組大安寨段頁巖(已另撰文討論)各項參數(shù)進(jìn)行對比
(表1),并同時考慮蘇皖地區(qū)二疊系頁巖分布面積在5 000 km2以上,地質(zhì)歷史中始終深埋地腹而未被剝蝕,地表條件以地形高差較小的平原和丘陵為主,大、小江河密集分布,水資源豐富及交通便利等相關(guān)的輔助條件,對蘇皖地區(qū)頁巖氣成藏條件進(jìn)行綜合評價。評價結(jié)果顯示蘇皖地區(qū)二疊系頁巖具備非常優(yōu)越的頁巖氣成藏條件,其中最有利形成頁巖氣藏的層位為孤峰組,其次為大隆組,而龍?zhí)督M兼具頁巖氣和煤層氣成藏條件。
a.根據(jù)沉積相標(biāo)志,通過精細(xì)沉積相分析,在蘇皖地區(qū)二疊系中識別出盆地、陸棚、三角洲和碳酸鹽緩坡4種沉積相類型,根據(jù)巖性組合特征等因素又分為6個亞相和8個微相類型。
表1 蘇皖地區(qū)二疊系頁巖與美國主要頁巖氣藏評價參數(shù)對比表Table 1 The comparison between the evaluation parameters of the Permian shales in Jiangsu-Anhui and the main shale reservoirs in U.S.
b.蘇皖地區(qū)二疊系頁巖微裂縫較發(fā)育,脆性礦物總含量以大隆組為最高,次為孤峰組,質(zhì)量分?jǐn)?shù)都在60%以上;龍?zhí)督M較低,但也接近50%。巖石抗壓強(qiáng)度較小,具備易于壓裂改造的頁巖氣藏儲層和開發(fā)條件。
c.蘇皖地區(qū)二疊系發(fā)育頁巖的地質(zhì)條件較好,尤以孤峰組和大隆組富含有機(jī)質(zhì)的頁巖最為發(fā)育;頁巖的厚度、埋藏深度、脆度、有機(jī)質(zhì)豐度和成熟度——“五度”評價參數(shù)表明,蘇皖地區(qū)二疊系頁巖氣成藏地質(zhì)條件良好,具有巨大的資源潛力。
[1]李大榮.美國頁巖氣資源及勘探歷史[J].石油知識,2004,104(3):61.
Li D R.Shale gas resources and exploration history in USA[J].Oil Knowledge,2004,104(3):61.(In Chinese)
[2]張金川,薛會,張德明,等.頁巖氣及其成藏機(jī)理[J].現(xiàn)代地質(zhì),2003,17(4):466.
Zhang J C,Xue H,Zhang D M.Shale gas and its accumulation mechanism[J].Geoscience,2003,17(4):466.(In Chinese)
[3]徐國盛,徐志星,段亮,等.頁巖氣研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].成都理工大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2011,38(6):603-610.
Xu G S,Xu Z X,Duan L,et al.Status and development tendency of shale gas research[J].Journal of Chengdu University of Technology(Science&Technology Edition),2011,38(6):603-610.(In Chinese)
[4]趙宗舉,俞廣,朱琰,等.中國南方大地構(gòu)造演化及其對油氣的控制[J].成都理工大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2003,30(2):155-168.
Zhao Z J,Yu G,Zhu Y,et al.Tectonic evolution and its control over hydrocarbon in southern China[J].Journal of Chengdu University of Technology(Science&Technology Edition),2003,30(2):155-168.(In Chinese)
[5]安徽地質(zhì)礦產(chǎn)局.安徽省區(qū)域地質(zhì)志[M].北京:地質(zhì)出版社,1987:539-547.
Anhui Bureau of Geology and Mineral Resources.Regional Geology of Anhui Province[M].Beijing:Geological Publishing House,1987:539-547.(In Chinese)
[6]陳滬生.下?lián)P子地區(qū)重建型海相烴源巖油氣領(lǐng)域評價及勘探對策[J].海相油氣地質(zhì),2002,7(2):33-41.
Chen H S.Reconstruction-type marine source rock evaluation of oil and gas fields and exploration strategy in Lower Yangtze areas[J].Marine Origin Petroleum Geology,2002,7(2):33-41.(In Chinese)
[7]楊方之,閆吉柱,蘇樹桉,等.下?lián)P子地區(qū)海相盆地演化及油氣勘探選區(qū)評價[J].江蘇地質(zhì),2001,25(3):134-141.
Yang F Z,Yan J Z,Su S A,et al.Evolution of marine basins and exploration direction estimation of oil and gas in lower Yangtze areas[J].Jiangsu Geology,2001,25(3):134-141.(In Chinese)
[8]潘繼平,喬德武,李世臻,等.下?lián)P子地區(qū)古生界頁巖氣地質(zhì)條件與勘探前景[J].地質(zhì)通報,2011,30(3):337-343.
Pan J P,Qiao D W,Li S Z,et al.Shale-gas geological conditions and exploration prospect of the Paleozoic marine strata in lower Yangtze area,China[J].Geological Bulletin of China,2011,30(3):337-343.(In Chinese)
[9]Nelson R A.Geologic Analysis of Naturally Fractured Reservoirs:Contributions in Petroleum Geology and Engineering[M].Houston:Gulf Publishing Company,1985:320.
[10]李新景,呂宗剛,董大忠,等.北美頁巖氣資源形成的地質(zhì)條件[J].天然氣工業(yè),2009,29(12):27-32.
Li X J,Lu Z G,Dong D Z,et al.Geological conditions,the formation of the North American shale gas resources[J].Natural Gas Industry,2009,29(12):27-32.(In Chinese)
[11]張金川,聶海寬,徐波,等.四川盆地頁巖氣成藏地質(zhì)條件[J].天然氣工業(yè),2008,28(2):151-156.
Zhang J C,Nie H K,Xu B,et al.Geological condition of shale gas accumulation in Sichuan Basin[J].Natural Gas Industry,2008,28(2):151-156.(In Chinese)
[12]張抗,譚云東.世界頁巖氣資源潛力和開發(fā)現(xiàn)狀及中國頁巖氣發(fā)展前景[J].當(dāng)代石油石化,2009:17(3):10-18.
Zhang K,Tan Y D.The status of world shale gas resources potential and production status as well as development prospect of China's shale gas[J].Petroleum Petrochemical Today,2009:17(3):10-18.(In Chinese)
[13]鄒才能,董大忠,王社教,等.中國頁巖氣形成機(jī)理、地質(zhì)特征及資源潛力[J].石油勘探與開發(fā),2010,12(13):641-653.
Zou C N,Dong D Z,Wang S J,et al.Geological characteristics,formation mechanism and resource potential of shale gas in China[J].Petroleum Ex-ploration and Development,2010,12(13):641-653.(In Chinese)
[14]陳安定.海相“有效烴源巖”定義及豐度下限問題討論[J].石油勘探與開發(fā),2005,4(2):23-25.
Chen A D.Definition and abundance threshold of marine source rocks developed in south China[J].Petroleum Exploration and Development,2005,4(2):23-25.(In Chinese)
[15]聶海寬,唐玄,邊瑞康.頁巖氣成藏控制因素及中國南方頁巖氣發(fā)育有利區(qū)預(yù)測[J].石油學(xué)報,2009,30(4):484-491.
Nie H K,Tang X,Bian R K.Controlling factors for shale gas accumulation and prediction of potential development area in shale gas reservoir of South China[J].Acta Petrolei Sinica,2009,30(4):484-491.(In Chinese)
[16]朱炎銘,陳尚斌,方俊華,等.四川地區(qū)志留系頁巖氣成藏的地質(zhì)背景[J].煤炭學(xué)報,2010,35(7):1160-1164.
Zhu Y M,Chen S B,F(xiàn)ang J H,et al.The geologic background of the Silurian shale-gas reservoiring in Sichuan Basin,China[J].Journal of China Coal Society,2010,35(7):1160-1164.(In Chinese)
[17]劉樹根,曾祥亮,黃文明,等.四川盆地頁巖氣藏和連續(xù)型-非連續(xù)型氣藏基本特征[J].成都理工大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2009,36(6):578-592.
Liu S G,Zeng X L,Huang W M,et al.Basic characteristics of shale and continuous-discontinuous transition gas reservoirs in Sichuan Basin,China[J].Journal of Chengdu University of Technology(Science&Technology Edition),2009,36(6):578-592.(In Chinese)
[18]黃盛,王國芝,鄒波,等.中上揚子區(qū)志留系龍馬溪組頁巖氣勘探區(qū)優(yōu)選[J].成都理工大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2012,39(2):190-197.
Huang S,Wang G Z,Zou B,et al.Preferred targets of the shale gas from Silurian Longmaxi Formation in middle-upper Yangtze of China[J].Journal of Chengdu University of Technology(Science&Technology Edition),2012,39(2):190-197.(In Chinese)
Geological conditions of Permian shale gas accumulation in Jiangsu-Anhui of China
GU Zhong-an1,ZHENG Rong-cai1,HUANG Jian-liang2,JIANG Huan3,CHENG Chao4
1.State Key Laboratory of Oil&Gas Reservoir Geology and Exploitation,Chengdu University of Technology,Chengdu 610059,China;
2.Karamay Hongshan Oilfield Co.Ltd.,Karamay 834000,China;
3.Research Institute of Experiment and Detection,Xinjiang Oilfield Company,PetroChina Company Limited,Karamay 834000,China;
4.Shanghai Branch of CNOOC Ltd.,Shanghai 200030,China
The geological conditions of the Permian shale gas accumulation in the Jiangsu-Anhui area are very important to alleviate our rising energy demand pressures.By a comprehensive study of the geological sections and organic geochemistry,three sets of high-quality dark shales with high carbon deposited in deepwater marine environment have been found in Gufeng Formation,Longtan Formation and Dalong Formation in the Jiangsu-Anhui area.The three sets of shales in the Jiangsu-Anhui area have wide outcrops,big thickness,moderate burial depth,high contents of organic matter and moderate maturity.The kerogens of Gufeng Formation and Dalong Formation shale are dominated byⅡBandⅠA.The kerogens of Longtan Formation coal-bearing dark shales are dominated byⅢ.The content of the brittle minerals in the three formations is high(≥50%)and the microfractures develop well.This shows that Gufeng Formation and Dalong Formation have favorable shale gas accumulation conditions,and Longtan Formation has both shale gas and coalbed methane accumulation conditions in the Jiangsu-Anhui area.They can be classified as the first choice of our recent unconventional energy exploration areas.
Jiangsu-Anhui area;Permian;shale gas;Gufeng Formation;Longtan Formation;Dalong Formation;exploration area
TE132.2
A
10.3969/j.issn.1671-9727.2014.03.03
1671-9727(2014)03-0274-09
2013-08-26
國家科技重大專項(2008ZX05030-003-02)
顧忠安(1985-),男,碩士研究生,研究方向:儲層沉積學(xué),E-mail:547055047@qq.com。