戰(zhàn) 雕，喬根才，王海成

(中石油青海油田分公司冷湖油田管理處，青海 海西 817500)

我國(guó)典型頁(yè)巖氣區(qū)塊勘探開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀分析

戰(zhàn) 雕，喬根才，王海成

(中石油青海油田分公司冷湖油田管理處，青海 海西 817500)

結(jié)合國(guó)內(nèi)近幾年鉆探成果，利用泥頁(yè)巖的厚度、有機(jī)質(zhì)豐度、鏡質(zhì)體反射率等指標(biāo)作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，選取鄂爾多斯盆地東南緣、吐哈盆地和珠江口盆地進(jìn)行分析，闡述各典型區(qū)塊的勘探開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀并指出主要勘探方向，為我國(guó)典型頁(yè)巖氣區(qū)塊勘探開(kāi)發(fā)提供參考。

頁(yè)巖氣；典型區(qū)塊；勘探開(kāi)發(fā)

隨著全球經(jīng)濟(jì)的繼續(xù)發(fā)展，油氣資源日益緊缺，因而對(duì)頁(yè)巖氣的勘探開(kāi)發(fā)顯得尤為重要。頁(yè)巖氣屬于非常規(guī)低品位天然氣資源，開(kāi)發(fā)投資大，前期回報(bào)率低。另外，頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)中存在許多亟待解決的問(wèn)題，包括有利選區(qū)與評(píng)價(jià)、含氣特點(diǎn)與模擬、產(chǎn)能分析及預(yù)測(cè)、壓裂技術(shù)與壓裂液、精確導(dǎo)向與儲(chǔ)層改造等［1］。因此，頁(yè)巖氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)技術(shù)、射孔優(yōu)化技術(shù)、水平井技術(shù)和壓裂技術(shù)是目前的研究熱點(diǎn)，從而形成適合我國(guó)典型頁(yè)巖氣區(qū)塊的開(kāi)發(fā)勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)。下面，筆者對(duì)我國(guó)典型頁(yè)巖氣區(qū)塊勘探開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀進(jìn)行分析。

1 頁(yè)巖氣地質(zhì)特點(diǎn)

頁(yè)巖氣具有生物化學(xué)成因氣、熱成因氣或兩者混合的多成因特點(diǎn)，賦存方式復(fù)雜。張金川等［2-3］指出,頁(yè)巖氣是指以熱成熟作用或連續(xù)的生物作用為主以及兩者相互作用生成的，在烴源巖中就近聚集的天然氣，其表現(xiàn)為典型的“原地”成藏模式。在主體上包括了游離態(tài)(存在于天然裂縫與粒間孔隙中)、吸附態(tài)(存在于粘土礦物顆粒、干酪根顆粒表面)和溶解態(tài)(存在于干酪根和瀝青質(zhì)中)，基本上包括了天然氣存在的所有可能相態(tài)。頁(yè)巖氣在成藏及分布上具有運(yùn)移距離短、多種封閉機(jī)理、聚集成藏隱蔽、地層飽含氣等地質(zhì)特殊性，自生自儲(chǔ)、吸附作用及由此所產(chǎn)生的大規(guī)模聚集是頁(yè)巖氣的重要地質(zhì)特點(diǎn)。自生自儲(chǔ)的頁(yè)巖氣藏的產(chǎn)氣能力受有機(jī)碳含量(TOC)、鏡質(zhì)體反射率(Ro)、無(wú)機(jī)組分含量、天然和誘導(dǎo)裂縫等因素的影響［4］。

2 我國(guó)典型區(qū)塊頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)情況

2.1鄂爾多斯盆地

鄂爾多斯盆地為我國(guó)第二大沉積盆地，是我國(guó)主要的含油氣區(qū)。鄂爾多斯盆地東南緣位于鄂爾多斯東緣和渭北隆起的交匯處，主要包括韓城、大寧-吉縣和宜川區(qū)塊等。該區(qū)長(zhǎng)期處于相對(duì)隆起狀態(tài)，僅在中晚寒武世、早奧陶世、中晚石炭世和二疊紀(jì)有較薄的沉積。在早二疊世沉積由海相過(guò)渡為大型湖相沉積，其中二疊系太原組以濱淺海相為主，厚度40～200m，山西組以濱淺湖相為主，厚度80～300m。研究表明［5］:①盆地東南緣山西組和太原組泥頁(yè)巖厚度大、分布穩(wěn)定。大寧-吉縣地區(qū)山西組和太原組泥頁(yè)巖厚度分別在40～102m和30～63m，韓城地區(qū)山西組和太原組泥頁(yè)巖厚度也分別在30～70m和20～50m?？偟膩?lái)看，二疊系山西組和太原組暗色泥頁(yè)巖總厚度在80～150m，沉積中心位于大寧-吉縣區(qū)塊西部和宜川區(qū)塊中北部地區(qū)。②氣源巖有機(jī)質(zhì)豐度高，處于高成熟、過(guò)成熟大量生氣階段。二疊系山西組和太原組的泥頁(yè)巖平均有機(jī)碳含量分別為1.37%和2.05%，高于俄羅斯典型的煤系盆地——西伯利亞盆地(該盆地的平均有機(jī)碳含量為1.31%)，因而該區(qū)的有機(jī)質(zhì)豐度高。從煤層演化看，韓城地區(qū)Ro一般在1.8%～2.1%，處于瘦煤-貧煤階段，大寧-吉縣地區(qū)Ro一般在1.2%～2.0%，煤階跨度較大，處于焦煤-貧煤階段。根據(jù)泥巖烴類的演化模式可知，該階段是高成熟和過(guò)成熟階段，非常有利于泥頁(yè)巖大量生氣。③泥頁(yè)巖節(jié)理裂縫發(fā)育，上部多套厚層泥巖封蓋。二疊系頁(yè)巖氣具有多套厚層泥巖覆蓋良好的封蓋條件。山西組上部為下石盒子組和上石盒子組，其中上石盒子組在大寧-吉縣地區(qū)泥巖厚度在200～350m，在韓城地區(qū)也達(dá)到了100～250m，因此是一套良好的區(qū)域性蓋層；下石盒子組在大寧-吉縣和韓城地區(qū)泥巖厚度多在75m以上，是一套局部性蓋層。④泥頁(yè)巖埋深適中，有利探區(qū)分布廣。源巖較厚的大寧-吉縣西部地區(qū)和宜川區(qū)塊中北部地區(qū)厚度在1500～3000m之間，跟美國(guó)頁(yè)巖氣主產(chǎn)盆地Ft.worth盆地生產(chǎn)深度比較接近［6］，應(yīng)為頁(yè)巖氣埋藏比較理想的深度。該區(qū)的山西組和太原組的泥頁(yè)巖厚度合計(jì)在80～150m，有利區(qū)面積約1.5×104km2，因此勘探潛力較大。

2.2吐哈盆地

1)吐哈盆地水西溝群頁(yè)巖氣勘探潛力分析 對(duì)比北美頁(yè)巖氣藏［4］，吐哈水西溝群具備頁(yè)巖氣成藏基本地質(zhì)條件。水西溝群源巖主要發(fā)育在西山窯組西二段和下侏羅統(tǒng)三工河組上部［3］:①西山窯組西二段。巖性為砂泥巖互層，源巖總厚度大、有機(jī)碳含量高、成熟度相對(duì)較高。尤其是北部山前帶碳質(zhì)泥巖、暗色泥巖、煤層與砂巖間互，氣測(cè)異常顯著。Ro大于0.5%和TOC大于1.0%以上的源巖主要分布于托克遜凹陷、臺(tái)北凹陷和哈密三堡凹陷。西山窯組源巖埋深小于3500m的面積約1.5×104km2，也主要分布于上述3個(gè)凹陷。②盆地下侏羅統(tǒng)。源巖埋深小于3500m的面積約1.35×104km2，主要集中于臺(tái)北凹陷東部和三堡凹陷，下侏羅統(tǒng)三工河組高伽馬泥巖段分布穩(wěn)定，厚度20～100m，氣測(cè)異常明顯。泥頁(yè)巖TOC一般在1.0%以上，干酪根類型主要為Ⅲ型，Ro在0.5%～1.3%之間。源巖TOC大于1.0%和Ro大于0.5%的范圍主要分布在托克遜凹陷、臺(tái)北凹陷和三堡凹陷。根據(jù)盆地現(xiàn)有探井巖性分析，臺(tái)北凹陷北部山前帶泥巖脆性礦物含量高，物性好，石英含量普遍大于35%，各類脆性礦物含量一般大于60%。吐哈臺(tái)北和三堡凹陷探井揭示頁(yè)巖巖石硬度(楊氏模量大于5×106psi)(1psi=6894.757Pa)大，脆性高(硅質(zhì)含量大于35%)，評(píng)價(jià)為較好-好頁(yè)巖氣儲(chǔ)層。對(duì)盆地部分探井含氣量利用隨鉆方法和全托含氣量方法進(jìn)行估算，含氣量一般在1～8m3/t之間［7］。

2)吐哈盆地小泉溝群頁(yè)巖氣勘探潛力分析 吐哈盆地上三疊統(tǒng)中下部集中發(fā)育高伽馬、高聲波聲差的大套碳質(zhì)泥巖、暗色泥巖夾薄煤層，泥巖段分布穩(wěn)定，厚度一般在20～70m。源巖段有機(jī)質(zhì)豐度高，碳質(zhì)泥巖段氣測(cè)異常明顯，氣測(cè)一般在0.5%～1%之間。在哈4井郝家溝組還發(fā)育有140m碳質(zhì)泥巖段，氣測(cè)異常顯著。吐哈盆地三疊系埋深小于3500m的面積約1.7×104km2，主要集中于了墩隆起和哈密三堡凹陷。盆地小泉溝群源巖成熟度中等，源巖Ro大于0.5%的范圍主要分布在托克遜凹陷、勝北次凹、臺(tái)南凹陷和三堡凹陷；源巖TOC大于1.0%的范圍主要分布在臺(tái)北凹陷北部山前帶和三堡凹陷。對(duì)三堡凹陷部分探井含氣量利用隨鉆方法和全托含氣量方法進(jìn)行估算，含氣量一般在1.5～4m3/t之間。

2.3珠江口盆地

通過(guò)對(duì)頁(yè)巖氣成因、成藏、分布等進(jìn)行綜合研究，認(rèn)為頁(yè)巖氣的勘探不應(yīng)局限于陸上，也應(yīng)在海相地層或中-古生代地層進(jìn)行勘探開(kāi)發(fā)。珠江口盆地發(fā)育有巨厚的新生界沉積盆地并且有一定厚度的中-古生代殘余盆地分布，因而具有一定勘探潛力［8］。

1)西江凹陷PY4洼 探井PY5-8-1的鉆探資料表明，該井在深度3272～4150m處鉆遇878m文昌組地層，其中泥巖段厚度超過(guò)500m。錄井過(guò)程中，進(jìn)入文昌組地層后，多個(gè)層段表現(xiàn)為氣測(cè)異常和熒光顯示。巖石地化分析表明，文昌組泥巖段有機(jī)碳含量一般在3%以上，最高11.43%；Ro在0.68%～1.03%之間，處于成熟階段。根據(jù)頁(yè)巖氣成因、成藏機(jī)制以及影響頁(yè)巖氣分布的控制因素分析，該地區(qū)具有形成頁(yè)巖氣的潛力［9］。

2)白云凹陷 白云凹陷新生界沉積巨厚，總厚度超過(guò)1.2×104m，其中古近系陸相斷陷充填沉積厚達(dá)8800m，成熟生烴巖面積1.8×104km2，主要烴源巖始新統(tǒng)文昌組中深湖相泥巖及漸新統(tǒng)恩平組河湖沼澤相泥巖厚度超過(guò)6000m。白云凹陷以及周邊斜坡區(qū)目前發(fā)現(xiàn)了5個(gè)大氣田和多個(gè)含氣構(gòu)造，已有勘探證實(shí)，白云凹陷烴源巖有機(jī)質(zhì)熱演化處于成熟-高成熟階段，以生氣為主，具備了形成頁(yè)巖氣藏的巨大潛力［10］。

3)潮汕凹陷 根據(jù)地震資料分析，珠江口盆地中生代地層在潮汕凹陷、白云凹陷東南、韓江凹陷和海豐凸起等地區(qū)均有分布，其中潮汕凹陷是珠江口盆地進(jìn)行中生代勘探的首選區(qū)［11］。測(cè)井分析認(rèn)為，潮汕凹陷是由白堊系和中-上侏羅統(tǒng)組成的中生代殘留坳陷。有機(jī)質(zhì)類型以Ⅲ型為主，有少量Ⅱ2。烴源巖主要集中在中-上侏羅統(tǒng)海相地層中，因受巖漿活動(dòng)和埋深的影響，有機(jī)質(zhì)已達(dá)成熟-過(guò)成熟的干氣階段。從巖性上看，粵東地區(qū)的侏羅系是數(shù)千米的黑色頁(yè)巖，臺(tái)灣西部地區(qū)的侏羅系也是黑色深褐色頁(yè)巖為主的地層，南海南部禮樂(lè)灘有灰色頁(yè)巖和煤層，這些巖性均是潛在的優(yōu)質(zhì)烴源巖。

［1］潘繼平.巖氣開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀及發(fā)展前景——關(guān)于促進(jìn)我國(guó)頁(yè)巖氣資源開(kāi)發(fā)的思考［J］.國(guó)際石油經(jīng)濟(jì)，2009(11):12-15.

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10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.07.016

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A

1673-1409(2012)07-N049-03

2012-04-14

戰(zhàn)雕(1986-)，男，2008年大學(xué)畢業(yè)，助理工程師，現(xiàn)主要從事油藏開(kāi)發(fā)地質(zhì)方面的研究工作。

［編輯］ 李啟棟