川东南涪陵地区下侏罗统页岩油气地质特征.pdf

第 3 4卷第 4期 0 I L＆ G A S G E 0 L 0 G Y 2 0 1 3年 8月 文章 编号 0 2 5 3 9 9 8 5 2 0 1 3 0 4 4 5 0 0 5 d o i 1 0 ． 1 1 7 4 3 ／ o g g 2 0 1 3 0 4 0 4 川东南涪陵地 区下侏罗统 页岩油气地质特征 周 德华 ， 焦方 正 ， 郭 旭 升 ， 郭 彤 楼 ’ 魏 志红 1 ． 中国石化 油田勘探开发事业部， 北京 1 0 0 7 2 8 ； 2 ． 中国石化 勘探南方分公司， 四川 成都 6 1 0 0 4 1 摘要 结合钻井、 岩心、 野外露头、 测井等成果， 从富含有机质页岩空间展布、 地化特征、 岩石矿物学、 孔渗性特征和地质力学性质等 方面， 采用页岩气目标优选评价综合分析方法， 对川东南涪陵地区下侏罗统大安寨页岩油气地质特征进行了综合研究， 着重定量评 价了有机碳含量、 镜质体反射率、 含气量、 孔隙度、 脆性矿物含量、 岩石矿物成分、 岩石力学参数等评价指标， 初步证实该区页岩与美 国B a k k e n页岩具有类似特征。涪陵大安寨泥页岩与灰岩、 砂岩互层频繁， 半深湖一深湖页岩为有机质富集的有利岩相。大安寨上 亚段灰岩厚 1 0～ 3 0 I n ， 物性表现为低孔、 特低渗特征； 下亚段富有机质页岩夹薄层灰岩、 砂岩， 微孔缝发育， 孔隙度高。页岩有机碳 含量平均为1 ． 3 3 ％， 粘土矿物平均含量为5 1 ． 7 ％一 5 6 ． 1 ％， 石英平均含量为3 3 ％， 现场实测平均含气量为1 ． 6 6 m ／ t ， 处于凝析油 一 湿气的高成熟阶段； 杨氏模量为2 9 G P a ， 泊松比为0 ． 3 0 ， 有利于压裂形成网络裂缝。大安寨段中部浅湖相区岩性组合特征更有利于 裂缝发育， 是大安寨段页岩气勘探有利地区， 评价优选出有利 区面积8 2 0 k m 。 关键词 压裂； 富含有机质页岩； 页岩气； 大安寨段； 侏罗系； 涪陵地区； 四川盆地 中图分类号 T E l 2 1 ． 1 文献标识码 A Ge o l o g i c a l f e a t u r e s o f t h e Lo we r J u r a s s i c s h a l e g a s p l a y i n F u l i n g a r e a， t h e s 0 u t h e a s t e r n S i c h ua n Ba s i n Z h o u D e h u a ， J i a o F a n g z h e n g ， G u o Xu s h e n g ， Gu o T o n g l o u ， We i Z h i h o n g 1 ． O i lfie l d E x p l o r a t i o nP r o d u c t i o n D e p a r t m e n t ， S I N O P E C ， B e ij i n g 1 0 0 7 2 8 ， C h i n a ； 2 ． E x p l o r a t i o n S o u t h e r n C o m p a n y ， S I NO P E C， C h e n g d u ， S i c h u a n 6 1 0 0 4 1 ， C h i n a Ab s t r a c t B a s e d o n i n t e g r a t i o n o f d ril l i n g， c o r e ， o u t c r o p a n d l o g g i n g d a t a ， t h i s p a p e r c o mp r e h e n s i v e l y s t u d i e d t h e g e o l o g i c a l c h a r a c t e ris t i c s o f t h e L o we r J u r a s s i c Da ’ a n z h a i s h a l e g a s p l a y i n F u l i n g ， s o u t h e a s t e r n S i c h u a n B a s i n i n s u c h a s p e c t s a s s p a t i a l d i s t r i b u t i o n o f o r g a n i c - r i c h s ha l e s， g e o c h e mi c a l c ha r a c t e ris t i c s， mi n e r al c o mp o n e n t s ， s h a l e p o r o s i t y a n d pe r me a b i l i t y c o n d i t i o n s， a n d g e o me c h a n i c a l p r o p e r t i e s ． W e q u a n t i t a t i v e l y e v a l ua t e d s u c h c h a r a c t e r i s t i c s a s T OC c o n t e n t ， R。 ， g a s c o n t e n t ， po r o s i t y， b rit t l e n e s s ， mi n e r a l c o mp o s i t i o n a n d r o c k me c h a n i c a l pa r a me t e r s ． W e be l i e v e t h a t t he s h a l e g a s pl a y i s a n a l o g y b a s i c a l l y t o Ba kk e n s ha l e i n No r t h Ame ric a ． Th e Da’ a n z ha i mud s t o n e s h a l e f e a t u r e s i n f r e q u e n t i n t e r be d d i n g wi t h l i me s t o n e a n d s a nd s t o n e， a n d t he d e e p t o s e mi - d e e p l a c u s t rin e s h a l e s a r e o r g a n i c ric h e x p l o r a t i o n t a r g e t s ． Th e l i me s t o ne i n t h e u p pe r Da’ a n z h a i i s 1 030 m t h i c k a nd h a s l o w po r o s i t y a n d e x t r a l o w p e r me a b i l i t y． Th e l o we r Da’ a n z h a i s h a l e wi t h i n t e r b e dd e d t h i n l i me s t o ne a nd s a n d s t o n e h a s we l l - d e v e l o p e d mi c r o - f r a c t u r e s a nd h i g h po r o s i t y． T h e s h a l e g a s p l a y h a s a n a v e r a g e T OC c o n t e n t o f 1 ． 3 3 ％ ， a v e r a g e c l a y c o n t e n t o f 5 1 ． 7 ％ 一5 6 ． 1 ％ ， a v e r a g e q u a rtz c o n t e n t o f 3 3 ％ a n d o n s i t e me a s u r e d a v e r a g e g a s c o n t e n t o f 1 ． 6 6 c u b i c me t r e p e r t o n， a n d i s a t h i g h t h e rm a l ma t u rit y s t a g e o f g e n e r a t i n g g a s c o n d e n s a t e t o we t g a s ． T h e Yo u n g mo d u l us i s 2 9 GPa a n d P o i s s o n r a t i o i s 0． 3 0， b e i n g f a v o r a b l e f o r t h e c r e a t i o n o f f r a c t u r e n e t wo r k s t h r o u g h h y d r a u l i c f r a c t u r i n g ． Th e mi d d l e Da’ a n z h a i s h a l e o f s h a l l o w l a c us t rin e f a c i e s i s mo r e f a v o r a b l e for f r a c t u r e d e v e l o p me n t ， t hu s i s t he f a v o r a b l e t a r g e t ． A p l a y f a i r wa y wi t h a n a r e a o f 8 2 0 k m i s i d e n t i f i e d ． Ke y wo r d s h y d r a u l i c f r a c t u ri n g ， o r g a n i c - r i c h s h a l e ， s h ale g a s ， Da ’ a n z h a i Me mb e r ， J u r a s s i c ， F u l i n g a r e a ， S i c h u a n B a s i n 全球页岩气资源量非常丰富， 主要分布在北美、 中 亚和中国等地区， 美 国是实现页岩油气商业化开发和 利用最早和最成功的国家 。在美 国成功模式 的激 励下 ， 页岩气正在全球掀起一股热潮 。中国四川盆 地具有与美 国盆地相似的地质条件和构造演化特点 ， 页岩不仅是盆地常规油气藏 的烃源岩 ， 而且本身具有 收稿 日期 2 0 1 3 0 1 0 2 ； 修订 日期 2 0 1 3 0 7 0 5 。 第一作者简介 周德华 1 9 6 8 一 ， 男 ， 博士 ， 非常规油气勘探 开发 。E - ma i l z h o u d h s i n o p e c ． t o m。 基 金项 目 中国石化科技部项 目 P 1 2 0 0 1 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 4 5 4 石 油 与 天 然 气 地 质 第 3 4卷 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 1 O ] [ 1 2 ] 参考文献 C u r t i s J B ． F r a c t u r e d s h a l e g a s s y s t e m s[ J ] ． A A P G B u l l e t i n ， 2 0 0 2 ， 8 6 1 1 1 9 2 11 9 3 8 ． Wa r l i e k D． G as s h ale a n d C B M d e v e l o p me n t i n N o r t h Am e ri c a [ J ] ． O i l a n d G a s F i n a n c i al J o u r n al， 2 o 0 6， 3 1 1 1 5 ． Hi l l D G ， Ne l s o n C R． Re s e r v o i r p r o p e r ti e s o f t h e Up p e r C ret a c e o u s L e w i s s h al e ， a n e w n a t u r a l g as p l a yi nt h e S an J u an B a s i n [ J ] ． A A P G B u l l e t i n， 2 0 0 8 ， 8 4 8 1 2 4 0 ． At k i n s L． Un c o n v e n t i o n a l s h ale g a s c o u l d s o o n b e a g l o b al res o u r c e [ J ] ． E＆P ， 2 0 1 1 ， 8 4 3 3 2 3 8 ． 邹才能 ， 东大众 ， 王社教 ， 等 ． 中国页岩气形 成机理 、 地质 特征及 资源潜力 [ J ] ． 石油勘探与开发 ， 2 0 1 0， 3 7 6 6 4 1 6 5 3 ． Z o u C a i n e n g ， D o n g D a z h o n g ， Wang S h e j i a o ， e t a1． G e o l o g i c a l c h a r a c t e r t i c s ， f o r ma t i o n me c h an i s m a n d r e s o u r c e s p o t e n t i al o f s h a l e g as i n C h i n a [ J ] ． P e t r o l e u m E x p o r a t i o n a n d D e v e l o p me n t ， 2 0 1 0， 3 7 6 6 4 16 5 3． 张金川， 金之均， 袁明生． 页岩气成藏机理及分布[ J ] ． 天然气工 业 ， 2 0 0 4， 2 4 7 l 51 8 ． Z h a n g J i n c h u a n ， J i n Z h u n ， Y u a n Mi n g s h e n g ． R e s e rvo i r i n g m e c h a - n i s m o f s h al e g as a n d i t s d i s t ri b u t i o n[ J ] ． N a t u r al G a s I n d u s t r y ， 2 0 0 4， 2 4 7 1 51 8 ． 李新景 ， 吕宗 刚 ， 董 大忠 ， 等． 北美 页岩气 资源形 成 的地质条 件 [ J ] ． 天然气工业 ， 2 0 0 9， 2 9 5 2 7 3 2 ． L i X i n j i n g ， L i i Z o n g g a n g ， Do n g D a z h o n g ， e t a 1 ． G e o l o g i c c o n t r o l s o n a c c u mu l a t i o n o f s h a l e g a s i n N o rt h A m e ri c a [ J ] ． N a t u r al G as I n d u s t ry， 2 0 0 9 ， 2 9 5 2 7 3 2 ． 阎存章， 董大忠， 程克明， 等． 页岩气地质与勘探开发实践丛书 北美地 区页岩气勘探开 发新 进展 [ M] ． 北京 石油 工业 出版社 ， 2 0 0 9 4 12 4 4． Ya n C u n z h a n g ， Do n g Da z h o n g ， C h e n g Ke mi n g ， e t a 1 ． Ge o l o g y b o o k s o f s h ale g a s e x p l o r a t i o n a n d d e v e l o p me n t e x p l o r a t i o n a n d d e v e l o p me n t p rog r e s s o f s h al e g a s i n N o r t h A m e ri c a[ M] ． B e ij i n g P e t r o l e u m I n d u s t ry Pr e s s ， 2 0 0 9 412 4 4 ． 聂海宽 ， 张金川 ， 包书景 ， 等． 四川盆地及其周缘上奥 陶统 一下志 留统页岩气聚 集条 件 [ J ] ． 石 油与 天 然气 地质 ， 2 0 1 2， 3 3 3 3 3 53 45 ． N i e H a i k u an， Z h ang J i n c h u a n ， B a o S h u j i n g ， e t a1． S h ale g as a c c u m ula - t i o n c o n d i t i o n s o f t h e U p p e r Or d o v i c i a n L o we r S i l u r i a n i n S i e h u an B a - s i n a n d i t s p e r i p h e r y [ J ] ． O i l ＆G as G e o l o g y ， 2 0 1 2 ， 3 3 3 3 3 53 4 5 ． 刘全有 ， 金之钧 ， 高波 ， 等． 四川盆地二叠 系烃源 岩类 型与生烃潜 力[ J ] ． 石油与天然气地质 ， 2 0 1 2， 3 3 1 1 01 8 ． L i u Q u any o u ， J i n Z h i j u n ， G a o B o ， e t a1． T y p e s and h y d r o c a r b o n g e n e r a t i o n p o t e n t i al o f t h e P e r m i a n s o u r c e r o c k s i n t h e S i c h u a n B a s i n l J ] ． O i l ＆G a s G e o l o g y ， 2 0 1 2 ， 3 3 1 1 01 8 ． 刘伟 ， 余谦 ， 闫剑飞 ， 等． 上扬子地区志 留系龙 马溪组 富有机质泥 岩储层特征 [ J ] ． 石油与天然气地质 ， 2 0 1 2， 3 3 3 3 4 6 3 5 2 ． L i u We i ， Yu Q i a n ， Y a n J i a n f e i ， e t a 1 ． C h a r a c t e ri s t i c s o f o r g ani c ri c h mu d s t o n e r e s e r v o i r s i n t h e S i l u rian L o n g ma x i F o r ma t i o n i n Up p e r Ya n g t z e r e g i o n [ J ] ． O i l ＆G as G e o l o g y ， 2 0 1 2 ， 3 3 3 3 4 6 3 5 2 ． 李娟 ， 于炳松 ， 张金川 ， 等． 黔北地区下寒武统黑 色页岩储层特征 及其影响因素 [ J ] ． 石油与天然气地质 ， 2 0 1 2 ， 3 3 3 3 6 4 3 7 4 ． [ 1 3 ] [ 1 4 ] [ 1 5 ] [ 1 6] [ 1 7] [ 1 8 ] [ 1 9 ] [ 2 0] [ 2 1 ] L i J u an ， Yu Bi n g s o n g， Z h ang J i n c h u a n， e t a1． Re s e rvo i r c h a r a c t e ris t i c s a n d t h e ir i n flu e n c e f a c t o r s o f t h e L o we r Ca mb ria n d a r k s h a l e i n n o r t h e rn G u i z h o u [ J ] ． O i l ＆G a s Geo l o gy， 2 0 1 2， 3 3 3 3 6 4 3 7 4 ． 谢忱 ， 张金川 ， 李玉喜 ， 等． 渝东南渝科 1 井下寒武统富有机质页岩 发育特征与含气量[ J ] ． 石油与天然气地质 ， 2 0 1 3 ， 3 4 1 1 1 1 5 ． Xi e Ch e n， Zh ang J i n c h u an ， L i Yu x i ， e t a1．C h ara c t e ris t i c s a n d g a s c o n t e n t o f t h e L o we r Ca mb rian d ark s h ale i n W e l l Yuk e 1 ， S o u t h e a s t C h o n g q i n g [ J ] ． 0 i l ＆G a s Ge o l o gy， 2 0 1 3 ， 3 4 1 1 1 1 5 ． 曹婷婷 ， 徐 思煌 ， 王约 ， 等． 四川盆地南江杨坝地 区下寒武 统烃源 岩形 成的地球生物学条件[ J ] ． 石油与天然气地质 ， 2 0 1 1 ， 3 2 1 l 11 6 ． Ca o Tin g t i n g ， Xu S i h u an g， W a n g Yu e， e t a 1 ． Ge o b i o l o g i c al c o n d i t i o n s f o r t h e f o r ma t i o n o f t h e L o w e r Ca mb rian s o u r c e roc k s in Ya n g b a a r e a o f N 蚰j i a n g C o u n t y i n t h e S i e h u an B a s i n [ J ] ． O i l ＆G a s G e o l o g y ， 2 0 1 1 ， 3 2 1 1 11 6 ． 蔡希源． 湖相烃 源岩生排 烃机 制及生排烃 效率差 异性 以渤 海湾盆地东营凹陷为例[ J ] ． 石油与天然气地质， 2 0 1 2 ， 3 3 3 3 2 9 3 3 4 ． Ca i Xi y u an ．Hy d r o c arb o n g e n e r a t i o n - e x p u l s i o n me c h an i s ms an d e f fi - c i e n c i e s o f l acu s t r i n e s o u r c e r eck s a c ase s t u d y f r o m t h e Do n g y i n g s a g ， B o h a i B a y B as i n [ J ] ． O i l ＆G as Geo l o g y ， 2 0 1 2 ， 3 3 3 3 2 9 3 3 4 ． 王鹏万， 陈子蚪， 贺训云， 等． 桂中坳陷泥盆系页岩气成藏条件与 有利 区带评价 [ J ] ． 石油与天然气地质 ， 2 0 1 2， 3 3 3 3 5 3 3 6 3 ． W an g Pe n g wan ， Ch e n Z i l i a o ， He Xu n y u n， e t a1． S h a l e g a s a c c u mula t i o n c o n d i t i o n s and p l a y e v alu a t i o n o f the De v o n i a n i n Gu i z h o n g D e p r e s s i o n [ J ] ． 0 i l ＆G a s G e o l o g y ， 2 0 1 2 ， 3 3 3 3 5 3 3 6 3 ． 张金川 ， 聂海宽 ， 徐波 ， 等 ， 四川盆地页岩气成藏地质条件 [ J ] ． 天 然气工业 ， 2 0 0 8 ， 2 8 2 1 5 1 1 5 6 ． Z h ang J in c h u an， N i e H a i k u a n ， X u B o ， e t a 1 ． Ga o l o gie c o n t r o l s o n r e s e r - v o i r i n g o f s h ale g a s i n S i e h u an B a s i n[ J ] ． N a t u r a l G a s I n d u s t r y ， 2 0 0 8 ， 2 8 2 1 5 11 5 6 ． 周德华 ， 焦方正． 页岩气 “ 甜点” 评价 与预测以四川 盆地建南 地区侏罗系为例[ J ] ． 石油实验地质， 2 0 1 2 ， 3 4 2 1 0 9 一l 1 4 ． Z h o u De h u a ， J i a o Fang z h e n g ． Ev alu a t i o n and p r e d i c t i o n o f s h ale g a s s we e t s p o t s a e ase s t u d y i n J u r a s s i c o f J i an n an are a， S i e h u an Ba s i n [ J ] ． P e t ro l e u m G e o l o gy ＆E x p e ri me n t ， 2 0 1 2， 3 4 2 1 0 9一l 1 4 ． 童崇光． 四川盆地构造演化与油气成藏[ M] ． 北京 地质出版社， 1 9 9 2 4 5 9 9 ． To n g Ch o n g g u an g ． T h e h y d roc a r b o n a c c u mu l a t i o n an d t e c t o n i c e v o l u - t i o n o f S i c h u a n B a s i n[ M] ． B e i j i n g Ge o l o gi c a l P u b l i s h i n g Ho u s e ， 1 9 9 2 4 5 9 9． 翟光 明， 张继铭 ， 唐泽尧 ， 等． 中国石油地质志 卷 十 四川 [ M] ． 北京 石油工业出版社 ， 1 9 8 7 8 81 l 1 ． Z h a i Gu an g mi n g， Z h ang J i mi n g， Tang Z e y a o， e t a 1 ． P e t rol e u m g e o l o g y o f C h i n a V o l 1 0 [ M] ． B e ij i n g P e t r o l e u m I n d u s t r y P r e s s ， 1 9 8 7 8 8 1 1 1 ． 郭正吾， 邓康龄， 韩永辉， 等． 四川盆地形成与演化[ M] ． 北京 地 质出版社 ， 1 9 9 6 1 58 9 ． Gu o Z h e n g wu， De n g Kan g l i n g， Ha n Yo n g hu i ， e t a 1 ． T h e f o rm a t i o n a n d e v o l u t i o n o f S i e h u a n B a s i n[M] ．B e ij i n g G e o l o g i c a l P u b l i s h i n g Ho u s e， 1 9 9 6 1 58 9． 编辑张亚雄 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m