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库车拗陷页岩气聚集条件与勘探前景_张琴_图文

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库车 页岩 聚集 条件 勘探 前景 图文
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大 庆 石 油 学 院 学 报 第34卷 第 6期 2010年12月F 2010收稿日期:2010 05 05;审稿人:付 广;编辑:陆雅玲基金项目:国家自然科学基金项目(40672087);国家“973”重点基础研究项目(2005者简介:张 琴(1985-),女,硕士生,1, 2 , 边瑞康1, 2 , 唐 颖1,2 , 朱 华1,2(京) 海相储层演化与油气富集机理教育部重点实验室,北京 100083; 京)能源学院,北京 100083)摘 要:分析库车拗陷钻井和地球化学资料,车拗陷侏罗系—三叠系泥页岩有机碳质量分数高, 间;泥页岩厚度大,多数在200 酪根类型以倾于生气的腐殖型为主;有机质成熟度分布较广, 有分布,近,有机质处于成熟—高熟阶段,掩断裂发育,为该地区泥页岩中天然裂缝的发育提供条件,为侏罗系页岩气聚集的有利区为拜城拗陷及克依构造带上,三叠系页岩气聚集的有利区集中分布在拜城拗陷, 词:库车拗陷;页岩气;聚集条件;有利发育区;勘探前景中图分类号:   文献标识码:A   文章编号:1000 1891(2010)06 0013 04页岩气是美国商业性开采的三大非常规天然气类型之一,200668 ~196)×108 08 1;2008年页岩气产量占美国天然气年总产量的8%[3] ;2009年的产量占美国天然气年总产量的13%,年产量达到900亿规模,超过我国同期所有类型天然气的年总产量830亿表明非常规天然气是我国未来天然气勘探的基本方向,国天然气产量增长的50%~ 60%将来自于页岩气的产量[ 4] ] 在重庆地区完钻中国的第一口页岩气探井(渝页1井),负着“西气东输”的艰巨任务,常规天然气的开发上获得重大的突破,加强对其非常规天然气(页岩气)形成条件研究及有利区的预测,不仅能丰富该盆地的天然气成藏类型,使库车拗陷成为中国的圣胡安盆地(盆地小,气藏类型丰富),同时也能缓解我国天然气紧缺压力,为“西气东输”00 m,而库车拗陷一般埋深较大,但随着开采技术的进步,进行更深层页岩气的开发将成为可能,岩气特征及聚集机理页岩气与常规天然气相比,在聚集条件及聚集机理等方面既有相似之处,岩气主要是以吸附和游离状态聚集于泥/页岩中的天然气,常规天然气主要是在浮力作用影响下聚集于储层顶部;在成因上,页岩气来源主要为生物气和热成熟气,常规天然气具有来源多样性特点;页岩气的储气介质为页/泥岩及其间的砂质岩夹层,常规气主要为孔隙型砂岩、裂缝性碳酸盐岩;在天然气的赋存状态上,页岩气的20 %~ 85%以吸附状态存在,其余为游离气,常规气没有吸附状态;在成藏动力上,页岩气依靠的是分子间作用力、生烃膨胀力及毛细管力等,常规气主要以浮力、毛细管力合水动力为动力进·13·行聚集;页岩气的聚集机理具有吸附平衡和游离平衡的特点,常规气主要是浮力与毛细管力的平衡;在运聚特点上,页岩气以初次运移为主,常规气是二次运移成藏;在聚集条件和特点上,页岩气具有自生自储的特点,常规气是在运移路径上的圈闭聚集;页岩气聚集受控的地质要素主要有成分、成熟度、有机碳含量、裂缝等,常规气主要受控于气源、输导和圈闭等条件;在分布上,页岩气一般分布于盆地古沉降6,4]认为页岩气是指主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中,然气也存在于夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、闭隐蔽、短距离运移、吸附与游离共存、典型的“原地”成藏是页岩气的主要特征[1414]的研究成果知:页岩气介于根状气(典型的吸附气,如煤层气藏)、根缘气(典型活塞式成藏的游离气,如狭义的深盆气藏)和根远气(典型置换式运聚的游离气,如常规的背斜圈闭气藏)三大类气藏之间,因此在某种意义上,页岩气藏具有典型煤层气和典型根缘气的双重机理,页岩分布特征库车拗陷位于塔里木盆地的北缘,是一发育于海西晚期(晚二叠世),经历多期构造运动叠加,在古生图1 库车拗陷侏罗系、三叠系烃源岩发育柱状图·14·大 庆 石 油 学 院 学 报              第34卷 2010年代被动大陆边缘之上发育起来的中、新生代复合前陆盆地[17依构造带、秋立塔格构造、拜城—阳霞构造带和前缘隆起带[19生代陆源碎屑,其沉积充填由三叠系—第四系碎屑岩系构成,为一套湖相—沼泽相沉积的地层(见图1),地层总体上呈北厚南薄,别是三叠系塔里奇克组(黄山街组(侏罗系恰克马克组(克孜勒努尔组(阳霞组(其中黄山街组和恰克马克组主要属于湖相烃源岩,克马克组、阳霞组和克孜勒努尔组)和三叠系的泥页岩地层(黄山街组和塔里奇克组)在拗陷内的分布具有中间厚,东西两侧减薄;在北部较厚,南部较薄的分布特点(见图2和图3)、下侏罗统的沉积中心可分为东西2个,分别位于克拉2井—库车河剖面和卡普沙良河剖面—大北1井附近,这两处沉积中心的烃源岩厚度分别分布在600~ 700 400 图2)罗系超覆沉积于三叠系之上,并且侏罗系内部向上层层超覆,因此,中、沉积中心处,烃源岩厚度为450~ 550 m(见图3)沼相碳质泥岩、煤岩,分布面积很局限,深湖相车拗陷侏罗系页岩气有利聚集区预测图3 库车拗陷三叠系页岩气有利聚集区预测3 地球化学参数对比经大量钻井和地球化学资料分析,库车拗陷的页岩发育情况与美国和加拿大具有工业价值的几套页·15·第6期                 张 琴等:库车拗陷页岩气聚集条件与勘探前景岩具有很好的对比性,见表1 小为1 最大的可达14 之间; ,库车拗陷5套泥页岩的有机质类型以倾于生气的腐殖型为主;有机质成熟度分布较广,从0 均有分布,主要集中分布在2 近,处于成熟—高熟阶段;泥页岩厚度大,多数在100 掩断裂发育,为该地区泥页岩天然裂缝的发育提供了条件,车拗陷与美国、加拿大页岩地球化学参数对比对象 地区 地层 页岩 厚度/m w( % % 干酪根类型美国加拿大库车拗陷5~ 60 ~ 31 1~ 37 5~ 30 1~ 91 熟0~ 150 熟2~ 30 熟克马克组 10~ 80 孜勒努尔组 100~ 400 霞组 50~ 100 里奇克组 50~ 150 山街组 100~ 300 ⅡⅠⅢⅢ1~ Ⅲ2Ⅲ1~ Ⅲ2Ⅲ1~ Ⅲ2Ⅱ~ ⅢⅡ~ Ⅲ注:库车拗陷中有机碳质量分数w(镜质体反射率值不包括煤样的数值(数据引自文献[ 224 页岩气藏有利区预测张金川等[16]认为影响页岩吸附气量的因素,如页岩有机碳含量、泥页岩厚度、成熟度之间有不同程度的相互弥补性;聂海宽等[ 22过对中国南方页岩气富集有利区的研究认为有机碳质量分数大于2%,有机质成熟度高,厚度大于30 m,为页岩气发育的有利区表现为泥岩厚度大、有机碳含量高、热演化程度高[84] 库车拗陷页岩气有利聚集区进行优选评价时,主要选择页岩厚度、有机碳含量和成熟度为评价指标,页岩层的厚度大于30 达到形成工业页岩气聚集的厚度条件,因此在对库车拗陷页岩厚度普遍高于30 要采用页岩的有机碳含量和有机质成熟度作为页岩气聚集有利区的划分指标,而在其他指标相同的情况下,页岩厚度越大的地区,以上,表明烃源岩已经达到高成熟—过成熟阶段,处于生气的有利阶段;克依构造带上烃源岩的厚度在200 ~ 500 机碳质量分数比拜城拗陷的略低,右, 之间(见图2),也处于生气阶段;因此在侏罗系中拜城拗陷和克依构造带是有利的页岩气聚集区(见图2) 250 上,见图3),烃源岩处于生气的有利阶段,这表明拜城拗陷和克依构造带西南部地区是页岩气有利聚集区带(见图3)然裂缝的发育程度是控制页岩气产量的主要因素[6,26,因为页岩气中的吸附气量与游离气的体积比为1 ∶1,强烈的构造作用对页岩气的破坏较弱,而构造破裂作用能为游离气的发育提供更大的空间,因此,寻找页岩中的天然裂缝系统对页岩气的工业产量至关重要,并被认为是有利勘探目标选取的主要控制因素[28] 掩断裂成排成带、6·大 庆 石 油 学 院 学 报              第34卷 2010年烈的构造运动产生了烃源岩的内外部裂缝系统,形成良好的页岩气储集空间[ 21] 9]有望在其中获得工业气流而不需要进行水力压裂,论(1)库车拗陷侏罗系—三叠系泥页岩有机碳质量分数高, 间;泥页岩厚度大,多数在200 机质类型以生气的腐殖型为主;有机质成熟度分布较广, 有分布,近,处于高熟—过熟阶段,掩断裂十分发育,为该地区泥页岩天然裂缝的发育提供了条件,有利于页岩气的聚集和实现工业开采.(2)利用多因素叠合法对库车拗陷页岩气藏发育的有利区进行预测,认为侏罗系页岩气藏发育的有利区为拜城拗陷以及克依构造带上,三叠系页岩气藏发育的有利区则集中分布在拜城拗陷,文在纂写过程中,得到张金川教授和聂海宽博士的帮助,在此表示感谢!参考文献:[1]  闫存章,黄玉珍,葛春梅,J] 009,29(5):12]   H, J, , et of J] 007,91(4):4453]   020[ L] 2009[ 4]  R] in .of of 2009:15]   J] 2005,26(2):56]   J] 2002,86(11):1921 7]  M C] 2003.[8]  M L, M, A, et J] 2005,89(2):1559]   M , J, E, et of J] 2007,91(4):47510]   L, in J] 2007,91(4):57911]   M of as a J] 2007,91(4):39912]   J] 2007,91(4):52313]   J] 2006,90(6):96314]  张金川,薛会,张德明,J] 003,17(4):466.[15]  张金川,金之钧,J] 004,24(7):1516]  张金川,聂海宽,徐波,J] 008,28(2):15117]  M] 油工业出版社,1997:23218]  J] 008,29(2):15719]  朱光有,张水昌,陈玲,J] 009,36(3):347下转第31页)·17·第6期                 张 琴等:库车拗陷页岩气聚集条件与勘探前景[4]  M] 油工业出版社,1996:625]  卢双舫,付广,王朋岩,M] 油工业出版社,2002:396]  闫相宾,金晓辉,李丽娜,J] 009,55(2):2257]  侯启军,赵志奎,王立武,J] 009,33(2):318]  王颖,李锡瑞,曹跃,藏期次[ J] 009,5(4):219]  陆建林,王果寿,朱建辉,J] 006,28(3):2610]  J] 002,37(3):291上接第17页)[20]  柳广弟,孙明亮,吕延防,J] 球科学,2008,38(增刊):10321]  孙永河,吕延防,付晓飞,J] 然科学版,2007, 31(6):13522]  聂海宽,唐玄,J] 009,30(4):48423]  R] 国石油天然气股份公司石油勘探开发科学研究院,2000:124]  梁狄刚,陈建平,张宝民,M] 油工业出版社,2004:125]  张林晔,李政,朱日房,J] 008,28(12):26 26]   G, R, B, et in in C] 2009.[27]   n J] 2000,6(2):4 28]  , M] 2003:129]  汤华国,王刚,J] 003,14(6):459上接第25页)参考文献:[1]   J] 1993,58(7):10422]  , , M J] 1995,14(11):11393]  on J] 1999,77(2):2094]  谢桂生,石玉梅,J] 000,39(4):195]  戴永寿,魏磊,J] 006,30(4):246]  黄健英,李录明,J] 然科学版,2006,33(2):1887]  袁子龙,李海山,刘洪林,J] 010,34(1):188]  李大卫,田继东,成竹,J] 005,28(2):1179]  曹艳玲,J] 008,38(3):46110]  , , M] 2001:3711]   J] 1985,50(12):286212]  J] 005,28(4):25013]  .M J] 2001,66(6):191314]  印兴耀,刘杰,J] 007,42(5):49931·第6期              逯瑞敬等:长岭断陷长深6井区深层天然气成藏规律010,34(6):100083, to in in as as of of it be to to 9 in of is by in to by of is of in N , E of to of to of of of of of 010,34(6):131 , , , ( 00083 , 00083, he of of on OC .0% of 00 m, .0%.0%in Ⅰ ·         to to We to ag ag of 010 ,34(6):18 63318,
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