我国典型页岩气区块勘探开发现状分析

战 雕，乔根才，王海成

(中石油青海油田分公司冷湖油田管理处，青海 海西 817500)

我国典型页岩气区块勘探开发现状分析

战 雕，乔根才，王海成

(中石油青海油田分公司冷湖油田管理处，青海 海西 817500)

结合国内近几年钻探成果，利用泥页岩的厚度、有机质丰度、镜质体反射率等指标作为评价标准，选取鄂尔多斯盆地东南缘、吐哈盆地和珠江口盆地进行分析，阐述各典型区块的勘探开发现状并指出主要勘探方向，为我国典型页岩气区块勘探开发提供参考。

页岩气；典型区块；勘探开发

随着全球经济的继续发展，油气资源日益紧缺，因而对页岩气的勘探开发显得尤为重要。页岩气属于非常规低品位天然气资源，开发投资大，前期回报率低。另外，页岩气勘探开发中存在许多亟待解决的问题，包括有利选区与评价、含气特点与模拟、产能分析及预测、压裂技术与压裂液、精确导向与储层改造等［1］。因此，页岩气储层评价技术、射孔优化技术、水平井技术和压裂技术是目前的研究热点，从而形成适合我国典型页岩气区块的开发勘探开发技术。下面，笔者对我国典型页岩气区块勘探开发现状进行分析。

1 页岩气地质特点

页岩气具有生物化学成因气、热成因气或两者混合的多成因特点，赋存方式复杂。张金川等［2-3］指出,页岩气是指以热成熟作用或连续的生物作用为主以及两者相互作用生成的，在烃源岩中就近聚集的天然气，其表现为典型的“原地”成藏模式。在主体上包括了游离态(存在于天然裂缝与粒间孔隙中)、吸附态(存在于粘土矿物颗粒、干酪根颗粒表面)和溶解态(存在于干酪根和沥青质中)，基本上包括了天然气存在的所有可能相态。页岩气在成藏及分布上具有运移距离短、多种封闭机理、聚集成藏隐蔽、地层饱含气等地质特殊性，自生自储、吸附作用及由此所产生的大规模聚集是页岩气的重要地质特点。自生自储的页岩气藏的产气能力受有机碳含量(TOC)、镜质体反射率(Ro)、无机组分含量、天然和诱导裂缝等因素的影响［4］。

2 我国典型区块页岩气勘探开发情况

2.1鄂尔多斯盆地

鄂尔多斯盆地为我国第二大沉积盆地，是我国主要的含油气区。鄂尔多斯盆地东南缘位于鄂尔多斯东缘和渭北隆起的交汇处，主要包括韩城、大宁-吉县和宜川区块等。该区长期处于相对隆起状态，仅在中晚寒武世、早奥陶世、中晚石炭世和二叠纪有较薄的沉积。在早二叠世沉积由海相过渡为大型湖相沉积，其中二叠系太原组以滨浅海相为主，厚度40～200m，山西组以滨浅湖相为主，厚度80～300m。研究表明［5］:①盆地东南缘山西组和太原组泥页岩厚度大、分布稳定。大宁-吉县地区山西组和太原组泥页岩厚度分别在40～102m和30～63m，韩城地区山西组和太原组泥页岩厚度也分别在30～70m和20～50m。总的来看，二叠系山西组和太原组暗色泥页岩总厚度在80～150m，沉积中心位于大宁-吉县区块西部和宜川区块中北部地区。②气源岩有机质丰度高，处于高成熟、过成熟大量生气阶段。二叠系山西组和太原组的泥页岩平均有机碳含量分别为1.37%和2.05%，高于俄罗斯典型的煤系盆地——西伯利亚盆地(该盆地的平均有机碳含量为1.31%)，因而该区的有机质丰度高。从煤层演化看，韩城地区Ro一般在1.8%～2.1%，处于瘦煤-贫煤阶段，大宁-吉县地区Ro一般在1.2%～2.0%，煤阶跨度较大，处于焦煤-贫煤阶段。根据泥岩烃类的演化模式可知，该阶段是高成熟和过成熟阶段，非常有利于泥页岩大量生气。③泥页岩节理裂缝发育，上部多套厚层泥岩封盖。二叠系页岩气具有多套厚层泥岩覆盖良好的封盖条件。山西组上部为下石盒子组和上石盒子组，其中上石盒子组在大宁-吉县地区泥岩厚度在200～350m，在韩城地区也达到了100～250m，因此是一套良好的区域性盖层；下石盒子组在大宁-吉县和韩城地区泥岩厚度多在75m以上，是一套局部性盖层。④泥页岩埋深适中，有利探区分布广。源岩较厚的大宁-吉县西部地区和宜川区块中北部地区厚度在1500～3000m之间，跟美国页岩气主产盆地Ft.worth盆地生产深度比较接近［6］，应为页岩气埋藏比较理想的深度。该区的山西组和太原组的泥页岩厚度合计在80～150m，有利区面积约1.5×104km2，因此勘探潜力较大。

2.2吐哈盆地

1)吐哈盆地水西沟群页岩气勘探潜力分析 对比北美页岩气藏［4］，吐哈水西沟群具备页岩气成藏基本地质条件。水西沟群源岩主要发育在西山窑组西二段和下侏罗统三工河组上部［3］:①西山窑组西二段。岩性为砂泥岩互层，源岩总厚度大、有机碳含量高、成熟度相对较高。尤其是北部山前带碳质泥岩、暗色泥岩、煤层与砂岩间互，气测异常显著。Ro大于0.5%和TOC大于1.0%以上的源岩主要分布于托克逊凹陷、台北凹陷和哈密三堡凹陷。西山窑组源岩埋深小于3500m的面积约1.5×104km2，也主要分布于上述3个凹陷。②盆地下侏罗统。源岩埋深小于3500m的面积约1.35×104km2，主要集中于台北凹陷东部和三堡凹陷，下侏罗统三工河组高伽马泥岩段分布稳定，厚度20～100m，气测异常明显。泥页岩TOC一般在1.0%以上，干酪根类型主要为Ⅲ型，Ro在0.5%～1.3%之间。源岩TOC大于1.0%和Ro大于0.5%的范围主要分布在托克逊凹陷、台北凹陷和三堡凹陷。根据盆地现有探井岩性分析，台北凹陷北部山前带泥岩脆性矿物含量高，物性好，石英含量普遍大于35%，各类脆性矿物含量一般大于60%。吐哈台北和三堡凹陷探井揭示页岩岩石硬度(杨氏模量大于5×106psi)(1psi=6894.757Pa)大，脆性高(硅质含量大于35%)，评价为较好-好页岩气储层。对盆地部分探井含气量利用随钻方法和全托含气量方法进行估算，含气量一般在1～8m3/t之间［7］。

2)吐哈盆地小泉沟群页岩气勘探潜力分析 吐哈盆地上三叠统中下部集中发育高伽马、高声波声差的大套碳质泥岩、暗色泥岩夹薄煤层，泥岩段分布稳定，厚度一般在20～70m。源岩段有机质丰度高，碳质泥岩段气测异常明显，气测一般在0.5%～1%之间。在哈4井郝家沟组还发育有140m碳质泥岩段，气测异常显著。吐哈盆地三叠系埋深小于3500m的面积约1.7×104km2，主要集中于了墩隆起和哈密三堡凹陷。盆地小泉沟群源岩成熟度中等，源岩Ro大于0.5%的范围主要分布在托克逊凹陷、胜北次凹、台南凹陷和三堡凹陷；源岩TOC大于1.0%的范围主要分布在台北凹陷北部山前带和三堡凹陷。对三堡凹陷部分探井含气量利用随钻方法和全托含气量方法进行估算，含气量一般在1.5～4m3/t之间。

2.3珠江口盆地

通过对页岩气成因、成藏、分布等进行综合研究，认为页岩气的勘探不应局限于陆上，也应在海相地层或中-古生代地层进行勘探开发。珠江口盆地发育有巨厚的新生界沉积盆地并且有一定厚度的中-古生代残余盆地分布，因而具有一定勘探潜力［8］。

1)西江凹陷PY4洼 探井PY5-8-1的钻探资料表明，该井在深度3272～4150m处钻遇878m文昌组地层，其中泥岩段厚度超过500m。录井过程中，进入文昌组地层后，多个层段表现为气测异常和荧光显示。岩石地化分析表明，文昌组泥岩段有机碳含量一般在3%以上，最高11.43%；Ro在0.68%～1.03%之间，处于成熟阶段。根据页岩气成因、成藏机制以及影响页岩气分布的控制因素分析，该地区具有形成页岩气的潜力［9］。

2)白云凹陷 白云凹陷新生界沉积巨厚，总厚度超过1.2×104m，其中古近系陆相断陷充填沉积厚达8800m，成熟生烃岩面积1.8×104km2，主要烃源岩始新统文昌组中深湖相泥岩及渐新统恩平组河湖沼泽相泥岩厚度超过6000m。白云凹陷以及周边斜坡区目前发现了5个大气田和多个含气构造，已有勘探证实，白云凹陷烃源岩有机质热演化处于成熟-高成熟阶段，以生气为主，具备了形成页岩气藏的巨大潜力［10］。

3)潮汕凹陷 根据地震资料分析，珠江口盆地中生代地层在潮汕凹陷、白云凹陷东南、韩江凹陷和海丰凸起等地区均有分布，其中潮汕凹陷是珠江口盆地进行中生代勘探的首选区［11］。测井分析认为，潮汕凹陷是由白垩系和中-上侏罗统组成的中生代残留坳陷。有机质类型以Ⅲ型为主，有少量Ⅱ2。烃源岩主要集中在中-上侏罗统海相地层中，因受岩浆活动和埋深的影响，有机质已达成熟-过成熟的干气阶段。从岩性上看，粤东地区的侏罗系是数千米的黑色页岩，台湾西部地区的侏罗系也是黑色深褐色页岩为主的地层，南海南部礼乐滩有灰色页岩和煤层，这些岩性均是潜在的优质烃源岩。

［1］潘继平.岩气开发现状及发展前景——关于促进我国页岩气资源开发的思考［J］.国际石油经济，2009(11):12-15.

［2］张金川,薛会,张德明,等.页岩气及其成藏机理［J］.现代地质，2003，17(4)：463-466.

［3］张金川,金之均，袁明生.页岩气成藏机理和分布［J］.天然气工业，2004，24(7)：15-18.

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［5］徐士林，包书景.鄂尔多斯盆地三叠系延长组页岩气形成条件及有利发育区预测［J］.天然气地球科学，2009，20(3):460-465.

［6］Jarvie D M，Hill R J，Rubi E，et al.Unconventional shale-gas systems：The Mississippian Barnett Shale of north-central Texas as one model for thermogenic shale_gas assessment［J］.AAPG Bulletin，2007，9l(4)：475-499.

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［8］张利萍，潘仁芳.页岩气的主要成藏要素与气储改造［J］.中国石油勘探，2009,14(3):20-23.

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［11］施和生，秦成岗,张忠涛,等.珠江口盆地番禺低隆起-白云凹陷北坡天然气晚期成藏特征［J］.中国海上油气，2009，21(6):361-366.

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

P618.13

A

1673-1409(2012)07-N049-03

2012-04-14

战雕(1986-)，男，2008年大学毕业，助理工程师，现主要从事油藏开发地质方面的研究工作。

［编辑］ 李启栋