辽河盆地东部凸起太原组页岩气聚集条件及有利区预测

辽西地区页岩气找矿研究摘要：页岩气作为非常规油气资源尤为重要的一种，具有特殊成藏机理，其成藏需要特殊的地质条件，主要受控于泥页岩厚度、有机质丰度、有机质成熟度、矿物岩石成分、压力和温度等因素。

辽西地区侏罗系九佛堂组、石炭-二叠系山西组、太原组泥页岩分布面积广泛，厚度较大，有机质含量和热演化程度高，是有利的页岩气勘探层位。

中图分类号： p578 文献标识码： a 文章编号：近年来，油气资源短缺已成为制约全球经济发展的共同难题，世界各国都掀起了非常规油气勘探开发的热潮。

非常规天然气作为常规油气的重要战略接替能源，近年来已引起各国政府和科学界的广泛关注。

页岩气为产自极低孔隙度和渗透率、以富有机质页岩为主的储集岩系中的天然气，气体成分以甲烷为主，赋存方式为游离气和吸附气并存，属自生自储、原位饱和成藏。

据专家估算，我国页岩气可采资源量约为（15～30）×1012m，与美国大致相当。

页岩气除分布在四川、鄂尔多斯、渤海湾、松辽、江汉、吐哈、塔里木和准噶尔等含油气盆地外，在我国广泛分布的海相页岩地层、海陆交互相页岩地层及陆相地层也都有分布，本文针对辽西地区页岩气成藏条件做简要分析。

1 页岩气成藏条件分析从气体来源、储集介质、盖层条件、圈闭条件、运移条件和分布特点等六个方面来说明页岩气藏的成藏条件。

1.1气体来源在埋藏温度升高或者有细菌侵入时，暗色泥页岩中的有机质，甚至包括已生成的液态烃，就裂解或降解成气态烃，游离于基质孔隙和裂缝中，或吸附于有机质和黏土矿物表面。

在一定地质条件下就近聚，因此页岩气得气体来源主要是生物气或热成熟气。

1.2储集介质页岩气储集在泥、页岩及其间的砂质岩夹层内，页岩气藏储层具有典型的低孔、低渗特征，孔隙度一般小于4%～6.5%，平均为5.2%，渗透率一般低于0.001毫达西，并随着埋深加大，物性变差。

若处于断裂带或裂缝发育带，页岩孔隙度、渗透率增加。

1.3盖层条件页岩气与煤层气相似，具有自生自储的特点，没有或仅有短距离的运移，页岩本身就是良好的盖层，因此页岩气的存在不需要其他岩性的介质作为盖层。

浅析油田勘探开发潜力和前景本文结合近年来辽河油田勘探开发的主要成果，对油气资源勘探开发的潜力进行了分析，并对未来勘探开发中的主要勘探领域进行了探究。

标签：勘探潜力；开发技术；勘探领域辽河油田勘探开发区域主要包括辽河坳陷陆上、浅海、滩海区域、外围中生代盆地群等领域，其中前两者处于辽河盆地的东北部为，是当前遼河油田主要的勘探开发领域。

随着增储上产压力加大，需要结合当前的开发状况，对开发潜力和未来的开发领域进行分析。

1 辽河油田勘探开发现状和潜力1.1辽河油田勘探开发现状。

近年来，辽河油田在勘探开发难度和程度不断加大的背景下，按照滩海评价、陆上深化、外围突破和发现新区的思路进行开发，发现和突破了一大批潜山、深层岩性、火山岩等油气藏资源。

在兴隆台潜山带，探明了超过亿吨级别的储量，在平面实现了潜山南北区域的连片探测，纵向上含油底界已经达到4700m的井深。

在岩性油藏上，根据满凹含油的思路，通过程序控制地层展布、沉积体系控制砂体展布、构造特征与砂体展布和隐蔽性油藏控制等思路，以下洼、上坡和找特殊地质体的思路，发现了一系列的岩性油藏，为老区上产指明了方向。

在滩海的中东部地区，根据环洼分布的思路，在龙王庙等区域发现了规模油藏。

在外围区域，按照下洼找油思路，探测出了陆东凹陷、奈曼凹陷等含油区域。

1.2辽河油田勘探开发潜力。

辽河油田具有深化勘探的资源基础，根据最新的资源评价，结合油藏规模序列法、资源探明率法、地质类比法和抽样发现法等，发现辽河三大探区剩余油储量丰富。

辽河地质认知不断深化，经过多年开发已经建立了完善的复式油藏成藏理论体系，近年来相继创建了坳陷区域富集油气凹陷规模成藏、“源储一体化”勘探、古潜山内幕油藏、岩性气成藏要素评价等理论，为加快勘探开发提供了最新的地质认知。

开发技术作为勘探的重要保障，辽河油田近年来配套完善了变质岩岩性、裂缝预测和储层评价等技术，对斜坡带、坡洼过渡带等地层岩性油藏勘探技术也不断创新，在滩海区域形成了目标评价技术，在外围区域形成了中生代残留型盆地勘探技术，有效促进了油气勘探新发现。

AbstractOrdos Basin is one of the most important large sea-land transitional sedimentary basins of China. In recent years, Sulige, Yulin and other large Paleozoic gas field had been found in the north of the Ordos Basin with the deepen efforts to exploration and development of natural gas of China, but the research on the Upper Paleozoic strata of Ordos Basin are still in a weak state, and the past research mainly focused on conventional oil and gas resources and coal-bed methane, which greatly restricted the exploration and development of shale gas of the Ordos Basin. Based on the sedimentology and the hydrocarbon generation theory of the source rocks, the formation environment and accumulation characteristics of the Taiyuan and Shanxi groups shale reservoirs are proposed of the Ordos Basin.Taiyuan Formation and Shanxi Formation are the mainly mud shale strata of the Upper Paleozoic of the Ordos Basin. Based on the measured profile and the collected drilling column of the study area, the Sedimentary facies of the Taiyuan Formation and Shanxi Formation of the study area were identified. There are five sedimentary facies include fluvial facies, lake facies, delta facies, barrier coastal facies ,shallow sea continental shelf and 8 subfacies include overbank subfacies, shallow lake subfacies, delta plain subfacies, delta front subfacies, barrier island subfacies, lagoon subfacies, tidal flat subfacies, carbonate platform subfaciess. The shale shale is widely distributed in the study area, and the two sedimentary centers Yonghe and Huanxian are the most thick area of Taiyuan Formation, while lake are the sedimentary centers of the Shanxi-2 Formation and the Shanxi-1 Formation.The soil organic matter abundance (TOC) in the study area is very high in genearl. and more the 75% the sample are upper 1% . The results of the element analysis of the mud shale sample show that the type of kerogen of the study area are mainlyⅡ1type (humic sapropel type) andⅡ2 type (saprophytic humic type) and a small amount of type Ⅲ, which have a good potential ability of gas generation. The vitrinite reflectance (Ro) of the organic matter in the Taiyuan and Shanxi strata of theOrdos Basin is between 0.8% ~ 2.0%, most of them are in the high mature stage. The X-ray diffraction analysis of the samples of the study area shows that the mud shale in Taiyuan and Shanxi groups is mainly composed of clay minerals such as montmorillonite, illite and chlorite, and brittle minerals such as quartz and feldspar. The mud shale of the study area has a high degree of pore development and high connectivity, and it can be a good reservoir for shale gas.The mud shale development regularity is summarized through the research on its organic matter content, maturation, organic matter types and its porosity, permeability and sedimentary facies, at the same time, the favorable area of the Ordos basin had been chosen and the research provides a theoretical basis for the development of the Paleozoic shale gas of the Ordos Basin.Key words: Shale gas,Taiyuan formation, Shanxi formation, Sedimentary facies, Geochemical characteristice目录第一章 引言 (1)1.1选题背景 (1)1.2研究现状 (1)1.2.1国外页岩气勘探开发现状 (1)1.2.2国内页岩气勘探开发现状 (3)1.2.3鄂尔多斯盆地页岩气勘探开发现状 (4)1.3研究目的与研究意义 (4)1.4研究内容与技术路线 (5)1.4.1研究内容 (5)1.4.2技术路线 (6)1.5主要工作量及研究计划 (7)1.5.1主要工作量 (7)1.5.2研究计划安排 (7)第二章 研究区地质背景 (9)2.1研究区地理位置 (9)2.2研究区区域地质背景 (10)2.2.1鄂尔多斯盆地构造演化 (10)2.2.2鄂尔多斯盆地构造单元划分 (14)2.3鄂尔多斯盆地南部构造单元划分 (14)2.4鄂尔多斯盆地南部地层发育特征 (16)2.4.1奥陶系 (16)2.4.2石炭系 (16)2.4.3二叠系 (18)第三章 研究区太原组、山西组沉积相 (22)3.1太原组沉积相 (23)3.1.1 太原组下段沉积相 (23)3.1.2太原组上段沉积相 (25)3.2山西组沉积相 (26)3.2.1山西组下段沉积相 (26)3.2.2山西组上段沉积相 (28)3.3太原组山西组沉积相分布及其演化 (28)3.3.1连井剖面分析 (29)3.3.2太原组沉积相展布及其演化 (32)3.3.3山西组沉积相展布及其演化 (35)第四章 研究区泥岩分布特征 (37)4.1太原组暗色泥岩分布特征 (37)4.2 山西组暗色泥岩分布特征 (39)4.2.1 山西组下段暗色泥岩分布特征 (40)4.2.2 山西组上段暗色泥岩分布特征 (42)第五章 研究区页岩气勘探潜力 (44)5.1 研究区泥岩地球化学特征 (44)5.1.1有机质丰度 (44)5.1.2有机质类型 (46)5.1.3有机质成熟度 (47)5.2 研究区泥页岩岩性特征及物性特征 (48)5.2.1 研究区泥页岩岩石组成 (48)5.2.2 研究区泥页岩物性特征 (51)5.3勘探潜力分析 (52)5.4有利区带预测 (53)5.4.1庆阳-环县-吴起区带 (54)5.4.2安塞-永和-延长区带 (54)结论 (56)致谢 (57)参考文献 (58)附录 (62)第一章引言1.1选题背景2011年美国能源信息署对全球页岩气资源进行了评估，评估结果显示全球页岩气技术可采资源量为187.4×1012 m3，其中美国为24.4×1012 m3，中国为36.1×1012 m3（据EIA，2011）。

段储层物性逐渐变差，北段有65%样品的孔隙度大于10%，中段为27%，南段仅为8%，而油气分布也是北段和中段好于南段。

2.3 油气运移特征东部凹陷中深层油气的主要输导体系是断裂和砂体。

断层和砂体组成了复合输导体系，垂向上砂体沟通烃源，油气沿断裂垂向运移，断层与砂体输导油气侧向上运移和聚集。

3 成藏主控因素北段有机质成熟界线位于沙三上段地层中，部分煤层及炭质泥岩成熟，沙三中下段主力烃源岩有机质成熟作用相对较充分，溶解气、气层气并存，与生油洼陷相邻近的茨榆坨构造带和牛青构造带，由于构造岩相的有利匹配而成为围绕洼陷的有利油气富集区。

储层条件是控制天然气运聚成藏的主控因素。

中段生油岩有机质成熟度整体相对偏低，沙三中下段主力生油岩只有部分进入成熟阶段，因而中段很少见到气层气，只有与源岩沟通较好的储集体（如沙三中的火山岩）具有较好的捕获油气成藏的有利条件，所以中段油藏埋深相对较大。

输导体系和储层条件是中段天然气运聚成藏的主要控制因素。

南段驾掌寺洼陷有机质成熟度与北段类似，成藏条件和规模也大体类似；再往南到滩海盖洲滩—二界沟洼陷，有机质成熟界线所处层位更新，早第三纪主力生油岩就已经经历了较充分的热演化成熟作用，同时晚第三纪以来有机质成熟作用相对中北段更显著，因而馆陶组有油层存在。

整个东部凹陷构造受主干断裂右行走滑作用影响较显著，不仅影响了区域或局部构造的形态，同时对油气的垂向运移也产生了重要影响。

断裂和圈闭封盖条件是本段天然气运聚成藏的主控因素。

4 结论（1）沙三段气源岩整体呈南北厚中间薄的“哑铃状”分布，南北两端的两个源岩发育中心是最主要的生气中心，气藏环绕生烃中心周围分布。

（2）本区中深层发育自生自储自盖型、自生自储上盖型、下生上储上盖型三种储盖组合，盖层以局部泥岩盖层和火山岩盖层为主，由北向南沙三段储层物性变差。

（3）成藏主控制因素在东部凹陷各区域具有明显差异，勘探有利区以北部的牛居-青龙台构造带和南部的驾掌寺—二界沟洼陷为最优。

7CPCI中国石油和化工地质勘探辽河滩海东部沙一段储层预测研究董德胜（中国石油辽河油田分公司勘探开发研究院　辽宁盘锦　124000）摘 要：本文综合利用岩心、测井、地震等资料，对辽河滩海东部沙一段开展储层预测研究。

通过古地貌和重矿物组合特点分析确定滩海东部的物源方向；通过单井相及地震相结合分析确定沉积相类型及沉积体系展布特征。

在综合地质研究的基础上，充分挖掘地震资料波组、波形、振幅信息，并结合波阻抗反演，预测储层发育特征，为井位部署提供依据。

关键词：滩海东部　地震相　储层预测　地震反演引言滩海东部地区包括葵花岛、望海山、盖南、龙王庙等多个构造单元，面积约800km 2。

其沙一段勘探程度低，勘探潜力大。

目前主要勘探潜力区葵花岛构造带有3口探井钻遇沙一段，由于完钻探井较少，储层预测难度大。

因此，对该地区储层预测的研究思路是在充分利用已有资料基础上，挖掘地震资料波组、波形、振幅信息，并结合波阻抗反演，开展储层预测工作。

1 沉积体系与沉积相研究1.1 物源分析从古地貌分析，在沙一期，滩海东部地区物源主要来自东部凸起和中央凸起两个物源区，其沉降中心位于研究区的中南部，盖南2井与葵花18井之间（图XX ）。

东部凸起物源供给能力强，在燕南断裂西侧太阳岛构造带、葵花岛构造带发育规模相对较大的扇三角洲沉积体系；中央凸起物源供源能力相对较弱，在盆缘局部发育规模相对小的扇三角洲沉积[1-2] 。

从重矿物组合特点分析，葵花岛构造带的葵花18井在沙一段其矿物主要以高石榴子石、白钛矿和低钛磁铁矿为主，母岩类型主要为变质岩和少量岩浆岩；荣南构造的荣22井在沙一段钛磁铁矿含量偏高，这说明其母岩以岩浆岩为主。

矿物组分的差异性说明来自东部凸起的物源存在多支，荣南构造与葵花岛构造具有不同的物源体系。

1.2 单井相分析葵花18井位于研究区中南部。

该井揭示了沙一二段部分地层，其主要岩性为大套灰白色、浅灰色砂砾岩、细砂岩夹薄层灰、紫红色、深灰色泥岩。

天然气分布规律辽河盆地的天然气在纵向上和横向上分布都很广泛。

在横向上，由于气体形成的途径多于油的形成途径，气体的分布区域远远大于油层的分布；在纵向上，自目前勘探的最深部位到浅层均有气体存在，含气层系多，自下而上发育了太古界、中生界和新生界。

特别是第三系自沙四段到明化镇组各层段均有气藏存在，沉积环境和演化史的特征，造成天然气原始组分富烃，贫H：S，少CO：和N2。

辽河断陷广泛发育多期张性断裂，把二级构造带切割成复杂的断块油气田。

受构造、断裂活动影响，造成多次油气聚集、重新分配而形成多套含油气层系。

通过天然气的地球化学研究，结合盆地地质背景，天然气有如下分布规律：1．自生自储的天然气垂向分布以自生自储为主的天然气层，自下而上分布有侏罗系的煤型气、正常凝析油伴生气、正常原油伴生气、生物一热催化过渡带气和生物成因气等。

其特征主要是613C，依次变轻。

侏罗系煤型气主要分布在深大断裂边缘，仅处于侏罗系发育的地区，如东部凹陷三界泡地区。

正常凝析油伴生气主要发育在有机质埋深达到高成熟阶段的地区，主要为各个凹陷的沉降中心部位，如整个盆地的南部地区及东部凹陷北部地区。

正常原油伴生气在整个盆地均有分布，主要是与原油伴生的气顶气和溶解气。

生物一热催化过渡带气主要发育在有机母质埋深浅于3000m 的未成熟和低成熟阶段，并有良好的盖层发育的地区，部分地区的局部构造亦可形成小型气藏，在盆地的大部分地区均有分布，主要在东部和大民电凹陷的有利地区。

生物成因气理论上在整个盆地浅层都存在。

因此，只要有良好的储盖组合，在整个盆地中都可望发现生物成因气藏。

总体来看，三个凹陷中，大民屯凹陷以成熟阶段的石油伴生气和生物一热催化过渡带气为主．有少量生物成因气。

东部凹陷在不同的构造部位分布不同类型的气体，中生界发育并位于深大断裂边缘的地区，有煤型气和深源气的存在。

南、北凹陷深部位置，主要是高成熟和成熟的热催化一热裂解气。

而凹陷中部广泛发育生物一热催化过渡带气。