延长探区页岩含气性特征及影响因素分析

XXXXXXX 大学毕 业 论 文 （ 设 计 ）论文题目：延长探区页岩含气性特征及影响因素分析 学生姓名： 学号： 指导教师： 职称： 院 系： 专业班级： 二 一七 年 三 月 十 日毕业论文（设计）诚信保证书我保证在毕业论文（设计）期间，独立思考，认真完成我的选题 延长探区页岩含气性特征及影响因素分析，不弄虚作假、不抄袭他人成果。保证人： 学号： 学院： 级： 专业： 2017 年 3 月 10 日摘 要延长石油集团天然气探区位于鄂尔多斯盆地-陕斜坡东南部，鄂尔多斯盆地作为中国第二大沉积盆地，具有丰富的地质资源。国内外众多学者对该盆地内的常规石油及天然气成因、类型、成藏进行了大量的研究。但是对于页岩气的认识还较少，尤其是对于延长探区页岩的含气性特性与相关影响的因素比较少。本文在重点研究了鄂尔多斯盆地的延长探区页岩含气的相关特性，了探索影响页岩含气量的因素，测量了不同地区多口页岩气探井的含气量，通过对比分析其含气量特征，找到了不同页岩气探井的岩性、总有机碳含量、孔隙度、压力系数等参数与含气量的关系，归纳了影响页岩含气量的主要因素。研究了页岩含气量的因素主要包括温度和压力、有机质含量、有机质类型、粘 矿物含量化及地层水矿化度等。关键词：延长探区；页岩气；含气性；特征AbstractExtension of the oil group Natural gas exploration area is located in the Ordos Basin - southeast of the Shaanxi slopes, the Ordos Basin as Chinas second largest sedimentary basin, has rich geological resources. Many scholars at home and abroad have done a lot of research on the causes, types and reservoirs of conventional oil and natural gas in the basin. But less understanding of shale gas, especially for the extension of the exploration area shale gas characteristics and related factors are less.In this paper, the related characteristics of shale gas in the extended exploration area of Ordos Basin are mainly studied. The factors influencing the gas content of shale are explored, and the gas content of multi-port shale gas exploration wells in different areas is measured. By analyzing the gas content The relationship between parameters such as lithology, total organic carbon content, porosity, pressure coefficient and gas content of different shale gas exploration wells was found, and the main factors influencing shale gas content were summarized.The factors that study the gas content of shale mainly include temperature and pressure, organic matter content, organic matter type, viscosity mineral content and formation water salinity.Key words: Extended exploration area; shale gas; Gas content; feature目录毕业论文（设计）诚信保证书 .2摘 要 .3Abstract.4目录 .61 研究内容概述 .81.1 页岩气概述 .81.2 中国页岩气研究现状 .81.3 鄂尔多斯盆地概述 .91.4 页岩气的形成条件及含气性影响因素研究现状 .102 区域地质概况 .112.1 构造演化特征 .112.2 盆地构造演化阶段 .122.2.1 盆地构造演化阶段 .122.2.2 中晚元古代-早古生代克拉通演化阶段 .132.2.3 中晚奥陶世隆起构造演化阶段 .132.2.4 晚古生代构造分异演化阶段 .143 页岩气富集机理及实验测试 .153.1 页岩气富集机理 .153.2 页岩气地质特殊性 .153.3 页岩气成藏控制因素分析 .173.4 影响因素及其变化规律 .183.4.1 有机碳含量 .183.4.2 有机质成熟度 .193.4.3 页岩矿物组成 .194 结论 .21参考文献 .22致谢 .23附录 A .241 研究内容概述1.1 页岩气概述页岩气属于非常规天然气的一种，Curits 于 2002 年将其定义为：自生自储，以吸附+ 游离两种方式赋存于泥页岩（泥岩、页岩、部分砂岩、钙质泥岩、泥灰岩）基质孔隙或微裂缝中，隐蔽聚集、连续成藏的天然气。与常规油气藏相比，页岩气藏具有独立的油气系统，集“生-储- 盖”于一体，是典型的自生自储型天然气藏。页岩气成藏不需要在构造的高部位，没有发生明显的运移，即使发生天然气的运移，其运移距离也短，且仅在页岩层内部进行。页岩气藏的分布与常规油气藏中的“有效烃源岩 ”分布范围相当，呈区域性分布。理论上，在任何盆地内，只要存在层厚、有机质含量高的大片泥页岩，就有存在页岩气藏的可能。与常规油气藏相比，由于其吸附成藏的特点，导致其产能较低。但同样是因为其吸附成藏的特点，页岩气藏的总资源量十分巨大，可以长期稳定的进行开采，其同样具有巨大的经济价值。页岩层段由于长期的压实作用，岩层较为致密，导致其孔隙度及渗透率都极低，使得页岩气的生产率及采收率低。因此，页岩气的开采十分依赖人工压裂的技术，压裂技术的好坏直接影响着页岩气井的经济效益。同时，天然裂缝的存在，可以较好的改善其渗透率，提高页岩气的产量。基于常规油气日益紧缺的现状，页岩气的及时出现很可能成为未来能源的重要接替者。1.2 中国页岩气研究现状目前，我国页岩气研究尚处于初始起步阶段，对于页岩气的认识及勘探开发技术均不成熟，我国大部分地区的多个地质历史时期均有泥页岩的发育，页岩地层分布广泛。在国土资源部划分的五个区域各大盆地内(中下扬子及东南区、上扬子及滇黔桂区、华北及东北区、西北区和青藏区) ，均有海相、陆相及海陆过渡相页岩发育，具有巨大的页岩气资源潜力。因此，对页岩气的勘探开发研究，有利于缓解我国日趋严重的能源紧缺的现状，对我国社会经济的稳定健康发展具有重要的意义。不同类型的页岩，其成藏地质条件也不尽相同。因此，针对海相、陆相、海陆过渡相页岩的选区评价，张金川等根据其成藏机理及富集规律，建立了不同类型的页岩气成藏模型，能较为准确的计算页岩气的储藏。对成藏机理研究表明：要形成具有商业开采价值的页岩气藏，其富有机质页岩厚度是基础，保存条件是关键。虽然近两年我国页岩气勘探开发取得了一些突破，但是，相对于美国成熟的页岩气勘探开发技术，我们还只是处于初步发展阶段。而且尽管我国具有可观的页岩气资源潜力，但我国地质条件复杂，地形多变，多数地区的基础建设非常落后，这也要给页岩气的商业性开发增加了难度。总的来说，我国页岩气资源潜力巨大，但要实现大范围的商业化开采，还需要克服很多的困难，可以说是挑战与机遇并存。1.3 鄂尔多斯盆地概述鄂尔多斯盆地是中国第二大沉积盆地，为构造简单的大型多旋回的克拉通盆地，分为个一级构造单元带；盆地中赋存了丰富的油、气、煤、盐等多种能源矿产。延长探区位于鄂尔多斯盆地东南部，北起绥德，南到黄陵、黄龙，西自志丹，东至延川，具体见图 1-1。图 1-1 鄂尔多斯盆地构造分区及延长探区陆相页岩气勘探开发区位置鄂尔多斯盆地具有多沉积类型、多构造体系、多旋回演化阶段的特点，其石油资源主要富集在中生界，以三叠系延长组和侏罗系延安组为主天然气主要富集在古生界，存在于上古生界海陆过渡相地层和下古生界碳酸盐岩地层中。延长探区位于鄂尔多斯盆地中东部，构造位置上处于伊陕斜坡构造单元，断裂构造系统基本不发育。1.4 页岩气的形成条件及含气性影响因素研究现状针对页岩气的形成条件化及页岩含气性影响因素，国内外学者提出了众多的观点：Curtis 等提出，富有机质页岩厚度、有机质丰度、成熟度、原始含气量、孔隙压力、渗透率、矿物成分及脆度等因素控制了页岩气的产能。Bowker 提出，对于一个有重要经济价值的页岩气藏，其含气量是一个重要的决定性因素，这就对页岩的各项参数有很高的要求同时各项参数达到良好的匹配关系。聂海宽等提出，控制页岩气成藏的因素包括外部因素和内部因素，外部因素包括温度、压力和深度等，内部因素包括富有机质页岩厚度、有机质类型、成熟度、裂缝、孔隙度和渗透率、含气量、矿物组成和湿度等。聂海宽等又提出，页岩的总含气量包括吸附气和游离气两部分，影响页岩吸附气含量的因素包括有机碳含量、石英含量、黄铁矿含量、含水饱和度、密度等，而影响游离气含量的因素包括温度、压力、碳酸岩含量、含水饱和度、孔隙度和密度等。2 区域地质概况鄂尔多斯盆地是一个经历了多次构造变动、经过长期构造演化而形成的一个大型叠合沉积盆地，不同时期盆地古构造特征和沉积特征既具有继承性又存在巨大的差异性。盆地构造演化特征不仅控制了上古生界沉积构造格局，而且更重要的是影响和控制了后期沉积构造演化格局，同时对上古生界天然气形成、运移和聚集成藏也具有重要影响作用。2.1 构造演化特征鄂尔多斯盆地是一个由不同时期、不同性质的经历多期构造演化形成的叠合盆地，在地质历史时期经历了多次构造运动，不同时期、不同地域构造运动各具特色。根据鄂尔多斯盆地的现今构造特征，盆地可以划分为六个一级构造单元，北部是伊盟隆起、南部是渭北隆起、中部是伊陕斜坡、西部是天环坳陷和西缘冲断带、东部是晋西挠褶带。图 2-1 研究区构造位置图下寺湾地区位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡中南部（图 2-1） ，前人大量研究成果表明，伊陕斜坡在晚元古代-早古生代早期为隆起区，没有接受沉积，直到中晚寒武世早奥陶世沉积了厚约 5001000m 的海相地层；晚古生代以后进入陆相盆地演化时期，其古生界沉积与构造特征受控于大华北地块构造演化，中生代为鄂尔多斯湖泊盆地的主体，伊陕斜坡西倾单斜构造形成于早白垩世。渭北隆起是鄂尔多斯盆地南部一个东西向构造单元，其在中晚元古代到早古生代为一向南倾斜的水下斜坡，之后与整个鄂尔多斯盆地一起隆起，直到晚石炭世海水自东北向西南方向侵入，在渭北隆起东段沉积了上石炭统本溪组和下二叠统太原组，而渭北隆起西段在同期处于隆起状态，直到早二叠世晚期以后依次沉积了山西组、下石盒子组、上石盒子组和石千峰组，至中生代逐渐隆起接受剥蚀，形成了现今地层由老到新自南而北出露的隆起构造。天环坳陷是一个长期坳陷带，早古生代处于贺兰坳拉谷的东部，古生代时期属于大华北陆表海的沉积范围，中生代进入坳陷盆地演化阶段。晚侏罗世由于西缘冲断褶皱带的隆起，位于西缘冲断褶皱带前缘部位的天环坳陷开始形成，早白垩世坳陷进一步发展。西缘逆冲带在古生代处于贺兰海的东部，三叠纪中晚期及中侏罗世属陆相鄂尔多斯盆地西部，晚侏罗世挤压冲断活动强烈，形成南、中、北构造特征不同分区明显的构造变形带断裂与局部构造发育，且成排成带分布，早白垩世以来分化解体，到新生代晚期，挤压冲断和抬升明显。晋西挠褶带位于盆地东缘，大部分中生界地层被剥蚀，地表出露的主要为古生界地层，且自东向西逐渐变新。2.2 盆地构造演化阶段2.2.1 盆地构造演化阶段长期以来，有关鄂尔多斯盆地基地组成、演化及其对油气藏形成和分布的影响研究一直受到许多专家学者的高度重视，根据大量的重、磁、电、遥感、地面地质及最新地震研究成果，按照重、磁分区特征及基底断裂发育与展布特征，并结合盆地结晶