松辽盆地梨树台洼陷下白垩统页岩气有利区域化特征

松辽盆地梨树台洼陷下白垩统页岩气有利区域化特征

1不同层位的交流岩石梨断裂位于松辽盆地断裂群南端。扰动期最长，地层发育最全面，沉积物厚度和嵌入深度最大，有机发育程度最高。断陷面积2300km2,最大埋深逾万米。在NNE向断裂控制下,梨树断陷总体上呈NNE向构造格局,由“两坡、一隆、一洼”四个构造单元构成:中央构造带、东南斜坡带,北部斜坡带和桑树台洼陷带(图1、图2)。梨树断陷营城组沉积时期,主要沉积相为湖泊相,其中半深湖、深湖亚相发育黑色和灰黑色泥岩。该地层在梨树断陷的厚度较大,最大厚度超过1900m,湖盆范围最广,泥页岩发育条件好,具有形成较好的页岩气资源潜力。梨树断陷下白垩统地层在纵向上发育多套暗色泥页岩层系,主力暗色泥页岩层系为沙河子组和营城组,烃源岩岩性主要为泥岩、煤系地层(煤、碳质泥岩)和泥页岩,在整个梨树断陷均有分布,不同区块、不同层位厚度差异较大。平面上主要的暗色泥页岩发育区为桑树台次洼、苏家屯次洼和双龙次洼,北部、东部两个斜坡带均发育有效泥页岩。梨树断陷油气资源量为3.6亿吨油当量,其中石油2.15亿吨,天然气1450亿方,常规石油探明储量5450.85万吨,探明程度为25.4%,天然气探明储量193.41亿方,探明程度为13.5%。据三次资评结果,梨树断陷总生烃量为214.88亿吨,排烃量为153.64亿吨。2条件：化学条件2.1热解过程中干结构区分有机质类型一般从不溶有机质和可溶有机质两方面进行,常用参数有:干酪根元素分析、干酪根镜下鉴定、烃源岩热解、可溶组分演化及生物标志化合物等参数。通常将沉积岩中的成烃有机质划分为腐泥型(Ⅰ)、腐殖-腐泥型(Ⅱ1)、腐泥-腐殖型(Ⅱ2)和腐殖型(Ⅲ)4种。根据岩石热解分析资料对干酪根的划分结果(图3),梨树断陷营城组干酪根类型为Ⅱ1型+Ⅱ2型+Ⅲ型(图4)。苏家屯次洼梨2井,样品以Ⅱ2和Ⅲ干酪根为主。2.2有机和成熟的丰富2.2.1toc计算结果营一段含油气泥页岩总有机碳(TOC)实测分布范围为0.06%~5.03%,平均值1.062%。并基于苏2井实测TOC数据(图4),建立测井数据计算TOC模型,以计算各钻井营一段TOC值(图5)。梨树断陷营一段TOC计算模型X为幅度差(TOC计算软件处理测井数据结果)。基于TOC计算模型,对梨树断陷48口井TOC计算结果分析显示,各井泥岩段TOC大部分均超过0.5%。泥岩有效厚度,即TOC大于0.5%的泥页岩发育中心,其中一处为苏家屯次洼,另一个位于桑树台洼陷,东南斜坡处相对较薄。TOC大于2.0%的高值区出现于桑树台洼陷,是有机质丰度很高的成藏区域。2.2.2苏家屯次洼内油气特征用镜质体反射率(Ro)确定有机质的热成熟度是最常用的方法。分析测试显示,梨树断陷梨2井主要的烃源岩样品处于生油高峰阶段(Ro为0.7%~1.0%)和高成熟阶段(Ro为1.3%~2.0%),这种成熟度特征与目前苏家屯次洼内分布的油气特征较为一致。研究表明,烃源岩中有机质的镜质体反射率与其埋藏深度之间呈现良好的对数关系。图6、图7为梨树断陷苏家屯次洼梨2井和东侧斜坡区河山1井烃源岩镜质体反射率(Ro)与深度关系图,从拟合关系可以得出,营一段烃源岩均处于成熟-高成熟的热演化阶段。苏家屯次洼营一段最大顶深为3200m,桑树台洼陷最大顶深超过3500m。基于拟合的公式计算,结合有效泥页岩分布深度,得出苏家屯次洼北东部处于成熟阶段,而Ro值在桑树台洼陷的范围则处于高成熟阶段,以生气为主,其中苏家屯次洼Ro最大值为1.5%,桑树台洼陷成熟度为2.0%左右。Ro位于1.2%~1.5%之间区域为油气过渡带。2.3页岩气含气量测量测定泥页岩含气量的方法主要有解吸法和等温吸附法两种,解吸法是测定含气量测试的直接方法,也是最常用的方法,等温吸附法和测井解释法是页岩含气量测试的间接方法。本次采用现场解吸法测量页岩气含气量。对梨树断陷苏家屯次洼苏2井营一段3300~3330m井深8个样品进行现场解吸实验,实测解吸气量,并对损失气量进行恢复(表1)。含气量范围为0.62m3/t~3.09m3/t,平均为1.66m3/t。根据样品计算显示,苏2井含气量为0.4m3/t~4.5m3/t,梨树2井含气量为0.4m3/t~4m3/t。基于含气量与TOC的关系(图8),恢复营一段含油气泥页岩含气量,为1.0m3/t~3.5m3/t。3营一部分泥页岩气的保存条件通过对苏家屯地区苏2井取心的样品孔渗分析测试结果(表2)表明,苏2井营一段泥页岩孔隙度分布在0.89%~5.8%之间,平均值为3.52%;其中3个样品测得了渗透率数据,最高值为1.54md,其它2个样品的渗透率较低,分别为0.0141md和0.00116md。从苏2井营一段泥页岩的扫描电镜分析结果来看(图9),营一段泥页岩层间微裂缝发育,且多被高等植物残体充填,黏土矿物顺层发育。高等植物残片内有机微孔隙发育良好,一般在0.58μm~13.1μm之间,且多被炭化,炭化孢子囊中内部微孔隙和气孔发育良好,虽然致密,但仍具备较好的气体储集空间。页岩气的成藏对保存条件要求极高。营一段页岩气有利的保存条件主要有:(1)区域内地层产状较平缓,断裂不发育;(2)泥页岩埋深较大,超过3500m;(3)上覆地层具有异常高压的封闭体系。4营一部分泥页岩段梨树断陷营一段沉积期,东部和北部地层为三角洲沉积;中部与西侧为半深湖、深湖沉积,地层厚度变厚,深灰色泥页岩发育。因此,营一段泥页岩段分布于盆地中部的苏家屯次洼和桑树台洼陷一侧。营一段TOC>0.5%的含油气泥页岩与存在于这两个厚度中心内,其中苏家屯次洼,有效泥页岩厚度达240m,面积约为80km2;另一个厚度中心位于桑树台洼陷,最大厚度超过260m,面积约为500km2;东南斜坡处相对较薄,厚度范围为30~70m(图10)。5储集层研究对象外部因素分析梨树断陷下白垩统营城组主要为湖泊相沉积,其中半深湖、深湖亚相发育黑色和灰黑色泥页岩,具有形成较好的页岩气资源潜力。在区域构造和沉积控制下发育深灰色泥页岩是该区页岩气“生储盖”三位一体的物质基础。该区营一段有机质类型为Ⅱ2和Ⅲ干酪根为主,TOC在0.5%~2.0%之间,Ro在0.7%~2.0%的范围内。说明有机质丰度高、成熟度高,是页岩气成藏的有利地化条件。泥页岩在营一段分布稳定,面积大约为500km2;埋深较深,顶深超过3200m;最大有效厚度为240m左右,是梨树断陷重要的页岩气勘探目的层系。通过苏2井含气量解吸试验和物性分析试验表明,样品含气量较大,平均含气量在1.66m3/t左右。整个营一段的平均含气量为1.0m3/t~3.5m3/t。物性条件方面,泥页岩孔隙度平均值为3.52%;渗透率较低