中国地质调查成果快讯：宜昌-湘中地区页岩气调查取得重大突破，3口参数井均探获含气
- 2020-04-24 08:53:37
- 来源：中国地质调查成果快讯
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原标题：湖南中部上古生界页岩气战略选区调查取得新进展
来源于《中国地质调查成果快讯》
摘要：湘中涟源凹陷与宜昌斜坡带是已经被证实具较大页岩气勘探潜力的地区。选择宜昌斜坡带、涟源凹陷车田江向斜作为工作区，重点针对奥陶系五峰组—志留系龙马溪组、石炭系测水组2个页岩层系部署实施参数井3口，实现了宜昌斜坡带五峰组—龙马溪组页岩气重大发现，为中扬子地区志留系页岩气重大突破奠定坚实的基础，获取了页岩气详细评价参数，有力地支撑了宜昌页岩气示范基地的建设，并且带动了周边油田页岩气勘探。
1.项目概况
“湘中坳陷上古生界页岩气战略选区调查”项目，归属于“全国油气资源战略选区调查”工程，由自然资源部中国地质调查局武汉地质调查中心承担。总体目标任务是在涟源凹陷与宜昌斜坡带部署实施页岩气参数井工程，以期实现页岩气资源调查战略突破，获取资源评价参数，开展石炭系和志留系页岩气形成富集主控因素研究，评价页岩气资源潜力，查明页岩气富集主控因素。项目实施过程中，为贯彻落实中国地质调查局党组关于“调整优化页岩气油气调查部署，加大宜昌地区联合攻坚力度”的精神，支撑“鄂西地区油气页岩气地质调查联合攻坚”，完成“在宜昌先导区查明支撑100亿m3/a产能的页岩气资源基础”的目标，项目将工作投入向宜昌地区进行部分调整与聚焦，力争将宜昌页岩气项目成果拓展夯实。
2.成果简介
（1）鄂宜页2井实现了中扬子地区志留系页岩气调查重大发现，为宜昌地区志留系页岩气重大突破奠定基础，开拓了长江中游油气勘探新领域。在宜昌龙泉镇双泉村实施的鄂宜页2井钻获奥陶系五峰组—志留系龙马溪组含气页岩38.5m，TOC大于2%的优质页岩16.7m，现场解析总含气量在1.03～3.33m3/t，平均1.97m3/t（图1），水浸试验气泡剧烈，实现了中扬子地区志留系页岩气调查的重大发现。通过综合钻井、常规测井、目的层特殊测井和样品分析测试资料，开展储层综合评价，指出含气页岩底部10m具有“三高二低” 的电性特征和高TOC、孔隙度、含气性和硅的特点，是页岩气富集的最优质的储层。2017年，对鄂宜页2井最优质储层开展500m水平段压裂试气，获日产量3.15万m3/d，无阻流量为5.76万m3/d的工业气流，实现了中扬子地区志留系页岩气调查的重大突破，开拓了长江中游油气勘探新领域。
图1 鄂宜页2井奥陶系五峰组—志留系龙马溪组页岩储层综合评价图
（2）鄂宜页3井钻获志留系、寒武系页岩气层，进一步巩固了鄂西地区页岩气资源基础。部署在黄陵隆起东缘的鄂宜页3井从井深1411.6m时见气测异常，全烃值由0.11%上升至3.21m%，甲烷含量由0.066%上升至1.922%，共计钻获奥陶系五峰组志留系龙马溪组含气页岩38m（1414～1452m），其中底部22m（1430～1452m）为页岩气层段，总含气量主要分布于0.88～2.48m3/t之间，最高可达3.86m3/t，平均为1.78m3/t，浸水试验气泡剧烈（图2）。鄂宜页3井钻至井深2968m寒武系水井沱组时见气测异常，全烃值从0.20%上升至1.83%，共计钻获含气层段85m/2层，页岩47m，其中底部15m为优质页岩段，岩性为黑色炭质页岩，富含黄铁矿，水浸试验气泡显示较好。鄂宜页3井五峰组—龙马溪组页岩气的发现，将该层系页岩气目标区向西南拓展，结合二维地震勘探成果，采用井—震结合的方法，开展了志留系页岩气储层的甜点识别。此外，该井钻遇寒武系水井沱组富有机质泥页岩，证实了黄陵隆起东南缘存在一个台内凹陷，二维地震资料揭示，此台内凹陷沉积的富有机质泥页岩厚度最大可达60m，台内凹陷面积可达270km2。鄂宜页3井钻获寒武系水井沱组页岩气的显示证实了台内凹陷亦具有含气潜力，根据二维地震处理解释和综合评价结果，该新区页岩气Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ类有利区面积分别为74.3km2、46.2km2和79.5km2，进一步拓展了寒武系页岩气勘探区范围（图3）。
图2 鄂宜页3井龙马溪组岩心水浸实验与层面照片
图3 宜昌地区寒武系水井沱组页岩气综合评价图
（3）湘涟页1井钻获石炭系海陆过渡相“三气”显示，为湘中地区下一步石炭系油气勘探奠定基础。在湘中凹陷部署的湘涟页1井钻获测水组含气页岩段51m，其中炭质页岩21.8m，煤层7.2m，含炭质泥质粉砂岩16.9m，全烃从0.11%上升到最大1.83%，甲烷则从0.1%上升到1.6%，现场解吸实验结果显示总含气量介于0.11～0.38m3/t，平均为0.15m3/t，水浸实验发现明显气泡。另外，湘涟页1井钻获石磴子组含气层共71m，气测全烃介于0.12%～1.67%之间，甲烷值介于0.06%～1.37%之间，现场含气量为0.15m3/t～0.70m3/t，平均为0.21m3/ t（图4），水浸实验气泡较为剧烈。
图4 湘涟页1井石炭系测水组、石磴子组综合柱状图
（4）完成了宜昌地区志留系和湘中地区石炭系页岩气资源潜力评价，优选6个有利区、1个目标区。通过井—震结合的方法，开展了页岩气储层的甜点识别，并参考沉积相、地震预测成果、埋深、地震资料品质、断裂发育情况进行综合评价，进一步圈定了页岩气有利区范围，共划分出有利区6个，目标区1个。其中在宜昌斜坡带志留系划分出分乡-龙泉有利区、南漳-远安有利区和龙泉目标区，有利区面积1703.4km2，估算地质资源量4275.19×108m3；龙泉目标区面积632.8km2，估算地质资源量1452.1×108m3。在湘中涟源凹陷划分出车田江向斜、桥头河向斜、斗笠山向斜、洪山殿向斜共4个有利区，面积共计877.9km2，资源量合计可达1317×108m3。
（5）查明了宜昌地区志留系页岩气形成富集主控因素，指出WF1-LM3笔石带（优质储层段）发育完整是宜昌地区志留系页岩气形成的基础，宜昌斜坡带稳定的构造保存是页岩气富集的关键，并建立了页岩气成藏模式。通过古生物、有机-无机地球化学、含气性、储集物性等综合研究，对比宜昌斜坡地区志留系页岩气井，综合分析页岩气成藏的主控因素，指出WF1-LM3笔石带（优质储层段）发育完整是宜昌地区志留系页岩气形成的基础，宜昌斜坡带稳定的构造保存是页岩气富集的关键，古地理、古气候、古环境造成LM5-LM6笔石带的缺失，是宜昌地区志留系黑色页岩厚度和含气性差于焦石坝地区的主要原因。基于鄂宜页2井、鄂宜页3井勘探发现，早先形成的逆断层在区域水平应力的作用下发生了一定程度的旋转，对志留系页岩气构成封闭作用，结合二维地震资料分析，确定黄陵基底隆升所派生的压扭性断裂对志留系的储层有重要的封堵作用，以此为依据建立“逆冲走滑断裂控藏型”页岩气成藏模式。
（6）探索了涟源凹陷石炭系测水组页岩气富集主控因素，初步建立了成藏模式。基于涟参1井、湘涟页1井及2015H-D6井页岩气勘探发现，可以判定涟源凹陷页岩气含气量主控因素不是有机碳，而是成熟度、保存条件。泻湖沼泽相煤层和炭质页岩发育是页岩气形成的基础，但页岩演化程度过高造成有机质孔隙坍塌收缩，储集物性较差，而后期构造运动（滑脱层）破坏了部分区域保存条件进一步导致页岩含气量变差。向斜内相对稳定的构造特征，以及测水组炭质页岩之上广泛发育的煤层、梓门桥组膏岩层和印支—燕山期形成的逆冲断层共同作用下，在向斜内形成一定范围的压力封闭，有利于原地页岩生气并就近成藏，而向斜中心受滑脱层显著的影响，导致气体自核部向两翼顺层小幅度运移，进而在翼聚集成藏（图5）。
图5 涟参1井、湘涟页1井及2015H-D6井气测效果（上）与运聚路线（下）
3.成果意义
实现了宜昌斜坡带五峰组—龙马溪组页岩气重大发现，为中扬子地区志留系页岩气重大突破奠定坚实的基础，获取了页岩气详细评价参数。通过蒙托卡洛法估算了页岩气资源量，有力地支撑了宜昌页岩气示范基地的建设。提出WF1-LM3笔石带发育完整和宜昌斜坡带稳定的构造背景是页岩气形成富集的主控因素，建立宜昌斜坡带断裂控藏页岩气成藏模式，指导了宜昌地区下一步页岩气勘探。在原鄂宜页2井基础上部署实施的水平井——鄂宜页2HF井，通过水力压裂获得气产量3.15×104m3/d，无阻5.76×104m3/d工业气流，取得了宜昌斜坡地区五峰组—龙马溪组的页岩气突破，极大地提振页岩气勘探信心。宜昌斜坡区五峰组—龙马溪组的重大发现与突破有效带动油气公司在宜昌地区的页岩气勘探开发工作。
