鄂尔多斯盆地东缘临兴区块页岩气成藏因素分析及富集区预测

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2022.045

摘要/Abstract

摘要：

结合中联公司前期勘探成果,基于钻井、岩心、测井资料及实验数据,对鄂尔多斯盆地东缘临兴区块本溪组、太原组和山西组泥页岩沉积特征、有机地球化学特征、储层特征以及含气性特征进行了研究,重点讨论了页岩气的富集区。研究成果表明:本溪组和太原组发育潮坪相沉积环境,山西组发育三角洲相沉积环境;整体属于中等-优质烃源岩,太原组烃源岩最好;本溪组和山西组有机质类型主要以腐殖型为主,太原组有机质类型主要以混合型-腐殖型为主;有机质成熟度整体处于成熟-高成熟阶段,具有良好的生烃潜力;储集层微裂隙较发育,属于低孔低渗类型;山西组和太原组的脆性矿物含量在50%以上,有利于后期压裂;研究区泥页岩具有较高的含气量和较强的吸附能力;山西组页岩气富集区主要集中在北部和西南部,太原组页岩气富集区主要集中在北部,且资源潜力最优,本溪组页岩气富集区主要集中在西北部和东北部边缘一小块区域,且资源潜力有限。

关键词: 临兴区块, 页岩气, 富集区预测, 鄂尔多斯盆地

Abstract:

Based on preliminary exploration results by the China United Coalbed Methane Co. Ltd., we studied the drill-core logging and analysis data, the characteristics of sedimentation, organic geochemistry, reservoir and gas content of the Benxi, Taiyuan and Shanxi formations of the Linxing Block, in the eastern margin of the Ordos Basin. We focused on the shale gas enrichment area. Our results show that the Benxi, Taiyuan and Shanxi formations were deposited in a marine-continental transitional environment. The local muddy shale is medium-high-quality source rocks, with the Taiyuan Formation being the best. The organic matter type is mainly mixed-humus, and the organic matter is generally of mature-high maturity with good hydrocarbon generation potential. Local microcracks are well developed and belong to low-porosity and low-permeability type, and the brittle mineral content of the Shanxi and Taiyuan formations is over 50%, which is conducive to later fracturing. The shale gas enrichment area of the Shanxi Formation is mainly concentrated in the north and southwest, whilst that of the Taiyuan Formation is mainly concentrated in the north and has the best potential. Meanwhile, the shale gas enrichment area of the Benxi Formation is mainly concentrated locally on the margin of the northwest and northeast, with limited resource potential.

Key words: Linxing block, shale gas, enrichment area prediction, Ordos basin

中图分类号:

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图/表 12

图1 鄂尔多斯盆地(a)及临兴区块构造简图(b)

Fig.1 Tectonic maps of the Ordos basin(a) and Linxing block(b)

图2 LX-101井本溪组、太原组和山西组综合柱状图

Fig.2 Integrated histogram of the Benxi, Taiyuan and Shanxi formations in well LX-101

图3 临兴区块本溪组(a)、太原组(b)和山西组(c)泥页岩累计厚度等值线图(单位:m)

Fig.3 Contour maps for accumulated thickness map of carbonaceous mudstone of the Benxi (a),Taiyuan (b) and Shanxi(c) formations in the Linxing block(unit:m)

图4 研究区泥页岩有机质丰度分布特征

Fig.4 Organic matter abundance distribution in the study area

图5 研究区泥页岩氢指数-Tmax图

Fig.5 Tmax- IH map of shale in the study area

图6 临兴区块本溪组、太原组和山西组全岩矿物组成特征

Fig.6 Mineral composition of shale from the Benxi, Taiyuan and Shanxi formations in the Linxing block

图7 临兴区块本溪组、太原组和山西组泥页岩扫描电镜图 (a)山西组,可见较连通的有机质孔隙; (b)山西组,见宽约11 μm微裂缝;(c)太原组,有机质内孔隙发育; (d)太原组,可见有机质中较连通,微裂隙发育;(e)本溪组,较大的溶蚀孔隙; (f)本溪组,可见粒间宽约5 μm微裂缝

Fig.7 Scanning electron microscope images of muddy shale of the Benxi, Taiyuan and Shanxi formations in the Linxing block

图8 临兴区块泥页岩孔隙度(左)和渗透率(右)分布直方图 (a)山西组;(b)太原组;(c)本溪组

Fig.8 Histograms of porosity (left) and permeability (right) distribution in the Linxing block

图9 含气量分布直方图

Fig.9 Histogram of shale gas content

表1 临兴区块本溪组—山西组与甘泉地区陆相延长组、川南威远长宁地区海相龙马溪组页岩关键参数对比

Table 1 Comparison of key shale parameters between the Benxi, Taiyuan and Shanxi formations in the Linxing block, Yanchang Formation at Ganquan, and the Longmaxi Formation in southern Sichuan Basin

地区		厚度/m	TOC/%	成熟度/%	有机质类型	黏土矿物含量/%	脆性矿物含量/%	含气量/(m³/t)
临兴区块海陆过渡相	本溪组	64	2.26	成熟-高成熟	Ⅱ₁-Ⅲ型为主	76.0	22.5	0.98
	太原组	43	3.80	成熟-高成熟	Ⅱ₁-Ⅲ型为主	46.7	51.4	1.26
	山西组	102	3.17	成熟-高成熟	Ⅱ₁-Ⅲ型为主	45.0	53.1	1.24
甘泉地区陆相	延长组	90	4.00	1.10	Ⅱ₁型为主	48.9	46.2	3.00
川南威远长宁地区海相	龙马溪组	70	2.70	2.42	Ⅰ型为主	45.0	40.5	3.75

表2 海陆过渡相页岩气有利区评价参数[32]

Table 2 Evaluation parameters of favorable regions for marine-terrestrial transitional phase shale gas[32]

一级参数	二级参数	Ⅰ类	Ⅱ类	Ⅲ类
电性参数	自然伽马	高值(>170 API)	中高值(>100 API),局部低值	高值
	井径	部分扩径	部分扩径	无
	声波时差	中高值	中高值	低值
	中子孔隙度	高值	高值	低值
	地层密度	中低值	中低值	高值
	光电吸收截面指数	低值	低值	高值
	深浅电阻率	高值,深浅侧向几乎重合	高低交互,深浅侧向几乎重合	低值
富集性参数	构造	远离断裂、微构造高点	构造复杂
	沉积	沼泽相	水下分流间湾	三角洲前缘
	有机质类型	Ⅱ、Ⅲ	Ⅱ、Ⅲ	Ⅱ、Ⅲ
	R_o/%	>1.3	>0.9	>0.7
	含气页岩有效厚度/m	≥30	≥25	<25
	含气量/(m³/t)	>2	≥1	>1
	TOC/%	>4	≥2	≥1
	孔隙度/%	>4	≥2	≥1
可压性参数	埋深/m	1 500~3 500	1 500~3 500	≤1 500或≥3 500
	脆性矿物含量/%	≥60	≥45	/
	脆性指数/%	≥50	≥35	/
	裂缝密度/m^-1	≥0.01	≥0.05	/

图10 临兴区块本溪组(a)、太原组(b)和山西组(c)页岩气富集区预测图

Fig.10 Map of predicted shale gas enrichment area for the Benxi Formation (a),Taiyuan Formation (b) and Shanxi Formation (c) in the Linxing block

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