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鄂尔多斯盆地南部铜川—延安地区三叠系油页岩资源调查评价

2014-03-20

“鄂尔多斯盆地南部铜川延安地区三叠系油页岩资源调查评价”项目(项目编号:1212011120963)。由中国地质调查局西安地质调查中心承担,负责人为李玉宏教授级高工,项目以油页岩及伴生矿产资源潜力综合评价为目标,通过地质调查与油页岩钻探、油页岩地球物理探测(电法剖面试验、测井)及大量样品分析测试,充分收集利用工作区石油钻探资料,开展了油页岩测井解释、成矿条件和分布规律研究,以及油页岩资源潜力评价。初步建立了研究区油页岩测井识别方法和含油率计算模板;总结了研究区油页岩特征和成矿模式;初步探索了工作区油页岩电法探测方法;预测了工作区长7油页岩资源量,评价认为该区具有大型—特大型规模油页岩矿产地资源前景同时根据项目执行中发现的石油、页岩气等伴生能源矿产显示,按照多种伴生能源矿产综合评价的思路,结合区域资料,对石油及页岩气资源前景进行了概略评价。该项目对鄂尔多斯盆地东南部新区、新层系、新领域油气资源勘探发挥了引导作用,也为相关企业进一步在该区开展多种能源矿产综合勘查利用提供了依据。

该项目的主要研究内容包括:以三叠系延长组长7油页岩为主要目的层,研究油页岩成矿地质条件,进行油页岩资源潜力评价和资源量预测,优选有利勘探目标区;探索油页岩地球物理探测方法与测井解释模型,为进一步工作提供有效技术手段;综合评价潜在的伴生能源矿产。经项目组成员的努力,取得了多项成果:

1)找矿效果显著

在充分研究前人成果的基础上,精心部署的3口钻孔,均钻遇了良好的长7油页岩层段,并且在新区长4+5、长6油层组和长10新层系均发现良好油气显示。何3井在发现良好油页岩矿层的同时,在鄂尔多斯盆地南部新区发现长4+5、长6传统层位良好的石油显示,钻获油浸及以上含油岩芯28.66m,何3-1井进一步在南部新区发现长7页岩气显示和长10新层系油层,推进了鄂尔多斯盆地南部地区的油气地质工作。

2)建立了油页岩地球物理测井解释模型,为利用油田测井资料解释油页岩奠定了基础

目前,油页岩评价过程中的主要参数(如含油率等)都是采用实验室测试岩心的方法来获得。虽然该方法获得的数据较为准确,但由于现场工作的实际情况、经济成本等原因的影响,不可能每口井都做大量取心和分析化验,而且由于油页岩含油率在纵向分布非均质性强,使得分析获得的数据十分有限,且纵向连续性不好。测井资料具有数量多、分辨率高、连续性好等特点,利用测井资料进行油页岩评价可以在降低成本的基础上获得更多且连续性好的数据,弥补常规方法的不足,提高资源量估算的准确性。

此次研究首先根据油页岩探井大量岩心的有机碳、含油率分析数据,运用ΔlogR法建立了油页岩有机碳、含油率与测井曲线之间的关系,得出了含油率计算公式。通过与实测值的对比,其绝对误差为0.94%,相对误差为20%,为利用盆地中已有各类测井资料进行油页岩识别和资源评价建立了有效的途径。项目结合所收集油田测井资料对工作区油页岩进行了系统的测井识别,提高了资源量计算的准确性,对利用测井资料解释评价油页岩也具有良好的示范推广意义。

  (3)电法勘查试验取得了新认识

目前油页岩勘查主要以露头/浅埋区地面地质调查及地面槽(硐)探工程为主,深部油页岩勘查只有钻井工程方法,勘查手段有限。寻找经济有效的物探方法指导钻探工作,减少钻探工作量,具有十分重要的意义。区内高电阻率的油页岩与围岩有较大的电阻率差异,具有进行电法测量的地球物理基础。为此,进行了电法试验,为下一步工作探索物探勘查方法。

受油页岩层段厚度较薄(20m左右)等条件影响,3种电法测量方法都仅能大致反映油页岩层可能出现的深度(顶界),直流测深和瞬变电磁方法可大致确定中等埋藏深度(0500m范围)油页岩层埋深,对埋藏深度大的油页岩层存在信号强度弱、分层能力差等问题;可控源音频大地电磁测深由于分辨率局限,仅宏观上可以判断油页岩顶部埋藏深度(高阻界面)。对比3种方法电性断面,可控源电磁方法获得的电性断面和其他方法测深电性断面有较大差别,瞬变电磁和直流测深电性断面趋势变化基本一致。瞬变电磁观测衰减二次场的感应信号,对低阻体敏感;直流测深观测一次场电压,遇到高阻屏蔽层时会形成深部高阻假象。

4)总结了研究区油页岩成矿模式,明确了油页岩特征,预测了油页岩资源量

鄂尔多斯盆地三叠系延长组油页岩形成于大型克拉通盆地的坳陷期,长7、长8和长9均不同程度地发育有油页岩,其中以长7下部的油页岩分布最广(在整个研究区均有分布),厚度较大(一般厚度15m左右,最厚可达35m),品质较好(平均含油率5.2%)。油页岩矿主要为中品级、中灰分、高硫油页岩,密度平均为2.14g/cm3。研究认为浅湖半深湖过渡带是最有利的油页岩成矿带。预测工作区长7油页岩工业品级以上的矿体面积达1.08×104km2,其中,500m以浅的油页岩远景资源量1346.46×108t,折算干馏页岩油远景资源量63.70×108t,资源潜力巨大,具有大型特大型油页岩矿床远景。优选出铜川何家坊地区是油页岩最有利开发利用区。

5)发现长10含油新层系

3-1井在长10段共计钻遇含油显示段16m。对长101油藏特征及油源对比的分析认为,长101油藏为弱构造-岩性油藏,长101原油与延长组上组合原油的有机地球化学特征有明显的差异。对延长组下组合的初步分析认为,延长组下组合蕴涵着较丰富的油气资源,其中长101的物性最好,其次是长9,再次是长8。长101的渗透性甚至好于长4+5和长6,为长101油藏的形成奠定了良好的储集条件。

6)研究区长4+5和长6有较好的油气资源潜力

钻探过程中在长4+5和长6油层组中发现了多套油层,长4+5~长6储层非均质性较强,总体属低孔特低渗储层。在调查区南部新优选了2个油气有利区,分别为宜君-铜川有利区和旬邑有利区。长4+5有利区分布面积1822 km2,旬邑有利区位于三角洲前缘水下分流河道和浊积岩砂体带,鼻状隆起高点,断裂较发育,宜君-铜川有利区内何3井和何3-1井已见油浸砂岩。长6有利区分布面积1990km2,旬邑有利区较大,宜君-铜川有利区内何3井和何3-1井已见油浸砂岩,2个有利区主体位于浊积扇之上。

7)长7油页岩段具有形成页岩气的基本条件

3-1井施钻过程中,在长7油页岩段发现较好的气测异常,异常值是背景值的34倍。采集的7件样品瓦斯含量在0.250.40 m3/t,平均0.35 m3/t,含气性较好。通过研究区油页岩特征与国内外已开展页岩气商业开采地区的页岩特征及页岩气富集区选区参数对比, 区内油页岩TOC含量极高,可以弥补厚度和低演化程度导致的生气量不足。结合区域页岩气勘查进展,认为该区具有一定的页岩气前景。

项目负责人简介

李玉宏,博士,教授级高级工程师,西安地质矿产研究所能源地质处副处长,陕西省石油学会非常规油气勘探开发专业委员会副主任。长期从事石油天然气与非常规油气调查评价研究,主持和参加油田技术服务项目30余项,地调科研项目10余项。2007年以来,先后负责了西北地区油气基础地质调查(项目副负责)、渭河盆地氦气调查评价(项目负责)等2项地质矿产调查评价计划项目和陕西省铜川市何家坊地区油页岩资源普查(项目负责)、陕北地区油页岩成矿规律及资源潜力研究(项目副负责)、内蒙古自治区西部油页岩矿产资源调查评价(项目副负责)、渭河盆地富氦深源天然气调查(项目负责)、西北地区中小盆地群油气资源远景调查评价(项目副负责),新疆东部主要含煤区煤炭资源综合评价(项目负责)、鄂尔多斯盆地南部铜川—延安地区三叠系油页岩资源调查评价(项目负责)、渭河盆地氦及伴生气资源远景调查与选区评价(项目负责)、柴达木盆地北缘油气资源潜力评价(项目负责)等项目的地调科研工作。在国内期刊上发表学术论文50余篇,获陕西省科技进步三等奖1项,中国地质调查成果一等奖1项,延安市科技进步二等奖2项,延长油矿管理局科技进步二等奖2项。荣获“西安市职工经济技术创新能手”称号。