雪峰山複雜構造區獲寒武係頁岩氣新區新層係重要發現

來源:武漢地調中心 作者:彭中勤/文;苗鳳彬/圖 發布時間:2017-05-09

湘張地1井是中國地質調查局武漢地質調查中心部署並組織實施的一口頁岩氣調查井,該井主探下寒武統牛蹄塘組頁岩氣,兼探中寒武統敖溪組含氣性,設計井深2000米。該井位於湖南省張家界市永定區沅古坪鎮柏楊坪村,其構造位置處於雪峰隆起帶北側、慈利-保靖斷裂以東的複雜構造區內。該區斷層發育,保存條件成為影響頁岩氣聚集成藏的關鍵因素,因此,項目組將該井部署於慈利-保靖斷裂上盤所發育的兩條逆衝斷層之間的相對穩定區內。

湘張地1井完鑽井深2018.25米,開孔層位為奧陶係底部鍋塘組,從上至下依次鑽穿寒武係追屯組、比條組、車夫組、花橋組、敖溪組、清虛洞組、杷榔組和牛蹄塘組,鑽至震旦係頂部燈影組完鑽,獲得了雪峰山地區寒武係斜坡帶敖溪組新區新層係頁岩氣、清虛洞組下部裂縫型天然氣、以及牛蹄塘組頁岩氣等一係列重要發現:

一是鑽獲中寒武統敖溪組頁岩氣,為雪峰山地區新區新層係的重要發現。湘張地1井鑽至中寒武統敖溪組白雲岩、灰岩之下1375.5-1551.6米時黑色泥頁岩大量出現,主要岩性變為泥頁岩夾泥質灰岩,泥頁岩岩心累計厚度超過90米,其水浸實驗均有氣顯,其中1387.7-1411.6米與1434.4-1483.2米兩段氣顯較為強烈,尤其是裂縫發育的岩心段氣顯異常強烈,對兩段泥頁岩樣品采用燃燒法解析測試的含氣量為0.64-2.31立方米/噸,解釋為較好含氣層段,兩段岩心累計厚度達72.7米,反映出該段泥頁岩高含氣性縱向上跨度大。敖溪組黑色泥頁岩廣泛發育於湘西吉首-張家界地區的寒武係斜坡相帶上,分布麵積廣,是本項目發現的寒武係除牛蹄塘組之外的一個新層係,該層係的發現拓寬了整個湘西地區頁岩氣勘探層位和勘探區。

二是鑽獲寒武係清虛洞組碳酸鹽岩、泥頁岩互層中的裂縫型天然氣,為探索清虛洞組天然氣成藏理論提供了新的材料。湘張地1井鑽至清虛洞組井深1692.9-1708.3米泥頁岩、泥灰岩段時,現場錄井氣測值迅速升高,錄井全烴值最高達到10.4%,並對錄井儀收集的隨鑽井液返排氣體直接點火成功,火焰呈淡藍色,同時對該段泥頁岩樣品現場解吸的含氣量值分布在0.77-1.98立方米/噸,顯示該層段除微裂縫氣外的泥岩吸附氣量較高,為清虛洞組中的一個優質含氣層。結合岩心及地表露頭綜合分析,該層段灰岩及泥岩中縱向裂縫發育,且裂縫遇不同岩性往往尖滅,該層段錄井氣測值的迅速躥升,正是微裂縫發育的表征。該含氣層的發現為今後碳酸岩、泥頁岩共存層位的油氣勘探增添了新的關注點,為探索清虛洞組天然氣成藏理論提供了新的材料。

三是鑽獲寒武係牛蹄塘組優質泥頁岩含氣層,提振了在複雜構造區勘探該層係頁岩氣的信心。湘張地1井牛蹄塘組泥頁岩從上至下共分為三段,其岩心水浸實驗均有氣顯,氣測全烴值主要分布在1%-7%,從含氣性現場解析測試來看,中段(1909.2-1982.4米)含氣性最好,其岩性主要為灰黑色炭質泥岩夾少量薄層泥質灰岩,其樣品解析氣含量0.12-1.59立方米/噸,含氣量超過0.5立方米/噸的連續泥岩段厚度達到32米(1933-1965米),為牛蹄塘組的主含氣層,體現出該區牛蹄塘組泥頁岩良好的含氣性。同時,該組泥頁岩縱向上含氣性存在差異,在裂縫發育段含氣量明顯較高,反映出裂縫對該組泥頁岩含氣性的改善作用。湘張地1井鑽獲牛蹄塘組頁岩氣,是繼宜昌黃陵隆起周緣寒武係水井沱組頁岩氣重大發現之後,中揚子地區(含雪峰山地區)在寒武係頁岩氣勘探的又一重要發現,大大提振了雪峰隆起構造帶寒武係頁岩氣勘探的信心。

四是鑽遇震旦係燈影組孔縫型白雲岩儲層,氣顯明顯,揭示了該區新生古儲常規天然氣勘探巨大潛力。湘張地1井鑽至井深1998.0-2010.4米震旦係燈影組白雲岩、矽質白雲岩段時,現場錄井氣測全烴值升高,且穩定在3%左右,解析氣含量相對較低,表明該段為較好的常規儲層段。該段泥晶白雲岩裂縫與溶孔極為發育,且低角度縫與高角度縫均有發育,局部形成網狀裂縫係統,縫中多見方解石不完全充填;溶孔多分布在裂縫邊緣或內部,尤其在裂縫交匯處較為發育,以團簇狀、狹長條帶狀、針孔狀為主,部分溶孔中充填瀝青質,表明該層段地質曆史時期曾發生過油氣充注。孔縫的發育極大的改善了該層段白雲岩的儲集空間。燈影組白雲岩上覆的寒武係牛蹄塘組黑色頁岩為優質烴源岩層,同時,牛蹄塘組與杷榔組泥岩蓋層條件優越,形成了良好的生、儲、蓋配套組合,揭示了該區新生古儲常規天然氣勘探巨大潛力。

燈影組白雲岩儲層段岩心裂縫分布

 

清虛洞組頁岩氣點火試驗

 

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