基于神经网络聚类分析的深层页岩储层岩相识别——以川南筇竹寺组为例

随着中国石化西南油气分公司下寒武统筇竹寺组页岩气勘探的重大突破;四川海相页岩气勘探热点逐渐从龙马溪组向筇竹寺组进行转变。因此;如何对页岩岩相进行准确识别是现阶段勘探工作中尚待解决的难题。为了解决这一问题;根据岩芯样品的有机质含量和X射线衍射实验结果;将筇竹寺组深层页岩储层划分为5种岩相(富有机质的粉砂质页岩和含钙粉砂质页岩、贫有机质的粉砂质页岩、含钙粉砂质页岩和黏土质页岩)。在三角图岩相划分和岩相特征分析的基础上;基于神经网络聚类分析理论建立了深层页岩气储层岩相识别工作流和模型;测试、验证和训练数据集的混淆矩阵结果均大于88%;识别准确性高。利用其模型对Z2井岩相进行了识别;比传统的岩相方法更加准确、高效;有助于研究区深层页岩气储层的高效开发;也为深层—超深层页岩气储层岩相识别研究提供了新思路。     

四川盆地中部龙王庙组储层成岩作用

四川盆地中部地区下寒武统龙王庙组是油气勘探研究的重点层位。根据钻井资料、测井数据、岩心观察、普通薄片、铸体薄片、阴极发光、碳氧稳定同位素和主元素等分析,对龙王庙组储层成岩作用进行了研究,结果表明为颗粒白云岩和晶粒白云岩是龙王庙组主要的储集岩性,成岩作用主要有建设性、破坏性和保持性。建设性成岩作用主要包括溶蚀、破裂和烃类(有机酸)充注作用,破坏性成岩作用主要包括压实和压溶作用,保持性成岩作用主要包括胶结、白云石化和泥晶化作用。揭示了颗粒滩微相是龙王庙组优质碳酸盐岩储层发育的基础条件,海水白云石化、准同生期淡水溶蚀和烃类(有机酸)充注作用是优质储层形成的关键因素。     

页岩气成藏体系研究——以四川盆地及其周缘下寒武统为例

页岩气是非常规天然气藏的一种,属于"单源一位"成藏体系,在成藏特征上不同于常规油气,集烃源体、输导体和圈闭体等所有关键的成藏体系各要素于同一套页岩层.在成藏体系的划分上,页岩气藏不同于常规成藏体系的划分.综合考虑页岩层系发育时代、沉积特征、演化历史、所处现今大地构造位置、构造特征、页岩残留状况、分布特点、埋深和含气量等因素,提出了页岩气成藏体系划分的一般性原则.将四川盆地及其周缘下寒武统页岩气成藏体系划分为川南—川东南、黔北—黔中、渝东、湘鄂西、龙门山、米仓山—大巴山和川中7个成藏体系,并按战略展开区、战略突破区、战略准备区和战略远景区4个层次对成藏体系进行了评价,明确了勘探层次.     

湘东南拗陷龙潭组泥页岩储层特征

探讨湘东南拗陷上二叠统龙潭组泥页岩的页岩气储层特征,借鉴北美页岩气储层研究方法和评价标准并与美国福特沃斯盆地的Barnett页岩进行比对研究。通过实测剖面和系统采样,采用X射线衍射技术、扫描电镜技术与能谱技术相结合的方法,分析龙潭组泥页岩有机碳含量、矿物组成、微孔隙、裂缝类型及发育程度等特征。结果表明,龙潭组储层的有机碳质量分数平均为3.54%;岩石矿物成分中石英的平均质量分数为27%,碳酸盐矿物的平均质量分数为38%,黏土矿物的平均质量分数为35%,同时含有一定量的黄铁矿;其微孔隙发育有晶间孔、晶内孔、粒间孔、溶蚀孔、粒缘孔、印模孔、有机质孔等;实测孔隙度分布在0.7%～16.7%之间;不同尺度的裂缝广泛发育。通过与美国福特沃斯盆地的Barnett页岩对比,认为该地区泥页岩具有良好的页岩气储层特征;同时对该储层孔隙度及其影响因素进行探讨发现,较高的石英含量对其孔隙度发育具有建设性意义。     

四川盆地及其周缘五峰组—龙马溪组黑色页岩特征

从源岩到储层的思路,探讨了四川盆地及其周缘上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组沉积特征、储层特征及含气性特征。通过对野外露头样品进行地球化学分析、矿物学分析和等温吸附实验,表明五峰组-龙马溪组:①下段黑色页岩段沉积环境为深水陆棚;②岩性有硅质岩、黑色页岩、粉砂岩、生物灰岩及斑脱岩等5种;③下段黑色页岩段有效页岩厚度达到50m,TOC质量分数平均值为3.81%,成熟度平均值为1.62%,脆性矿物中石英的质量分数平均值为54.94%,从底到顶石英含量与TOC含量成正相关;④微孔可分为粒间孔、粒内孔、有机质孔及微裂缝4类,最具油气意义的是有机质孔和黏土片间孔;⑤吸附量Langmuir体积参数介于1.52～3.01cm3/g之间,均值为2.33cm3/g,黑色页岩中的有机质微孔是控制含气量的主要因素。     

赣东北地区下寒武统荷塘组页岩储层特征

通过显微薄片、扫描电镜及X 射线衍射等对赣东北下寒武统荷塘组44 块黑色泥页岩进行了实验分析,从
地球化学特征、岩石学特征、物性与储集空间特征等方面对泥页岩储层特征进行了研究。研究结果表明：研究区荷
塘组泥页岩厚22.1～735.0 m,单层厚度可达19.59～125.16 m;有机质含量在3.32%～11.40%,平均为5.75%;成熟度为
2.35%～4.90%,总体偏高,属于过成熟阶段;矿物成分主要以石英、黏土矿物、方解石、黄铁矿和白铁矿为主,脆性矿物
含量为18.95%～51.84%,平均含量为40.97%;微孔裂隙发育,形态多样。赣东北荷塘组与北美典型商业性页岩气产区
相比具有差异,主要表现在荷塘组页岩的有效厚度较大、TOC 含量和吸附气比例较高,其不利条件主要表现为埋藏较
深、成熟度过高等方面。     

川西南筇竹寺组页岩盐敏性实验评价新方法

孔喉致密、黏土矿物含量高使得页岩气层具有严重的潜在盐敏性损害特征。用现行行业标准(SY/T 5358—2010)评价页岩盐敏性时,存在对实验设备要求高、测试流程长、实验误差大等问题。提出气测渗透率法评价页岩盐敏性,通过比较岩心经液体污染前后气体渗透率变化来反映盐敏性。该方法不需计算岩心出口端流量,从而解决了页岩液体渗透率过低而引起的测试周期长、实验误差大等常规评价问题。此外,行业标准法实验采用液体为实验介质,而气体渗透能力是影响页岩气层产能的主要参数,因此气测渗透率法更符合气层生产实际。盐敏性实验研究结果表明,该储层盐敏指数为74.51~82.80,盐敏性强,施工过程中应尽量避免或者减少碱敏损害。同时该实验方法为后续以气测渗透率为中心的流体敏感性实验评价打下了基础。     

上扬子地区龙马溪组与筇竹寺组的差异性分析

通过对上扬子地区筇竹寺组和龙马溪组海相页岩储层特征的对比分析,认为2套地层在岩相古地理、有机质热演化程度、含气性和保存条件存在差异。差异对比的结果表明:龙马溪组页岩气富集区呈现连片式的相对连续分布,可通过TOC质量分数平面分布和构造活动强度筛选有利区,筇竹寺组页岩气富集区呈现孤立分散状,应该在弱改造、底板完整的地区筛选成熟度相对较低的区块进行有利区勘探。     

四川盆地龙王庙组优质储层形成与分布的主控因素

下寒武统龙王庙组是四川盆地安岳特大型气田的主力储层。本文基于盆地周缘露头、钻井岩心和薄片资料,通过龙王庙组地层对比、储层岩石学、物性特征、成岩作用等的研究,探讨了龙王庙组储层形成分布的控制因素。四川盆地龙王庙组整体上具有可对比性,储层岩性主要为粉-细晶(残余)砂屑白云岩、粉-细晶(残余)鲕粒白云岩、粉-细晶白云岩。储层属于中低孔低渗型。孔隙度>2%的储层厚度多在20~60m,川中磨溪地区较高石梯地区厚,向西北方向剥蚀,向东南方向厚度减小。龙王庙组储层形成和分布主要受控于3个因素:拉张槽继承性古地貌、同生期喀斯特作用和液态烃充注作用。拉张槽断层下盘形成的古地貌高地控制了龙王庙组颗粒滩的发育;同生期大气淡水溶蚀作用形成粒间溶孔和粒内溶孔,为后期成岩流体的进入和溶蚀孔洞的扩溶奠定了基础;生排烃高峰期的烃类充注作用,既能形成大量孔隙,又能对储层起到积极的保持作用。绵阳—长宁拉张槽东西两侧断阶形成的古地貌高地控制了龙王庙组早期优质储层的形成和分布;中三叠世期间拉张槽内下寒武统供烃中心与川中古隆起重叠地区是龙王庙组晚期优质储层最发育地区。四川盆地内龙王庙组优质储层最发育和天然气大规模成藏最有利地区均是绵阳-长宁拉张槽与川中古隆起相重叠区的东侧,即高石梯—磨溪地区。     

川南筇竹寺组页岩储层孔隙连通及油气充注特征

川南筇竹寺组页岩气资源丰富;勘探潜力巨大;但储层孔隙连通性及油气充注特征尚不清晰。基于高压压汞、低温N_2吸附和FIB-SEM实验表征研究区筇竹寺组页岩孔隙结构及连通性特征;并结合生烃动力学模拟分析资阳—井研地区的油气充注能力。研究表明:1) 井研地区筇竹寺组富有机质页岩层孔隙连通性较差;孔隙连通率为32.8%;但具有较大的生烃压力;达48.50 MPa;而粉砂质页岩层孔隙连通性好;孔隙连通率为55.7%;生烃压力为31.60 MPa;2) 资阳地区筇竹寺组页岩生烃压力为井研的1.3sim1.9倍;最高达62.80 MPa;流体包裹体测试表现出60.00 MPa的成藏压力;与之相符合;3) 通过油气充注动力学模拟得出;生烃前中期槽内(资阳地区)油气增压明显;最高达56.50 MPa;向斜坡区(井研地区)发生运移;生烃后期页岩埋深增大;储层致密化;充注阻力增加;充注动力无法突破阻力;井研地区为原地有机质裂解供烃。     

四川盆地页岩气藏和连续型-非连续型气藏基本特征

四川盆地是一个多旋回叠合盆地,发育了两套海相优质烃源岩(下寒武统牛蹄塘组页岩,下志留统龙马溪组页岩),其有机质成熟度高(R_o=1.5%～6%),绝大多数地区普遍不利于页岩气藏的形成;另发育两套海陆过渡相(上二叠统龙潭组和上三叠统须家河组)优质烃源岩,其成熟度相对较低(R_o=0.7%～3%),在川西南-川南地区具有较有利的页岩气勘探前景.四川盆地页岩烃源岩排烃效率高, 为大规模油气藏提供了烃源;多存在晚期快速隆升调整过程, 为吸附气的解吸创造了条件.页岩气藏经历了早期地质条件优越、生物气高效成藏,中期深埋地腹、原油裂解气快速成藏,晚期快速隆升、脱溶气和解吸气调整成藏等过程.四川叠合盆地油气藏具有多样性特征, 发育了从非连续型到连续型完整序列的油气藏类型.典型的非连续型气藏主要是指构造圈闭(以及部分构造-岩性圈闭)气藏,其圈闭相对独立,非连续分布, 储集空间类型以孔隙型为主.震旦系威远气田、川东石炭系气田群及川东北下三叠统飞仙关组气藏群等具有相对典型的非连续型气藏特征.非连续型-连续型过渡气藏介于连续型气藏与非连续型气藏之间,呈分散状或连续状分布, 圈闭类型多以复合圈闭为主,可发育有裂缝圈闭(川东南二叠系阳新统气藏)及岩性圈闭(上三叠统须家河组气藏).储集空间以裂缝型或次生溶孔为主,非均质性强,普遍存在异常高压.四川盆地连续型气藏应以页岩气藏为主, 但现今未有成功勘探开发页岩气藏的实例.四川叠合盆地具有多旋回构造-沉积演化、优质烃源岩分布的区域性、储层的非均质性和天然气的活动性,及油气成藏经历了生物气、吸附气、裂解气、脱溶气和解吸气演替等多样性特征.因此,四川盆地的油气勘探和研究应形成常规与非常规、连续型与非连续型、原生与次生油气藏的立体勘探和研究局面, 尤其应加强非连续型-连续型过渡油气藏特征、形成机理和分布规律的研究.     

四川盆地及周缘地区牛蹄塘组页岩气概况及前景评价

探讨四川盆地及周缘地区下寒武统牛蹄塘组页岩的基础地质概况,并对牛蹄塘组页岩气前景进行评价.通过野外露头和盆地内的钻井资料分析,结果表明牛蹄塘组页岩除川西有剥蚀外,其他地区都有分布,且黑色页岩段厚度大,主要集中在下段;由川中地区向北、向东和向南3个方向分布,厚度一般在40 m以上;有机碳含量高,多数地区有机碳的质量分数＞2％;页岩已达成熟晚期—过成熟早期.该套页岩埋藏较深,演化时间长,保存条件复杂,因此勘探开发均有难度.四川盆地的西部、北部和东部,牛蹄塘组页岩埋深超过7 km,只能作为页岩气勘探潜力区;勘探最有利的地区是川南地区,其次有利的地区为鄂西渝东地区.     

四川盆地及周缘地区五峰—龙马溪组页岩气概况及前景评价

探讨四川盆地及周缘地区上奥陶统—下志留统五峰—龙马溪组黑色页岩的基础地质特征,并对该层页岩气前景进行评价.通过野外露头、钻井和地震剖面资料研究表明,四川盆地及周缘地区五峰—龙马溪组泥页岩分布于环乐山—龙女寺和黔中加里东古隆起地区,向川南、川北和川东方向逐渐变厚,厚度达200～500 m;其中黑色页岩厚度的分布趋势与之相似,一般为20～80m.有机碳质量分数＞1％,属腐泥型Ⅰ型干酪根,一般Ro＞2％.黑色页岩段为海侵至最大海平面时的沉积产物,现今埋藏较浅,盆地内川南地区埋深1.5～3 km,鄂西渝东地区埋深1.5～3 km.川东及鄂西渝东过渡带埋深2～3.5 km的黑色页岩段将是页岩气勘探的主要     

四川盆地中部嘉二段储层特征及成因

通过钻井、录井、测井及岩心等大量资料的综合分析,系统识别出鲕粒灰岩储层、砂屑云岩储层和粉晶云岩储层是四川盆地中部地区下三叠统嘉陵江组嘉第二段主要的碳酸盐岩储层。鲕粒灰岩储层以孤立的粒内溶孔和铸模孔为主要储集空间,孔隙间喉道欠发育,以微喉为主,中孔微喉的配置关系导致储层多表现为中孔低渗、渗透率偏低的特征;砂屑云岩储层以残余粒间孔和粒间溶孔为主要储集空间,孔隙间喉道发育,以缩颈喉道为主,较好的孔喉配置关系使储层多表现为中孔中渗、储渗能力较好的特征;粉晶云岩储层以晶间孔和晶间溶孔为主要储集空间,孔隙间喉道以片状喉道为主,孔喉配置关系较好,储层多表现为中孔中渗的特征。储层成因分析结果表明,沉积微相是储层形成的沉积基础,分别形成于鲕滩微相、砂屑滩微相和云坪微相中的鲕粒灰岩、砂屑云岩和粉晶云岩为储层的形成提供了早期物质基础;台地内次一级微地貌高地为储层形成提供了有益的微地貌条件;同生期大气淡水淋溶、原生粒间孔保存和白云岩化作用分别是鲕粒灰岩储层、砂屑云岩储层和粉晶云岩储层形成的关键。     

中国西南镇雄-赫章地区筇竹寺组高演化页岩气勘探方向

勘探实践表明中国西南的镇雄-赫章地区下寒武统筇竹寺组页岩气成藏条件优越,受强改造与高演化制约,筇竹寺组页岩气勘探尚未获得突破。为寻找热演化程度相对较低的有利保存区,基于钻井、露头、地震资料,通过编制关键期次岩相古地理图及古地质图,结合各沉积-剥蚀分区典型埋藏史分析,精细刻画镇雄-赫章地区沉积-剥蚀分区特征。结果表明:镇雄-赫章地区发育加里东期-海西期古隆起,控制二叠纪前沉积充填过程,沉积-剥蚀差异性明显。其中Ⅰ区及Ⅱ区缺失层系较多,且热演化间断时间长,热演化程度相对较低,为筇竹寺组页岩气有利勘探区。古隆起及周缘地区为海相高演化页岩气勘探的有利指向。     

川南地区龙马溪组页岩孔隙结构的分形特征

分形维数是多孔介质不规则程度的度量。对川南下志留统龙马溪组页岩的氮气吸附法测量结果分析,采用基于FHH模型的分形维数计算模型,得到龙马溪组页岩孔隙的分形维数。川南龙马溪组页岩具有明显的分形特征及较大的分形维数,分形维数变化范围在2.600 5~2.648,平均为2.625 2。页岩分形维数与页岩比表面积和孔容呈正相关,且页岩中的微孔对页岩分形维数有重要影响。有机质、石英和黏土矿物对页岩分形维数影响较大,长石和碳酸盐对页岩分形维数影响较小;页岩分形维数与有机碳含量和石英含量呈正相关,而与黏土矿物含量呈负相关,其中黏土矿物中伊利石和绿泥石对页岩孔隙结构影响不同。页岩分形维数越大,页岩孔隙结构越复杂或孔隙表面越粗糙,页岩的吸附气体能力越强,但页岩气的解吸、扩散及渗流变得越困难。     

四川盆地下志留统龙马溪组页岩气勘探前景

利用野外露头、岩心、薄片及相关测试分析对四川盆地南部龙马溪组页岩气勘探前景分析。页岩厚度可达700m,有机碳丰度为0.15%～8.75%、生烃潜力大;页岩裂缝较发育,为页岩气提供了充足的储集空间。页岩其本身具有较强的抗破坏能力,是良好的盖层。四川盆地南部龙马溪组页岩层与美国成功开采的页岩气盆地的成藏条件相似,展示了该套页岩层具有良好的勘探潜力。     

川中地区龙王庙组洞穴充填物特征及油气地质意义

依据洞穴充填物岩性、孢粉化石、主元素、痕量元素和稀土元素特征分析,结合区域构造演化资料,探讨了川中下寒武统龙王庙组大型洞穴的形成时期和充填过程。洞穴充填泥中孢粉化石时代为石炭纪—早白垩世,泥质岩具有高 B 含量、低 Sr／Ba、稀土元素配分模式差别大的元素地化特征。认为龙王庙组洞穴主要形成于石炭纪—早二叠世古隆起大规模隆升暴露期,为风化壳喀斯特作用和顺层喀斯特作用叠加形成的,并经历了石炭纪—早二叠世的沉积充填和潜流携带古隆起高部位物质充填,及中生代—新生代构造活动期地表水携带溶解残余物沿断裂下渗充填过程。邻近龙王庙组尖灭线,受石炭纪—早二叠世风化壳喀斯特作用和顺层喀斯特作用影响的颗粒滩发育带为川中龙王庙组储层发育最有利地区。