大巴山前缘田坝剖面五峰组-龙马溪组页岩储层特征

为拓展四川盆地五峰组-龙马溪组页岩气勘探地域,以大巴山前缘巫溪县田坝剖面为基础,通过有机地球化学、矿物组分、扫描电镜、比表面积-孔径和等温吸附等方法,对五峰组-龙马溪组页岩储层的各项参数进行研究。结果显示五峰组-龙马溪组硅质泥页岩富含生物化石,按照TOC质量分数2%为优质页岩的划分标准,仅龙马溪组发育优质页岩段,厚54.31m,TOC质量分数平均为3.80%、Rb平均为2.90%、Ro平均为2.28%;TOC与硅质、脆性矿物含量呈反比,与黏土矿物、黄铁矿含量和BJH总孔容呈正比,黏土矿物含量与BJH总孔容呈正比。有机质孔与层间页理缝构成最主要的储集空间,以两端开口的中孔为主,为页岩气的赋存提供了储集空间与渗流通道。TOC与黏土矿物含量共同控制页岩储层微观孔隙结构的发育。储层孔隙度与渗透率稳定,比表面较大,吸附量大,吸附能力强。与焦页1井对比分析,发现巫溪田坝地区龙马溪组页岩具有高TOC、高Rb、高硅质含量、高白云石含量和低长石、低碳酸盐岩、低孔隙度、低渗透率的"四高四低"特征,热演化程度适中,微孔隙-裂缝系统发育,有利于页岩气富集。     

涪陵焦石坝地区五峰组—龙马溪组页岩古氧相研究

焦石坝五峰组—龙马溪组页岩下段与龙马溪组页岩上段两类页岩层开发效果迥异,为了探索其产生差异的根本原因,以地球化学特征分析为依据,结合晚奥陶世—早志留世的沉积学和古生态学资料,研究了焦石坝五峰组—龙马溪组页岩古氧相。五峰组—龙马溪组页岩下段地层Fe、Mn含量低,U含量高,w(U)/w(Th)0.75,Uau(即自生U质量分数)大于5×10-6,生物化石和沉积纹层保存完好,表现为典型的贫氧-厌氧沉积环境,有利于生物遗体的富集和保存,有机质含量高;随深度增加,龙马溪组页岩上段地层Fe、Mn含量逐渐降低,U、S含量增高,沉积水体还原性逐渐增强,S含量与TOC含量呈明显的正相关关系,地层上部为典型的富氧沉积环境,生物遗体难以保存,有机碳含量低,地层下部为贫氧—富氧过渡性沉积环境,TOC含量较高,具有一定的勘探潜力。古氧化-还原环境的差异是导致两类页岩品质差异的根本原因。     

焦石坝五峰组-龙马溪组页岩硅质生物成因的证据及其地质意义

以页岩露头样品和钻井岩屑样品元素测量结果为依据,结合岩心和薄片观察,分析焦石坝五峰组-龙马溪组页岩的硅质生物成因的证据,并探讨其地质意义。结果表明:焦石坝五峰组—龙马溪组页岩中存在大量的笔石、角石、珊瑚等古生物化石和放射虫微体生物化石;SiO_2含量介于40%~80%,平均达63%;过量硅含量为2.6%~55.31%,其中五峰组和龙马溪组页岩下段过量硅含量较高,平均分别为41.3%和25.5%;Al/(Al+Fe+Mn)值介于0.62~0.87,与纯生物成因硅质岩相近,Al-Fe-Mn三角图上,研究区页岩样品绝大部分落在生物成因区,表明页岩硅质成分属于生物成因;深水陆棚贫氧、缺氧沉积环境有利于页岩有机质的富集和有机孔隙的发育,对于页岩天然裂缝的形成和后期人工压裂都具有重要意义。     

湘鄂西地区五峰-龙马溪组泥页岩黄铁矿粒径特征

湘鄂西地区位于中扬子板块,该地区五峰-龙马溪组富有机质页岩有机质类型以Ⅱ1型为主,Ⅱ2型次之,具有高TOC含量(0.55%~4.28%)、高成熟度(2.4%~3.2%)的特征;且富有机质页岩中黄铁矿普遍发育。通过岩心样品及扫描电镜观察发现,龙马溪组黑色页岩常发育自形-半自形黄铁矿,扫描电镜下常见草莓状黄铁矿;五峰组黑色页岩岩心观察无明显晶形,扫描电镜下常现呈微晶黄铁矿颗粒,以细小颗粒状分布在有机质中。草莓状黄铁矿通常由微晶颗粒聚集而来,其草莓状直径大小由硫复铁矿的形成和沉积水动力控制。根据草莓状黄铁矿直径D与深度关系分析出湘鄂西地区黑色页岩的沉积环境表现为五峰组闭塞环境、龙马溪组闭塞环境、龙马溪组贫氧-缺氧环境三种。由草莓状黄铁矿直径D与微晶黄铁矿直径d建立D/d的关系表明:从沉积期到成岩期,五峰组闭塞环境的还原性比龙马溪组闭塞环境的还原性强;且五峰组闭塞环境的沉积水动力要比龙马溪组闭塞环境的沉积水动力要弱,水体更稳定。此外,D与d之间的关系能侧面反映该地区五峰-龙马溪组富有机质页岩孔隙度的变化趋势。D/d值与页岩解吸气量也有良好的对应关系,龙马溪组D/d值越大,解吸气量越少。五峰组D/d值较龙马溪组普遍偏小,解吸气量远大于龙马溪组。上述结果表明水体还原环境的强弱是湘鄂西烃源岩有机质形成和保存的重要因素,从而影响页岩气的富集。     

渝东南龙马溪组黑色页岩矿物组成及其页岩气意义

在野外露头和岩心观察描述的基础上,通过扫描电镜和X线衍射对矿物质量分数和毛管压力曲线进行分析,并分析渝东南地区下志留统龙马溪组页岩的矿物学、储层物性、孔喉分布和岩石脆性等特征。研究结果表明:研究区下志留统龙马溪组页岩矿物成分以黏土矿物和石英为主,其中黏土矿物平均质量分数为42.3%,石英平均质量分数为39.2%,其次为长石(平均质量分数为12.6%)、碳酸盐矿物(平均质量分数为5.6%)和黄铁矿(平均质量分数为0.8%),其中脆性矿物质量分数较高,平均质量分数可达58%,岩石脆度平均达45%。下志留统龙马溪组页岩有效孔隙度均值为3.18%,渗透率均值为11.8×10~(-5)μm2,属于低孔低渗的非常规致密储层;页岩中石英质量分数与储层有效孔隙度和渗透率呈正比例关系,而黏土矿物质量分数与有效孔隙度呈弱的正比例关系,与渗透率也呈较弱的反比例关系。     

川南地区五峰-龙马溪组页岩储层微观储集空间特征

为了探究四川盆地南部五峰-龙马溪组页岩气产层段微观储集空间,运用X射线衍射技术(XRD)、氩离子抛光-扫描电镜和低压氮气吸附-脱附等实验方法,发现川南页岩储层中脆性矿物以石英和碳酸盐为主,主要发育有机质孔、粒间孔、微裂缝和粒内孔四种类型孔隙。结果表明该地区页岩储层主要沉积于钙质半深水-深水陆棚相,有利于后期水力压裂改造;产层段孔隙类型主要以有机质孔和粒间孔为主,伴随少量的微裂缝和粒内孔。页岩吸附曲线以H2和H3型为主,主要以墨水瓶型和狭缝型孔隙为主,具有较高的比表面积和孔体积,孔隙直径主要集中在微孔和介孔区域。基于以上研究,综合对比分析了川南地区与焦石坝地区优质页岩储层。     

五峰-龙马溪组页岩有机质赋存特征及其对孔隙结构的影响

有机质是页岩气富集成藏的物质基础,是选区评价的重要参数。本文选择上扬子地台东南缘的YY-1井五峰-龙马溪组为研究对象,基于岩心观察、扫描电镜观测（自然断面及氩离子剖光面）、低温氮气吸附等测试手段,研究了五峰-龙马溪组有机质赋存特征（显微组分、形态、孔隙）及其对页岩气储层储集能力（孔隙度、孔隙结构参数）的影响。结果表明：五峰-龙马溪组有机质以菌藻体和固体沥青为主,呈现四种形态,发育四种类型的有机质孔隙。有机质丰度是影响页岩储层储集能力的关键因素。在适宜的有机质丰度范围内,孔隙度随着有机碳含量的增加而逐渐增大,孔隙结构的非均质性逐渐增强。     

陇东地区X233区长7致密岩心覆压孔渗变化规律

为了明确致密岩心在地层条件下孔隙度和渗透率与上覆压力的关系,利用CMS-300覆压测试系统、铸体薄片、扫描电镜等手段,分析了X233区致密油储层与A区超低渗储层岩心覆压孔渗特征。结果表明:(1)随着上覆压力增大,致密油储层岩心孔隙度呈减小趋势,减小的幅度较小,反映出加压作用造成的孔隙度损失率较小(R_Φ=0.9);经过加压变化过程,岩心样品发生了线弹性变化;(2)随着上覆压力增大,致密油储层岩心渗透率呈减小趋势,减小的幅度较大,反映渗透率对压力有敏感性及压实作用造成的渗透率损失率较大(R_K=0.19);(3)随着上覆压力增加,致密油储层覆压孔隙度和覆压渗透率与上覆压力均呈指函数递减关系;(4)经过加压变化,致密油储层渗透率与超低渗储层渗透率都与上覆压力呈指数关系;与超低渗储层相比,致密油储层经过长期的压实、胶结与溶蚀等作用,且软塑性变形物质含量相对较少,因此,压实作用对致密油储层造成的孔隙度损失率小、渗透率损失率大。该研究成果对于分析陇东地区致密油储量和油气田开发提供了一定基础数据。     

非电法测井计算页岩储层含水饱和度方法研究——以涪陵页岩气田焦石坝区块为例

页岩储层属于低孔、特低渗储层,其泥质含量高、孔隙度结构复杂、普遍发育黄铁矿直接影响Archie公式计算含水饱和度精度。涪陵页岩气田焦石坝区块J4井岩心实验分析含水饱和度与非电法测井数据进行数理统计分析,显示密度测井和补偿中子测井与岩心实验分析含水饱和度相关性较好;并对密度测井与补偿中子测井进行幂函数建模,最终优选密度二次多项式拟合法计算页岩储层含水饱和度。利用密度二次多项式拟合法对研究区多口井进行含水饱和度计算,精度分析误差较小,相对误差在8%以内。证实密度二次多项式拟合法在研究区页岩气储层含水饱和度评价中具有较强的适用性。该方法也为其他地区页岩储层含水饱和度计算提供参考。     

非电法测井计算页岩储层含水饱和度方法研究

页岩储层属于低孔、特低渗储层,其泥质含量高、孔隙度结构复杂、普遍发育黄铁矿直接影响Archie公式计算含水饱和度精度。涪陵页岩气田焦石坝区块J4井岩心实验分析含水饱和度与非电法测井数据进行数理统计分析,显示密度测井和补偿中子测井与岩心实验分析含水饱和度相关性较好,并对密度测井与补偿中子测井进行幂函数建模,最终优选密度二次方多项式拟合法计算页岩储层含水饱和度。利用密度二次方多项式拟合法对研究区多口井进行含水饱和度计算,精度分析误差较小,相对误差在8%以内。证实密度二次方多项式拟合法在研究区页岩气储层含水饱和度评价中具有较强的适用性。该方法也为其他地区页岩储层含水饱和度计算提供参考。     

孔隙度、渗透率与净覆压的规律研究和应用

研究油层条件下孔隙度、渗透率与其净覆盖压力之间的变化规律,更好地指导油田的开发与调整。利用新引进的80年代末期发展的研究高压孔、渗的新仪器CMS-300岩心自动分析仪,对中原油田的天然岩心测试资料进行统计分析与研究。结果表明:油层孔隙度、渗透率与净覆压的关系以一元二次方程最为密切;孔隙度与净覆压间按指数规律拟合时,代表的物理意义更为明确,既能满足精度的要求,又能自动得出岩石的压缩系数。并提出了岩石的压缩系数与岩石的平均水力半径间呈幂律关系;净覆压下油层的渗透率与地面渗透率之比,仅与净覆压的大小有关,与地面渗透率的大小无关等新观点。     

黏土束缚水对压汞毛管压力曲线的影响及校正

 毛管压力曲线是研究岩石孔隙结构最主要的方法之一。依据含油气泥质砂岩体积模型和HSK方程,结合半渗透隔板法、压汞法获取的毛管压力实验数据,以及CEC法测定的阳离子交换容量实验数据,分析了黏土束缚水对压汞毛管压力曲线的影响,提出一种校正压汞毛管压力曲线的方法。研究表明,对于泥质砂岩,在溶液矿化度较低且阳离子交换容量较高时,实验测量得到的压汞毛管压力曲线与半渗透隔板毛管压力曲线差别较大,即岩样黏土束缚水相对体积越高,压汞毛管压力曲线与油藏实际情况的偏差越大;应用提出的校正方法对6块不同孔隙结构岩样的压汞毛管压力曲线进行校正,中孔渗及高孔渗岩样校正后的压汞毛管压力曲线与半渗透隔板毛管压力曲线基本一致,而低孔渗岩样则不适合用该方法进行校正。     

葡南油田低渗透储层应力敏感性研究

通过实验模拟地层在不同上覆压力下,孔隙度、渗透率的变化,研究低渗透储层的应力敏感性。其在增压过程中孔隙度和渗透率随着压力的增加而明显降低;在压力降低或撤除后,由于造成了岩石应力敏感性损害,孔隙度和渗透率不能恢复到原始的状态。低渗透储层应力敏感性的影响因素包括上覆压力的大小、加压次数、岩石覆压时间长短和流体饱和度的影响,在开发低渗透油田时应注意保持合理的生产压差、开采速度和降压方式。该研究为低渗透油藏的开发提供了理论依据。     

确定低渗岩心渗透率随有效覆压变化关系的新方法

低渗储层岩心在有效上覆压力增大的过程中会表现出较强的应力敏感性。提出了一种定义应力敏感系数的新方法,通过室内物理模拟实验,分析得到了应力敏感系数与初始渗透率的关系式。结果表明,用该方法定义的应力敏感系数不受实验中所测数据点个数的影响,并且与实验岩心所受的最大围压无关;用二重乘幂函数式可表征出任意初始渗透率随有效覆压变化的关系,能方便地确定地层条件下储层渗透率,并能对油气井产能作出正确评价。应用该方法可以计算非均质油气储层开发过程中任意渗透率的变化动态,为建立低渗变形介质油气藏渗流模型及进行数值模拟奠定了基础。     

用J函数提高致密砂岩气层饱和度测井评价精度

低孔渗致密砂岩储层具有孔隙度小、孔隙结构复杂,泥质含量高、束缚水饱和度大等特点。该类储层阿尔奇岩电参数m、n值变化大,电阻率与流体关系复杂,很难用电阻率测井资料据阿尔奇公式求准含气饱和度。通过对致密储层岩样毛管压力曲线形态分类,统计不同毛管压力曲线形态类型的物性特征,最终按孔隙度范围分类建立J函数与饱和度的统计关系。实际应用结果表明,该方法与阿尔奇变m指数法相比计算精度可提高1倍,与孔渗指数方法相比精度也显著提高,且能反映气水界面附近饱和度的变化趋势;为准确求取低孔渗储层饱和度提供了切实可行的测井评价方法,克服了低孔渗储层难以求准饱和度的技术难题。     

第四系天然气藏储层物性参数测井解释模型

以柴达木盆地东部台南第四系松散未成岩生物气藏为例 ,研究建立该类储层物性参数测井解释模型的方法。主要包括 :(1)应用“JD 5 81”常规测井资料 ,通过定量计算对声波测井进行了压实、泥质及含气影响的校正 ,建立了孔隙度测井解释模型 ,探索性地提出声波测井曲线天然气影响的定量校正方法 ;(2 )根据毛管理论 ,综合应用毛管压力曲线、岩石物性、岩性分析及测井资料建立了渗透率测井解释模型。研究结果表明 ,利用电阻率曲线对声波测井进行天然气影响的定量校正方法是可行的 ,该方法提高了气藏孔隙度声波测井解释模型的精度 ,实现了应用“JD 5 81”常规测井资料即可进行储层孔隙度参数评价的研究。储层微观孔隙结构参数孔喉半径均值的主要影响因素是岩石比表面及孔隙度 ,综合利用孔隙度与岩性测井曲线可以较为准确地计算该参数 ,这为储层渗透率参数的评价奠定了基础。     

基于砂岩组构分类评价的储层渗透率预测

依据以砂岩岩石学特征为基础的不同类型储层孔渗定量关系渗透率预测模型,对川西新场地区上沙溪庙组Js2气藏储层渗透率进行研究。结果表明:研究区储层砂岩以次生孔隙为主,孔渗相关性差,以孔隙度参数进行的储层评价结果与产出状况匹配性差;根据岩石成份、结构和储集空间发育情况对储层进行分类,建立不同类型储层的孔渗定量关系渗透率预测模型,可明显提高孔隙度和渗透率之间的相关性;根据不同类型储层与测井特征的匹配关系,可实现储层类型的测井判别;在提高孔隙度测井解释精度的基础上,利用测井解释孔隙度,分别用不同类型储层的孔渗定量关系渗透率预测模型计算渗透率,可提高渗透率求取精度,从而提高致密砂岩储层渗透率预测水平。     

不同因素作用下致密灰岩声波特性和孔压关系研究

灰岩的成岩作用复杂,常规的孔隙压力预测方法不再适用;可以利用灰岩的声波性质和孔压之间的关系来实现孔压的预测。为了探究致密灰岩声波特性和孔压之间的关系,对苏里格气田马五组灰岩岩样进行了声波特性试验,研究了孔隙度、层理、围压和轴压等不同影响因素作用下,灰岩纵横波波速随孔压的变化规律及其产生的原因。实验结果表明,灰岩的孔隙度与渗透率没有特定关系;纵横波波速与孔压的关系呈现规律性变化。当孔压较小时;纵横波波速变化较小,当孔压增大到一定程度后,纵横波波速随孔压的增大而迅速减小,这种现象可以通过有效应力来解释。随着孔隙度的增加,纵横波波速会呈现非线性减小;平行层理方向纵横波波速要大于垂直层理方向,因为平行层理方向声波阻抗小;不同围压和轴压作用下,灰岩纵横波波速随孔压的变化规律相似,并且在孔压较小时,纵横波波速相差不大,当孔压增大到一定程度后,纵横波波速之间差距变大。     

X区块低孔渗气藏储层特征及分类评价研究

在岩心实验、物性实验、压汞实验、核磁共振实验等资料综合分析的基础上,结合测井资料、试采资料,对X区块主要目的层H2~H6层位储层特征及分类评价方法进行研究。研究表明,储层岩性以细砂岩为主,岩石成分以石英含量居多;储层以低孔低渗、特低孔低渗地层为主;孔隙结构中岩石孔隙喉道对储层渗流能力具有明显的控制作用,可动流体饱和度、可动流体孔隙度受储层物性的影响较大。根据储层特征,提出了孔渗关系图谱,用于描述地层流体分布特征与地层孔渗关系。应用K-means聚类分析的方法建立了储层分类评价标准,利用Fisher线性判别方法建立了储层类型判别函数,应用效果与测井资料符合程度高。储层分类方法可为寻找研究区相对优质的储层位置提供依据,为其他区块勘探提供指导。     

弱成岩作用生物气藏储层参数解释模型研究

目的解决弱压实、松散胶结储层孔隙度、渗透率测井解释模型的精度一直难以达到储层精细评价要求的难题。方法对于孔隙度模型，提出声波测井曲线天然气影响的定量校正方法，实现应用“JD-581”常规测井资料建立孔隙度测井解释模型研究的需要；对于渗透率模型，从影响储层渗透能力的微观孔隙结构分析入手，以毛管理论为指导，综合应用各种资料，建立了渗透率测井解释模型。结果解决了该区长期以来无法利用声波测井进行天然气藏孔隙度参数解释的难题；提高了渗透率参数模型的解释精度。结论为该区储层定量的精细评价奠定了基础。