基于热模拟实验的泥页岩黏土矿物演化及成岩阶段划分

目前成岩作用研究主要集中于砂岩及碳酸盐岩,对泥页岩本身成岩作用及阶段划分的研究较少。随着页岩气研究的兴起,泥页岩成岩作用逐渐受到科研工作者的重视,因此,基于泥岩样品的热模拟实验,对不同演化阶段的样品分别进行X衍射分析、镜质体反射率(R_o)测试、岩石热解(T_(max))分析,应用测试及分析结果进行泥页岩黏土矿物演化的定量表征,并划分泥页岩成岩阶段,为泥页岩储层评价提供参考。研究结果表明,随着泥页岩成岩作用的进行,黏土矿物演化主要表现为高岭石向伊利石和伊/蒙(I/S)混层转化,可将泥页岩成岩作用划分为六个阶段,每个阶段对应的R_o、T_(max)临界值大于砂岩成岩作用相应的R_o、T_(max)临界值。     

基于热模拟实验的富有机质泥页岩孔隙演化研究进展

富有机质泥页岩是非常规油气领域重要的研究对象,揭示其孔隙演化特征对于研究页岩油气赋存机理具有重要意义,并为页岩油气资源评价以及勘探开发提供参数。热模拟实验结合扫描电镜,气体吸附和高压压汞等实验技术手段可应用于泥页岩孔隙演化的研究。相比于开放体系和封闭体系,半封闭半开放实验体系的设计是更接近地下真实地质过程,其更适用于孔隙演化的研究。富有机质泥页岩孔隙演化是有机质和矿物在高温高压及流体等多因素长时间共同作用的结果,基于热模拟实验条件下总结归纳了富有机质泥页岩孔隙演化特征(有机孔和无机孔两个方面)、孔隙演化主要控制因素(有机质生烃作用,矿物转化和压实作用)以及孔隙演化模型。尽管热模拟实验实现了对同一泥页岩样品全孔隙演化阶段的研究,但孔隙演化的研究还不够系统,问题在于:泥页岩样品在热模拟实验高温高压条件下易碎裂,导致样品制备上的困难;热模拟实验温压条件很难模拟地下真实成岩和生烃的过程;热模拟实验成本较高导致其不能大量开展,因此得到的样品和孔隙相关参数的数据也不够充足。如何系统地研究富有机质泥页岩孔隙演化也正是未来需要关注和研究的重点。     

元坝地区千佛崖组储层特征及其成岩作用

研究川东北元坝地区中侏罗统千佛崖组储层特征,探讨其成岩作用与成岩演化模式. 通过薄片观察、物性分析、扫描电镜及阴极发光等测试手段对钻井岩心和露头剖面的147块岩石样品进行分析,结果表明:元坝地区千佛崖组的储层岩石类型以细粒岩屑长石砂岩和细粒岩屑砂岩为主,其次为细粒长石岩屑砂岩.储集空间类型按成因可分为剩余原生粒间孔、次生孔隙和裂缝,次生孔隙可分为粒间溶孔和铸模孔.野外样品和岩心样品皆表现为孔隙度与渗透率较低,但孔渗关系较好.储层经历了压实作用、胶结作用、交代作用、溶蚀作用和自生矿物的沉淀,根据对储层的影响可分为破坏性成岩作用、建设性成岩作用和保持性成岩作用.破坏性成岩作用包括压实作用和胶结作用,建设性成岩作用为溶蚀作用,保持性成岩作用则为自生矿物的沉淀和破裂作用.成岩作用被划分为早成岩阶段A期、早成岩阶段B期、中成岩阶段A期和中成岩阶段B期2个阶段4个期次.     

川西拗陷须家河组第四段致密砂岩孔隙演化定量研究

对川西拗陷须家河组第四段致密砂岩孔隙演化过程进行定量化研究,为油气成藏机理研究提供基础资料。运用岩石薄片、扫描电镜、全岩和黏土X射线衍射分析、包裹体均一温度等测试分析方法,建立孔隙度演化模型,探讨孔隙演化的控制因素。须四段储层孔隙演化过程可划分为:①同沉积阶段的压实作用,使储层孔隙度处于26.2%左右;②早成岩A阶段和早成岩B阶段的第一期溶蚀作用、压实作用与自生矿物填充作用,使孔隙度演化为18.7%左右;③中成岩A阶段和中成岩B阶段的第二期溶蚀作用与自生矿物填充作用等,使孔隙度演化为5.12%～5.71%。定量计算的储层孔隙度为5.71%,接近测试的储层平均孔隙度5.12%。压实作用与强烈的碳酸盐胶结作用是储层致密化的主要因素,多期次的溶蚀作用是砂岩增孔的根本原因。     

顺托果勒柯坪塔格组储层成岩作用与孔隙演化

针对柯坪塔格组致密砂岩储层成岩作用过程复杂、孔隙演化规律尚待明确等问题,在储层特征研究基础上, 系统研究了储层成岩作用类型、成岩阶段划分及成岩序列,恢复其孔隙演化过程。结果表明：顺托果勒区块柯坪塔格 组储层以岩屑砂岩、岩屑石英砂岩及长石岩屑砂岩为主,物性较差。储层发育压实作用、胶结作用、溶蚀作用、交代作 用、油气充注及构造破裂作用,成岩阶段处于中成岩A 期,局部达到中成岩B 期。多种成岩作用共同控制着储层的孔 隙演化过程,压实作用对孔隙演化的影响最大,平均减孔21.82%;其次为胶结作用,使孔隙度降低约8.18%,其中钙质 胶结减孔6.06%,硅质胶结减孔1.80%,黏土矿物胶结影响不明显;沥青充填也导致储层损失了2.53% 的孔隙度;溶蚀 作用使孔隙度增加了3.91%。     

高成熟富有机质页岩吸附特征及影响因素

吸附气作为页岩气的一种重要的赋存状态,主要存在于黏土矿物及有机质颗粒的表面或孔隙内,泥页岩的吸附特征对含气量起到至关重要的作用。本次研究通过有机碳含量测试、热成熟度测试、X射线衍射、低温氮吸附及甲烷等温吸附等分析化验手段,对皖南地区下寒武统荷塘组页岩的有机地化特征、岩石学特征、孔隙结构及吸附特征进行了研究,并进一步探讨了吸附性能的控制因素及机理。结果发现:(1)研究区页岩处于过成熟阶段,R_O为2.83%~3.91%;有机质含量较高,TOC含量主要分布于1.97 wt%~7.32 wt%,平均为4.58 wt%。(2)孔隙类型以中孔占主导,宏孔和微孔含量较低。(3)样品的吸附能力差异较大,吸附量分布在0.47~8.63 m3/t,平均为5.21 m~3/t。(4)吸附能力受有机质含量、热演化程度、孔隙结构及黏土矿物含量等因素共同控制,吸附量随TOC含量、R_O及比表面积的增加而增大,随平均孔径及黏土矿物含量的增加而降低。     

鄂尔多斯盆地南部延长组7段泥页岩储层特征及其控制因素

厘清鄂尔多斯盆地延长组7段泥页岩储层发育特征及其与不同成岩作用的关系，能够为分析页岩气储层储集性能以及“甜点区”预测评价提供指导。本次研究在大量岩石薄片鉴定、扫描电镜、X射线衍射等分析实验基础上，对鄂尔多斯盆地南部延长组7段泥页岩储层的矿物含量变化、组成类型、纵向分布规律、储集空间分布以及成岩作用类型进行研究。结果显示：研究区泥页岩可划分为富伊利石型、富伊利石和伊蒙混层型、含长石富伊蒙混层型、含长石富伊利石型四种类型；纵向上，随着埋深增加，伊蒙混层的含量变化由高到低，伊利石的含量变化由低到高。泥页岩中微观储集空间相对发育，类型多样，发育有压实作用、黄铁矿形成作用、黏土矿物转化作用、溶蚀作用以及有机质生烃等成岩作用，不同成岩作用对储集空间的影响有一定的差异；分析不同成岩作用对储集空间发育的影响，对认识研究区储层特征和进一步勘探均具有重要意义。     

湘西北牛蹄塘组页岩气储层岩矿特征及意义

基于页岩矿物组成特征分析是页岩气储层评价的基础,也是影响页岩气成藏的关键因素,以湘西北下寒武统牛蹄塘组页岩为研究对象,在岩心观察的基础上,应用薄片鉴定、XRD、场发射扫描电镜和低温液氮等温吸附实验系统分析牛蹄塘组页岩的矿物组成特征及其意义。研究结果表明:湘西北牛蹄塘组页岩矿物组分复杂,具有"两低一高(石英质量分数高(41.40%~60.81%)、黏土矿物质量分数低(21.43%~26.40%)和碳酸盐矿物质量分数低(3.28%~16.10%)"的特点,此外,样品中还普遍含有方解石、斜长石、白云石、黄铁矿及钾长石等矿物;与国内外不同地区的页岩相比,湘西北下寒武统牛蹄塘组页岩脆性矿物种类丰富、质量分数高、脆性指数大,有利于储层的压裂改造;黏土矿物的组合类型反映了牛蹄塘组沉积时总体处于干冷气候条件下静水、缺氧的沉积环境,有利于页岩中有机质的富集和保存;在沉积及成岩埋藏过程中水介质偏碱性,盐度较高,富含K+,Fe2+和Mg2+;已经历晚成岩阶段B—C亚期,有机质演化属于高成熟—过成熟阶段;与矿物成分有关的储层孔隙主要是纳米级黏土矿物粒间孔、黄铁矿晶间孔以及微米级微裂缝,BJH总孔体积和BET比表面积经总有机碳归一化处理后,黏土矿物质量分数与BET比表面积呈正线性关系,表明黏土矿物质量分数对页岩的吸附性能有一定控制作用。     

江西修武盆地下寒武统黑色页岩矿物成分特征及意义

以江西修武盆地下寒武统王音铺组、观音堂组黑色页岩为研究对象,通过对野外剖面样品和钻井取心样品定性和定量分析,研究修武盆地下寒武统页岩气储层矿物成分特征,结果表明,王音铺组、观音堂组黑色页岩矿物成分以黏土矿物和石英为主,石英的平均质量分数为58.63%,黏土矿物平均为25.4%。其次为方解石,平均为51.46%,另外还含有较高的长石和黄铁矿,平均质量分数分别为2.5%和4.68%。其余矿物如方解石、白云石、(硬)石膏等含量较少,平均质量分数5%。这种矿物成分组成与Barnett页岩及龙马溪组页岩既有相似性,又有差异性。修武盆地下寒武统页岩矿物组分所反映的沉积环境、有机质演化及黑色页岩储集意义表明,该套页岩石英的质量分数50%的泥(页)岩厚度接近50m,是理想的页岩气勘探开发层位。     

四川盆地西南雷波地区五峰组——龙马溪组页岩储层特征

通过野外实测剖面,运用岩石学、地球化学、岩石物理学等手段,探讨了四川盆地西南雷波地区上奥陶统-下志留统五峰组-龙马溪组页岩的储层特征。研究结果表明:(1)五峰组-龙马溪组下段由黑色(富有机质)泥/页岩、粉砂质泥/页岩、泥质粉砂岩、钙化含放射虫微晶灰岩结核、白云质泥/页岩、钙质泥/页岩6种岩相组成。(2)雷波剖面TOC质量分数(wTOC)平均值为3.81%,有机质类型为Ⅰ型和Ⅱ1型,Ro平均值为2.16%,有机质演化程度高,有利于页岩气的生成,黑色页岩有效厚度约为60m。(3)泥/页岩中脆性矿物含量高,五峰组-龙马溪组下段wTOC>2%的岩层以石英和黏土含量居多,五峰组上段和龙马溪组上段wTOC<2%的岩层碳酸盐岩和黏土含量高。石英有2种来源:陆源粉砂碎屑和生物成因。(4)泥页岩微观孔隙主要可以分为4大类型:微裂缝、有机质孔、粒间孔和粒内孔。(5)wTOC与石英、碳酸盐岩呈正相关关系,与黏土呈负相关关系;wTOC、石英含量对于比表面积起主要的控制作用。     

川南龙马溪页岩地层井壁失稳实验研究

川南地区页岩气开采是我国页岩气发展的重点工程,然而其主要产气层龙马溪页岩地层的井壁失稳问题十分严重,影响了该地区页岩气藏勘探开发的进程。基于室内试验的方法对页岩矿物组成、微观结构和理化性质进行了归纳分析;并对流体作用下,页岩力学性质变化进行了研究,分析了页岩的稳定性。实验结果表明:龙马溪页岩属于典型的硬脆性页岩,以伊利石为主,具有弱膨胀性。微裂缝发育明显,为流体侵入的主要通道。流体侵入后,导致微裂缝扩展延伸,页岩岩石整体强度减弱,从而影响井壁稳定。     

滇东-黔西二叠系龙潭组层序格架内致密天然气储层特征

在沉积序列、沉积特征和物性分析基础上,研究滇东-黔西地区二叠系龙潭组层序格架和致密储层类型及其空间展布规律。龙潭组是扬子板块在二叠纪碳酸盐台地基础上形成的以煤系为特点的海陆过渡相沉积,主要物源区是西部川滇地区,相带走向为北东-南西向。滇东-黔西一带靠物源一侧的西部地区以河流相细砂岩为主,往东为以含煤层系为特点的中间过渡相带和靠海一侧的河口湾海岸相带。龙潭组岩石类型主要有煤岩、泥页岩和致密砂岩,这3种岩石构成了3种致密天然气储层,都具有一定的含气性,但含气量从煤岩→泥页岩→致密砂岩具有逐渐变弱的变化规律。煤岩物性相对较好,泥页岩物性较差,致密砂岩物性最差。煤岩储层在黔西的大方-金沙-六盘水地区和滇东的富源-曲靖-罗平-丘北地区较为发育,三角洲平原、潮坪-潟湖相是煤层气发育的有利相带;往东南靠海方向主要发育泥页岩致密储层的潮坪-潟湖相带;致密砂岩储层主要发育在北西方向靠物源一侧的三角洲前缘亚相。煤岩和泥页岩在相邻的黔北地区、四川泸州、重庆永川和云南的弥勒、普者黑等地延展分布,这些区域的龙潭组可能存在相应的致密储层和天然气藏。     

水敏性泥页岩地层与钻井液接触时水化能力的实验研究

地层与泥浆组成体系的扩散吸附常数及井眼围岩吸附水增量分布是水敏性泥岩地层井壁稳定性研究所需的重要参数,其影响因素相当复杂,很难通过室内简单实验进行测定。本文从室内长岩心岩电流动实验出发,对利用测井参数确定扩散吸附常数及井眼围岩吸附水增量分布的方法进行了研究,结果表明通过对静滤失状态下侵入方向电阻率剖面的定量分析,可以使扩散吸附常数及井眼围岩吸附水增量分布得到唯一确定。而且该方法较之目前所见方法简单且容易操作。     

川东南上二叠统龙潭组泥页岩发育特征

为了探讨四川盆地东南部二叠统龙潭组泥页岩的资源潜力,在总结近年来四川盆地东南部龙潭组研究现状的基础上,根据野外露头、岩心和测井等资料,以层序地层与沉积相理论为基础,建立了层序界面识别标志和层序地层格架,研究了沉积相对岩性分布的影响,总结了龙潭组泥页岩岩性组合特征和泥页岩厚度特征。研究结果表明,四川盆地东南部龙潭组由底至顶依次划分为SQ1、SQ2、SQ3三级层序,SQ1层序由低位体系域、海侵体系域和高位体系域构成,而SQ2层序和SQ3层序则皆由海侵体系域和高位体系域构成;四川盆地东南部泥页岩组合及厚度受控于沉积环境:滨岸相主要泥页岩组合为泥包砂,厚度大;潮坪相主要泥页岩组合为泥包砂,有效厚度仅次于滨岸相;混积陆棚相泥页岩组合以泥包灰为主,较薄; SQ1段、SQ2段和SQ3段泥页岩厚度总体上表现为西南部厚、东北部薄的变化趋势。     

伊拉克米桑油田碳酸盐岩储层成岩作用

为研究伊拉克米桑油田Mishrif组碳酸盐岩储层发育特征、成岩作用及储层主控因素,通过分析岩心、岩石薄片、铸体薄片和实验分析资料,进行了岩性特征、储集空间类型、沉积相特征和物性特征等储层特征研究,成岩作用以及储层主控因素研究。研究结果表明储集空间类型主要为溶蚀孔(洞),储层物性为中孔-中低渗;Mishrif组经过多种成岩作用:压实作用、溶蚀作用、充填作用、胶结作用、白云石化作用、重结晶作用、生物泥晶化作用;储层主控因素:沉积环境控制粒间孔、生物骨架孔等原生孔隙的发育。早期的胶结作用导致储层致密而溶蚀作用改善了储集性能;构造运动形成的裂缝既可形成溶蚀孔,又可成为油气储渗的空间和通道。     

青海省木里煤田煤系页岩气生烃条件分析

结合大地构造背景和沉积相分析,基于钻孔资料进行暗色泥页岩及粉砂岩等的厚度统计,研究了青海省木里煤田聚乎更矿区泥页岩的空间展布特征。并通过木里煤田煤（岩）样热解实验、镜质体反射率实验,从有机质丰度、类型、成熟度等一系列地化特征方面,分析木里煤田生成页岩气的烃源岩的生烃能力。结果表明：木里煤田含煤岩系纯泥岩厚度百分比大于10％,细碎屑岩在地层中的百分比为31．98％～53．69％;该区泥页岩的有机质丰度为0．520％～86．060％,有机质成熟度0．740％～1．851％,有机质类型主要为Ⅱ2-Ⅲ型干酪根。该研究对评价页岩气资源和促进木里煤田资源综合开发具有重要意义。     

松辽盆地北部徐家围子地区深层火山岩储层地震、录井、测井综合解释技术研究

本文以徐家围子地区深层火山岩气层为具体研究对象,通过地震、录井、测井资料与岩心分析资料的对比研究搞清火山岩的岩石类型、裂缝发育程度,对火山岩储层参数进行评价.通过对火山岩储层的系统研究,初步建立火山岩的评价方法,建立火山岩的测井、地震等解释模型.     

龙马溪组岩相类型及其对孔隙特征的影响因素

以川南黔北地区下志留统龙马溪组下段页岩储层为研究对象，以全岩矿物分析为手段，结合岩芯薄片观察，划分出4种页岩岩相，其中，黏土质页岩岩相和混合页岩岩相是本研究区发育的主要岩相。基于扫描电镜、有机碳含量和低温氮气吸附实验，系统地分析了两种主要岩相孔隙结构特征。结果表明，黏土质页岩岩相储层中较大孔隙以细颈瓶状、开放型孔隙和半封闭孔为主，混合页岩岩相较大孔隙形态以开放型孔隙和部分半封闭孔为主，两种岩相较小孔隙形态多是半封闭孔。TOC有利于微孔和中孔的发育，黏土矿物发育有利于大孔的发育。由于黏土质页岩岩相的黏土矿物含量比混合页岩岩相高，TOC含量却比混合页岩岩相低，加上成岩作用影响，从而导致黏土质页岩岩相的大孔孔隙体积比混合页岩岩相大，微孔和中孔孔隙体积比混合页岩岩相小。