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。     

海相页岩优势储集相划分—以重庆周缘下志留统龙马溪组和下寒武统牛蹄塘组页岩为例

页岩岩相划分在中国南方海相页岩气的勘探开发过程中曾得到广泛研究,但由于在岩相划分过程中未考虑控制页岩有机质孔隙发育的热演化程度这一关键参数,从目前针对演化程度过高的海相页岩气的开发成果来看并不理想,因此页岩岩相划分并不适用于演化程度过高的海相页岩。提出基于页岩有机碳含量、储层热演化程度及有机质孔隙有效赋存空间组合的优势储集相概念及划分。页岩优势储集相是指储层的热演化程度、有机碳含量与有机质孔隙的组合。此次研究以重庆周缘下志留统龙马溪组和下寒武统牛蹄塘组页岩为研究对象,选取岩心样品进行有机碳含量测试、等效镜质体反射率测定及聚焦离子束扫描电子显微镜(FIB-SEM)等实验,明确龙马溪组和牛蹄塘组页岩的总有机碳(TOC)含量、镜质体反射率(Ro)及不同岩相页岩内有机质孔隙发育等特征。结果表明:龙马溪组页岩的富泥硅质页岩和硅质页岩均发育大量有机质孔隙,而同样岩相的牛蹄塘组页岩样品均不发育有机质孔隙。页岩中的有机质孔隙发育受控于储层的热演化程度,与页岩的岩相特征并无关系。优势储集相划分结果表明:研究区龙马溪组页岩属于适宜演化富有机质储集相(RC-1),由于热演化程度适宜,TOC含量高,储层内部发育大量有机质孔隙,使烃类气体得到有效赋存;而牛蹄塘组页岩属于过演化富有机质储集相,虽然TOC含量高,但热演化程度过高,导致储层内部有机质孔隙大量消失,烃类气体无法有效赋存。页岩优势储集相概念的提出与划分可进一步为南方高—过成熟度海相页岩气的高效勘探开发提供更准确的参数指标。     

东营凹陷古近系泥页岩储层微观结构特征研究

以济阳坳陷东营凹陷沙河街组三段-四段为研究对象,对重点取心井进行厘米级岩心观察描述。结合薄片鉴定、X射线衍射分析、扫描电镜观察、激光共聚焦分析、地球化学测试等方法明确了东营凹陷古近系泥页岩矿物组成、岩石类型、有机地球化学等基本特征。对古近系泥页岩进行岩相类型划分;对储层微观结构特征进行分析。结果表明:1研究区泥页岩岩相划分为4个大类,11个亚类;2研究层段主要发育贫有机质块状混合细粒沉积岩、中有机质纹层状灰岩、中有机质纹层状混合细粒沉积岩、富有机质夹层状灰岩、富有机质页岩黏土岩、层状细粉砂岩和层状白云岩7类岩相;3综合孔隙、裂缝发育程度和储集空间连通性等特征,认为富有机质的夹层状灰岩及富有机质页状黏土岩为最有利岩相类型。     

川南地区五峰组-龙马溪组黑色页岩储层特征

通过岩心、薄片、X-衍射、扫描电镜、测井等分析测试,对川南地区威远、长宁、昭通三区块五峰组-龙马溪组黑色页岩矿物组分、有机地化、储集空间、物性和含气性特征进行研究,制定页岩岩相划分方案,分析黑色页岩储层控制因素,优选研究区有利储层。结果表明:根据有机组分和无机组分相结合原则制定的岩相划分方案在研究区识别出14种岩相;目的层黑色页岩有机质含量高,均值大于2%,有机质成熟度高,等效镜质体反射率均值为2.5%,处于高成熟阶段;硅质页岩物性和含气性较好,游离气组分含量较高,混合型页岩次之,钙质页岩物性和含气性最差,几乎不含游离气,游离气是导致硅质页岩含气性较好的重要因素;粒间孔隙主要沿石英颗粒发育,多为宏孔,主要发育于硅质页岩中,是造成硅质页岩物性及含气性好、游离气组分含量较高的主要原因;长宁地区主要发育Ⅰ类储层,Ⅰ类和Ⅱ类储层累计厚度可达44.7 m,是研究区页岩气储层最有利区块。     

四川盆地红星地区二叠系页岩岩相及其微观孔隙结构特征

四川盆地红星地区二叠系是页岩气勘探的重要接替领域,目前整体勘探程度低,页岩岩相类型不清、储层微观孔隙结构特征不明。利用铸体薄片、扫描电镜、X射线衍射、总有机碳(total organic carbon, TOC)和低温氮气吸附实验等技术手段,明确了二叠系茅口组四段-吴家坪组页岩岩相类型及其微观孔隙结构特征,探讨了优质储层主控因素。结果表明：(1)红星地区二叠系页岩发育高碳高硅类、高碳低硅类、低碳高硅类、高黏土类和灰质混合类共5种岩相类型;(2)高碳高硅类岩相储集特征以微孔-小孔为主,高碳低硅类页岩储集特征以微孔为主,低碳高硅类页岩储集特征以小孔-中孔为主,高黏土类页岩储集特征以中孔-大孔为主;灰质混合类页岩储集特征以大孔为主;(3)高碳高硅类岩相孔隙度、孔体积和比表面积最大,其次为高碳低硅类、高黏土类和低碳高硅类,灰质混合类岩相最小;(4)微孔主要受有机质含量控制,微孔体积与有机质含量成正比,小孔体积与长英质矿物含量成正比,中孔体积与黏土矿物含量成正比,大孔基本不发育;(5)综合岩相发育占比和储集特征认为,高碳高硅类和高碳低硅类岩相是最优质的岩相类型,高黏土类和低碳高硅类次之,灰质混合...     

川南地区五峰组—龙马溪组沉积环境演化及其对页岩发育的控制

基于岩心观察、薄片观察、电镜观察、XRF元素扫描以及全岩X-衍射、ICP-MS元素分析、总有机碳含量测试等手段,对川南地区五峰组—龙马溪组页岩岩相类型及其沉积环境演化进行分析,并探讨沉积环境高频演化对岩相的控制作用。将川南地区五峰组—龙马溪组页岩划分为富有机质层状生物硅质页岩、富有机质纹层状(长英质-钙质)粉砂页岩、富有机质(钙质)粉砂页岩、富有机质纹层状钙质页岩、中有机质纹层状(长英质-钙质)粉砂页岩、中有机质块状黏土质页岩6种岩相类型。在岩相识别基础上借助特征元素比值Sr/Ba、U/Th、V/Cr、V/Ni、Ni/Co、Sr/Cu及Mo、Cu、Sr含量变化进行古沉积环境恢复,划分出7个演化阶段。结果表明：五峰组沉积早期气候温暖潮湿、水体较为氧化、盐度较低;五峰组沉积中期水体还原性增强、古生产力提高;五峰组晚期气候干冷,水体较为氧化,经历了赫南特冰期;龙马溪组自下而上古气候经历了暖湿—相对干热—暖湿—相对干热的演化,同时古水体也经历了还原—相对氧化—还原—相对氧化的演化。沉积环境高频演化对页岩岩相发育以及有机质富集具有明显的控制作用,不同岩相有机质含量与海洋古生产力和水体还原性均呈现...     

川南地区龙马溪组沉积亚相精细划分及地质意义

为查明川南地区下志留统龙马溪组富有机质页岩的沉积演化特征,通过岩性、岩相、沉积构造、有机质含量、矿物组成、生物化石和测井响应等特征,对龙马溪组页岩的岩相及沉积亚相类型进行精细划分,并建立四川盆地南部龙马溪组页岩沉积演化模式。结果表明:研究区龙马溪组页岩发育笔石页岩相、碳质页岩相、硅质页岩相、钙质页岩相、泥质灰岩相、粉砂质页岩相、黏土岩相7种岩石相类型;沉积亚相类型可划分为深水陆棚亚相、半深水陆棚亚相及浅水陆棚亚相3种类型;从笔石的生存环境来看,不同地质时代沉积水深存在差异;龙马溪组沉积时期从鲁丹阶到特列奇阶,沉积中心从长宁地区逐渐向北西方向迁移到威远地区,威远地区经历了3期沉积,长宁地区经历了2期沉积;川南地区受古沉积环境和古构造演化的影响,龙马溪组页岩在岩相、沉积亚相分布上具有较大差异,表现出极强的非均质性;深水陆棚亚相沉积为页岩气富集的最有利沉积相带。     

渝东南下志留统龙马溪组不同岩相页岩的孔隙结构与分形特征

下志留统龙马溪组是中国重要的页岩气勘探开发层位.其中页岩气主要产自下部含黏土硅质海相页岩.为探究渝东南地区各井段勘探效果差异性,压裂段产气不均等问题,以YC-6井为例,通过矿物组分将页岩样品划分为含硅黏土质页岩和含黏土硅质页岩,结合有机碳含量(total organic carbon,TOC)测试,镜质体反射率测试,X射线衍射分析(X-ray diffraction,XRD),低压氮气吸附及高压压汞(mercury intrusion capillary pressure,MICP)实验,分析了YC-6井龙马溪组两种不同岩相页岩的孔隙结构特征.并基于Frenkel-Halsey-Hill(FHH)模型计算了不同岩相页岩的孔隙分形维数.结果表明:YC-6井龙马溪组整体含气量低.下部含黏土硅质页岩平均TOC为4.31％,高于上部含硅黏土质页岩(1.13％),同时总孔体积和比表面积也高于后者.不同岩相页岩的分形维数D2均大于D1,表明孔隙结构复杂程度大于孔隙表面.分形维数与总孔体积和比表面积均呈正相关关系,表明具有大比表面积,大孔容的孔隙结构更复杂.TOC和矿物组分含量是页岩孔隙分形维数的重要影响因素.TOC与分形维数呈正相关关系,有机质含量越高,在热演化过程中将生成更多微小的孔隙,从而使孔隙结构更加复杂;黏土矿物含量越多,分形维数越低,黏土矿物在成岩过程中受到压实作用,使得黏土矿物颗粒排列更为紧密,孔隙更加规则,均质性更强,分形维数更低;海相页岩中的石英多为生物成因,其自身的不规则性将使孔隙结构复杂,分形维数变大.     

济阳坳陷页岩油甜点评价方法研究

根据地质、地化、测井资料,明确了页岩油富集主控因素是泥页岩岩相、页岩油的可动性、泥页岩裂缝和异常压力等要素。根据页岩油富集主控因素建立了页岩油甜点评价方法。不同岩相它的储集性和含油性不同,因此岩相可由它的储集性和含油性来表征。用AC曲线和R4曲线评价页岩岩相的储集性和含油性。页岩油的可动性可由S_1、S_1/TOC和页岩油黏度综合评价;S_12 mg/g,S_1/TOC10%,黏度10 m Pa·s的页岩油可动性好;泥页岩裂缝可由岩心、常规测井和成像测井综合判识;压力系数大于1.2的区域是页岩油发育的有利区。最后,根据页岩油主控因素综合确定了济阳坳陷页岩油甜点分布的有利地区,为济阳坳陷下一步页岩油勘探指明了方向。     

四川焦石坝地区页岩气沉积相带划分

焦石坝地区曾遭受多期复杂的构造变动,导致其先后经历不同沉积环境.综合分析岩性、生物化石等相标志及电测曲线特征,焦石坝地区五峰组-龙马溪组下部含气泥页岩段可细分为暗色富有机质泥页岩、暗色富硅质富有机质泥页岩、暗色富有机质砂泥质泥页岩和暗色富有机质灰云质泥页岩,多富含笔石化石.将焦页1井89m段主泥页岩层段自下而上划分出深水硅泥质陆棚、深水泥质陆棚、深水砂泥质陆棚、深水混积陆棚四类沉积微相.同时,从利于富有机质泥页岩发育的角度对研究区作出评价.     

烟雾峁地区延长组深湖细粒沉积岩岩相特征

为研究细粒沉积岩的分布、深湖的岩相划分和储层评价,寻找有利区带,选取鄂尔多斯盆地延长组长7深湖细粒沉积岩进行矿物含量、有机质含量及沉积结构等岩性特征分析,建立量化分类方案。结果表明：细粒沉积岩可分为富有机质层状页岩相、富有机质凝灰质条带泥岩相、富有机质层状泥岩相、富有机质层状粉砂质泥岩相、含有机质层状细砂岩相和含有机质块状砂岩相6种岩相类型,分别具有“一高四中一低”“两高两中两低”“一高三中两低”“五中一低”“四中两低”和“一中五低”等测井曲线特征;烟雾峁地区长7段为含有机质层状细砂岩相和含有机质块状砂岩相,物性较好,有利于致密油的聚集。分析烟雾峁致密油藏岩相特征,推测油藏有利岩相,建立不同类型的岩相,为缺乏岩芯资料井段的岩相识别提供思路。     

鄂尔多斯盆地延长组7-8段深水沉积特征及演化规律

为明确鄂尔多斯盆地富县-志丹地区延长组7-8段深水细粒层系沉积特征及演化规律,利用研究区测录井、岩心、薄片,结合总有机碳(total organic carbon, TOC)、全岩X射线衍射等资料识别细粒沉积岩的岩相类型,分为粉砂岩和泥页岩2大类,细分为7亚类,分别是风暴粉砂岩、地震滑塌粉砂岩、异重流粉砂岩;中低有机质纹层状长英质页岩、高有机质纹层状长英质页岩、高有机质纹层状黏土岩、低有机质块状长英质页岩。利用标志层、测井响应特征、地球化学等高精度测试资料将研究区长7-8段划分为一个Ⅲ级层序、3个体系域、7个准层序组,并建立剖面精度到准层序组(10～20 m)的精细层序地层格架;讨论精细层序地层格架演变约束下的细粒沉积岩分布规律。对于粉砂岩：低位和高位体系域晚期水深相对较小,受风暴影响大,发育风暴粉砂岩;高位体系域早期,受陆源洪水影响,发育异重流粉砂岩;地震滑塌粉砂岩的分布受幕式构造运动控制,在低位和湖侵体系域均有分布：对于泥页岩：中低有机质泥页岩分布在低位和高位体系域晚期,高有机质泥页岩则分布在湖侵和高位体系域早期。可见湖平面的升降变化控制了不同岩相类型的垂向分布,体现为粉砂岩与泥页...     

藏北安多—巴青地区侏罗纪生物礁层系的岩相及沉积环境

安多-巴青整个研究区位于藏北比如盆地,可划分为流水成因的颗粒岩岩相、流水成因的碎屑岩岩相、复成因的泥晶、泥质灰岩岩相、生物及生物化学成因的障积岩岩相、生物及生物化学成因的粘结-障积岩岩相和生物及生物化学成因的骨架岩岩相等6大类16小种岩相。它们形成了潮坪相组合、台地浅滩相组合、开阔台地相组合、台地礁组合4种岩相组合。从下往上可有规律地形成2种岩相序列,即浅水台地相序列和碳酸岩台地相序列。     

南京栖霞山大洼中二叠统栖霞组上升流沉积岩相组合类型

通过对南京栖霞山大洼中二叠统栖霞组上升流沉积岩相的观察,将其划分为燧石条带、硅质岩、硅质页岩和泥晶灰岩4种上升流岩相类型;并在剖面上呈有规律组合,共有3种组合形式。该3种岩相组合均属陆棚缓坡相,按水体深度,由浅至深,依次发育,构成了研究区陆棚斜坡沉积体系。缓斜坡带以含燧石条带泥晶生屑灰岩为特征,夹有暗色中薄层石灰岩、泥岩、页岩和硅质岩。     

基于生成对抗网络的页岩三维数字岩芯构建

页岩油气藏孔隙结构复杂,岩芯获取困难,准确表征页岩储层孔隙结构是研究页岩储层内流体渗流规律的关键。基于真实页岩岩芯的三维聚焦离子束扫描图像,对原始生成对抗网络模型的结构重新设计,同时,为了保证重建结果可以充分反映页岩岩芯的孔隙结构信息,增大了训练样本的尺寸,以此训练生成模型,进而生成页岩三维数字岩芯,对比分析了重建数字岩芯和原始岩芯的孔隙度,并基于重建数字岩芯提取了孔隙网络模型,分析了页岩孔隙结构性质。结果显示,重建岩芯的孔隙度、孔隙空间结构、连通性以及孔隙喉道的配位关系与原始岩芯具有很高的一致性,由此验证了生成模型可以实现三维页岩数字岩芯的构建。最后,构建了多个页岩数字岩芯,计算了多个孔隙结构参数的均值及变化区间,证明了生成的数字岩芯具有稳定的孔隙空间特征,训练好的生成模型具有良好的稳定性。     

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。     

长宁地区富有机质页岩脆性及与裂缝发育关系

页岩的脆性控制着裂缝的形成和演化,对页岩气层的体积改造和页岩气的增产极为关键。以川南长宁地区龙马溪组页岩为例,通过岩石矿物、地球化学和岩石力学等实验对龙一₁亚段的矿物组分、有机地球化学、孔隙-裂缝结构以及力学性质进行测试,分析不同脆性矿物、有机质以及埋深的页岩脆性特征及其与裂缝发育的关系。结果表明,龙一₁亚段脆性最高者为富有机质硅质页岩岩相,石英、长石和黄铁矿等脆性矿物的总含量大于50%,它们能够调节岩石断块的剪切滑移,所积累的能量大于完成岩石整体剪切破坏过程所需的能量;有机质及其在成熟过程中所产生的有机孔隙与微裂缝可促进裂缝的拓展、贯通以及连接,有机碳含量越高,裂缝系统越发育;随着埋深增加,页岩的脆性下降,岩石破裂模式由复杂的劈裂型向单一的剪切型转变;龙一₁¹、龙一₁²小层脆性矿物和有机碳含量最高,脆性指数分别达到了61.31%和60.70%,为压裂甜点层段。     

东营凹陷沙三下—沙四上亚段泥页岩岩相沉积环境分析

根据岩心及其分析化验资料,从岩石的颜色、成分、结构、有机质丰度等方面划分泥页岩岩相类型;从古气候、古物源、古水深、古盐度和古水体的氧化还原性5个方面分析古环境,建立环境指标分级量化标准。研究结果表明,东营凹陷沙四上亚段—沙三下亚段沉积环境特征具有气候由干燥—半干燥—半潮湿,水体由半深水到深水、从强还原性逐渐到还原性、盐度从盐水到咸水到半咸水,物源从较少到较多的规律变化,共划分了6个环境组合;并建立了沉积环境与泥页岩岩相之间的关系,即有机质丰度主要受盐度控制,盐水区为含有机质的岩相,咸水区和半咸水区为富有机质的岩相;结构主要受气候和水深控制,气候干燥—半干燥、半深水环境发育纹层状的岩相,气候半潮湿、深水环境发育层状的岩相;岩性主要受气候和物源控制,气候干燥、物源少的环境发育泥质灰(云)岩和灰(云)岩的岩相,气候半潮湿、物源较多的环境发育灰质泥岩的岩相。     

古近系页岩油赋存特征——以济阳坳陷为例

通过大量岩心观察、薄片鉴定、X-衍射全岩矿物分析和扫描电镜分析,将济阳坳陷古近系泥页岩划分为10余种类型岩相。在岩相划分的基础上,分析了济阳坳陷页岩油赋存特征。富有机质纹层状泥质灰岩相/灰质泥岩相是页岩油赋存的最有利岩相;济阳坳陷的泥页岩的储集空间主要包括各类基质的孔隙和裂缝,最有利赋存空间是各类裂缝(层间缝、构造裂缝、超压裂缝);页岩油具有薄膜状游离态和浸染状吸附态两种赋存相态,在泥页岩裂缝、碳酸盐晶间孔中以游离态为主,在有机孔、黄铁矿晶间孔、黏土矿物晶间孔中以吸附态为主;通过页岩油油源对比、成熟度、地层异常压力、地层水水型等方面的证据确定济阳坳陷页岩油具有"非原位、短距离源内运聚"的特征。     

延安南部曹凡峪油区长6油层组成岩作用研究

曹凡峪油区延长组长6油层组是曹凡峪地区主要的产油层,通过砂岩薄片、铸体薄片、扫描电镜等分析资料,对曹凡峪地区长6砂岩储层的岩石学特征、成岩作用类型、成岩阶段划分和孔隙演化影响因素进行分析。研究结果表明:长6储层发育细粒长石砂岩,主要成岩作用有压实作用、碳酸盐胶结作用、硅质胶结作用和溶解作用,曹凡峪长6成岩阶段为晚成岩A期早期。将研究区长6储层砂岩划分为5种成岩相,分别为绿泥石膜-方解石胶结-溶蚀孔隙相、方解石胶结-残余孔隙相、硅质胶结-粒间孔隙相、绿泥石胶结-残余粒间孔隙相、绿泥石膜胶结-溶蚀孔隙相。储层孔隙演化的影响因素主要是沉积环境和成岩作用,其中水下分流河道和原生残余粒间孔是研究区最好的储集场所和空间。有利成岩相和沉积环境的结合形成了研究区物性相对较好,产量较高的储层区带,也是下一步勘探的重点。