湘中、湘东南拗陷泥页岩层系储层特征

为了有效地开展湘中拗陷和湘东南拗陷海相、海陆过渡相的高成熟度富有机质泥页岩储层特征研究,作者利用泥页岩黏土矿物X射线衍射、场发射环境电镜扫描、薄片鉴定、比表面积测试等方法,证实了该区泥页岩的主要矿物组分为石英、黏土矿物及碳酸盐矿物。其中脆性矿物的质量分数达57%,岩石类型以深灰色泥岩、灰黑色页岩、深灰色灰质泥岩为主。泥页岩储层主要储集空间类型为格架孔、溶蚀孔、有机质孔、生物体腔孔和微裂缝等,孔喉分选较好,有利于页岩气在其中渗流。总体上认为湘中拗陷和湘东南拗陷上古生界泥页岩层系具有良好的页岩气储集条件。     

湘中和湘东南拗陷上古生界泥页岩含气性及其影响因素

在湘中拗陷和湘东南拗陷区域地质背景及主要海相泥页岩系基本地质特征分析的基础上,应用野外露头观察、钻井资料解释和实验测试等分析手段,对泥盆系-二叠系7个目的层系24个泥页岩样品进行矿物X射线衍射定量分析、场发射电子显微镜扫描、等温吸附模拟实验,重点分析了有机地化参数、矿物组分及微观孔喉结构对含气性的影响程度。结果表明:湘中、湘东南拗陷上古生界泥页岩的页岩气赋存和吸附的主要空间为格架孔、溶蚀孔、有机质孔、生物体腔孔和微裂缝等,吸附含气量平均在1.51～1.60cm3/g。该区吸附含气量的主要影响因素包括有机碳含量、黏土矿物含量、有机质成熟度、孔径与比表面积等。     

湘中、湘东南拗陷泥页岩层系岩相古地理特征

综合运用现代沉积学及地层学理论,结合湘中拗陷和湘东南拗陷构造演化背景,分析中泥盆统至上二叠统泥页岩层系沉积环境,恢复湘中、湘东南拗陷泥页岩层系岩相古地理,指示泥页岩发育的有利区带。研究结果表明,台盆相与滨海沼泽相是湘中、湘东南拗陷最有利于泥页岩沉积的相带。湘中拗陷内重要的泥页岩层系棋梓桥组、佘田桥组主要沉积于台地海盆中,分布于海侵体系域上部与高水位体系域下部,沉积中心位于涟源凹陷和邵阳凹陷中部的凹槽台地相区。湘东南拗陷内重要的泥页岩层龙潭组、大隆组则主要形成于滨海沼泽环境中,分布于海退体系域,沉积中心位于桂阳-耒阳一线。     

湘东南拗陷二叠系—泥盆系泥页岩分布及地球化学特征

湘东南拗陷泥页岩主要发育层系为二叠系龙潭组、大隆组,石炭系大塘阶测水组,泥盆系佘田桥组、棋梓桥组。作者从泥页岩厚度分布、有机质丰度、有机质类型、有机质成熟度等方面研究了主要泥页岩发育层位的地球化学特征,结果表明:龙潭组、大隆组和测水组泥页岩厚度较大,有机质丰度高;二叠系泥页岩有机质以Ⅱ1型为主,部分为Ⅱ2型;石炭系泥页岩以Ⅱ1型为主;二叠系、石炭系泥页岩有机质演化程度高,均已达到高成熟-过成熟阶段,湘东南拗陷龙潭组、大隆组、测水组泥页岩具备页岩气富集的地质条件,是页岩气勘探的目标层系,有一定的资源潜力。     

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。     

湘中拗陷海相页岩层系岩相古地理特征

湘中拗陷是一个以下古生界浅变质岩系为基底发展起来的晚古生代沉积拗陷区,发育有机质丰度高的海相页岩层系,具有形成页岩气藏的基本地质条件。以现代沉积学和层序地层学理论为指导,结合湘中拗陷区域构造背景,分析页岩层系沉积环境,恢复页岩层系的岩相古地理,确定富有机质页岩层系发育层段。湘中拗陷的泥页岩主要发育于下石炭统及中上泥盆统和上二叠统,分布在海侵体系域上部和高水位体系域下部,平面上多与凹槽台地相的发育和分布有关。最有利于泥页岩发育的主要沉积相带是台地海盆相和滨海(海湾)沼泽相。     

湘中拗陷泥盆-石炭系海相泥页岩地球化学特征及等温吸附性能

利用湘中地区泥盆-石炭系野外剖面泥页岩有机地球化学参数及泥页岩等温吸附特征参数,评价页岩气富集的关键地质参数特征。海相泥页岩有机地球化学参数表明,其有机碳含量高,泥盆系泥页岩有机质类型为Ⅰ—Ⅱ1型,石炭系大塘阶测水段为Ⅱ1—Ⅲ型;泥盆—石炭系有机质的成熟度高,基本都达到高成熟—过成熟阶段。泥页岩等温吸附曲线表明,泥页岩吸附容量较大。这些参数表明,湘中拗陷页岩气的基础地质条件好,具备页岩气富集成藏的地化条件,泥盆系棋梓桥组、佘田桥组及石炭系大塘阶测水段3套海相泥页岩厚度大、分布范围广、有机质丰度高。     

海相页岩与海陆过渡相页岩吸附气量主控因素及其差异性

以黔北地区下寒武统牛蹄塘组海相页岩和南华北地区下二叠统太原-山西组海陆过渡相页岩为研究对象,分析页岩有机地化、储层、吸附气量特征,进而研究页岩吸附气量影响因素及其差异性。研究结果表明:页岩有机碳含量大于2%,两者均为优质的烃源岩;但有机碳含量相差甚大。牛蹄塘组页岩矿物组成主要为石英,其次为黏土矿物,而太原-山西组页岩以富集黏土矿物为特征。牛蹄塘组页岩比表面积和吸附气量大于太原-山西组页岩;而总孔体积和平均孔径均小于后者。页岩岩石组成与吸附气量之间的关系如下:牛蹄塘组页岩TOC与吸附气量呈正相关关系且TOC是吸附气量的主要影响因素;而太原-山西组页岩TOC与吸附气量之间关系不明显。牛蹄塘组页岩石英与吸附气量呈正相关性,其原因是石英为生物成因,伴随有机质富集;而太原-山西组页岩石英与吸附气量具有负相关性,其原因为TOC和黏土矿物随石英的增加而减少,且TOC、黏土矿物与吸附气量呈正相关关系。牛蹄塘组页岩伊利石和太原-山西组页岩黏土矿物均与吸附气量具有正相关性,原因为黏土矿物吸附有机质且黏土矿物中各组分发育大量孔隙。     

湘中南龙潭组页岩孔隙特征及其成藏意义

以湘中南龙潭组黑色页岩为研究对象,探明湘中南地区地区龙潭组黑色页岩孔隙发育特征及其影响因素,同时分析孔隙特征对于页岩气成藏的作用。压汞实验可以测试微米级孔径发育情况,低温氮吸附试验可以研究纳米级孔径发育特征,通过压汞实验、低温氮吸附实验测试,对比分析了两种实验条件下的页岩孔隙结构特征,并且探讨了孔隙发育的发育控制因素及其对页岩气成藏的意义。研究认为,龙潭组黑色页岩孔隙结构复杂,主要由纳米孔组成;孔隙多呈开放性,以两端开口圆筒形和四边开放的平行板状的透气性孔为主要类型。退汞效率在31.45%~63.82%之间,平均51.94%,说明样品的孔隙和喉道的尺寸大小相对均匀,孔喉均一性比较好。纳米孔平均介于(5~30)nm,占总孔体积的94.74%,对比表面积的贡献达到98.08%。脆性矿物含量较高,为有机碳和粘土矿物之外控制页岩孔隙发育的重要因素。纳米孔隙对气体的吸附能力较强,甲烷分子以结构化方式存在其中。研究结果表明,研究区页岩孔渗发育较好,较高的脆性矿物含量有利于页岩气后期开采,湘中南龙潭组黑色页岩具备良好的页岩气勘探开发潜力。     

下扬子地区宁国凹陷大隆组-孤峰组泥页岩储层特征

以皖宣页1井为对象,研究皖南宁国凹陷二叠系深水陆棚相黑色硅质页岩储层特征,探讨宁国凹陷二叠系页岩的成藏条件。对二叠系大隆组和孤峰组页岩开展有机地化特征、X射线衍射全岩矿物成分、含气性以及储层的测井响应特征等研究,结果表明:大隆组和孤峰组有机碳含量高,大隆组有机碳质量分数为1.71%～9.28%,平均为4.13%(29个样品),孤峰组有机碳质量分数平均为8.02%;有机质类型为Ⅱ_2-Ⅲ型;R_o值为1.23%～3.03%(大隆组平均为1.35%,孤峰组平均为2.83%);泥页岩中普遍发育原生矿物晶间孔、有机质孔等次生孔隙,以及微裂缝,内部孔隙连通性好,有利于页岩气的赋存;页岩内石英和黏土矿物等含量高,大隆组脆性矿物指数为37%～51%,孤峰组脆性矿物指数为71.8%～85.8%。宁国凹陷大隆组和孤峰组具备页岩气富集的基本条件,是勘探的有利区域。孤峰组在生烃条件、脆性矿物指数、含气性等方面都优于大隆组,应该是宁国凹陷的主探层位。     

渝东南牛蹄塘组页岩成岩作用及其对孔隙的影响

以渝科1井钻遇的下寒武统牛蹄塘组页岩为研究对象,探讨渝东南地区过成熟页岩中成岩作用对孔隙发育的影响。伊利石结晶度和等效镜质体反射率Ro测定,显示牛蹄塘组页岩处于有机质过成熟的晚成岩阶段。通过场发射扫描电镜和气体吸附实验对页岩孔隙进行了定性和定量表征。页岩孔隙主要由有机质孔隙、粒内孔隙和粒间孔隙组成,以中孔为主,平均直径为4.93nm,总孔体积平均为0.014 3cm~3/g。牛蹄塘组页岩经过强烈的压实作用和胶结作用使得粒间孔隙欠发育。黏土矿物大多已伊利石化,伊利石平均质量分数为86%,伊蒙混层平均质量分数为13%,黏土矿物中的孔隙以伊利石中的粒内孔隙为主。溶解作用使得碳酸盐矿物产生粒内孔隙和粒间孔隙,孔隙直径较大。有机质成熟作用产生了有机质孔隙,随着有机质成熟度的进一步增加,有机质内的有机质孔隙体积和孔隙直径都不断减小。页岩的孔隙因不同成岩作用的共同改造而变化。     

牛蹄塘与陡山沱组页岩孔隙发育差异性与主控因素分析——以鄂西某井为例

鄂西地区是长江中下游地区页岩气勘探开发的重点区域,其中震旦系、寒武系等层系均获页岩气流,因此,对其储层微观孔隙结构特征及其影响因素进行研究具有十分重要的意义。通过对研究区页岩样品进行FE-SEM观察、TOC含量测定、全岩及粘土X-衍射分析及其岩石物性等的分析,明确了研究区储层孔渗特征及储集空间类型、有机质丰度及成熟度、矿物组成等。研究表明,牛蹄塘组页岩核磁总孔隙度及渗透率均大于陡山沱组页岩,陡山沱组页岩有机质孔隙发育较好且发育更多白云石晶间孔,部分层段发育方解石溶蚀晶锥及溶蚀坑洞;TOC含量及有机质热演化程度与有机质孔隙呈现负相关关系;矿物组分中,石英及长石含量与核磁总孔隙度呈现正相关关系,而白云石含量与其呈现负相关关系,黏土矿物与核磁总孔隙度的相关性并不明显;此外,核磁总孔隙度与深度呈负相关关系,表现在随深度的加深,核磁孔隙度总体呈波动下降趋势。分析认为：矿物组分、有机质丰度及热演化程度、埋藏深度是影响页岩储集能力的重要因素,有机质的富集有利于页岩气的生成与吸附,脆性矿物的存在提高了储层的脆性,有利于储层的增产改造;埋藏深度影响储集空间的保存条件优劣。     

黔北地区二叠系龙潭组页岩微观孔隙特征及其储气性

为了深入研究黔北地区海陆过渡相页岩储层微观孔隙结构特征,选取了二叠系龙潭组钻井岩心页岩样品进行氩离子抛光-场发射扫描电镜实验、氮气吸脱附实验、及相关地化和等温吸附等测试,研究页岩微观孔隙类型及孔隙结构特征,并探讨微观孔隙对页岩储气性能的影响。研究结果表明,龙潭组页岩储层的孔隙类型主要包括粒间孔、粒内孔、有机质孔、微裂缝4种,以矿物颗粒粒间孔和黏土矿物粒内孔最为发育,有机质孔发育较少,这主要是因为Ⅲ型干酪根显微组分为结构稳定的镜质组和惰质组在生烃过程中不易产生有机质孔;氮气吸附实验结果显示龙潭组页岩孔隙类型复杂,主要表现为两类：细颈广体的墨水瓶孔隙和四边开口的平行狭缝型孔隙,孔径主要介于3～5nm,以发育中孔为主,BET比表面积平均为15.846m2/g,BIH总孔体积平均为0.01258ml/g;龙潭组页岩样品吸附气含量较高（平均为2.37m3/t）,页岩储层微观孔隙对吸附性能有重要的影响,其中吸附气含量与页岩的孔径呈负相关关系,与页岩的比表面积、孔体积呈较好的正相关关系,页岩的纳米级孔隙为烃类气体的赋存和运移提供了有利条件。     

渝东南武隆地区龙马溪组页岩孔裂隙特征研究

为明确渝东南武隆地区龙马溪组页岩孔裂隙发育特征,利用岩芯观察、氩离子抛光扫描电镜分析、低温氮气吸附脱附实验等方法,结合图像分析技术和分形几何理论,对LY-1井龙马溪组页岩孔隙结构及分形特征进行了研究。结果表明,武隆地区龙马溪组页岩宏观裂隙以层间页理缝和成岩收缩缝为主,扫描电镜下可见粒内孔、粒间孔及有机质孔,有机质孔最为发育,孔径几纳米到几十纳米;低温N₂吸附实验结果显示龙马溪组页岩存在3类优势孔径,I类优势孔径分布在1.0~1.5 nm,表明微孔是该区主要的孔隙之一,Ⅱ、Ⅲ类优势孔径分别分布在2.5~3.5 nm、5.0~18.0 nm,孔径>4.0 nm时曲线分维值与TOC、脆性矿物含量及含气量呈负相关性,与黏土矿物呈正相关性。研究认为,有机质孔为页岩气富集提供了最主要的空间,黏土矿物发育复杂结构的孔隙对气体赋存具有一定贡献。     

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。     

淮南潘谢矿区石盒子组煤系页岩气储层孔隙结构特征及影响因素

页岩储层孔隙结构对于页岩气富集和开采具有重要影响。应用高压压汞、低温N2和CO2吸附实验结果,对淮南潘谢矿区石盒子组煤系页岩气储层的孔隙结构进行定量表征,并结合有机地球化学特征、矿物组成和成熟度探讨了其影响因素。结果表明:潘谢矿区石盒子组页岩孔隙度为1.21%~11.00%,平均3.58%;孔隙类型主要为平行板状孔、楔状半封闭孔及墨水瓶孔。潘谢矿区石盒子组页岩的总孔容为（12.77~36.66）×10-3 cm3/g,总比表面积为（10.27~26.01） m2/g,平均孔径为9.59 nm,介孔对孔隙结构的贡献最大,其次是微孔和宏孔。孔径为0.5~0.85 nm,2.1~3.5 nm及71~150 nm的孔隙对潘谢矿区石盒子组页岩孔容起主导作用,孔径为0.4~0.85 nm和2.5~5.0 nm 的孔隙提供了主要的比表面积。有机碳含量（TOC）、矿物组分和成熟度均会影响石盒子组页岩孔隙结构的发育。TOC的富集有利于拓展孔隙空间和孔隙结构的发育;黏土矿物含量的增加会抑制孔隙结构的发育,脆性矿物则相反;石盒子组页岩成熟度达成熟-高成熟,处于有机质第一次裂解后孔隙减小阶段。该研究成果为深入认识该区页岩气赋存富集提供基础资料。     

苏北地区下寒武统幕府山组页岩气勘探前景

通过野外地质调查、岩心观察、老井复查、分析测试及模拟实验等方法,研究苏北地区下寒武统幕府山组富有机质泥页岩的有机地球化学特征、储层特征及含气性等,并探讨其页岩气勘探前景.幕府山组富有机质泥页岩发育于该组下部,为陆棚-盆地相沉积,厚度一般在50～200m之间,顶界埋深一般为2.5～4.0 km,干酪根类型主要为Ⅰ型和Ⅱ1...     

渤海湾盆地沾化凹陷沙河街组页岩油微观储集性

探讨渤海湾盆地沾化凹陷页岩油储层不同岩石矿物的孔隙发育特征,为页岩油勘探开发提供基础资料.取自沾化凹陷罗69井古近系沙河街组页岩油层段21块自然断面和氩离子抛光岩心样品,利用场发射扫描电镜图像定量研究页岩油储层不同岩石矿物的孔隙发育类型、孔径分布及其面孔率贡献.结果表明沙河街组页岩油主要孔隙类型有泥岩中的泥质碎片间微孔和泥晶灰岩中的方解石溶蚀孔,其中的微米级孔隙提供了页岩油的主要储集空间.纳米级孔径为主的方解石晶间孔、晶内孔和黄铁矿晶间孔数量多,但孔隙面孔率很低.沾化凹陷页岩油开发的主要对象为微米级泥质粒间孔和方解石溶蚀孔发育层段.     

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。