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。     

鄂东通山地区下寒武统牛蹄塘组富有机质页岩矿物组成及意义

中扬子作为南方重要页岩气资源勘探开发接替区,正逐渐成为研究的热点,但不同地区、不同层系认识程度不一。为了对研究程度较低的鄂东通山地区下寒武统牛蹄塘组富有机质泥页岩的沉积及矿物特征的初步认识,为该区页岩气的进一步勘查研究与评价提供指导。通过野外实测界水岭和珍珠口剖面并选取露头样品进行X射线衍射分析,结果表明：通山地区下寒武统牛蹄塘组矿物成分较为复杂、类型多样,石英含量最高,含量为31.9%～47.2%,平均42.1%,黏土矿物含量在18.3%～21.9%之间,平均20.6%,酸盐岩矿物中以方解石含量变化最大,含量在1.3%～27.5%之间,平均值为15.1%;长石平均含量为12.0%,主要成分为斜长石,微晶矿物石膏在样品中普遍存在;黏土矿物主要成分为伊利石,平均含量达63.9%,其次为绿泥石和伊/蒙混层,只有或者极少含量的高岭石,不含蒙脱石,沉积及埋藏成岩过程中水介质沉积总体处于缺氧的还原环境,已进入晚成岩阶段;脆性矿物含量在62.3%～76.3%之间,平均69.73%,脆性指数在0.74～0.81之间,平均0.77,脆性指数与脆性矿物含量有着很好的对应性;矿物组成及含量与周边及北美、威远、涪陵页岩气田有着很好的对比性,参考北美及焦页1井储层优选条件,认为研究区下寒武统牛蹄塘组具备页岩气藏的形成和保存的基础地质条件,有着很好的可压裂性,具备一定的开采潜力。     

四川盆地东缘石柱地区五峰-龙马溪组页岩矿物组分及含气性特征

四川盆地东缘石柱地区上奥陶-下志留统五峰-龙马溪组自下而上由钙质泥岩、黑色硅质页岩、黑色粉砂岩、黑色粉砂质页岩、黑色页岩、黑色粉砂质页岩、灰黑色泥岩、粉砂质泥岩、泥岩和粉砂质泥岩10个岩性段组成.对采自露头的富有机质页岩通过显微鉴定、扫描电镜分析和X-射线衍射进行了矿物组分定量研究和粒度特征分析.页岩中陆源碎屑矿物主要为石英、钠长石和白云母;自生矿物主要为石英、方解石、白云石、黄铁矿、伊利石和绿泥石等.剖面底部的硅质页岩为主要含气层段,石英是该层段的主要矿物.石英质量分数自底部向上逐步降低,和有机碳质量分数呈正相关关系;黏土质量分数和石英质量分数有相反的变化趋势.页岩中较高的脆性矿物质量分数提供了页岩气的储存空间,生物成因石英质量分数高的页岩有利于有机质富集.     

湘西北地区牛蹄塘组页岩气有利地质条件及成藏区带优选

在对湘西北地区下寒武统牛蹄塘组黑色页岩露头观察和取样分析基础上,对黑色页岩的平面展布、岩性特征、有机质类型、有机碳质量分数、页岩成熟度、储层矿物特征、页岩气储盖特征等参数进行评价。应用地质类比法评价研究区的各地质参数。研究结果表明:区内页岩厚度大,平面分布稳定,有机质类型以Ⅰ和Ⅱ1型为主,有机碳质量分数高,成熟度高,脆性矿物丰富,储盖条件较好;研究区与沃斯堡盆地Barnett页岩较相似;评价区下寒武统牛蹄塘组黑色页岩的评价参数的地质风险得分为0.052,下寒武统牛蹄塘组页岩气地质资源量为(2.54~3.38)×1012 m3;温塘—大庸—慈利一带为页岩气勘探目标区,花垣—保靖—永顺及龙山茨岩塘一带为勘探有利区,桑植—石门复向斜南翼为勘探远景区。     

下扬子地区过成熟海相页岩储层特征：以修武盆地司马剖面底-下寒武统荷塘组为例

为评价修武盆地底—下寒武统荷塘组过成熟海相页岩储层特征,通过野外地质调查、有机地化分析、扫描电镜、比表面积以及等温吸附实验等手段对荷塘组页岩的储层特征进行了研究。分析结果表明,荷塘组页岩具有有机质丰度高、热演化程度偏高的有机地化特征;脆性矿物含量介于69.13%~78.56%之间,平均为75.16%,具有较好的可压裂性;储集空间类型以黏土矿物层间缝隙为主,次生溶蚀孔隙次之,孔隙结构以大孔为主,推测黏土矿物层间缝隙作出了主要的贡献,可能为主要的储气产所;吸附气量介于3.99~8.04 m~3/t,平均为6.02 m~3/t,具有较好的气体吸附能力。综上所述,下寒武统荷塘组页岩除热演化成熟度偏高之外,页岩气储层条件相对较好,具有较大的勘探潜力。     

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。     

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。     

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。     

湘中地区中奥陶统烟溪组富有机质页岩地质特征

通过野外地质调查与室内分析测试,对湘中地区中奥陶统富有机质页岩分布、有机地球化学特征、储层特征进行研究,总结湘中地区中奥陶统烟溪组黑色页岩的地质特征。研究结果表明:研究区中奥陶统烟溪组黑色页岩分布广、厚度大(40～160 m),有机碳质量分数较高(0.87%～6.20%),普遍大于2.00%;演化程度处于成熟—过成熟阶段,干酪根类型属于Ⅰ型,页岩生气条件良好;页岩的矿物组成包括石英、长石、方解石、白云石、黏土矿物和少量黄铁矿等,其中脆性矿物质量分数为47%～87%,孔隙类型包括粒间孔、晶间孔、铸模孔、溶蚀孔、有机质孔等,属大孔至毛细孔,孔隙度为3.4%～10.8%,渗透率为(0.003～0.015)×10~(-3)μm~2,平均为0.005×10~(-3)μm~2,与四川盆地东南缘页岩气发现区的相当,具备页岩气形成的地质条件;中奥陶统烟溪组是湖南省页岩气勘探研究的新层位,其中新宁—祁东—宁远地区是有利勘探区。     

沁水盆地石炭-二叠系煤系页岩气储层特征及生烃潜力分析——以山西省临汾市Y1井为例

沁水盆地发育了多套煤系泥页岩,具备页岩气成藏的物质条件。为探讨沁水盆地石炭系、二叠系页岩气储层特征和勘探潜力,通过对山西临汾地区Y1井钻遇的富有机质页岩进行采样测试,利用X射线衍射、高压压汞、扫描电镜等测试方法,研究了山西省临汾地区Y1井岩芯样品的有机地球化学特征、储层物性特征和含气性特征,并对研究区页岩气的勘探潜力做了初步评价。结果表明:Y1井山西组和太原组地层基础地质条件优越,单层厚度大。页岩有机质丰度为0.28%～16.87%,平均2.15%,多数大于1%;有机质类型混源,为Ⅱ～Ⅲ型,以腐殖质为主;有机质热演化程度高,镜质组反射率为1.71%～2.10%,岩石热解峰值温度整体位于470℃左右,普遍达到高成熟阶段。页岩矿物组分以黏土矿物和石英为主,石英质量分数平均41.57%;黏土质量分数平均56.79%,主要为高岭石和伊利石。黑色页岩具有较高的含气量和吸附能力,含气量最高可达4.41 m~3/t,甲烷占总气量的76%。通过烃源岩、储层和气含量等方面的结果,初步确定该区石炭系、二叠系页岩具备优质的勘探潜力。     

四川盆地周缘筇竹寺组泥页岩储层特征

通过地表地质和井下地质相结合,运用岩石学和岩石物理学方法,探讨了四川盆地周缘下寒武统筇竹寺组泥页岩储层特征.结果表明,四川盆地周缘下寒武统筇竹寺组厚40～400m,为一套黑色碳质泥页岩、灰色含粉砂泥岩、粉砂岩、细砂岩、灰岩及含泥灰岩建造.筇竹寺组下部岩性主要由富有机质(碳质)非纹层状泥页岩、泥岩、钙质泥岩、粉砂岩、纹层...     

下扬子皖南地区下寒武统大陈岭组页岩特征及其沉积环境

下扬子皖南地区下寒武统大陈岭组发育富有机质页岩,前期对该套页岩的关注和研究较为薄弱。为探索大陈岭组页岩特征及其沉积环境,以该区页岩气探井WY1井为研究对象,基于岩心、测井资料,通过全岩X射线衍射、氩离子抛光扫描电镜、有机地球化学、元素地球化学等测试手段,重点分析页岩岩石矿物组成特征、有机地球化学特征、孔隙特征,讨论其沉积环境。结果表明：大陈岭组页岩矿物组成以石英、黏土矿物为主,为生物成因硅质页岩,过量硅含量为33.77%～61.79%,占总硅质含量的46%～75%;页岩有机质丰度高,TOC分布在2.27%～7.42%之间,平均值为4.06%,等效镜质体反射率（Ro,eqv）为3.37％～5.53％,均处于过成熟演化阶段,有机质严重碳化,测井电阻率普遍低于1 ?·m;发育无机孔隙、有机质孔隙和微裂缝3种孔隙空间类型,有机质孔隙较发育,但主要为孔径10～20 nm的小孔,有效孔隙度平均为1.25%;大陈岭组形成于深海至滞流浅海,自下而上水体滞留程度增强,整体处于贫氧—厌氧的古水体环境,沉积期气候温暖湿润,古生物繁盛,古生产力较高,生物Ba含量为1 738.15～5 687.74 ug/g,平均值为3 309.63 ug/g,沉积环境有利于有机质的富集保存;皖南地区大陈岭组富有机质页岩发育,具备页岩气形成的基本条件,深化过热演化程度页岩气富集主控因素研究,评价优选保存条件较好的稳定区,有望实现勘探新突破。     

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...     

贵州地区下寒武统牛蹄塘组黑色页岩地质特征及其油气资源意义

贵州地区下寒武统牛蹄塘组黑色页岩发育广泛,并受该区早寒武世岩相古地理类型的控制,主要发育在中、东部地区的页岩盆地相地区中,少部分发育在页岩盆地相和碎屑岩台地相的过渡相中,极少发育在西部的碎屑岩台地相中.研究区牛蹄塘组黑色页岩沉积环境为缺氧还原性沉积环境,有机质母源主要为水生低等菌藻类生物,并混有少部分陆源高等植物.研究区牛蹄塘组黑色页岩具有有机质丰度高、母质类型好、有机质转化为烃类能力强的特征,显示出较大的生烃潜力和油气资源意义.但其高演化阶段作为成油的烃源岩意义不明显,作为成页岩气的源岩则前景乐观.     

湘西北马金洞地区下寒武统牛蹄塘组含钒石煤矿产地质特征研究

本文以湘西北马金洞地区为研究区,采用地质填图、实测剖面、探槽揭露、实验测试及数学分析等方法研究了区内下寒武统牛蹄塘组含钒石煤的地质特征。研究结果表明区内下寒武统牛蹄塘组下段为主要的石煤赋存层位,石煤的厚度介于10.2~41.7 m,平均27.6 m,基本发育稳定;石煤的发热量与灰分、挥发份、水分及硫含量均有关系;石煤层顶底板的主要岩性均为黑色炭质页岩;伴生钒矿V₂O₅最高品位可达1.02%,达到工业品位,可与石煤共采。     

下寒武统黑色页岩金属富集机理与小行星撞击

扬子地台寒武系下统存在富含V、Ni、Mo和铂族元素(platinum group element, PGE)等的黑色页岩,局部地区有U或者Ba、Hg、As等的富集,研究这些元素富集机理有利于寻找相关矿产或者探究地质事件。6 500万年前的小行星撞击地球产生了高PGE含量的地层或者化石,依据这一事实和陨石的特征及其他地质地球化学证据,推断下寒武统黑色页岩中Ni-Mo-PGE富集是陨石撞击结果,PGE中的Ir、Os富集最明显是因为二者最抗淋滤。U在康滇地轴东侧黑色页岩中最高可达480×10^-6,因康滇地轴本身就存在混合型铀矿,推测黑色页岩中U来自它的风化。据V和Ba-Hg-As等的地化特性,认为V富集是受生物活动影响,但因V易于在热泉水中富集,故寒武纪早期泛非运动的构造-热事件可导致V富集成矿,Ba、Hg、As也因该事件产生构造裂隙后,它们优先随热液沿裂隙上升富集,并在海底局部成矿。此外,5.65亿年前的埃迪卡拉动物群发生地基本上就是5.8亿年前小行星撞击地点,提出此次行星撞击可能与埃迪卡拉生物群出现存在因果关系。由于在中国存在寒武纪澄江生物群大爆发事件,推测该次生物...     

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。