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。     

川南地区下古生界海相页岩微观储集空间类型

为探明不同成因的孔隙对页岩气储集的贡献,基于多种分析测试手段,对川南地区下古生界海相页岩微孔类型与分布、孔隙定量表征进行研究,并探讨页岩中微观储集空间的成因及影响因素。结果表明:下古生界页岩微观储集空间分为矿物基质孔、有机孔和微裂缝3大类,并可进一步细分为9种类型;龙马溪组页岩主要发育有机质孔和黏土矿物层间孔,五峰组页岩主要发育有机质孔和溶蚀孔、缝,九老洞组页岩有机质孔极少,多见溶蚀孔、缝;下古生界3套页岩孔隙类型与分布特征的差异与矿物组成、有机质丰度和成岩演化作用有关;龙马溪组底部页岩微孔发育,比表面积大,为页岩气的吸附提供大量储集空间,是有利的页岩储层发育段。     

马朗凹陷芦草沟组页岩油储层成岩演化与溶蚀孔隙形成机制

通过场发射环境扫描电子显微镜、X射线衍射等试验手段,对三塘湖盆地马朗凹陷芦草沟组页岩油储层成岩演化特征与溶蚀孔隙形成机制进行研究。结果表明:二叠系芦草沟组泥页岩为低孔、特低渗储层,主要经历了压实、胶结、交代以及溶解等成岩作用;有机质热演化与无机矿物成岩演化在时空上相对应,有机质生烃高峰、孔隙度高值区、伊利石含量高值区在同一深度出现;生烃过程形成的酸性流体溶解不稳定矿物,形成溶蚀孔隙,同时为伊利石化提供K+;矿物溶蚀孔和有机质残留孔是页岩油重要的储集空间,伊利石化可加速钾长石溶解,并造成矿物的体积收缩,对储集空间的形成具有明显促进作用;泥页岩中溶蚀孔隙的形成与有机质生烃、油气初次运移同步。     

济阳坳陷页岩油富集要素及地质甜点类型划分

为了明确济阳坳陷页岩油富集主要控制因素,对甜点类型进行合理划分,以济阳坳陷页岩系统取芯井获取的大量地层、地化测试资料为重要研究基础,结合产能,落实了控制页岩油高产富集的主要因素,划分了页岩油地质甜点类型.结果表明:富含碳酸盐矿物的富有机质纹层状页岩是济阳坳陷页岩油储集的最有利岩相;岩相(组合)、埋深和成岩演化,地层压力以及烃类流体性质(原油密度和黏度)是控制页岩油富集高产的关键因素;页岩油高产富集要素之间关系密切,中高演化程度、高孔隙度发育带与游离油窗吻合(3200～3800 m);页岩油地质甜点划分充分考虑了页岩油富集、可动及高产要素,在原本页岩油类型划分的基础上,使页岩油类型更加具体,采取生油-储油-产油等因素先后排列的顺序进行命名,突出了夹层在济阳坳陷页岩油勘探开发中的重要作用.     

页岩纳米级孔隙结构特征及热成熟演化

以中、上扬子地区下古生界海相和中生界陆相页岩为研究对象,运用氩离子抛光-场发射扫描电子显微镜技术和氮气吸附实验测试技术对页岩储层的纳米级孔隙发育特征及热成熟演化进行探讨。结果表明:页岩主要发育了有机质孔、粒间孔、粒内孔和微裂缝等4种孔隙类型;TOC和Ro是控制页岩纳米级孔隙发育的主要因素;对于高演化页岩,不同干酪根类型的有机质孔隙发育程度的大小次序为Ⅰ型Ⅱ型Ⅲ型;石英和黏土矿物通过控制TOC的变化对纳米级孔隙发育和分布产生间接影响;页岩热成熟度演化影响页岩孔径分布和微孔、中孔和大孔相对含量的变化,在高—过成熟阶段,与有机质有关的微孔、中孔呈不断增加的趋势,在极高成熟度阶段,页岩大孔转变为中孔和微孔,有机质孔隙变小,纳米级孔隙体积呈现出先增加后减小的趋势;页岩中干酪根、可溶沥青热裂解生气作用和甲烷化作用可能是页岩有机质纳米级孔隙形成的主要原因。     

马朗凹陷芦草沟组泥页岩储层微观孔隙特征及地质意义

通过CT扫描、比表面积及孔径分析、脉冲渗透率测试等实验手段,对马朗凹陷芦草沟组泥页岩储层微观特征及其地质意义进行研究。芦草沟组泥页岩微观储集空间类型多样,大小在几纳米到十几微米不等,其中以宏孔为主,无机矿物和有机质中均可发育较大孔隙;芦草沟组二段中部的微孔隙开放程度最高,岩石基质渗透性也相对最好;黏土矿物可明显增加岩石的比表面积,碳酸盐岩、长石的质量含量与比表面积成反比,有利于分布集中、直径较大的孔隙形成。石英(包含自生石英)可通过增强泥页岩的脆性形成微裂缝,抵抗压实作用保护微孔隙,明显改善了泥页岩物性,其有利作用要大于因自生石英形成而阻塞孔隙产生的不利影响。马朗凹陷芦草沟组泥页岩的微观地质条件有利于游离态页岩油的富集与渗流,是该区建成页岩油产能的重要微观地质原因。     

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。     

渝东北城口北相区寒武系页岩储集层特征研究

以渝东北城口地区预探井A井寒武系鲁家坪组-巴山组泥页岩样品测试分析数据为基础,从页岩的地球化学特征、岩石矿物学特征、储层物性特征、储集空间特征和含气性特征等方面对泥页岩进行了初步研究。结果表明,城口地区寒武系鲁家坪组-巴山组泥页岩有机质含量高,TOC平均为5.6%;成熟度高,Ro平均为3.17%;有机质类型主要为Ⅰ型干酪根,页岩脆性矿物含量高。泥页岩储集空间类型多样,以矿物粒间孔隙为主。高压压汞、核磁共振、等温吸附数据都表明该套泥页岩大孔较发育,单位吸附量大。总含气量不高。通过对比北美Barnett页岩、焦石坝页岩和彭水区块页岩的特征,可以看出渝东北城口北相区寒武系鲁家坪组-巴山组的页岩气含气性较低,有机质孔隙较少,有机质成熟度过高等不利因素可能会加大后期开发的难度。     

复杂构造区不同岩相页岩油散失量研究——以准噶尔盆地博格达地区中二叠统芦草沟组为例

页岩油散失是叠合改造盆地页岩油资源评价中的薄弱环节。保存条件对页岩油散失的影响及散失量表征,对于复杂构造区的“残留”页岩油资源科学评价具有重要的现实意义。为此,以准噶尔盆地博格达地区中二叠统芦草沟组为例,基于大量露头和钻井样品薄片鉴定、Ｘ-射线衍射全岩矿物分析、场发射扫描电镜、有机碳含量TOC、岩石热解S1和氯仿沥青“A”抽提等测试数据,在岩相类型和保存评价单元划分的基础上,建立不同评价单元、不同岩相的有机质丰度与含油率关系模型,实现页岩油散失量的量化表征,为残留页岩油资源量科学评价奠定基础。结果表明：①博格达地区芦草沟组表现为陆源碎屑组分和碳酸盐组分混合沉积特点,发育基质型和夹层型2类10余种岩相类型,可划分出凹陷区、构造稳定区、冲断改造区和地表出露区4类保存评价单元;②保存条件、储集空间类型及孔隙结构控制了不同岩相岩石的含油性差异,随构造变形强度的增强,保存条件变差,岩石的含油性整体呈减小趋势,基质型岩相富含有机质,有机碳含量与可动烃含量呈幂函数关系,夹层型岩相以外来烃充注为主,有机碳含量与可动烃含量呈线性关系;③建立了不同保存评价单元基质型和夹层型页岩油保存系数相对权重量化赋值模型,实现了页岩油散失量的量化表征,为复杂构造区残留页岩油资源评价提供了一种新的思路方法。     

东濮凹陷北部沙三段泥页岩微观储集空间特征及其主控因素

东濮凹陷北部沙三段盐湖沉积体系泥页岩具有良好的页岩油气潜力,本文通过多口钻井岩芯泥页岩全岩矿物X衍射、粘土矿物X衍射、氩离子抛光及能谱、扫描电镜等测试数据,研究了东濮凹陷北部沙三段陆相泥页岩微观储集空间特征及其主控因素。认为储集空间以微-纳米级孔隙为主,包括无机原生粒间孔、无机原生晶间孔、无机次生溶蚀孔、有机孔及微裂缝等孔隙类型。其中,无机孔隙,特别是次生孔隙,对页岩油气储层具有明显的建设作用,有机质孔发现较少。矿物成分、岩相类型、成岩作用、有机质丰度及成熟度是储集空间发育的主要影响因素,其中矿物成分是影响储集空间类型的内因;不同岩相类型对应的储集空间类型不同;成岩过程中易溶物质的溶蚀对储层物性的改善起到重要作用,垂向上粘土矿物成分演化与孔渗高值有较好的对应关系。     

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。     

兴城气田火山岩储层储集特征研究

 兴城气田火山岩储层岩性复杂,储集性能迥异。为了比较不同火山岩储集特征,寻找优质储集体,从火山岩储层孔隙成因及演化入手,应用岩心分析测试及镜下鉴定手段,对岩石组构、成岩作用以及储层物性对构造作用的响应3个岩石储集性能的影响因素进行研究,分析对比了兴城气田各类火山岩进行储集性能。分析认为,火山岩储层物性主要受成岩作用的类型及发育程度以及构造作用控制,而岩石组构决定了火山岩所发生的成岩作用类型,也决定了构造作用对储层的改造程度,有利的岩石组构是是形成优质储集体的前提;即岩石组构、成岩作用、构造作用三者影响储集空间的演化,岩石组构是火山岩储层储集性能的主要控制因素;研究区内有利岩石组构储集岩性有火山角砾岩、气孔流纹岩、角砾熔岩;其中,角砾熔岩的岩石组构利于原生孔隙的保存与次生孔隙的发育,储集性能最优,火山角砾岩与流纹岩次之,火山集块岩、凝灰岩、致密流纹岩、低孔流纹岩不易形成有效储集体。     

断陷湖盆细粒区页岩组构特征与页岩油富集成藏规律：以黄骅坳陷古近系为例

为明确断陷湖盆细粒区页岩微观组构特征及页岩油富集成藏规律,基于黄骅坳陷古近系孔二段、沙三段、沙一段3套页岩层系取心、测井、录井及试油等资料,综合利用矿物分析-场发射扫描电镜、氩离子抛光-场发射扫描电镜、聚焦离子束-场发射扫描电镜等技术手段,针对页岩样品开展多尺度、多维度精细表征,从微观、定量的角度系统分析了页岩矿物、有机质、孔隙及页岩油赋存特征,揭示了页岩油成藏富集规律并建立了富集模式。研究结果表明：在微观视域下,多类型矿物以“组分混合”和“组构叠置”构成复杂页岩类型;储集空间可划分为无机孔隙、有机孔隙和微裂缝3大类9小类,其中无机孔隙贡献率平均可达85%以上,孔径<50 nm的孔隙占据储集空间的主体;微观上有机质可划分为同沉积有机质、交生分异有机质和运移充填有机质3种类型;烃类主要赋存于长英质纹层、灰云质纹层或粉砂岩纹层中。基于矿物、有机质、储集空间、烃类4个要素的“四元耦合”页岩油富集成藏规律,建立了3类富集成藏模式。在该模式指导下,沧东凹陷孔二段实施多口水平井获高产,优质页岩油区块已经实现当今油价下的效益开发,歧口凹陷沙三段及沙一下亚段页岩油均获得重要突破,展示出黄骅坳陷古...     

海陆过渡相页岩孔隙结构特征及分形维数研究

页岩孔隙结构的研究是页岩储集性及含气性评价的重要方面。运用低温氮气等温吸附实验对龙潭组页岩储层的孔隙特征进行了测定,通过孔隙分形维数的计算结合岩石矿物组分、有机质含量及热成熟度测试探讨了龙潭组页岩孔隙结构特征及影响因素。分析结果表明:龙潭组页岩孔隙结构复杂,孔隙类型包括一端封闭型的不透气孔、开放型平行板状狭缝及墨水瓶状孔,平均孔径分布在5.38~13.3 nm,平均为7.78 nm,孔径分布呈双峰型分布的特征;孔隙分形特征明显,分形维数在2.49~2.62,平均为2.54;分形维数受有机质特征、矿物成分及孔隙结构特征共同影响,具体表现为分形维数随TOC(有机碳含量)、R_O、黏土矿物含量及比表面积的增加而增大,随长石含量及样品的平均孔径的增加而减小,与石英及其他矿物成分无明显的相关性。     

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。     

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。     

鄂尔多斯盆地长7段泥页岩层系储层特征及其页岩油意义

陆相页岩油气资源是当前非常规油气研究领域热点。综合使用多种实验手段对鄂尔多斯盆地三叠系长7段泥页岩的岩性特征、成因类型、储集空间及地球化学特征进行分析。结果表明:岩石组分以泥质矿物为主、有机组分和陆源粉砂其次;成因类型主要为深湖—半深湖相页岩、三角洲相泥岩和沼泽相泥岩;储集空间类型主要为页理缝和基质微孔;实际地质样品的地球化学分析表明,样品中烃类组分随热演化程度的不断升高,呈规律性变化。泥页岩层系的热演化程度接近生油窗结束阶段时,已生成的烃类中有相当一部分进入了临近的非源岩夹层中,砂岩夹层含油性优于泥页岩段,烃类组分以饱和烃、芳香烃含量高为主要特征;H317井长7段泥页岩层系中砂岩夹层及部分块状泥岩具有较好的含油性,物性相对较好,脆性矿物含量较高,加之该段泥页岩层系中烃类流体的黏度和密度相对较低,流动性较好,因此砂岩夹层及部分块状泥岩可以作为页岩油勘探的有利目标。针对黑色页岩,可参考油页岩原位改质等相关技术方法进行试探性开采页岩油。     

富县西北部地区长7页岩特征及地质意义

以富县西北部地区长7页岩为研究对象,结合岩心观察、薄片鉴定及实钻井地质资料分析等手段,从岩石矿物学、电性响应、发育规模、空间类型、有机地球化学方面,分析了长7段页岩的基本特征和地质意义。结果表明,长7页岩成分多样;区域上发育一定厚度;有机质丰度较高、有机质类型为I型和II_1型、有机质热演化程度达到成熟,为邻近区域烃类聚集提供了充足的物质基础;发育的粒间孔、溶蚀孔、有机质孔为烃类赋存提供储集空间;长7页岩中存在的较细粒致密层可为油气藏提供较好的保存条件。为区域页岩油气"甜点"研究提供借鉴。     

四川盆地龙马溪组页岩中碳酸盐矿物形成机制

碳酸盐胶结物是四川盆地龙马溪组页岩中重要的自身矿物,但对其形成机制目前尚无深入研究。以四川盆地龙马溪组A井和B井为研究对象,综合应用全岩X射线衍射测试、扫描电镜分析了页岩中自身碳酸盐矿物的类型,并利用分成分碳氧同位素对其形成机制进行了研究。结果表明:四川盆地龙马溪组页岩中碳酸盐矿物沉积水介质主要为陆相淡水。A井的方解石δ~(13)C平均值为-1. 14‰,δ~(18)O平均值为-12. 63‰,B井的方解石δ~(13)C平均值为-2. 40‰,δ~(18)O平均值为-12. 84‰,氧同位素表明两口井方解石均主要形成于早成岩B期,碳主要来源于有机质脱羧反应; A井白云石δ~(13)C平均值为-1. 84‰,δ~(18)O平均值为-7. 56‰,其形成主要与早成岩阶段硫酸盐还原作用密切相关; B井白云石的δ~(13)C平均值为-4. 48‰,δ~(18)O平均值为-11. 12‰,主要与中成岩A期有机质脱羧反应密切相关,铁白云石主要形成于晚成岩阶段;黏土矿物转化提供了研究区碳酸盐矿物沉淀所需要的钙离子、镁离子及铁离子。该研究成果对进一步分析四川盆地龙马溪组页岩成岩演化具有重要指导意义。     

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。