川东南地区海相页岩低电阻率特征与成因

在海相页岩气勘探过程中发现页岩含气性与视电阻率具有相关性，且低电阻率页岩段普遍表现较差的含气性。为揭示海相页岩低电阻率成因，基于川东南地区及邻区重点井的钻井、测井、测试等资料，进行激光拉曼、烘干岩心电阻率测定、扫描电镜荷电效应观察、包裹体、有机地球化学等实验分析，从有机质炭化和保存条件2个方面对页岩储层低电阻率成因进行了探讨，并对影响范围进行了预测。结果表明：低电阻率页岩在电性、物性、含气性等方面具有3个典型特征。在优质页岩段电阻率突变或渐变，孔径小且以孔隙度较低，含气性差且多为干井。对于镜质组反射率（Ro）超过3.5%的页岩，有机质强炭化是导致低-极低电阻率的主要因素。对于Ro小于3.5%的页岩，保存条件变差是形成低-极低电阻率的主要因素，弱炭化对低电阻率也有重要影响。在弱炭化阶段，随着保存条件遭受破坏，页岩含水率和含水饱和度增高，在压实作用下，孔隙和裂隙坍塌闭合，基质颗粒呈镶嵌式接触，导电性增强，电阻率显著降低，且有机质丰度越高，电阻率越低。有机质强炭化的影响范围具有区域性，保存条件变差的影响范围相对较小。     

四川盆地川中古隆起及周缘下寒武统筇竹寺组页岩有机质石墨化区预测

有机质石墨化是造成我国部分地区页岩气勘探效果不佳的主要原因之一,目前关于有机质石墨化的程度、深度下限及导致有机质发生石墨化的主要地质原因尚不清楚。为此,以四川盆地川中古隆起及周缘下寒武统筇竹寺组为主要研究对象,利用电阻率测井响应和激光拉曼光谱分析法,对筇竹寺组页岩开展了有机质石墨化表征的电性特征研究;在此基础上,预测了页岩有机质石墨化的深度下限和分布范围,以期为页岩气勘探选区提供依据。研究结果表明:(1)川中古隆起高部位页岩电阻率测井曲线为正常扁平状特征,有机质拉曼光谱未出现G'峰,未发生有机质石墨化作用;(2)早寒武世内裂陷区5 200 m以深页岩电阻率测井曲线为低阻特征,拉曼光谱出现G'峰,Ro 3.5%,表明5 200 m以深的有机质已石墨化,但石墨化程度较长宁地区弱;(3)威远—资阳地区有机质石墨化深度下限值变化大(介于4 000～4 600 m),磨溪—高石梯地区有机质石墨化深度下限值较稳定(5 200 m左右)。结论认为:(1)四川盆地川中古隆起大部分地区筇竹寺组页岩的有机质已石墨化,不利于页岩气勘探;(2)威远—资阳、磨溪—高石梯等构造主体部位为非石墨化区,具有较好的页岩气勘探远景。     

海相页岩有机质碳化的电性证据及其地质意义——以四川盆地南部地区下寒武统筇竹寺组页岩为例

寻找一种能够有效表征海相页岩有机质碳化现象的可靠证据,是当前开展古老地层页岩气选区面临的重大科学问题。为此,以钻井岩心、测井和分析化验资料为基础,通过对比分析四川盆地南部地区下寒武统筇竹寺组、下志留统龙马溪组2套富有机质页岩的电性特征,探索研究了筇竹寺组页岩有机质碳化现象及其对页岩气赋存条件的影响。获得以下认识:1电性实验证实,川南地区筇竹寺组富含有机质页岩已出现有机质碳化特征,根据极高成熟度、富有机质页岩的干岩样低电阻率特征和井下超低电阻率测井响应特征,能够直观判断有机质的碳化程度、评价烃源岩质量;2川南南部长宁地区筇竹寺组页岩表现为干样低电阻率和低—超低测井响应特征,有机质已出现严重碳化现象,威远地区筇竹寺组页岩电阻率曲线基本正常,石墨化程度介于龙马溪组和长宁筇竹寺组之间;3中高电阻率页岩在生气潜力、基质孔隙发育程度和对天然气吸附能力等方面明显优于超低电阻率页岩;4川南北部犍为—威远—潼南地区富有机质页岩具有中—高电阻率特征,钻井已获工业气流,为筇竹寺组页岩气勘探开发的有利区。     

川南海相页岩成熟度与电性特征关系分析

电阻率测井已经成为页岩气测井中不可缺少的一种方法,有机质碳化以及页岩的形成环境均会导致电阻率测井方法在评估总有机碳含量(TOC)上出现偏差。针对页岩成熟度对页岩气测井电阻率的影响,采用X衍射、有机地化测试及岩石学参数测试等手段,建立了页岩成熟度与电性特征关系。研究结果表明,川南龙马溪组海相页岩具有超高的成熟度,当页岩TOC1.5%时,页岩沉积为强水动力条件,页岩成熟度随TOC含量的升高而升高;页岩的碳化现象导致电阻率降低,TOC与电阻率呈明显的负相关关系。研究结果为川南龙马溪组海相页岩气电阻率测井和电磁法勘探提供了实验数据支持。     

川东北地区大安寨段陆相页岩气藏地质特征

为探索陆相页岩气藏地质特征及勘探开发潜力,以川东北元坝、涪陵地区侏罗系自流井组大安寨段为例,通过岩心观察、薄片鉴定、X射线衍射、有机碳含量分析、扫描电镜、高压压汞和氮气吸附等测试手段,重点研究了陆相页岩沉积环境与岩性、有机地球化学特征、储集空间与含气性、矿物组成、流体性质等气藏地质特征。研究结果表明,大安寨段发育浅湖—半深湖相富有机质页岩,岩性以页岩夹条带状或薄层状砂岩、介壳灰岩为主,有机质类型为Ⅱ_2型或Ⅲ型,TOC为0.33%～3.78%,R_o为1.11%～1.82%,总体处于成熟—高成熟演化阶段;页岩储层以无机质孔为主,孔隙度为1.5%～6.7%,以小于2nm的微孔和2～50nm的介孔为主,具有良好的含气性(含气量平均为1.49m~3/t);页岩可压裂性较好,脆性矿物含量平均达51%。已有12口井获高产油气流,总体表现出良好的勘探开发潜力。在对比研究陆相页岩与海相页岩特征差异性基础上,进一步明确有利沉积相是川东北地区大安寨段陆相页岩气富集高产的重要基础,同时受控于岩石组合及岩性成分、有机碳含量、物性参数、流体压力和微裂缝发育程度,以上认识可为四川盆地侏罗系陆相页岩气最佳勘探开发层系优选提供依据。     

塔里木盆地海相泥页岩TOC计算及有利层段筛选

塔里木盆地发育多套海相页岩,具有较大的页岩气资源潜力。在大量实测数据的基础上,使用测井方法拟合计算海相泥页岩TOC,结合野外露头取样分析测试,筛选富有机质泥页岩有利层段。研究认为,经典的ΔLogR法不适用于高—过成熟泥页岩TOC值的计算,而利用U曲线法计算TOC值具有很好的应用效果。结果表明,塔里木盆地富有机质泥页岩层段主要分布于满加尔凹陷东部中下奥陶统黑土凹组、下寒武统西大山组—西山布拉克组和柯坪—阿瓦提凹陷中上奥陶统萨尔干组;塔东地区的黑土凹组页岩是目前页岩气勘探的有利层位,但分布范围及页岩厚度均较小,页岩气勘探开发潜力较小。     

川东南丁山地区五峰组—龙马溪组页岩气藏“六性”特征

川东南丁山地区于晚奥陶世—早志留世发育一套富有机质泥页岩,已钻井资料揭示该区具有良好的页岩气勘探开发前景,但探井的试气效果具有较大差异。通过放射性元素测井、有机地球化学分析、岩心描述、全岩X射线衍射、扫描电镜分析、物性测试、现场含气性测试等方法,探究川东南丁山地区五峰组—龙马溪组页岩的沉积环境,以及气藏的有机地化特性、含气性、岩性与矿物组分、脆性(可压裂性)、物性、非均质性(各向异性)等"六性"特征。研究结果表明:在放射性元素中,Th/U值小于7,V/Ni值大于1.0,V/(V+Ni)值大于0.56,表明为海相缺氧还原环境;岩性自上而下总体由灰黑色含粉砂质灰岩、泥岩递变为黑色缺氧富含碳质和笔石泥页岩,脆性矿物含量、总有机碳含量、镜质组反射率及含气量均呈递增趋势,页岩底部的岩石脆性指数大于50%,总有机碳含量大于2%,镜质组反射率大于2%,含气量大于3 m~3/t,有机质类型以Ⅰ型干酪根为主,总体处于高成熟晚期—过成熟产气阶段;无机质孔的孔隙度普遍小于有机质孔,不同地层条件下垂向渗透率远小于横向渗透率;缺氧闭塞的还原环境是有机质富集的基础,良好的保存条件是页岩气成藏的关键。     

鄂尔多斯盆地中奥陶统乌拉力克组海相页岩岩相类型及优质储层发育特征

近期，鄂尔多斯盆地西缘中奥陶统乌拉力克组海相页岩获得页岩油气勘探重大突破，成为该盆地油气勘探开发的新领域，但乌拉力克组岩相类型及优质岩相分布特征不够清晰，制约了该层系下一步页岩油气的勘探开发。为此，基于岩石薄片、X射线衍射、扫描电镜和有机地球化学分析等资料，对乌拉力克组海相页岩开展了岩相类型划分，分析了不同岩相储层发育特征，明确了优质岩相的主控因素并预测了优质海相页岩储层的发育区。研究结果表明：(1)乌拉力克组主要发育富有机质硅质页岩、含有机质硅质页岩、贫有机质钙质页岩、富有机质混合页岩、含有机质混合页岩和贫有机质混合页岩6类页岩岩相；(2)乌拉力克组页岩储集空间主要为粒间孔和微裂缝，含少量黄铁矿晶间孔、有机质孔和粒内溶孔；(3)富有机质硅质页岩、含有机质硅质页岩、富有机质混合页岩、含有机质混合页岩、贫有机质混合页岩和贫有机质钙质页岩的平均孔隙度分别为2.31%、1.57%、1.07%、1.09%、0.66%和0.62%。结论认为，富有机质硅质页岩、含有机质硅质页岩和富有机质混合页岩总有机碳含量和脆性指数较高，储集物性及含气性较好，是乌拉力克组优质岩相，位于坳陷区的乌三段和乌二段下部是...     

上扬子地区下寒武统牛蹄塘组优质页岩储层测井识别——以贵州岑巩页岩气区块为例

南方地区古生界发育多套海相富有机质页岩,是我国页岩气勘探部署的重要战略地区,目前已在四川盆地及周缘龙马溪组获得突破。与龙马溪组相比,下寒武统牛蹄塘组具有更大的沉积厚度与更广泛的分布面积,是我国页岩气勘探开发亟待突破的另一重点层系。地球物理测井贯穿页岩气的勘探开发,是识别与评价页岩气储层的重要手段。为此,通过对研究区3口井下寒武统牛蹄塘组测井资料的对比分析,总结出牛蹄塘组含气页岩具有“四高四低”的测井响应特征;元素测井上表现为硅质(石英)含量增加,铝、铁、钾元素与黏土矿物含量降低的特征;在核磁共振测井T₂谱上以单峰和连续型双峰为主,弛豫时间与振幅明显大于普通页岩。通过选取对富有机质页岩响应敏感的自然伽马能谱、地层电阻率、密度、声波时差和补偿中子测井资料对研究区内不同保存条件下的页岩储层进行叠合与交会分析,总结出不同保存条件下的富有机质页岩、富有机质硅质泥岩、普通页岩、砂岩和灰岩的测井响应特征,为研究区优质页岩储层的测井识别与评价提供依据。此外,地层电阻率与声波时差测井资料对页岩的含气性、流体性质与保存条件具有一定的指示作用,可作为页岩含气性与保存条件的判识性指标。     

页岩气藏“甜点”构成要素及富气特征分析——以四川盆地长宁地区龙马溪组为例

"甜点"的识别对确定页岩气有利区分布,进而实现大规模经济开发具有重要的意义。为此,基于国内外大量优质含气页岩的分析资料和研究数据,比较分析了页岩气藏的地质特征,阐述其"甜点"的地质要件:含气页岩有效厚度、有机碳含量(TOC)、有机质类型与成熟度(R_o)、岩石骨架及其物性(孔隙度及渗透率)特征、天然裂缝发育状况等。然后,结合页岩气经济开采的特点以及各要素间的相关性,以四川盆地长宁地区的相关资料为基础,综合考虑四川盆地威远区块的情况,总结了页岩气富集的地质规律,明确了该区海相页岩气藏有利"甜点"的构成要素及其分布值:①有效页岩连续厚度大于30 m、TOC2.0%、R_o介于2.4%~3.5%,保证了气源岩的质量;②脆性矿物含量介于30%~69%、黏土矿物含量小于30%、夹层厚度介于0.1~1.0 m,保证了储层的质量;③孔隙度大于2.0%、渗透率大于50 nD、含气量大于1.45 m~3/t、地层压力介于常压—超压,决定了生产方式与产能。最后进一步分析了页岩气藏"甜点"的主次控件,并探讨了其相互制约关系。     

海陆过渡相不同源储类型页岩储层关键参数测井识别及分类方法

为完善海陆过渡相页岩储层分类方法,以鄂尔多斯盆地东缘临兴区块为例,在划分页岩源储类型基础上,结合电阻率、声波时差、补偿中子、自然伽马等常规测井和成像测井,利用页岩样品实验结果校正,优化了不同源储类型页岩的岩性、有机碳、孔隙度、含气量等关键参数测井解释模型,建立了海陆过渡相页岩气储层分类方法。结果表明：①海陆过渡相泥页岩存在砂质夹层型、灰质混积型和富有机质泥岩层理型三大类源储类型,利用声波、密度与自然伽马的3D交会图与成像测井可识别各类型岩性;②不同类型泥页岩的测井解释优化模型拟合结果显示区内页岩储层参数相对有利勘探,其中砂质夹层型页岩有机碳含量为0.25%~6.66%,孔隙度为0.10%~4.92%,含气量为0.15~4.39 m³/t,平均脆性指数为45%;灰质混积型泥页岩有机碳含量为1.98%~8.66%,孔隙度为0.31%~4.01%,含气量为0.82~3.72 m³/t,平均脆性指数为43%;富有机质层理型页岩有机碳含量在2.04%~14.53%之间,孔隙度为0.29%~5.29%,含气量为0.93~5.14 m³/t,平均脆性指数为37.54%;③建立的以源储类型为核心的 “三型九类”页岩储层分类方法具有实用性,其中I类、II类夹层型页岩和I类富有机质层理型页岩已在生产实践显现开发潜力。     

海相碳酸盐岩排烃下限值研究

在灼烧过的方解石和蒙脱石及灰岩和泥岩中分别加入同一种有机质配制成不同有机碳含量的样品进行热解和加水热压模拟实验,结果表明,海相碳酸盐岩的烃吸附量一般在0.35mg/g左右,变化在0.2~0.85mg/g之间;泥页岩烃吸附量一般在1.25mg/g左右,变化在0.46~2.62mg/g之间。高成熟—过成熟海相碳酸盐岩排烃下限TOC值为0.08%左右,成熟海相富烃碳酸盐岩排烃下限TOC值为0.3%左右,排烃下限TOC值与烃源岩吸附烃含量、干酪根类型及有机质成熟度有关。      

时域电磁法在我国南方富有机质页岩勘探中的可行性分析

我国南方地表与地质构造复杂,地震方法在页岩气勘探中面临着巨大挑战。时域电磁勘探方法因其具有勘探深度大、工作效率高、成本低廉和方法灵活等特点,可作为页岩气地震勘探的有效补充。基于我国南方页岩储层岩石露头及井中岩心,经过岩石复电阻率测试与分析,认为我国南方富有机质页岩储层具有低阻、高极化特征,表明在该地区利用时域电磁法进行富有机质页岩勘探具有较好的物性基础。分析了滇黔渝地区页岩层地质与地球物理特征,并结合富有机质页岩复电阻率测试结果,建立了该地区富有机质页岩储层地电与激电融合模型。基于该融合模型,实现了基于极化介质条件下时域视电阻率正演模拟。模拟结果表明,在研究区地质条件下,富有机质页岩存在时,视电阻率变化明显,表明时域电磁勘探方法能有效识别富有机质页岩储层,具有较广阔的应用前景。     

页岩油气储层测井评价技术及应用

随着我国能源保障压力加大,页岩油气在我国能源结构中的地位变得越来越举足轻重。作为一种非常规油气资源,页岩油气具有自生自储、矿物成分复杂、发育微米—纳米级孔隙、通常为超低孔渗、吸附气与游离气共存等地质特征,与常规油气资源有明显差异,现有的常规油气藏测井评价理论和方法不适用。以非常规油气地质研究为指导,针对页岩油气勘探开发与工程改造需求,建立了陆相和海相不同成熟度页岩TOC测井定量评价方法,形成了页岩复杂矿物组分测井定量评价技术,提出了基于常规测井资料的岩石脆性表征新方法,建立了多参数权重法页岩储层品质测井分类方法,最终形成了页岩油气储层测井评价配套技术。该技术成果目前已在松辽盆地古龙凹陷青一段、四川盆地威远—长宁地区龙马溪组和筇竹寺组得到推广应用,有效指导了油田新钻探井、水平井和老井复查等的有利压裂层段选取工作。     

川东红星地区上二叠统吴家坪组页岩发育特征及其页岩气富集意义

川东红星地区上二叠统吴家坪组海相富有机质页岩是四川盆地页岩气勘探的重要接替领域,目前处于勘探初级阶段,页岩发育特征及页岩气勘探前景尚不清楚。以HY1井为例,通过岩石学、地球化学、储层描述和含气性等分析测试研究了川东红星地区吴家坪组页岩源、储品质及其变化规律,探讨了页岩气勘探前景。结果表明：富有机质页岩发育于吴一¹亚段（吴家坪组一段1亚段）潮坪-潟湖环境和吴二段深水陆棚环境,吴一¹亚段主要发育粘土质页岩相,吴二¹亚段主要发育混合页岩相和硅质页岩相,吴二²亚段以硅质页岩相和灰质页岩相为主。与吴一¹亚段潮坪-潟湖相页岩相比,吴二段混合页岩相和硅质页岩相具有脆性矿物含量高（63.2 %）、有机质丰度高（总有机碳含量为8.78 %）、有机质类型好（Ⅱ₁型）、储层有机质孔发育且物性好（孔隙度为5.59 %）的特征,吴二¹亚段富有机质页岩是红星地区吴家坪组页岩气勘探的有利层段。     

黔南坳陷下寒武统页岩气成藏条件与有利区带评价

页岩气是一种非常规天然气,主要以吸附或游离状态存在。黔南坳陷早寒武世经历被动大陆边缘裂陷盆地演化阶段,沉积了一套海相黑色页岩。通过野外露头、钻井及地球化学等资料,认为黔南坳陷下寒武统牛蹄塘组(渣拉沟组)有机质丰度高(TOC值为2.0%~3.5%)、热演化程度高(RO值为1.3%~3%)、厚度大(最厚可达350 m)、微裂缝发育、埋深适中,具有形成页岩气藏的优越条件。选定页岩气相关评价指标,认为黔南坳陷贵阳—独山一线以东的东北部地区为下寒武统牛蹄塘组页岩气勘探的有利区带。     

川东南地区龙马溪组页岩“低电阻、低含气”成因及地质意义

为了明确五峰组—龙马溪组页岩“低电阻、低含气”成因,有效指导四川盆地下一步页岩气的勘探部署,依托全区大量钻井调查、解剖及分析化验测试结果,对问题开展了较为详细的研究。该区龙马溪组页岩低电阻率测井按其电性特征、地质特征的差异,可分为小于1Ω·m和1～10Ω·m两类。电阻率小于1Ω·m的页岩气井基本不含气,以干井为主,分布区域相对集中,主要位于川西南、长宁西等地区;其电阻率曲线形态具“细脖子”特征,拉曼反射率普遍在3.70%以上且出现高幅度石墨峰;另外不同状态下岩电实验电阻值变化范围小,且均呈现极低—低电阻特征,说明石墨化造成的岩石骨架导电是影响该类页岩的主要原因。页岩电阻率在1～10Ω·m范围的钻井分布区域较广,以微含气为主,在盆内、盆外均有分布,其电性、激光拉曼及岩电实验等表现出来的特征与电阻率小于1Ω·m的页岩差异明显,页岩电阻率曲线具“渐变”特征,激光拉曼实测反射率在3.50%左右,激光拉曼图谱也没有表现出明显的石墨峰特征。该类页岩进行烘干水及饱和水两种状态下的岩电实验变化范围大,即烘干前、后页岩电阻率变化在7～20倍,且呈现中—高电阻率特征,揭示页岩含水量对页岩电阻率有显著影响。...     

四川盆地侏罗系湖相页岩油气地质特征及勘探开发新认识

近年来,中石油、中石化、壳牌等国内外能源公司相继对四川盆地侏罗系自流井组大安寨段湖相页岩开展了油气勘探工作。为了有效地指导湖相页岩油气的相关勘探开发工作,针对该盆地侏罗系湖相油气资源量与储量不匹配、致密储层物性与油气产量不匹配等矛盾,综合岩心、露头、钻井、测井、试油、分析化验等资料,对侏罗系湖相油气系统开展了页岩油气地质特征、勘探开发对象等方面的研究工作。研究结果表明:①四川盆地侏罗系发育自流井组东岳庙段、大安寨段以及凉高山组上段共计3套优质页岩层系,具有源储一体、源储紧邻的特点,是典型的页岩油气发育层系,其中又以大安寨段为典型代表;②大安寨段页岩层系具有有机质含量高、有机质类型好、热演化程度适中、生烃能力强、页岩物性好、储集性能优、脆性矿物含量高、源储配置关系好、页岩厚度大、含油气性好等特征,是典型的页岩油气藏;③通过对大安寨段万吨井的解剖以及页岩有机质含量、热解参数、储层物性等试验数据揭示,该页岩油气藏存在着页岩与介壳灰岩两类储层的油气补给,并且前者的补给能力可能更强,故而页岩层系是侏罗系湖相页岩油气储量有效动用的主要对象;④基于目前的新认识,以页岩油气为勘探对象,通过非常规油气的技术手段,采用水平井+体积压裂技术,该层系一定会取得新的油气勘探突破。结论认为,该项研究成果可以为四川盆地侏罗系湖相页岩油气的资源发现以及储量有效动用等提供理论和技术支撑。     

羌塘盆地上三叠统—下侏罗统海相页岩油特征及发现意义

羌塘盆地油气地质调查和浅钻在中生界海相地层发现了页岩油显示。基于露头、岩心样品系统分析测试,研究了海相页岩沉积发育条件与特征,评价了地球化学与储集特征。研究了中生界海相页岩油发育特征,取得以下认识：(1)羌塘盆地发育下侏罗统曲色组和上三叠统巴贡组两套海相富有机质泥页岩,主要由纹层状页岩夹块状泥岩构成。曲色组纹层状富有机质泥页岩位于该地层下部,厚度为50～75 m,主要分布于南羌塘和北羌塘中西部。巴贡组纹层状富有机质泥页岩位于地层中部,厚度为250～350 m,在南北羌塘均有分布。(2)两套纹层状富有机质泥页岩页理发育,同时发育多种类型的微孔隙和微裂缝,脆性矿物含量平均70%,可压裂性强,孔隙度均值5.89%,储集物性好,达到中等—好的页岩油储集层标准。(3)曲色组富有机质泥页岩为Ⅱ₁和Ⅱ₂型有机质,TOC均值8.34%,氯仿沥青“A”含量均值0.66%,残余生烃潜量(S₁+S₂)均值29.93 mg/g,R_o值0.9%～1.3%,达到优质烃源岩标准。巴贡组富有机质泥页岩为混合型...     

页岩气成藏条件及中国页岩气勘探风险

分析了页岩气的成藏要素（烃源岩有机质丰度、成熟度、储集层孔隙及埋深等条件）及各要素与含气量之间的关系后发现,应在页岩厚度大、有机碳含量高于0.5%、有机质成熟度大于0.4%、有机质生烃形成的孔隙和裂缝较发育的地区寻找有工业价值的页岩气藏。页岩气储集层具有测井曲线自然伽马值高、体积密度值低、电阻率值高等特征。中国页岩气勘探应重点考虑页岩储集层孔隙（裂缝）发育、储集层埋深大和钻采技术薄弱等风险因素。