川南地区下古生界页岩气储层孔隙特征研究

基于钻井资料、岩心样品实验数据,运用有机地球化学、有机岩石学和储层孔隙分析的多种实验方法,对川南地区下古生界筇竹寺组和龙马溪组2套页岩有机质特征、孔隙度、页岩气储层微观孔隙特征与孔隙结构进行了研究。结果表明,川南地区下古生界页岩有机碳含量较高(多数TOC2.0%)、热成熟度高(ROm=2.3%~3.8%)、孔隙度低(1.16%~6.87%);筇竹寺组页岩有机碳含量和热成熟度高于龙马溪组页岩,而其孔隙度低于龙马溪组页岩;下古生界龙马溪组和筇竹寺组页岩存在粒间孔、溶蚀孔、晶间孔、粒内孔和有机质孔等多种孔隙类型;龙马溪组页岩中微米—纳米级孔隙较筇竹寺组页岩发育,常见有机质孔、粒间孔和粒内孔,是页岩气赋存的主要储集空间;下古生界页岩微观孔隙以微孔和介孔为主,宏孔较少,筇竹寺组页岩微孔+介孔孔容比例占总孔容的83.92%,龙马溪组页岩微孔+介孔孔容比例占总孔容的78.17%,表明微孔和介孔是川南地区下古生界页岩气储层纳米级孔隙的主要贡献者。     

滇黔北地区筇竹寺组高演化页岩气储层微观孔隙特征及其控制因素

页岩气钻探资料表明,滇黔北地区下寒武统筇竹寺组页岩储层富气状况明显不如下志留统龙马溪组页岩,由此严重影响其勘探部署决策,查明其原因是当务之急。为此,以页岩气钻井岩心为基础,采用环境扫描电镜、原子力显微镜、比表面积测量、低温液氮吸附等试验手段,分析了筇竹寺组页岩储层的微观孔隙类型、结构特征等。结果表明:①筇竹寺组页岩储层呈现出极为发育的以纳米级为主的微观孔隙结构特征,发育黏土矿物层间孔、有机质孔、晶间孔、矿物铸模孔、次生溶蚀孔等多类型的基质孔隙,具有比表面积小和面孔率大的特点;②TOC、干酪根类型、黏土矿物和Ro是控制筇竹寺组微观孔隙结构的主要因素,以Ro的影响最为明显,且在页岩达到过成熟状态后,其比表面积和孔体积随着Ro的增大而急剧减小。结论认为:已处于过成熟中后期的该区筇竹寺组页岩层,长期的地质作用过程和过高热演化程度严重制约了其微观孔隙发育,呈现微孔隙骤减和比表面积、孔体积明显较小的情形,不利于页岩气的吸附储集,由此导致该区筇竹寺组页岩气富集程度不如龙马溪组的结果。     

页岩气储层微观孔隙结构特征及发育控制因素——以川南—黔北XX地区龙马溪组为例

利用扫描电镜以及比表面积分析仪产生的试验数据、吸附脱附曲线对页岩气储层储集空间类型、微观孔隙结构的系统研究表明,川南—黔北XX地区龙马溪组页岩气储层储集空间多样,包括残余原生粒间孔、晶间孔、矿物铸模孔、次生溶蚀孔、黏土矿物间微孔、有机质孔以及构造裂缝、成岩收缩微裂缝、层间页理缝、超压破裂缝等基质孔隙和裂缝类型。发现研究区龙马溪组泥页岩比表面积和孔体积都较大且具有良好的正相关性,并认为微孔隙越发育,泥页岩的比表面积和孔体积越大,越有利于泥页岩对页岩气的吸附储集。建立了泥页岩的孔隙模型,并利用吸附脱附曲线分析了研究区龙马溪组泥页岩的微观孔隙结构特征,指出研究区龙马溪组泥页岩以极为发育的微孔为主,其中为泥页岩提供最大量孔体积和表面积的孔隙主要为Ⅲ类细颈瓶状(墨水瓶状)孔和Ⅰ类开放透气性孔。认为有机碳含量、伊/蒙间层矿物含量以及热演化程度是控制研究区龙马溪组页岩气储层微观孔隙结构的主要因素。     

山西河东煤田中—南部煤系页岩气储层微观特征

为探讨山西河东煤田中—南部海陆过渡相煤系页岩气储层微观特征,表征储层孔隙结构参数发育特征及影响因素,应用扫描电镜并结合氩离子抛光技术对储层各类孔隙形貌特征进行直观观察研究;借助高压压汞、低温液氮吸附实验测试对泥页岩储层孔径分布、孔体积和比表面积进行间接表征;通过单因素拟合分析及SPSS多因素综合分析表征孔隙结构参数的影响因素。结果表明,页岩中主要发育有机质孔、粒间孔、粒内孔和微裂隙4类孔隙,孔隙形态以四周开放的平行板状孔,细颈广体孔和墨水瓶孔为主,孔隙连通性较好;孔径多为纳米尺度,以微孔和介孔为主,储层孔体积和比表面积发育主要由微孔和介孔贡献;孔体积和比表面积与黏土矿物含量、TOC和R_O呈正相关关系,与脆性矿物含量呈负相关关系;黏土矿物和脆性矿物中,孔体积和比表面积与伊利石、绿泥石、伊/蒙间层和斜长石含量呈正相关关系,与石英、钾长石和高岭石含量为负相关关系。研究结果精细表征了河东煤田中—南部山西组、太原组和下石盒子组煤系页岩气储层微观特征及影响因素,对于河东煤田中—南部地区煤系页岩气资源勘探开发具有一定理论指导意义。     

准噶尔盆地二叠系风二段凝灰岩储层孔隙多重分形特征

凝灰岩储层作为致密油气储层的一种,其微纳米孔隙对油气的储存有着较大的影响。为明确准噶尔盆地哈山地区二叠系风二段凝灰岩储层孔隙结构及非均质性特征,选取哈山地区哈11井6块凝灰岩样品,采用总有机碳含量测定、全岩矿物组分分析,通过CO2和N2吸附实验对凝灰岩储层孔隙结构进行表征,结合多重分形理论,分析孔隙的非均质性及连通性。结果表明：所选凝灰岩样品TOC平均为0.931%,矿物组分以长石、石英、黏土矿物以及白云石为主。微孔主要发育0.33～0.38,0.50～0.68及0.72～0.86 nm3个孔径区间内的孔隙,介-宏孔主要发育2.94～16.09 nm孔径区间内的孔隙。广义分形维数（Dq）随着q的增大而减小,奇异分形谱呈凸起的非对称抛物线状,凝灰岩储层孔隙具有多重分形特征。微孔（0～2 nm）具有较小的奇异谱谱宽（Δα）和较大的Hurst指数（H）,而介-宏孔（2～100 nm）具有较大的Δα值和较小的H值,表明微孔具有较好的均质性和连通性。介-宏孔的非均质性受孔体积的影响,随着孔体积的增大,孔隙非均质性增强,连通性降低。TOC和矿物组分对孔隙非均质性含量和连通性均有不同程度的影响,TO...     

中国南方海相页岩气成藏差异性比较与意义

中国南方地区寒武系筇竹寺组和奥陶系五峰组—志留系龙马溪组均发育一套富有机质页岩,但页岩气钻探效果差别极大,开展成藏差异比较研究具有理论和现实意义。研究认为:1四川盆地五峰组—龙马溪组TOC值比筇竹寺组略高,盆地外围地区筇竹寺组TOC存在高值区;2筇竹寺组热演化程度较五峰组—龙马溪组明显偏高;3筇竹寺组有机质孔隙不发育,孔隙度是五峰组—龙马溪组的1/3~1/2;4筇竹寺组含气量低,仅为五峰组—龙马溪组的1/2;5筇竹寺组以硅质页岩为主,五峰组—龙马溪组以钙质、钙质硅质页岩为主,硅质成因不同;6五峰组—龙马溪组普遍超压,筇竹寺组以常压为主。这种差异形成的原因在于:1沉积环境不同,影响TOC值和页岩厚度;2筇竹寺组热演化程度过高,导致生烃衰竭、有机质炭化、孔隙度降低,含气性变差;3筇竹寺组顶底板封闭条件较差,影响页岩气保存;4构造位置不同,五峰组—龙马溪组处于斜坡和向斜区,具超压,有利于页岩气保存;5筇竹寺组放射性铀含量约为五峰组—龙马溪组的2倍,是热演化程度高的重要原因。从而提出南方海相经济性页岩气富集需具备有利的地质条件(富有机质集中段发育,热演化程度适中,有机质孔隙发育,含气量高,顶底板保存条件良好,埋深适中),其中五峰组—龙马溪组页岩气成藏条件有利、资源经济性好,筇竹寺组成藏条件总体较差、有利区范围有限。     

川南地区龙马溪组页岩有机质非均质性研究

为研究页岩气储层有机质的非均质性及其对微观孔隙结构的影响，选择川南地区龙马溪组海相页岩，以有机碳含量测试为基础，结合镜下薄片、X-射线衍射、扫描电镜及氮气吸附等实验手段，研究该地区页岩气储层有机质非均质性及其与矿物组分、孔隙结构之间的关系。结果表明：川南地区龙马溪组有机质页岩沉积处于深水陆棚环境，干酪根类型以混合型（II₁型）为主，有机碳含量平均为2.41%，各地区随所处沉积环境的不同有所变化，总体属于中碳—高碳页岩储层，在平面及纵向上存在较强的非均质性；有机碳含量与生物成因的石英等硅质矿物及黏土矿物含量具有良好的线性关系；有机碳含量的变化对孔隙体积、比表面积及平均孔径等相关孔隙结构参数均会造成相应的影响，是表征龙马溪组页岩气储层孔隙结构非均质性的重要地球化学参数。研究结果为准确评价页岩气储层微组构非均质性提供了基础资料和理论支撑     

四川盆地下寒武统筇竹寺组页岩孔隙特征及物性变差机制探讨

四川盆地下寒武统筇竹寺组富有机质页岩分布范围广、厚度大,具备形成页岩气的地质远景,但至今尚未建成工业产能。以多口取心井岩心为基础,利用扫描电镜、核磁共振、比表面积测量和氮气吸附等分析方法,对筇竹寺组页岩储层的孔隙类型、孔隙结构进行研究。结果表明,筇竹寺组储集空间类型单一,以黏土矿物晶间孔为主,有机质孔隙不发育,脆性矿物内孔隙和裂缝孔隙少。基质孔隙主体为孔喉直径低于50nm的中孔和微孔,孔隙度一般为1.4%~3.1%。 筇竹寺组物性变差的主要形成机制为：①热成熟度高,有机质碳化加重,有机质孔隙不发育;②成岩作用强,以结晶度高的绿泥石和伊利石等黏土矿物为主,晶间孔减少;③液态烃裂解近衰竭,孔隙内压力降低,有机质孔隙出现塌陷,并在围岩挤压和黏土矿物结晶收缩作用下经压实消失。     

四川盆地东南部龙马溪组页岩微-纳米孔隙结构特征及控制因素

以四川盆地东南部重庆地区下志留统龙马溪组页岩为研究对象,通过场发射扫描电镜、CO₂及N₂低温低压吸附实验,探讨海相页岩储层微-纳米孔孔隙结构特征及其控制因素。结果表明:龙马溪组页岩发育有机孔、粒间孔、粒内孔、晶间孔、溶蚀孔和微裂缝6种孔隙类型,其中有机孔、黏土矿物层间粒内孔最为发育,由于热演化程度高也发育大量的溶蚀孔隙;龙马溪组页岩BET比表面积介于3.5~18.1 m²/g,BJH总孔容介于0.00234~0.01338 cm³/g,DA微孔比表面积介于1.3~7.3 m²/g,DA微孔孔容介于0.00052~0.00273 cm³/g。页岩微孔比表面积占总比表面积的23.1%~80.2%,平均占比50.3%,微孔孔容占总孔容的12.1%~48.5%,平均占比32.3%,微孔提供比表面积的能力远大于中孔和宏孔,是页岩储层中甲烷吸附的主要场所;泥页岩孔径分布复杂,孔径分布曲线存在多个不同的峰值,在0~100 nm范围内主要呈现双峰或三峰特征,偶见四峰特征;有机碳含量与泥页岩微孔、中孔+宏孔及总孔的孔隙结构参数均呈现非常好的线性关系,表明TOC是泥页岩中微-纳米孔隙结构最重要的控制因素,将孔隙结构参数对TOC进行归一化处理后,总孔和中孔+宏孔孔隙结构参数与黏土矿物含量呈正线性关系,与脆性矿物含量呈负线性关系,表明黏土矿物和脆性矿物主要控制页岩的中孔和宏孔的发育。     

基于二氧化碳吸附实验的页岩微孔结构精细表征

为精细表征页岩储层微孔结构,采用低温二氧化碳吸附法,测定了临兴地区石炭系上统太原组和二叠系下统山西组页岩样品二氧化碳吸附等温线,计算并对比了山西组和太原组页岩的比表面积、单分子层吸附面积、总孔容等孔隙结构参数,探讨了页岩微孔发育的控制因素。研究表明:临兴地区山西组和太原组页岩微孔较为发育,页岩TOC含量越高,微孔比表面积越大,黏土矿物含量越丰富,总孔容越大;热成熟度对临兴地区页岩微孔发育影响不大。受沉积环境的影响,陆相的山西组页岩有机质、黏土矿物含量较海相的太原组页岩更高,因而山西组页岩具有更大的比表面积和总孔容,页岩气的吸附存储能力更强。