四川盆地焦石坝地区五峰-龙马溪组页岩元素地球化学特征及对页岩气开发的意义

选择四川盆地焦石坝地区JYA、JYD两口井的85块页岩岩心样品,进行了有机碳和主、微量元素测试分析。通过分析主、微量元素在剖面上的纵向变化特征,对焦石坝地区五峰组-龙马溪组含气页岩的氧化还原条件和古生产力状况进行了研究,讨论了五峰组-龙马溪组有机质富集的主控因素;探讨了地球化学元素对页岩可压性的影响和含气性的指示。研究区五峰组-龙马溪组下部优质气层段有机质含量高,平均值为3.07%。与含气页岩段相比,优质气层段页岩中的SiO₂和CaO含量较高,Mo、Cr、V、Ni、Th和U等氧化还原敏感元素富集。V/Cr、V/Sc、U/Th和Ni/Co等氧化还原条件判别指标表明,五峰组沉积期以缺氧-贫氧环境为主,龙马溪组沉积期下部以缺氧环境为主,往上则主要为含氧环境。古生产力指标Ba_（xs）指示五峰组-龙马溪组页岩沉积期具有高等生产力背景。优质气层段有机碳含量与Mo/Al、U/Th、Ni/Co、V/Sc值之间存在明显的正相关,说明有机质富集主要受氧化还原条件控制。另外,优质气层段页岩生物成因的硅质含量高,且有机碳含量与SiO₂含量呈正相关,有利于形成天然裂缝和后期人工压裂改造。优质气层段的地化元素比值明显高于含气页岩段,说明化学元素比值与页岩含气性之间存在一定的相关性。      

四川盆地长宁西部地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组龙一1亚段页岩岩相划分及意义

四川盆地长宁地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩作为目前页岩气勘探开发的重点目标已取得重大突破。为明确长宁西部地区岩相差异、纵横向分布规律、储层发育特征及其影响因素,基于岩心、X衍射测试、扫描电镜以及各类分析测试资料对长宁西部地区五峰组—龙马溪组龙一₁亚段的页岩岩相进行了细致研究。研究区主要发育硅质页岩相、混合硅质页岩相、含灰硅质页岩相、含黏土硅质页岩相、混合质页岩相、含黏土/硅混合质页岩相以及含灰/硅混合质页岩相7种岩相。其中主要分布在龙一₁亚段底部的硅质页岩相因其具有高TOC含量、高孔隙度和高含气性,是研究区最为优质的页岩岩相;其次五峰组沉积时期和龙一₁亚段沉积晚期发育的混合硅质页岩相、含灰硅质页岩相、含灰/硅混合质页岩相和含黏土/硅混合质页岩相,在储层条件上稍差于硅质页岩相,为研究区中等的页岩岩相。综合分析认为,五峰组—龙马溪组龙一₁亚段页岩优势岩相储层形成可能受2个因素共同控制,一是上层富氧而下层缺氧—还原的沉积环境,该类型的沉积环境能够提供大量富有机质的硅质矿物;其次,在后期成岩作用中,充足的富有机质硅质矿物能为储层提供优异的孔隙类型。研究结果将为长宁西部地区页岩气富集区提供岩相学支撑,有利于四川盆地五峰组—龙马溪组海相页岩气的下一步勘探。      

黑色页岩氧化还原条件与有机质富集机制——以昭通页岩气示范区A井五峰组-龙马溪组下段为例

五峰组-龙马溪组下段为昭通示范区页岩气勘探开发的主要目的层段,基于A井样品有机碳、微量元素及稀土元素的系统测试,结合岩石学及测井资料,系统分析A井黑色页岩相关元素地球化学参数的变化特征,揭示黑色页岩形成的氧化还原条件,探讨有机质富集机制。研究结果表明：昭通页岩气示范区五峰组-龙马溪组下段Ⅰ亚段TOC含量最高,平均为3.13%,向上含量逐渐降低,且相关元素富集程度与TOC含量相关。微量元素及稀土元素等氧化还原参数指示：五峰组-龙马溪组下段,纵向上水体整体由厌氧还原环境向次氧化环境过渡,Ⅰ亚段为贫氧-厌氧环境,Ⅱ亚段为贫氧环境,Ⅲ亚段为贫氧-富氧环境。其中,Ⅰ-1小层、Ⅰ-3及Ⅰ-4小层水体还原性强于Ⅰ-2小层与I-5小层。在高古生产力背景下,五峰组与龙马溪组黑色页岩有机质富集的氧化还原环境形成机制存在差异。五峰组为水体滞留形成厌氧-贫氧环境使有机质有效保存,龙马溪组底部则主要由于海平面上升形成厌氧环境而使有机质有效保存富集。五峰组-龙马溪组下段I亚段有机质最为富集,为页岩气开发的最优层段。     

鄂尔多斯盆地东缘山西组山23亚段泥页岩地球化学特征与沉积环境

鄂尔多斯盆地石炭系—二叠系海陆过渡相页岩气的研究主要集中在山西组山₂段泥页岩,山₂³亚段是山₂段泥页岩中有机质最为丰富的层段。对柳林县成家庄剖面进行实测并采集山₂³亚段泥页岩样品,并通过系统的有机碳含量、全岩矿物组成,主量、微量元素分析测试,对鄂尔多斯盆地东缘山西组山₂³亚段海陆过渡相泥页岩沉积期的古气候、水体环境、古生产力及与富有机质泥页岩发育关系进行了研究。结果表明：研究区山西组山₂³亚段泥页岩矿物组成中石英和黏土矿物占绝对优势,TOC平均值为2.04%,属于TOC较高的泥页岩;Sr、Sr/Ba、δ¹⁸O分析结果揭示山₂³亚段水体沉积环境经历了从下至上由咸水—半咸水—淡水的变化;Ce_anom、Ni/Co、V/（V+Ni）判别表明山₂³亚段主体为贫氧—缺氧的水体环境;CaO/Al₂O₃*MgO、CIA指数表明山₂³亚段沉积时期气温由下至上逐渐降低,风化程度减弱;V/Ni、Mn/Ti及δ¹³C揭示山₂³亚段沉积期水体深度自下而上呈先增大再逐渐减小趋势;P/Al和生物Ba在山₂³亚段变化趋势一致,表现为从下至上先增大再减小。山₂³亚段泥页岩有机质的富集主要受水体氧化还原条件与陆源碎屑输入的影响。     

鄂尔多斯盆地延长组7段3亚段异常高有机质沉积富集因素

鄂尔多斯盆地三叠系延长组7段页岩油资源丰富,其中延长组7段3亚段(长7₃亚段)沉积了一套异常高有机质的黑色泥页岩,总有机碳(TOC)含量高达35.8%,是目前中国陆上"进源找油"的重要战略性接替资源。基于全盆TOC含量统计,对异常高有机质样品(TOC≥6%)开展了元素地球化学特征分析,并结合矿物岩石学以及微体(超微)生物化石的埋藏学特征,探讨了异常高有机质沉积的富集机理及主控因素。研究结果显示:长7₃亚段异常高有机质富集段发育在温暖潮湿气候条件下的陆相淡水—微咸水环境,光照充足、水系发育、具有适量的陆源碎屑输入,草莓状黄铁矿形貌及粒径分布特征指示了底水以"贫氧"条件为主,营养元素含量、磷酸盐化石及金藻休眠孢囊化石埋藏特征等证据均指示沉积期湖盆处于超富营养状态。鄂尔多斯盆地长7₃亚段在高初级生产力水平背景下,动荡的"贫氧—氧化"底水环境和稳定的"贫氧"底水环境均可以形成异常高有机质沉积(TOC≥6%)的规模富集。     

威远构造W202区块龙马溪组龙11亚段页岩气储集层岩石学特征

为明确四川盆地川西南地区低陡褶皱带威远构造页岩储集层岩石化学成分及矿物性质与含气性的关系,选取威远构造W202区块下志留统龙马溪组岩心样品,对岩石化学元素、页岩矿物类型及特征、有机碳含量与吸附能力等进行研究。研究表明:龙马溪组龙₁¹亚段岩性主要为灰质(云质)页岩、硅质页岩、炭质页岩、黏土质页岩;矿物类型以陆源矿物、自生矿物、生物碎屑和少量有机质为主;纵向上发育4个小层,但其岩石化学特征存在明显差异,其中,龙₁¹Ⅰ小层发育石英,脆性好,多见黄铁矿,有机质丰度高,吸附能力强,为页岩气优质储层。该研究为页岩气勘探和开发方案调整提供技术支持。     

中扬子地区当阳复向斜奥陶系五峰组-志留系龙马溪组页岩储层特征

以当阳复向斜内典型井钻井资料为基础,通过双束扫描电镜、矿物含量分析、有机地球化学分析和低温低压氮气吸附测定等方法,对富有机质页岩岩石学特征、有机地球化学特征、储集空间类型及特征和含气性特征等进行系统研究。研究结果表明:①五峰组-龙一₁亚段页岩储层在纵向上差异较大,优质页岩储层发育在龙一1₁小层-龙一2₁小层,其有机质丰度高（2.45%~6.98%）、有机质类型好（Ⅱ₁-Ⅱ₂型）、热演化程度较高、脆性矿物含量高（34%~85.5%）、黏土矿物含量低（9%~40.3%）、总含气量高（1.76~4.30 m3/t）,有机孔非常发育;进入龙一3₁小层后,受到加里东运动构造活动加剧的影响,陆源输入量增大,储层品质开始变差。②在横向上,当阳复向斜内由东南向西北方向,五峰组-龙马溪组富有机质页岩越来越发育,储层品质越来越好。③研究区龙一1₁小层-龙一2₁小层页岩储层具有"最甜"和"最脆"的特征,但考虑到水平段钻进过程中需要对井轨迹进行实时监控与调整,应选择龙一1₁小层内GR峰的上下半幅点之间作为水平井的最佳水平箱体。      

鄂尔多斯盆地三叠系长73亚段页岩有机质转化率、排烃效率与页岩油主富集类型

针对鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7₃亚段页岩油资源主富集类型不清等问题,开展长7₃亚段页岩有机质生烃转化率、排烃效率与页岩顶底板保存条件等方面研究,并对长7₃亚段页岩油主富集类型进行评价。研究认为：长7₃亚段页岩有机质转化率平均为45%左右,有大于50%的有机质尚未向石油烃转化,且成熟度越低,未转化有机质占比越大。已转化石油烃的累计排烃效率平均为27.5%,未转化有机质加上滞留烃占比大于70%;长7₃亚段页岩的相对排烃效率平均为60%,约40%已转化烃留滞在源岩内部。长7₃亚段页岩顶底板分别为长7_1—2亚段和长8段砂岩,之上还有长6段砂岩,已在有孔渗能力的部位形成大规模低孔渗—致密油藏,且长7₃亚段页岩为负压,压力系数为0.80～0.85,顶底板保存条件较差,滞留烃多以吸附态存在,可动性较差。评价认为长7₃亚段中高熟页岩油不是主富集类型,但在避开长6段、长8段和长71—2亚段已形成油藏区且断层...     

渝西大足区块五峰组—龙马溪组深层页岩储层特征与勘探前景

近年来,四川盆地上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气已在中浅层（埋深3 500m以浅）区域实现规模效益开发,正逐步向深层（埋深3 500~4 500m）拓展,并已在渝西大足区块等深层区域取得初步进展。通过分析评价大足区块生气潜力、储集物性、可压裂性和含气性等相关储层参数,认为该区块与长宁、威远区块相比,五峰组—龙一₁亚段页岩储层脆性矿物含量和含气量基本相当,而TOC值和孔隙度略低,整体储层品质较优;发育有机质孔、粒间孔、粒内孔及微裂隙等孔隙类型,其中粒内孔所占比例最大;裂缝发育程度较高,以五峰组裂缝分布最为集中。综合研究认为：大足区块五峰组—龙一₁亚段页岩Ⅰ+Ⅱ类储层厚度大,五峰组表现出较大资源潜力;压力系数高,保存条件好;具备“基质孔隙+裂缝型”富集高产模式的特征,该区块深层页岩气展示出良好的勘探开发前景。     

鄂尔多斯盆地宁县地区长73亚段泥页岩地球化学特征及页岩油意义

鄂尔多斯盆地长7段页岩型页岩油可动性差,开采难度大,相关研究薄弱。基于宁县地区N228井延长组长7₃亚段全取心井资料,通过对荧光薄片扫描图件观察,结合单步岩石热解、可溶有机质分析、TOC含量和生物标志物等参数,综合分析研究区长7₃亚段页岩油的成熟度、沉积环境、母质类型及含油性特征,探讨它们对非常规油气勘探的指导意义。结果表明：泥页岩有机质类型为II₁型,为倾油性母质,饱和烃具有明显的轻碳优势,生烃母质以低等水生生物为主,混有少量高等植物;有机质整体处于低—中等成熟演化阶段;Pr/Ph<1,γ?Ga/C₃₀H平均值为0.04,C₃₀*D H/C₃₀H平均值为0.11,指示长7₃亚段泥页岩形成于贫氧还原淡水深湖沉积环境;在泥页岩层系中,含油饱和度指数OSI值较低（<70 mg/g）,游离油含量占比低,说明游离烃类还未达到自身的容留状态,没有形成超越效应,可动性差。这些结果为加深认识鄂尔多斯盆地宁县地区长7₃亚段页岩型页岩油地球化学特征和含油性评价提供新的参考。     

岩石气水两相渗流的玻璃刻蚀驱替实验与有限元数值模拟对比

岩石微观可视化两相渗流特征研究对于油气田开发具有重要意义。分别采用微观可视化玻璃刻蚀驱替实验和有限元数值模拟对岩石中微观气水两相流体的动态渗流特征进行了研究,并将数值模拟结果与微观玻璃刻蚀驱替实验结果进行了对比验证。结果表明,有限元数值模拟结果与玻璃刻蚀驱替实验结果基本一致。气水两相流驱替实验过程中存在明显的指进现象;驱替结束后,分布在大孔喉和与大孔喉相连的孔隙中的水被驱替,未被驱替的水主要分布在小孔喉、小孔喉控制的大孔隙和孔隙盲端;单相渗流达到稳态后,流动通道中心的流体流速比入口处流体流速大,孔喉半径越大,压力降低越慢。微观玻璃刻蚀驱替实验方法能较好地观测微观指进现象和气体在通过狭窄喉道时的运移跳跃现象,而有限元数值模拟方法则具有成本低、易于操作、实验可重复性高等优点。微观玻璃刻蚀驱替实验与有限元数值模拟相结合研究气水两相渗流效果更佳。     

一种基于应力-应变特征的岩石脆性指数评价改进方法

脆性指数作为岩石力学评价的重要指标之一,对准确评价岩石脆性特征具有重要意义。选取四川盆地新场气田须家河组五段的21块岩石样品,对其开展室内三轴岩石力学实验,分别模拟了样品在围压0 MPa,12 MPa,22 MPa,32 MPa下的三轴饱水力学和声学测试,基于岩石应力-应变曲线分析不同岩石脆性特征参数的差异,分别计算基于杨氏模量的脆性因子（B_Ym）、基于泊松比的脆性因子（B_μ）、基于可恢复应变与总应变的脆性因子（B_Rε）、基于屈服强度与抗压强度的脆性因子（B_Rσ）,并对比、分析了现有的基于应力-应变曲线的脆性评价方法,进而综合室内岩石力学测试结果建立了脆性指数B_n与B_Ym,B_μ,B_Rε,B_Rσ的函数关系式,通过多元回归方法建立新的脆性指数模型,对岩石样品的脆性进行评价。结果表明：传统的脆性指数评价方法在区分岩石样品脆性时效果不佳;改进后的模型能够更好地区分研究区高脆性泥岩、低脆性泥岩和砂岩。该研究结果对于准确评价岩石脆性特征具有指导意义。     

川西坳陷须家河组二段气藏地震相特征研究

川西坳陷须家河组二段气藏埋深大，砂体超致密、非均质性强。砂体物性特征分析表明，优质储层的孔隙主要由溶蚀作用形成，且大都发育在河口坝砂体中。河口坝砂体成熟度相对较低，含有相对较多的长石。河口坝与前缘砂坝接触，酸性水容易进入河口坝，河口坝砂体中的长石受酸性水溶蚀，形成次生孔隙。由此建立油气富集模式：生烃时期，以断层为通道、厚大的前缘相砂体为疏导层，酸性水进入河口坝砂体，在长石砂岩中发生溶蚀作用，油气早期进入河口坝砂体，形成早期油气富集带。通过分析典型的X851井，建立河口坝砂体、油气富集带预测模式：河口坝在纵剖面上具有典型S型前积反射结构，横切面呈贝壳形丘状反射，平面呈马蹄形分布。用地震相特征预测了新场气田优质储层、油气富集带分布，结果与钻井吻合。     

聚合物驱注采参数无梯度优化新算法

无梯度优化算法对最优化算法理论研究具有重要意义,已经被应用于许多实际问题的解决,也可以用来求解聚合物驱注采参数最优控制模型问题。针对有限差分随机逼近（FDSA）算法和同时扰动随机逼近（SPSA）算法的优缺点,提出了一种有限差分梯度引导的同时扰动随机逼近（SPSA-FDG）算法,建立了油藏数值模拟模型,开展了聚合物驱注采参数最优控制研究,并将3种算法的结果进行了对比和分析。结果表明：SPSA-FDG算法收敛性要好于FDSA算法和SPSA算法,且易于和任何油藏数值模拟器相结合,能够用来求解聚合物驱最优控制问题;与均匀注聚方案对比发现,采用由SPSA-FDG算法计算得到的优化方案,聚合物驱见效时间提前,含水下降漏斗加深,累积采出程度提高,油藏总体开发效果更好。SPSA-FDG算法可应用于其他化学驱油田以改善化学驱效果。     

致密砂岩气藏黏土矿物特征及其对储层性质的影响——以鄂尔多斯盆地苏里格气田为例

为了研究致密砂岩气藏的储层性质,以X射线衍射定量评价黏土矿物赋存特征为基础,结合铸体薄片、扫描电镜、高压压汞及核磁共振等资料,对鄂尔多斯盆地苏里格气田二叠系盒8段致密砂岩气藏15块黏土矿物样品进行了物性特征、孔隙结构及可动流体的影响因素等研究。结果表明：伊利石（体积分数为3.07%）及高岭石（体积分数为1.86%）是研究区主要的黏土矿物;黏土矿物本身发育丰富的微-纳米级孔隙,并贡献部分储集空间,同时也是论证次生溶蚀孔隙形成的间接证据;绿泥石主要起到晚期充填破坏孔隙的作用,伊利石及伊/蒙混层的大量出现会破坏储层性质;可动流体修正参数将孔隙表面亲水性考虑在内,突出了亲水性黏土与可动流体赋存特征的关系（R²>0.70）。该项研究提供了致密砂岩气藏黏土矿物与储层性质耦合关系的新视角,可为生产实践提供理论指导。     

莺歌海盆地中深层天然气成藏特征

莺歌海盆地浅层天然气勘探及研究程度相对较高，目前绝大部分探井及所发现的天然气储量主要集中于浅层，但剩余好的勘探目标不多；该盆地中深层探井较少，研究程度非常低，发现并落实的天然气地质储量少。为了解决这一问题，文章通过对该地区浅层与中深层天然气成藏地质条件的综合分析类比与评价，明确提出中深层优于浅层，中深层是寻找大中型气田的主要场所，莺歌海盆地中深层天然气将成为日后勘探新目标。     

改性HZSM-5分子筛催化正戊烷与甲醇共芳构化反应

采用浸渍法对HZSM-5分子筛进行改性,得到不同金属离子改性的分子筛,并且借助X射线衍射法和吡啶吸附红外光谱法对催化剂性质进行了表征。在固定床微反装置中,以正戊烷与甲醇为共芳构化反应原料,评价了改性HZSM-5分子筛催化剂的反应性能。结果表明:由Zn,Ag,Ni离子改性的催化剂相对结晶度依次为89.30%,88.96%,91.32%;当金属离子负载质量分数为2%时,采用Zn离子改性HZSM-5分子筛(SiO_2/Al_2O_3,摩尔比,38)催化剂,在反应温度为475℃,原料烃质量空速为2.0 h~(-1)及常压条件下,甲醇和正戊烷转化率分别约为100%,92.76%;当甲醇/正戊烷(摩尔比)为1∶1时,正戊烷转化率降至87.89%;甲醇的加入可抑制干气生成;共芳构化反应中存在协同作用,提高了芳烃选择性。在正戊烷与甲醇共芳构化反应中,当金属离子负载质量分数为2%时,与Zn离子改性催化剂相比,Ni或Ag离子改性的正戊烷转化率提高了约10个百分点。     

气体钻水平井的携岩研究及在白浅111H井的应用

目前国际上流行的斜井、水平井气体钻井流动计算与井下真实情况相比有很大区别,从而导致计算得到的携岩气体需求量过小,难以保证井下正常携岩、清岩。通过研究气体钻水平井的携岩问题,发现水平井气体携岩的规律与垂直井有本质不同。依据研究结果所得出的携岩气体需求量比目前国际流行计算的结果要大50%~100%,而且还需要配合其他措施,方可保证井眼净化。文章简要介绍了研究结果在白浅111H井的应用。     

川渝地区碳酸盐岩气层钻井碱敏性实验研究

通常认为碳酸盐岩储层由于粘土矿物含量少,其碱敏性弱，但未考虑碱与碳酸盐岩矿物白云石反应生成水镁石这一情况，反应使矿物颗粒分散/运移至细小孔喉处堵塞，从而造成储层损害。文章以川渝地区碳酸盐岩气层为对象,通过实验及相应的标准评价了储层碱敏程度。实验结果表明,该气层碱敏程度强，且损害是不可恢复的。敏感机理包括：碱与白云石相互作用生成水镁石，反应使矿物颗粒分散；碱性介质诱发粘土矿物失稳；阳离子交换吸附；碱液与地层水相互作用生成无机垢等。     

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全球化时代要求人们认识世界以全球观。特别是我国的油气生产管理部门，为了解决国民生产总值连续多年高速度发展带来的油气安全问题，认识全球油气具有分带性的特点，在世界范围内进行油气勘探与开发，有利于获取更大的经济效益。地球的强中纬力是影响地球范围最广的作用力之一，它不仅是形成大洋环流、大气环流的重要作用力，也是影响地下油气运移的重要作用力之一，受强中纬力影响，全球油气受力大小具有区带性。全球油气的受力作用可以分为5个区带。