渝东南盆缘转换带龙马溪组页岩气散失过程、能力及其主控因素

研究页岩气的散失过程、散失能力及其控制因素对于揭示页岩气的成藏机理、指导页岩气的勘探选区等都具有重要的现实意义。为此,以四川盆地东南部及其盆缘转换带(以下简称渝东南盆缘转换带)下志留统龙马溪组页岩为例,通过现场解吸实验模拟页岩气散失过程,并借助X射线衍射分析、有机碳含量测试、低温氮气吸附实验、等温吸附实验、扫描电镜观察等室内研究手段,定性分析页岩气的散失过程,定量评价页岩气的散失能力,并在此基础上探讨影响页岩气散失能力的主控因素。研究结果表明:(1)该转换带龙马溪组上、下段页岩的页岩气散失过程存在着明显的差异,后者的散失能力明显低于前者;(2)页岩气散失能力主要由温度、压力及岩石属性等决定,其中温度、压力是最主要的外在因素;(3)有机质含量是决定页岩气散失能力的最主要内在控制因素,随有机质含量的增加,页岩比表面积增大、吸附能力增强,页岩气散失能力降低;(4)页岩气散失能力在一定程度上受到岩石矿物成分和孔隙结构的影响,石英含量、黄铁矿含量与散失能力呈负相关关系,长石含量与散失能力呈正相关关系,碳酸盐矿物含量和黏土矿物含量与散失能力之间的相关性不明显。     

渝东南地区黔江凹陷五峰组——龙马溪组页岩储层特征及其对含气量的影响

渝东南地区黔江凹陷五峰组—龙马溪组页岩气的勘探仍处于初级阶段,储层特征与含气性关系仍不明确,开展五峰组—龙马溪组页岩的储层特征及含气性的研究,对评价研究区页岩气资源潜力具有重要意义。通过采集该套页岩岩心样品,完成详细的储层特征分析和含气性分析测试,包括岩石薄片鉴定、X-射线衍射、TOC分析、显微组分实验、氮气吸附实验、扫描电镜实验和现场解析等,结果表明,五峰组—龙马溪组页岩以黏土—粉砂级细粒沉积为主;页岩有机碳含量为0.22%~5.31%,成熟度为1.78%~2.93%,处于高—过成熟阶段,纳米级有机孔隙发育;矿物成分中脆性矿物含量为38.4%~86.7%,黏土矿物含量为12.1%~56.5%,其中微—纳米级无机孔隙较为发育,此外微裂缝的发育也对页岩气聚集和开发提供了有利条件。五峰组—龙马溪组页岩含气量为0.07~2.81m3/t,其底部富有机质页岩的含气量超过1m3/t。综合分析认为页岩TOC值和石英含量越高、长石和绿泥石含量越低时页岩中孔隙及比表面积越大,页岩含气量越大。     

柴达木盆地三湖地区第四系七个泉组含水泥页岩气体吸附及流动能力分析

柴达木盆地三湖地区第四系七个泉组泥页岩处于成岩早期阶段,含水饱和度高,极大地影响到天然气的吸附以及流动能力,进而影响泥页岩层段含气性以及气井产能。为此选用三湖台南地区和察尔汗地区第四系七个泉组泥页岩样品,开展扫描电镜与气体吸附—压汞联测,明确七个泉组泥页岩孔隙发育特征;开展不同含水饱和度条件下的等温吸附及覆压渗透率实验,以揭示含水饱和度对泥页岩的甲烷吸附作用与气体流动能力的影响。研究结果表明：七个泉组泥页岩黏土矿物含量较高,平均为33.0%;储集空间包括矿物粒间孔和粒内孔2类,孔径分布为单峰型,主峰孔径在50~150 nm之间,宏孔对孔体积的贡献最大,占比可达66.8%;七个泉组泥页岩随着含水饱和度的上升吸附气量逐渐降低,当含水饱和度超过临界值10%~20%,吸附气量下降幅度减缓。吸附气量与黏土矿物具有较好的正相关关系,其中伊利石对吸附气量的贡献最大;七个泉组泥页岩气体流动方式以滑脱流动为主。含水使得气体流动能力减弱,2 MPa条件下,当含水饱和度从10%升至50%,泥页岩渗透率平均降低52.93%。在同沉积背斜构造外围平缓区域,泥页岩气能够滞留成藏,泥页岩气井具有较好的含气丰度,开发潜力较强,为勘探有利区。     

海相与陆相页岩储层孔隙结构差异的影响因素

海相页岩和陆相页岩的孔隙结构差异明显。基于海相和陆相页岩在岩石组分、成熟度以及有机显微组分的差异开展的成因机理分析表明，页岩中不同岩石组分孔隙的孔径分布差异大，有机质孔隙在小孔径范围内占比多，黏土矿物孔隙与有机质孔隙的孔径分布特征相似，但亦发育中孔和宏孔。海相页岩的小孔径孔隙多由有机质提供，而陆相页岩的小孔径孔隙多来自黏土矿物。无论是海相页岩还是陆相页岩，其孔隙均以无机矿物孔隙为主，其次为有机质孔隙，所不同的是海相页岩中有机质孔隙的贡献率高于陆相页岩，而陆相页岩中黏土矿物孔隙的贡献率高于海相页岩。有机质孔隙在不同演化阶段的孔隙构成不同，未成熟阶段以发育镜质体和惰质体的原始胞腔孔隙为主，成熟阶段有机质孔隙的发育程度最差，高成熟—过成熟阶段以发育次生固体沥青孔隙为主。高成熟—过成熟海相页岩的有机质以腐泥组和固体沥青为主，其有机质孔隙发育程度高。在以松辽盆地沙河子组为代表的高成熟陆相页岩中，其有机质以镜质体和惰质体为主，原始胞腔孔隙损失大，含有少量固体沥青孔隙；在以鄂尔多斯盆地延长组为代表的低成熟陆相页岩中，由于腐泥组和固体沥青充填孔隙，使得页岩整体的孔隙发育程度变差。     

恒速与高压压汞实验表征致密砂岩储层孔喉结构差异性分析

针对致密储层孔喉非均质性强的特点,选取延长组致密砂岩样品分别进行高压压汞和恒速压汞测试,探讨2种方法在研究致密砂岩储层孔喉结构的差异性。结果显示:高压压汞实验由于高的进汞压力和汞的流速,常会遗漏一些大孔的信息,所测的进汞曲线反映的是某一喉道控制的进汞体积,不能定性得到喉道和孔隙的信息;恒速压汞实验的优点是可以定性孔隙和喉道,更适用于孔、喉性质差别很大的低渗透、致密储层。恒速压汞实验计算孔隙半径应用等效球法,计算出的孔隙半径偏大,导致孔隙和喉道曲线呈明显双峰状,并且由于恒速压汞实验进汞压力小,对小于0.12 μm的孔喉不能识别。对致密储层孔喉的精确研究,需要结合2种实验的优点共同表征。     

柴达木盆地马仙地区下干柴沟组上段辫状河三角洲沉积特征

通过分析岩心、铸体薄片及测井等资料,可知柴达木盆地马仙地区下干柴沟组上段主要为含砾砂岩、砂岩、粉砂岩和泥岩构成的一套碎屑岩组合,发育板状(或槽状)交错层理,碎屑岩粒度粗,成分成熟度和结构成熟度中等,粒度概率曲线为3段式或2段式。研究认为下干柴沟组上段是较强水动力条件下牵引流沉积的产物,沉积环境属于辫状河三角洲。依据水动力特点和岩心相、测井相等相标志,可将其划分为2种亚相和5种微相:辫状河三角洲平原分流河道、分流河道间及辫状河三角洲前缘水下分流河道、水下分流河道间、河口坝。下干柴沟组上段辫状河三角洲沉积经历了1次湖侵—湖退的演化过程,各时期的沉积相展布特点略有不同,辫状河三角洲平原分流河道和辫状河三角洲前缘水下分流河道沉积在研究区内分布广泛,其砂体厚度大,具有广阔的油气勘探前景。     

有机质成熟度对南方海相页岩储层孔隙的控制作用

中国南方下古生界海相页岩经历了复杂的构造演化和热演化,页岩气含气量差异较大,成熟度对页岩气储层孔隙发育的控制作用是亟待解决的重要问题。选取不同成熟度的下古生界海相页岩作为研究对象,采用X射线矿物组分分析、扫描电镜、气体吸附、高压压汞和透射电镜实验,研究有机质演化程度对页岩储层孔隙结构的控制作用。结果表明,R_o小于3.0%的高演化页岩储层储集能力优于R_o大于3.0%的页岩储层,中孔孔体积、微孔比表面积的发育均明显更优;过演化有机质（R_o>3.0%）的孔隙受有机质石墨化影响,孔隙出现缩合、减小的趋势,对页岩储集空间起到破坏作用;R_o>3.5%的高过热演化页岩在经历压实作用、有机质石墨化和黏土矿物转化后储集能力下降严重,不利于页岩气藏的形成。     

第四系弱成岩泥页岩孔隙结构及物性特征

第四系弱成岩泥页岩具有广泛的生物气勘探前景,对其孔隙结构及物性特征的研究有利于丰富泥页岩生物气藏地质理论.以柴达木盆地三湖地区第四系弱成岩泥页岩为例,通过扫描电镜、岩石薄片、X射线衍射全岩分析、覆压孔渗、气水相对渗透率等实验,系统研究了第四系弱成岩泥页岩孔隙结构及物性特征.结果表明,第四系弱成岩泥页岩主要为黏土质页岩、...     

不同沉积类型富有机质页岩孔隙结构差异特征

四川盆地页岩气勘探开发取得巨大成效，不同沉积类型的富有机质页岩孔隙结构不清，制约了四川盆地页岩气进一步的勘探开发。选取四川盆地龙马溪组海相页岩、龙潭组海陆过渡相页岩、自流井组陆相页岩TOC＞1%的富有机质页岩样品，通过场发射扫描电子显微镜和高压压汞结合的方法，了解了不同沉积类型页岩孔隙结构的差异。结果表明，龙马溪组海相页岩主要发育有机质孔和黄铁矿晶间孔，有机质孔多呈圆形、椭圆形，黄铁矿晶间孔形态不一，以大于100 nm的孔隙为主；自流井组陆相页岩主要以原生粒间孔、晶间孔为主，多呈狭缝形、楔形，孔径主要集中在<15 nm区间内；龙潭组海陆过渡相页岩主要发育微裂缝原生粒间孔、晶间孔，原生粒间孔、晶间孔多呈狭缝形，孔隙主要集中在30～120 nm和250～1 300 nm两个区间。有机质和矿物组成的原始差异以及在页岩沉积埋藏过程中热演化和成岩演化的不同是孔隙结构产生差异的主要原因。     

桂中坳陷下石炭统鹿寨组页岩气成藏条件和有利区预测

以桂中坳陷野外考察和岩心观察为基础,结合地球化学、扫描电镜、全岩X射线衍射和低温气体吸附等数据,分析了下石炭统鹿寨组的泥页岩分布、有机地球化学参数、储层特征和含气性等页岩气成藏的地质条件。研究表明,桂中坳陷下石炭统鹿寨组页岩以深水陆棚相沉积为主,富有机质页岩的分布面积广,沉积厚度一般在50~300 m,埋深适中;页岩的有机碳含量大于1.5%,有机质成熟度达到高成熟-过成熟阶段;储层中脆性矿物较多,孔隙空间发育较好,气体吸附性能好,具备页岩气聚集成藏的有利地质条件。结合桂中坳陷剥蚀厚度较大、经历断裂和岩浆活动较多、页岩气保存环境较差等问题综合分析,认为柳州-鹿寨和河池-宜州地区一带为桂中坳陷下石炭统鹿寨组页岩气勘探的有利区。