黔北牛蹄塘组页岩的高压吸附特征研究

为了研究黔北牛蹄塘组页岩的高压吸附特征,选取了黔北凤参1井牛蹄塘组黑色页岩为实验样品,进行高压等温吸附实验,并利用Langmuir方程和多次函数对实验数据进行拟合,分析试样对甲烷的吸附量和吸附速率与压力之间的关系。     

牛蹄塘组与龙马溪组页岩细观结构特征研究

我国页岩气储量居世界首位,随着能源的日益紧缺,页岩气开采日渐迫切。页岩内部的孔隙、裂隙结构不仅是页岩气的储存空间,更是影响页岩气产出的关键因素。针对湖南牛蹄塘组和四川龙马溪组页岩样品进行了细观观察,分析了两组页岩的层理、裂隙及孔隙特征,统计了两组页岩的孔隙尺寸及分布特征。实验结果表明:牛蹄塘组页岩层理特征更为明显,沿层理发育有少量大孔;龙马溪组页岩层理特征不明显,层理多发育小孔;牛蹄塘组页岩主要发育黏土矿物粒间孔和不同矿物粒间孔,龙马溪组页岩中主要发育不同矿物粒间孔;两组页岩内主导孔隙均为小孔孔隙,与龙马溪组页岩相比,牛蹄塘组页岩直径小于16μm与直径大于100μm的孔隙出现的频率较高,而直径16～100μm之间的孔隙出现频率较低。     

贵州凤冈地区牛蹄塘组页岩特征及含气性

利用地化测试、扫描电镜和岩心观察等对凤冈地区牛蹄塘组页岩特征进行了研究,根据FC1井现场页岩气解吸数据,分析了页岩的含气性。结果表明:页岩有机碳含量在4%~28%,有机质热成熟度介于2.66%~2.95%,有机质类型为Ⅰ型,孔隙度和渗透率都较低;页岩内部以石英等脆性矿物为主,黏土矿物含量低,硅质是生物成因;通过扫描电镜发现页岩内部以有机质孔、粒间孔为主,发育有大量的铸模孔、溶蚀孔和微裂隙;岩心观察发现页岩的裂缝非常发育;FC1井现场解吸气含量在0.39~1.97 m3/t,总含气量在0.87~4.13 m~3/t,含气性较差;方解石破碎带含气性较好;强烈的构造运动产生的裂缝不利于页岩气的保存。     

鄂西鹤峰地区牛蹄塘组富有机质页岩稀土元素特征及其地质意义

为探讨鹤峰地区牛蹄塘组富有机质页岩的沉积物源及古沉积环境,采集鹤地3井牛蹄塘组页岩样品,进行稀土元素测试和分析。根据岩性特征,将牛蹄塘组分为牛一段和牛二段,其中牛一段从下到上细分为硅质岩亚段和泥页岩亚段。根据稀土元素分析结果,牛一段页岩中轻稀土元素相对富集,重稀土元素相对亏损且分异不明显,其中泥页岩亚段的轻稀土元素富集程度高于硅质岩亚段;牛一段页岩的物源具有多源性,沉积物主要为正常海相沉积碎屑,而硅质岩亚段沉积早期可能受海底热水活动影响,混合了少量热水活动带来的玄武质物质;牛一段页岩沉积时总体处于还原环境,只有硅质岩亚段沉积早期可能受海底热水活动影响,处于弱氧化环境;牛一段页岩沉积时沉积速率总体较缓慢,有利于有机质的保存,其中硅质岩亚段沉积速率相对快于泥页岩亚段。研究成果可为鹤峰地区页岩气资源勘查提供有关成因研究等方面的资料。     

湘西北地区牛蹄塘组页岩气储层沉积展布及储集特征

摘要：利用湘西北地区最新钻探的井下资料、周边露头地质调查资料及大量样品的分析测试结果,对该地区牛蹄塘组页岩沉积展布及页岩气储集特征进行了系统研究。研究区牛蹄塘组页岩沉积相主要包括深水陆棚相、半深水陆棚相和浅水陆棚相三种,同时对湘西北地区牛蹄塘组地层沉积相进行了划分。牛蹄塘组页岩TOC值一般大于2.0%,其孔隙度主要分布于2%～5%之间,平均3.8%,孔隙以50nm以下的孔隙为主,具有一定的无规则孔结构。通过对页岩储集性能影响因素进行分析,富有机质页岩总孔体积的发育受TOC、粘土矿物、黄铁矿含量等因素影响,吸附能力的大小主要受TOC含量的控制。     

黔北牛蹄塘组页岩孔裂隙与渗透性特征

为了研究页岩孔裂隙与渗透特性的关系,利用电镜扫描与岩石力学实验系统对页岩试样进行实验,得到页岩孔隙结构,以及页岩渗透率与围压和渗透压差的关系,讨论了页岩在不同围压下的破坏模式,揭示了页岩渗透率随围压变化和渗透压差变化而变化的内因。     

湘西北下寒武统牛蹄塘组页岩气生气物质基础研究

为客观评价湘西北地区页岩气资源勘探潜力,利用野外露头地质剖面资料、有机地球化学分析数据等研究了区内页岩气生气物质基础。研究结果表明,研究区黑色泥页岩厚度可从几十米高至两百余米,且从深水陆棚往斜坡方向黑色泥页岩厚度逐渐减薄。研究区黑色泥页岩有机碳含量平均为5.46%,热水喷口及其周边地区则平均高达8%以上。湘西北地区下寒武统牛蹄塘组泥页岩有机碳含量与其石英矿物含量之间具有正相关关系,深水陆棚区和斜坡区泥页岩有机碳含量与其黏土矿物含量之间则分别具有正、负相关关系,表明泥页岩中石英、黏土矿物含量可指示其有机质富集程度。湘西北地区下寒武统牛蹄塘组泥页岩有机质类型为Ⅰ型和Ⅱ1型,等效镜质组反射率均在2.5%以上,平均大于3%,达到了过成熟阶段。不难发现,湘西北下寒武统牛蹄塘组具有良好的页岩气生气物质基础。     

米仓山—汉南隆起区牛蹄塘组页岩矿物组分与微观孔隙的关系

利用米仓山—汉南隆起区牛蹄塘组暗色泥页岩样品,进行X射线衍射、低温氮气吸附、氩离子抛光-场发射扫描电镜等实验,结合有机地球化学参数,探讨矿物组分对微观孔隙结构的影响。研究结果显示,米仓山—汉南隆起区牛蹄塘组页岩矿物组分复杂,以石英和黏土矿物为主,平均含量分别为41.35%和31.55%,其次为长石、碳酸盐矿物、黄铁矿,脆性指数集中分布在0.6~0.8,具有良好的脆性和可压性。石英、长石等脆性矿物提供纳米级粒边缝隙、少量粒间孔和溶蚀孔;黏土矿物提供了大量的顺层缝隙、泥粒孔和片间缝隙;有机质中普遍发育气孔、边缘缝隙、铸模孔等多种孔隙类型。比表面积、孔体积与黏土矿物含量具有良好正相关性,而与石英、长石含量关系不明显,有机质含量与孔比表面积具良好正相关性,而与孔体积关系较差。结果表明,黏土矿物对牛蹄塘组页岩微孔-介孔-大孔发育有主控作用,而有机质则主要是微纳米孔发育的载体;黄铁矿通过自身孔隙结构特征及其与有机质相互影响,对页岩微观孔隙发育起到先促进后抑制的作用,作用转换阈值可能为2.8%左右。     

鄂西鹤峰地区下寒武统牛蹄塘组泥页岩储层特征 ——以江坪河剖面为例

通过有机地化学、物性分析和等温吸附模拟等方法,对鄂西鹤峰地区江坪河剖面牛蹄塘组泥页岩储层进行了研究。研究表明,江坪河剖面牛蹄塘组泥页岩厚度较大,达118. 6 m,有机碳含量高,介于0. 77%～13. 10%,平均值2. 92%,热演化程度高,沥青反射率Rc值介于2. 90%～5. 74%,平均值4. 18%,脆性矿物含量丰富,平均值为57. 5%,气体吸附能力强,等温吸附气量为0. 91～5. 12 m~3/t,平均值2. 79 m~3/t。综合分析认为,鄂西鹤峰地区牛蹄塘组泥页岩储层条件好,具有良好的勘探前景。     

鄂西松滋地区牛蹄塘组页岩气储层特征及选区评价

为研究松滋地区牛蹄塘组页岩气成藏条件,从岩石组合特征、有机地化特征、储层特征、含气性等方面对研究区牛蹄塘组页岩进行了分析。结果表明,研究区松地2井富有机质泥页岩位于牛蹄塘组一段,岩性为灰黑色含碳钙质泥岩,厚度124.3 m;干酪根以腐泥型为主,TOC值为0.5%～10%,平均值为1.6%;牛蹄塘组普遍发育裂缝,以高角度斜交裂缝最为发育,近垂直裂缝次之,少见顺层裂缝;松地1井牛蹄塘组现场解析含气量为0～0.2 m³/t,平均含气量为0.1 m³/t;松地2井牛蹄塘组现场解析含气量为0～0.7 m³/t,平均含气量为0.3 m³/t。通过综合上述分析结果,与鄂西地区牛蹄塘组各类参数进行类比,在松滋刘家场地区共优选出1个三类有利区。     

湘西北湖田溶地区下寒武统牛蹄塘组含钒石煤地质特征及成矿环境

基于湘西北湖田溶地区地质调查与理论研究,采用实验测试、元素分析及数学分析等方法研究了区内下寒武统牛蹄塘组含钒石煤的地质特征及成矿环境。研究结果表明,区内下寒武统牛蹄塘组下段为主要的石煤赋存层位,石煤的厚度介于5.35～31.2 m,平均16.19 m,发育基本稳定;石煤平均发热量仅为4.04 MJ/kg,与灰分、挥发分、水分及硫含量均有关系;伴生钒矿V2O5最高品位可达1.2%,达到工业品位,可与石煤共采;含钒石煤为缺氧还原环境海底热液作用下形成。     

大竹坝—回军坝向斜牛蹄塘组页岩吸附性研究

大竹坝—回军坝向斜位于四川盆地与秦岭造山带之间构造耦合部位的米仓山—汉南古隆起中心。为了研究该区域牛蹄塘组页岩吸附性特征,通过TOC含量、Ro、矿物XRD、孔隙结构等参数分析,结合不同温度下的等温吸附实验研究,利用三元Langmuir模型结合热力学吸附原理,计算了研究区样品的吸附热力学参数,分析了影响页岩吸附性的主控因素。样品等量吸附热介于5.3～22.2 kJ/mol,标准吸附熵为-48.8～-98.8 J/(mol·K),受研究区热演化程度较高影响,研究区牛蹄塘组页岩吸附热力学参数表现出一定Ⅱ型和Ⅲ型有机质特征。孔隙比表面积在孔隙直径低于2 nm的范围内分布有2个高峰,为甲烷吸附提供了主要吸附位。吸附压力达到2.8 MPa前后,页岩吸附性主控因素显著不同,吸附压力低于2.8 MPa时,有机质吸附主导着页岩的甲烷吸附,而当吸附压力大于2.8 MPa以后,黏土矿物和有机质共同决定着页岩的甲烷吸附量。     

湘西北牛蹄塘组页岩储层特征及主控因素研究

通过对花页1井岩心、岩屑观察,采用薄片鉴定、X-衍射矿物分析、物性测试、低温氮气吸/脱附实验、扫描电镜、甲烷等温吸附实验等手段,对湘西北牛蹄塘组页岩储层特征进行精细研究。牛蹄塘组以富含炭质、硅质以及黄铁矿为特征,页岩属于特低孔、特低渗类型储层。按照形貌一成因,将孔隙分为有机质孔隙、矿物质孔隙以及构造孔隙3类。认为孔隙主要是圆筒孔(有机质孔)、狭窄平行板孔(粘土矿物层间孔)以及四面开口的锥形平板孔(泥粒孔)。牛蹄塘组储层具有BET比表面积大、孔隙体积大、Langmuir体积大的特征,且与TOC、黄铁矿呈明显正相关关系。沉积作用控制了页岩储层微观有机质孔隙,压实作用、胶结作用导致孔隙减小并被填充,有机质热生烃作用促进有机质孔的发育,构造破裂可以形成大量裂缝,溶蚀作用则可以形成次生溶蚀孔隙,改善储集性能。     

湘西牛蹄塘组黑色岩系的地球化学特征及其油气地质意义

通过湘西三岔地区牛蹄塘组黑色岩系的地球化学和有机岩石学的综合研究,讨论了湘西牛蹄塘组沉积时期氧化还原条件变化特征及其油气地质意义。结果表明：① V/(V+Ni)比值为0.42～0.92,平均0.71;V/Cr比值为0.53～44.50,平均5.34;Ni/Co比值为1.92～23.30,平均7.80;U/Th比值为0.16～15.73,平均4.98;δU比值为0.64~1.99,平均1.50。δCe呈负异常。微量元素在剖面中的分布特征反映牛蹄塘组沉积早期在海侵引起的大范围缺氧还原条件下发生了短暂充氧事件,使得海水的氧化还原条件不断变化。牛蹄塘组沉积早期主要为缺氧还原环境,中期受充氧事件的影响,多表现为贫氧环境,后期随着海平面下降,多为氧化环境。② 牛蹄塘组黑色岩系烃源岩的成烃生物母质主要为浮游藻类、底栖宏观藻类、浮游动物、底栖海绵等,有机质类型有I型和II型之分;I型分布区间广,主要分布在还原环境中,而II型主要出现于含氧环境中。③ 黑色岩系TOC含量平均达6.04%,120 m以下的岩石中均>2%,而110 m以上多小于2%,表明牛蹄塘组还原环境下沉积的页岩生烃潜力较大。     

川东南龙马溪组页岩孔裂隙及渗透性特征

采集了川东南龙马溪组页岩样品,开展了页岩孔-裂隙结构的测试,分析了孔-裂隙结构特征,根据孔-裂隙相对发育优势程度,将页岩孔-裂隙结构分为孔隙优势发育型、裂隙优势发育型和孔-裂隙均等发育型等3种类型。在不同轴压、围压和气体压力梯度下,对页岩试样进行了三轴应力条件下的CH4渗流实验,计算并分析了有效应力、气体滑脱效应等因素对页岩绝对渗透率K0的影响。揭示出在较低压力梯度下的K0与应力差近似呈负指数相关关系,K0与压力梯度之间亦呈负指数相关关系,K0在压力梯度0~0.2 MPa阶段衰减最显著。认为有效应力增大导致页岩微裂隙趋于闭合,渗透率降低;在压力梯度增大的过程中,基质收缩逆效应与滑脱效应并存,但滑脱效应对渗透率的贡献小于基质收缩逆效应;在不同应力条件下,页岩渗透率存在差异;页岩渗透率自身也具有非均一性,与微裂隙的发育差异有关。     

湖北咸宁地区寒武纪牛蹄塘组钒矿床成因浅析

湖北咸宁地区沉积型钒矿床资源蕴藏丰富,多为小—中型矿床。矿体赋存于早古生代寒武纪牛蹄塘组黑色岩系地层中,矿体常呈似层状、层状,与地层一致。矿石主要以高岭石钒为主,少量钒钛矿及云母钒。地表次生作用使矿石氧化,促使钒富集,提高含量0.02%~0.24%。区内褶皱发育,褶皱倾伏端或转折端及两翼层间滑脱提供了赋矿空间,具有找矿前景。     

神农架复背斜北缘牛蹄塘组页岩气成藏主控因素分析——以SD1井为例

神农架复背斜北缘与黄陵背斜东南缘地区具有相似的构造地质背景,同样处于古老隆起的边缘,周缘地区在下古生界发育多套富有机质页岩,此前该地区页岩气地质调查和评价工作很薄弱,基本属于空白区.针对寒武系牛蹄塘组的页岩气地质调查井SD1井在深度1045 m钻获页岩气,不含残余气的现场解析气量均值0.25 m3/t,并成功点火,打开...     

不同煤种孔隙结构分布及特征研究

选取4个不同矿山的煤种制作煤样,通过液氮吸附实验研究煤样孔隙特征,实验测得煤样孔隙比表面积、平均孔径、吸脱附曲线等有关数据。实验结果分析表明:煤样的氮气吸附量与BET比表面积呈正相关,在孔隙结构中,微孔和小孔占煤样孔隙的主要部分,平均孔径越小,10～50 nm的小孔越多,孔容和比表面积两者变化趋势也呈正相关,等温吸附脱附曲线能够判断煤孔隙类型。     

扬子地层区早期寒武纪(∈1)牛蹄塘组

扬子地层区是华南地层大区中部一个分区(见图1),共遍及陕、川、滇、鄂、黔、湘、赣、皖、苏、浙十个省份,呈东西向条带型,中西部略宽。扬子地层区寒武纪地层分布广,发育齐全,岩性复杂,区域变化大,属稳定的地台型沉积建造,沉积厚度大,中上部以碳酸盐岩沉积为主,下部碎屑岩发育,含有石煤、铀、磷、钒、锑等多种沉积、层控矿产。牛蹄塘组在该地层区的多个地层分区出现,时代归属早期寒武纪(∈),它是寻找页岩气的热点层位,以牛蹄塘组为切入点,以早期寒武纪为地层时间段,以扬子地层区为范围展开论述。     

黔北地区下寒武统牛蹄塘组页岩气成藏条件及有利区优选

通过地质条件与地球化学综合分析,从页岩沉积环境、生烃条件、储集条件及保存条件等方面进行研究,认为下寒武统牛蹄塘组页岩具备较好的页岩气成藏条件,深水陆棚相是页岩气发育的最有利相带。页岩厚度和有机碳含量是影响黔北地区页岩气藏形成的主要因素,并据此进行有利区优选,划定出石阡-瓮安有利区和酉阳-思南有利区。