川南—黔北地区下古生界页岩孔隙发育特征

采用场发射扫描电镜成像方法对川南—黔北地区下古生界筇竹寺组、五峰组—龙马溪组富有机质页岩的微观孔隙类型、孔隙大小、孔隙形态与分布特征及微裂缝发育特征进行了研究。结果表明:按形成方式的不同,可将孔隙划分为粒间孔、有机质孔、溶蚀孔和微裂缝4种主要类型;有机质孔发育广泛,对孔隙总体积贡献较大,有利于储层中吸附气的赋存;溶蚀孔零星分布,但孔径可达微米级,对孔隙总体积贡献较大;粒间孔发育相对较少,对孔隙总体积贡献相对较小;页岩中发育的微裂缝,可有效连通其他类型的孔隙,有利于页岩气的储存和渗流。对研究区样品矿物成分的分析表明,其矿物成分以石英、长石、碳酸盐矿物和黏土矿物为主,脆性矿物含量相对较高,平均体积分数为54.9%,有利于对页岩储层的压裂改造。     

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。     

川东地区海相高演化层系的成熟度指标研究

结合川东地区地质条件和沉积演化史,对普光5井等4口井中-古生界岩心(岩屑)样品的伊利石结晶度及热史进行了系统研究。结果表明,伊利石结晶度是海相高演化层系成熟度的重要指标。在川东地区,中生代陆相地层的伊利石结晶度多大于0.42°(Δ2θ),镜质体或沥青反射率小于3%,地层尚处于晚成岩后期阶段;中、古生代海相地层伊利石结晶度多为0.42~0.25°(Δ2)θ,镜质体或沥青反射率为3%~6.5%,地层处于极低变质阶段。川东北地区伊利石结晶度与晚期包裹体均一温度及由镜质体反射率推算的古地温有较好的线性关系,当伊利石结晶度为0.42°(Δ2θ)时,晚期包裹体均一温度及由镜质体反射率推算的古地温约为180℃,地层已进入有机质过成熟和晚成岩后期阶段。     

川南威远地区W201井古生界海相页岩矿物特征

页岩的矿物学特征是页岩气储集层裂缝、渗流运移和后期压裂改造等相关研究的重要基础。应用X射线衍射分析,对川南威远地区W201井下寒武统筇竹寺组和下志留统龙马溪组两套海相页岩岩心样品进行了岩石矿物组成的定性和定量分析。结果表明,川南威远地区筇竹寺组和龙马溪组海相页岩主要由石英、黏土矿物和碳酸盐矿物组成,还含有少量黄铁矿等矿物,样品中石英含量分别为38.7%和31.8%,黏土矿物含量分别为26.1%和37.3%,形成于海相强还原沉积环境,有利于有机质的富集和保存,为页岩气的生成提供了良好的条件;筇竹寺组和龙马溪组脆性矿物含量均较高,平均含量分别为70.5%和58.7%,脆性指数分别为73.0%和61.1%,整体上具有良好的脆性和可压性,有利于后期压裂改造,是四川盆地页岩气勘探开发的重要目的层。     

双金刚烷指标作为下古生界高,过成熟阶段碳酸盐岩成熟度衡量标尺的讨论

在鄂尔多斯盆地中部气田下奥陶统马五段３口井（陕参１井、陕４２井和陕１７井）２０个碳酸盐岩气源岩样品沥青“Ａ”和沥青“Ｃ”抽提物饱和烃馏分中均检测出了双金刚烷类化合物。研究发现在３．１０～３．８０ｋｍ埋深范围内，绝大多数沥青“Ａ”和沥青“Ｃ”样品的双金刚烷指标变化范围分别为５５％～６５％和４０％～５５％；在Ｒｏ值为１．９％～３．９％的变化范围内，８０％左右的沥青“Ａ”和沥青“Ｃ”样品的双金刚烷指标变化范围也分别为５５％～６５％和４０％～５５％。由于处于过成熟阶段（Ｒｏ值大于２．０％）的马五段的双金刚烷指标变化范围窄，故双金刚烷指标与岩石样品Ｒｏ值及埋深不具线性变化关系。图４表２参１（邓春萍摘）     

四川盆地震旦系—下古生界高过成熟度烃源岩评价

四川盆地震旦系—下古生界为高成熟烃源岩,应用激光荧光诱导显微镜对高成熟度烃源岩进行观察、分析,识别出海相镜质组、海相惰质组、微粒体及沥青等几种母质类型,微粒体和沥青为2类主要母质类型。应用有机岩石学方法对烃源岩母质类型恢复,主要为Ⅰ型和Ⅱ型。在对有机碳系统测定基础上,根据不同类型有机质的恢复系数恢复原始有机碳含量,泥页岩有机碳含量一般为0.21%～17.2%,灰岩及云岩有机碳含量一般在0.1%～9.38%。应用海相镜质组及沥青成熟度来确定高成熟度烃源岩成熟度,一般等效镜质体反射率为2.36%～3.39%,达到高过成熟阶段。资源量为21.4×10⁸t,其中乐山—龙女寺隆起区所占资源量大,是天然气富集地区。     

川南地区热史及下寒武统筇竹寺组页岩热演化特征

川南地区古生界海相页岩是我国页岩气勘探的主要目标层系之一。利用镜质体反射率古温标恢复了川南地区5口典型钻井的热史,在此基础上模拟了下寒武统筇竹寺组页岩的热演化过程。结果表明,川南地区在古生代热流值较低,二叠纪热流开始增大,川西南地区热流峰值约为110mW/m2,川东南地区为70~90mW/m2,此后热流值快速降低,最终保持在55~65mW/m2并持续至今。川南不同地区的筇竹寺组页岩由于热史和埋藏史的不同,使得烃源岩热演化过程存在差异。川东南地区筇竹寺组页岩在志留纪开始成熟,二叠纪快速演化并达到过成熟阶段。川西南地区筇竹寺组在石炭纪开始成熟,二叠纪在高热流作用下迅速成熟,RO值达到2.5%,其中乐山—龙女寺古隆起地区的筇竹寺组在加里东期和二叠纪埋深相对较浅,烃源岩在古生代处于未成熟阶段,中—晚二叠世开始成熟,三叠纪末期进入高成熟阶段,侏罗纪—白垩纪在深埋增温作用下进入过成熟阶段。     

川南地区下古生界五峰组-龙马溪组含气页岩岩心裂缝特征及其页岩气意义

裂缝直接影响页岩储层特性和页岩气井单井测试产量。通过岩心和露头宏观裂缝描述、偏光显微镜和场发射扫描电镜微裂缝观察发现,川南地区五峰组-龙马溪组含气页岩宏观裂缝和微裂缝发育,可划分为顺层缝和非顺层缝。宏观裂缝中,顺层缝主要为页理缝和层间滑移缝,非顺层缝主要为斜交缝和垂直缝。微裂缝中,顺层缝主要为页理缝,非顺层主要为生烃增压缝、成岩收缩缝和溶蚀缝。含气页岩的裂缝以顺层缝为主,75 %的宏观裂缝和87 %的微裂缝均为顺层缝。裂缝密度和分布受埋深控制,埋深大于3 500 m地区裂缝集中发育于龙一^1（1-3）小层,而埋深小于3 500 m地区裂缝集中发育于龙一^1（1）小层。且随着埋深增加,宏观裂缝和微裂缝的密度均增大,部分井中埋深大于3 500 m含气页岩井宏观裂缝密度是其他埋深小于3 500 m同层含气页岩的10倍。页岩有机碳含量和层理类型也影响含气页岩的裂缝密度,高总有机碳含量的条带状粉砂型和砂-泥递变型水平层理页岩裂缝密度最大。裂缝发育有利于优质页岩段形成,埋深小于3 500 m地区优质页岩段主要发育于龙一^1（1）小层;埋深大于3 500 m地区优质页岩段发育于龙一^1（1-3）小层,部分井龙一²亚段底部由于成岩收缩缝发育,也成为优质页岩段。     

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。     

初析川中川南过渡带下古生界之穿刺构造

本文以地震资料为主,结合航磁资料,论述了川中川南过渡带下古生界穿刺构造的发现、特征、展布及成因。指出它们可能是印支早期的花岗岩侵入体;对该区现今局部和区域构造的形成、展布均有明显的控制作用;在穿刺构造内部及其附近都很可能成为天然气勘探的新领域。     

从有机质成熟度看四川盆地下古生界油气勘探

从回顾有机质成熟度检测研究现状入手，论证认为镜质体反射率至今仍是有机质成熟度研究的最佳参数。以此为据，编绘了四川盆地上二叠统有机质成熟度图；通过对其与下伏产层油气属性关系的分析，探讨了四川盆地下古生界因缺乏镜质体作为检测对象而被迫选用其他参数用于有机质成熟度划分所存在的可变因素；最后借用四川盆地上二叠统有机质成熟度演变趋势分析结果，确认川东-川东北有机质过成熟地区的高陡构造仍不失为该区天然气勘探的目标区。     

构造变形作用下页岩孔裂隙结构演化特征及其模式——以四川盆地及其周缘下古生界海相页岩为例

构造应力能够使页岩发生变形或破坏,从而不同程度地影响页岩的宏微观结构.采用川东南下志留统龙马溪组和川东北下寒武统鲁家坪组海相页岩样品,运用聚焦离子束扫描电镜(FIB-SEM)、气体吸附和压汞法等手段,分析了构造类型和变形机制对页岩孔裂隙结构的改造和控制作用.结果表明:单斜岩层页岩中以有机质孔隙结构为主,而褶皱或断层等强...     

下古生界高——过成熟烃源岩有机成熟度评价

我国下古生界高-过成熟烃源岩有机成熟度评价仍存在许多问题。作为下古生界烃源岩成熟度指标的参数主要包括固体沥青、镜状体、无定形体(微粒体)动物有机体、藻类体反射率、分子有机地球化学参数等。本文评述了这些成熟度指标的可靠性、适用性、存在问题和工作方向。     

高演化富有机质页岩地层条件下吸附气量计算新方法

为获得高演化富有机质页岩地层条件下的准确吸附气量,选取川南龙马溪组高演化海相富有机质页岩样品,开展甲烷等温吸附与扫描电镜等实验,提出一种考虑地层含水条件下,不同吸附介质的吸附气量计算新方法。通过对有机质吸附分数进行校正,将地层条件下页岩所有孔隙表面的总吸附气量折算为仅在有机质孔隙表面吸附的有机质吸附气量。研究结果表明：由校正后的有机质吸附气量计算所得含气量与现场实测含气量基本一致,且随有机质含量的增加,有机质吸附气量与页岩总吸附气量间的差值逐渐减小,说明校正后的有机质吸附气量符合地层条件下高演化富有机质页岩实际的甲烷吸附模式。该方法可为页岩储层的地层条件下吸附气量计算提供依据。     

上扬子地区下寒武统高演化页岩微观孔隙特征

为揭示高演化页岩储层微观孔隙特征及储集性能,采用全岩X-射线衍射、有机碳测定、氦气孔隙度测试、低温氮气吸附、高压压汞-吸附联合测定及氩离子抛光-扫描电镜等多种技术方法,开展了上扬子地区下寒武统高演化页岩微观孔隙结构、类型及其特征研究。结果表明：页岩比表面积介于0.46~34.70m²/g之间,平均为12.36 m²/g,总孔容介于（0.43~11.29）×10^-3cm³/g之间,平均为4.65×10^-3cm³/g,孔径以小孔（2～10nm）为主,其次为中孔（10～50nm）,小孔孔容、TOC与比表面积呈正线性关系;页岩发育有机质孔、粒间孔、粒内孔、黏土矿物层间孔、黄铁矿晶间孔、构造微裂缝及成岩微裂缝7种孔隙类型,其中微裂缝全区普遍发育,四川盆地内部以粒间孔、黏土矿物层间孔及有机质孔为主,四川盆地之外仅发育有机质孔,形态以不规则形、狭缝形为主,无机矿物质孔欠发育,认为两者孔隙类型的差异与有机质含量高低密切相关。     

页岩中固体沥青拉曼光谱参数作为成熟度指标的意义

中国南方下古生界页岩成熟度很高、缺乏镜质组、固体沥青反射率变化大,成熟度的精确评价一直没有得到完善解决。通过对取自扬子地区古生界页岩样品中固体沥青(BR_O=0.43%～5.51%）激光拉曼光谱特征的研究,发现固体沥青的激光拉曼光谱参数：峰位参数(W_D与W_G)、峰位差(RBS）、半高宽(FWHM-D与FWHM-G)及峰强度比(I_D/I_G）与沥青反射率均体现出一定的相关性,但相关程度差别明显,而且还明显受到成熟度水平的制约。对这些参数与沥青反射率进行了直线回归,筛选出了相关性比较好的指标是RBS(BR_O值范围为1.5%～3.5%）与I_D/I_G(BR_O >3.5%）,两者相关系数高达0.95以上。研究认为,在建立标准方法的基础上,固体沥青激光拉曼光谱的这2个参数对早古生代及前寒武纪地层成熟度评价具有实际应用价值。     

渝东北地区下古生界页岩含气性主控因素分析

页岩含气性是目前页岩气勘探研究的一个关键问题.以渝东北地区3口页岩气地质参数井实钻资料为依据,对下古生界水井沱组和五峰—龙马溪组2套目的层页岩气生成、聚集及保存的影响因素进行了探讨.研究表明：有机质是影响页岩含气性的根本因素,在很大程度上控制着页岩的生烃及吸附能力;较大的页岩层厚度有利于页岩气的大量生成与充分聚集;埋深决定了页岩层的温压条件,要使页岩气得到有效聚集与保存,就需要达到一个合适的温压匹配状态;大型断裂的发育对于页岩气的保存具有破坏性,构造保存条件可能是控制该区下古生界页岩含气性的关键因素.研究区下古生界富有机质页岩（TOC大于2.00％）连续厚度达到30m以上、埋深在1 000～5 000m、断裂欠发育、保存较好的区域是页岩气的有利富集区,并圈定了下寒武统和下志留统页岩气发育的有利区.     

川南地区下寒武统筇竹寺组页岩储层特征

根据川南地区绵阳-长宁拉张槽3口井的源储实验资料研究表明,川南地区筇竹寺组具有有机质丰度高、富有机质页岩厚度大、演化程度高、高脆性等特征,经历多期构造运动改造,B1井区保存条件较好。微观储集空间分为有机孔、无机孔(黏土矿物晶间孔、脆性矿物粒间孔、粒内溶蚀孔及黄铁矿晶间孔)和微裂缝(构造微缝、成岩收缩缝和溶蚀缝)3大类,并可进一步细分为9种类型,孔隙形态表现为细颈墨水瓶广体孔含少量狭缝形孔和平板、楔形缝2种结构,孔径分布复杂,以中孔为主,少量微孔及大孔。优质页岩孔容、BET比表面积较大,为页岩游离气及吸附气提供良好的储集吸附空间。其孔隙类型与分布特征的差异主要受有机碳含量、成熟度、成岩作用、孔隙流体压力的控制。     

古生界干酪根热演化模拟实验

我国南方下古生界页岩中有着丰富的页岩气资源,但因其时代老,成熟度高,且缺乏镜质体,其有机质热演化程度评价成为一个技术难题,对相关页岩气地质研究造成困扰。已有研究表明,干酪根H/C原子比和O/C原子比会随着有机质热演化程度的增加呈现规律性变化,但是对于缺乏镜质体的下古生界干酪根,以及高过成熟阶段干酪根却鲜有研究,其元素演化规律如何?其元素组成与镜质体反射率之间是否存在明确的定量关系?值得研究。为此,针对二叠系大隆组的泥岩和蓟县系洪水庄组页岩,在350～550℃温度范围内开展了系列干酪根热演化模拟实验,测定了各模拟实验温度下所得干酪根的镜质体反射率(R_O)和C、H、O元素组成,发现干酪根H/C原子比和O/C原子比与有机质成熟度之间具有高度的统计学相关关系。结果显示:①在开展烃源岩演化热模拟实验时,对于在泥盆纪以前沉积缺乏镜质体的烃源岩样品而言,利用与烃源岩样品镜质体反射率R_O值相近的煤样来标定样品热演化进程的方法是可行的;②在热演化进程中,干酪根的H/C、O/C原子比值均会随着有机质成熟度的增加发生规律性的变化,不同类型干酪根的H/C原子比值表现出沿相同路径不断降低的演化特征,而O/C原子比值表现出沿不同路径不断降低但最终趋同的演化特征;③实验中涉及的3种类型干酪根的H/C、O/C原子比(R_(H/C)和R_(O/C))与用镜质体反射率R_O(%)所表征的有机质热演化程度之间均体现同一规律,并存在良好的数学相关关系,可以表达为LgR_O=-0.133 1-1.190 5 LgR_(H/C)-0.054 4LgR_(O/C),适用于该实验中涉及的3种类型干酪根,适用RO值范围为0.6%～3.5%。     

胜利油区下古生界碳酸盐岩部分生标参数的成熟度意义

选取胜利油区下古生界碳酸盐岩样品，进行可溶有机质的饱和烃、芳烃GC-MS及有机岩石学分析。分析发现：在高过成熟碳酸盐岩中，有些生物标志化合物的构型随成熟度变化较有规律，且与等效镜质体反射率有较好的相关性，可以作为确定成熟度的指标。从而为判断缺少镜质体的高过成熟碳酸盐岩地层有机质成熟度提供了辅助手段。