基于自然伽马能谱的TOC评价研究——以川东南地区龙马溪组页岩为例

页岩气储层中的总有机碳含量(TOC)反映了页岩的生烃潜力,是评价页岩气藏的一个重要指标。本文以川东南地区下志留统龙马溪组页岩为例,从岩芯实测数据出发,通过对自然伽马能谱与总有机碳含量(TOC)之间的拟合分析,发现钍、钾与有机碳含量的相关性较好,再结合深度作为基本参数与有机碳进行多元关系拟合,从而得到了计算总有机碳含量(TOC)的经验公式,对测井资料预测总有机碳含量(TOC)有重要意义。     

川南深层页岩气有机碳含量计算方法研究

川南海相上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组发育优质页岩气储层,由于埋深普遍在3500m以下,地层岩性复杂,水平井中测井资料较少,因此定量确定有机碳含量TOC的难度较大。以威远—永川地区的页岩气储层为例,基于常规测井、LithoScanner测井及岩芯分析数据等,建立了针对川南海相页岩气有机碳含量的定量计算模型,包括自然伽马能谱法、多元拟合法、岩性扫描测井法等。现场应用表明,该方法能精确计算川南海相页岩气有机质含量,取得了良好的应用效果。     

川南地区龙马溪组页岩气“甜点区”地震预测技术

为寻找页岩气勘探开发的"甜点"区,以四川盆地南部下志留统龙马溪组页岩气层为研究对象,从页岩储层总有机碳(TOC)含量、脆性和裂缝发育带等方面,就页岩气"甜点区"地震预测关键技术进行了研究。TOC含量预测采用地震岩石物理分析和叠前反演技术相结合的方法;裂缝发育情况利用叠后地震曲率体技术进行预测;脆性方面通过叠前反演技术预测高脆性指数发育区,来确定有利压裂品质区。综合TOC含量、裂缝、脆性预测结果,表明龙马溪组龙一1亚段是TOC含量高、裂缝发育、脆性好的"甜点"发育层位,川南长宁地区N201区块的中部、南部及西南部地区为"甜点"发育区。通过该套地震预测技术,可优选出页岩气"甜点"区,为页岩气勘探开发井位部署提供依据。     

页岩有机碳含量测井评价方法及应用——以贵州岑巩区块下寒武统牛蹄塘组为例

我国页岩气资源丰富,目前已在四川盆地及周缘下志留统龙马溪组页岩获得突破。与龙马溪组相比,下寒武统牛蹄塘组黑色页岩具有更大的沉积厚度和更广泛的分布面积,是我国页岩气勘探开发亟待突破的重点层系。页岩气“源储一体”的特性使对总有机碳（TOC）含量的连续定量评价成为其勘探开发中一项重要的研究内容。本次研究依据岑巩区块下寒武统牛蹄塘组页岩的测井响应特征,采用ΔlogR法、自然伽马与自然伽马能谱测井法、密度测井法和多元参数回归分析法对研究区牛蹄塘组页岩TOC含量进行计算,并对模型计算精度与适用性进行对比分析。结果显示：ΔlogR法计算精度较低,对南方构造复杂、保存条件差异较大地区的过成熟海相页岩适用性较低;自然伽马与自然伽马能谱法和密度测井法计算精度较高;通过选取与TOC含量具有相关性的测井参数进行多元回归分析可进一步提高模型计算精度。此外,地层电阻率与声波时差对含气性及保存条件响应敏感,可作为页岩含气性与保存条件的判识性指标。     

渝东南下志留统龙马溪组页岩气聚集条件与资源潜力

在渝东南地区下志留统龙马溪组页岩露头观察、岩芯取样及实验测试的基础上,从富有机质页岩分布、有机质类型及含量、成熟度、孔渗性及含气量等方面研究了页岩气聚集条件与资源潜力。结果表明：研究区下志留统龙马溪组页岩厚度大,有机碳含量高,成熟度高,含气量高,其中龙马溪组下部富有机质页岩有利于页岩气的形成与富集,是页岩气勘探开发的有利层段。通过综合信息叠合研究认为,彭水-连湖-黔江、花垣-龙山东和酉阳西地区是页岩气勘探开发的有利区域。利用概率体积法计算的页岩气资源量为0.27×10 12~2.03×10 12m 3,期望值为0.93×10 12m 3。     

湘西北龙马溪组页岩气地质条件及有利区优选

为了研究湘西北地区下志留统龙马溪组页岩气成藏条件,优选有利区,从有机地化特征、孔裂隙特征等方面对页岩样品进行了测试分析。结果表明:该地区龙马溪组页岩平均厚24 m;有机碳含量(TOC)为0.7%~1.5%;干酪根类型为Ⅰ型,镜质组反射率Ro为1.06%~3.95%,平均值为1.99%,处于成熟-过成熟阶段;孔裂隙发育,孔隙度平均为5.6%。总体认为,湘西北龙马溪组黑色页岩具备页岩气勘探开发的良好条件,有利区位于张家界—桑植—永顺一带。     

岩性扫描测井在焦石坝地区页岩气储层评价中的应用

页岩气储层岩性识别和有机碳含量的有效计算是页岩气储层评价的关键,通常利用伽马能谱和ECS元素俘获测井可以较粗略地识别岩石的矿物成分、含量及计算有机碳含量。介绍了斯伦贝谢公司岩性扫描测井仪器,通过岩性扫描测井和ECS元素俘获测井在探区的应用对比,分析了岩性扫描测井与元素俘获测井的区别和优势,认为岩性扫描测井不仅能准确的精细识别岩石的矿物成分和含量,还可以直接测量地层岩石的有机碳含量TOC,为页岩气储层评价提供了新的测井手段和技术。     

湖北来凤地区龙马溪组页岩微观孔隙结构特征

页岩的孔隙结构特征对页岩气的储集和运移具有重要影响。以湖北来凤地区LD1井单井分析为基础,运用氩离子抛光—扫描电镜技术对研究区内上奥陶统—下志留统龙马溪组页岩储层的微观孔隙类型进行分析研究,将研究区龙马溪组页岩孔隙分为微裂缝、粒间孔、粒内孔和有机质孔隙四大类;综合利用氮气吸附法及高压压汞法对龙马溪组页岩的孔径大小及分布特征进行了测定,对两种方法测得的孔径分布结果进行了对比分析,并探讨了孔隙发育的主要影响因素。结果表明:①有机质孔隙和微裂缝为研究区龙马溪组页岩孔隙发育的主要形式;②中孔和微孔最为发育,贡献了绝大部分比表面积和孔容,是研究区龙马溪组页岩气赋存的主要场所;③页岩样品中主要矿物成分为石英和粘土矿物,而后者为页岩中孔和微孔大量发育的主要贡献者,其含量与岩样中孔和微孔体积均具有较好的正相关性;④有机碳含量(TOC)为研究区龙马溪组页岩储层孔隙发育的主要控制因素之一,主要通过其热演化生烃作用影响页岩孔隙发育。     

基于测井参数的煤系烃源岩总有机碳含量预测模型

复杂沉积环境下,烃源岩物性差异较大。经相关性分析揭示了煤系烃源岩TOC含量与各测井参数间存在相关性差异较大、各测井参数间含有互相关关系的特点。采用平均影响值(MIV)方法对测井参数进行筛选,筛选后的测井参数进入最终的BP神经网络建模,从而有效地规避了测井信息间的非相互独立性导致的模型预测误差增大及建模时间增加。依据研究区实验分析的TOC含量数据,分别建立适用于煤系烃源岩的Δlog R,BP神经网络和遗传算法(GA)优化的BP神经网络TOC含量预测模型。对模型试算分析,结果表明:GA改进后的BP神经网络模型预测效果最好,稳定性强,受烃源岩非均质性影响程度小,可以精细地反映煤系烃源岩TOC含量的细微变化。     

四川盆地志留系龙马溪组有机质特征与沉积环境的关系

选择四川盆地长宁县双河镇上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组新鲜露头剖面,对124个样品进行碳硫含量、Rock-Eval热解分析和有机质碳同位素组成分析。结果显示,五峰组-龙马溪组底部约20 m段TOC含量较高,达3.04% ~ 7.28%,向上残余有机质含量变低（0.81% ~ 1.83%）并趋于稳定。硫含量在0.02% ~ 4.69%,平均为0.95%。龙马溪组页岩δ 13Corg值在-31.2‰ ~-29.4‰,平均-30.1‰,显示有机质以Ⅰ,Ⅱ型为主。TOC与硫含量、δ 13Corg之间存在着一定的相关关系。结合龙马溪页岩的岩石学和化石特征,认为控制龙马溪组烃源岩有机质富集的主要原因是海平面升高、气候变暖和深水还原环境,导致有机质产率高且保存好。奥陶系五峰组和志留系龙马溪组底部高有机质海相泥岩是页岩气富集的最有利层段。     

川南志留系龙马溪组页岩气形成条件与有利区分析

利用四川盆地南部志留系龙马溪组最新钻井、露头地质调查资料及样品分析结果,从富有机质页岩区域分布、岩性、有机质特征、储层特征、含气性、地层压力等方面,重点研究川南地区龙马溪组页岩气形成条件与有利区优选.认为龙马溪组页岩有机质含量高（TOC含量0.35%~18.40%,平均2.52%）、有效厚度大（黑色页岩厚20~260 m）、热演化程度高（Ro值1.8%~3.6%）、脆性矿物含量较高（40%~70%）、有机质纳米孔隙发育、含气量较高（0.3~5.1 m 3/t,平均1.9 m 3/t）、埋藏适中（2 000~3 600 m）,有利于页岩气的形成与富集,其中龙马溪组下部富有机质页岩发育,是南方最有利的页岩气勘探开发层系.综合对比研究指出,隆昌-永川、威远、长宁-珙县等地区具备页岩气勘探开发有利的地质与地面工程条件,是目前经济技术条件下研究区内龙马溪组页岩3个最现实的页岩气勘探开发有利目标区。     

川南地区下古生界页岩气成藏条件研究

从钻井、岩芯样品等分析资料出发,以下寒武统筇竹寺组、下志留统龙马溪组页岩为研究对象,对川南地区下古生界海相页岩气成藏条件进行了研究,指出该区筇竹寺组和龙马溪组页岩主要形成于陆棚沉积相,富有机质页岩厚度大,有机质丰度高（平均TOC>2%）,有机质类型为Ⅰ,Ⅱ1型,热演化程度处于高-过成熟阶段,页岩中脆性矿物丰富,微米-纳米级孔隙发育,含气量高,有利于页岩气的形成与富集。与成功勘探开发页岩气的北美页岩相比,川南地区下古生界海相页岩具有良好的页岩气成藏条件,认为筇竹寺组、龙马溪组均是该区现实的页岩气勘探目标层,并提出了其页岩气富集有利区。     

贵州黔北地区页岩气成藏条件与勘探前景

页岩气作为非常规油气资源尤为重要的一种,具有特殊成藏机理,其成藏需要特殊的地质条件,主要受控于泥页岩厚度、有机质丰度、有机质成熟度、矿物岩石成分、压力和温度等因素。贵州黔北地区是我国南方下寒武统黑色岩系发育的典型地区之一,黑色岩系剖面露头良好,序列完整。具备有页岩气生成条件的泥页岩地层自下而上为震旦系陡山沱组、下寒武统牛蹄塘组与上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组地层。通过地质条件与地球化学综合分析,认为该地区的下寒武统牛蹄塘组黑色页岩系和上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组暗色泥页岩分布面积广泛,厚度较大,有机质含量和热演化程度高,是最为有利的页岩气勘探层位。     

川南龙马溪组页岩气储层纳米孔隙结构特征及其成藏意义

以川南龙马溪组页岩气储层为例,运用氮气吸附法对储层纳米孔隙进行测定,通过等温线和DFT分析,对孔结构特征表征并讨论控制纳米孔隙结构的主因和纳米孔隙对页岩气成藏的意义。结果表明：龙马溪组页岩气储层孔隙结构较复杂,主要由纳米孔组成,具有一定的无规则孔结构,孔隙多呈开放形态,以两端开口的圆筒孔及4边开放的平行板孔等开放性孔为主;垂向上由深到浅,孔隙开放程度减小;纳米主孔位于2~40 nm,占孔隙总体积的88.39%,占比表面积的98.85%;2~50 nm的中孔提供了主要的孔隙体积,小于50 nm的微孔和中孔提供了主要的孔比表面积;TOC是控制该储层中纳米孔隙体积及其比表面积的主要内在因素,也是提供页岩气主要储存空间的重要物质;纳米孔对页岩气的吸附能力极强,在其内部有大量页岩气以结构化方式存在,增加了页岩气的存储量,并使模型表征复杂化;开放状纳米孔可提高页岩气解吸效率和储层渗透率,提高页岩气的产量。     

鄂阳页1井陡山沱组页岩储层含气性及可压性评价

我国南方海相页岩气储层主要有奥陶系无缝组-志留系龙马溪组、寒武系牛蹄塘组和震旦系陡山沱组,其中震旦系陡山沱组页岩气是目前我国发现的我国最古老地层的页岩气层,通过鄂阳页1井钻探获得了陡山沱组良好的页岩气显示,优质页岩厚度141m,现场岩心解析气含量可达1.8t/m~3,通过对比发现陡山沱组页岩储层特征与龙马溪组储层特征差异性较大,本文通过对陡山沱组页岩储层的含气性及可压性进行评价,以期为今后陡山沱组页岩气储层勘探开发及压裂改造提供指导建议。     

鄂西地区五峰组—龙马溪组岩石相与页岩气富集关系分析——以鄂红地1井为例

鄂西地区页岩气勘探起步较晚,现阶段成果显示该区具有较好的页岩气勘探开发前景,尤其是五峰组—龙马溪组页岩受到诸多关注,但关于该区的岩石相划分和岩石相与页岩气富集关系的研究还未系统开展。目前,涪陵气田和威远—长宁国家示范区的成功商业化显示龙一段为勘探开发潜力最大的层段,通过对鄂西地区地质调查井(鄂红地1井)龙一段岩石相开展定量划分,旨在揭示该区不同时期五峰组—龙马溪组岩石相特征,从而为优质页岩分布预测提供科学依据。采用系统取芯、岩芯观察、笔石生物地层划分、相划分等方法,结合TOC含量、主微量元素、矿物成分、氩离子抛光、含气性测试等系统测试和分析,主要进行了2个方面的研究:(1)从岩性、岩矿、地化、古生物、电性等方面入手,将龙一段划分为浅水陆棚和深水陆棚相,然后利用TOC含量、石英、黏土矿物和笔石4个参数对鄂红地1井龙一段的岩性进行定量分级,将龙一段页岩进一步划分为8类岩石相。其中,富碳富硅富笔石硅质页岩、富碳富硅富笔石放射虫硅质页岩相为最有利岩石相,为页岩气勘探开发的最有利层段。(2)探讨了不同岩石相与微量元素、储集空间和含气量之间的关系。岩石相通过有机质丰度和矿物组分控制了页岩气富集,其...     

川南地区下古生界页岩气储层微观孔隙结构表征及其对含气性的影响

运用普通扫描电镜、氩离子抛光—场发射扫描电镜、Image J2x软件分析、高压压汞、低温CO_2和N_2吸附实验方法,对川南地区下寒武统筇竹寺组和下志留统龙马溪组两套页岩气储层微观孔隙成因类型、孔隙结构特征及其对页岩含气性的影响进行了研究。结果表明,川南地区下古生界页岩微观孔隙主要发育粒间孔、粒内孔、有机质孔和微裂缝等多种成因孔隙类型;下古生界页岩微观孔隙总面孔率为3.95%~7.48%,筇竹寺组页岩总面孔率和有机质孔面孔率低于龙马溪组页岩;下古生界页岩总孔容为(3.93~24.96)×10~(-3)m L/g,总比表面积为2.727~29.399 m~2/g,孔径为0.35~1.00,2.5~4.7和55~75 nm的孔隙是总孔容的主要贡献者,孔径为0.3~1.0,2.5~5.5 nm的孔隙主要提供了总比表面积,筇竹寺组页岩总孔容和总比表面积均较龙马溪组页岩要低;页岩微观孔隙的面孔率、有机质孔、孔容、比表面积、孔径分布均会影响页岩含气性。下古生界筇竹寺组和龙马溪组页岩在微观孔隙结构特征的上述差异,为揭示川南地区筇竹寺组与龙马溪组页岩含气性的差异提供了依据。