中国海、陆相页岩层系岩相组合多样性与非常规油气勘探意义

富有机质细粒沉积岩相组合和有机相之间存在着很强的相关性,富碳酸盐细粒沉积岩相组合以Ⅰ-S或Ⅱ-S型有机相为主,长英质页岩相组合多数为Ⅱ型有机相,而富粘土质页岩相组合的有机相多为Ⅲ/Ⅳ型有机质。因此,全岩矿物X衍射分析既可用于研究细粒沉积岩相与沉积环境,也可提供有机质类型、烃类产物特征、岩石力学性质和可压性等重要参考信息。在北美和四川盆地海相页岩对比分析的基础上,以中国主要陆相页岩层系为研究对象,利用全岩矿物X衍射分析,结合岩心观察、薄片鉴定、总有机碳含量（TOC）分析等多种手段,开展岩相和有机相类型识别及岩相组合特征和不同页岩层系差异性分析,并探讨它们对非常规页岩油气勘探的指导意义。研究结果表明,中国陆相湖盆沉积类型多样,陆相盆地拗陷期淡水-微咸水湖泊页岩层系以贫碳酸盐矿物的粘土质-长英质页岩相组合为主;而陆相盆地裂陷期咸化、碱化湖泊沉积以碳酸盐质页岩相组合和含碳酸盐的粘土质-长英质页岩相组合为主,各种陆相细粒沉积体系均以相带变化快、岩性-岩相复杂、储-盖组合样式多变为特征。中国陆相细粒沉积岩相的非均质性和岩相组合的多样性,带来了陆相页岩油气“甜点”类型的多样性;不同岩相组合对应的有机相存在显著差异,有机质的差异演化又带来了不同岩相中烃类赋存状态的差异性。这些分析结果证实,每套陆相页岩都具有各自的地质特点。细粒沉积岩相和有机相组合的多样性和差异性,揭示了陆相页岩油气“甜点”和资源分类评价的必要性。     

四川盆地侏罗系页岩层系岩相类型及储集特征

陆相页岩层系岩性复杂、非均质性强,制约了储层甜点优选和探井部署。为查明四川盆地侏罗系页岩层系不同岩相类型的储集特征和含气能力,以元坝地区Y2井自流井组大安寨段为例,采用有机碳含量测定、全岩X射线衍射、岩石薄片鉴定、聚焦离子束扫描电镜、高压压汞—氮气吸附联合测定以及物性分析等手段,划分了大安寨段二亚段（后文简称大二亚段）页岩及夹层的岩相类型,并针对不同岩相类型开展储集物性、孔隙结构、含气性及可压性研究,在此基础上评选了优势岩相和岩相组合。结果表明,Y2井大二亚段页岩层系可划分为3大类6亚类页岩岩相,2大类6小类夹层岩相以及3种宏观岩相组合。页岩孔隙类型以粘土矿物层间孔、方解石溶蚀孔等无机孔为主,为页岩气的赋存提供了储集空间。计算页岩总含气量为2.59～4.38 m³/t,游离气平均占比67 %,具有较好的勘探潜力,但优势岩相的脆性矿物含量仅为50 %,可压性较差。综合评价认为,AB-Ⅰ型岩相组合中页岩页理和纹理发育,生烃条件好,含气量和游离气比例较高,存在可压性较好的夹层,是元坝地区Y2井大二亚段最有利的勘探储层类型。     

四川盆地下侏罗统大安寨段页岩油气地质特征及勘探有利区优选

四川盆地下侏罗统大安寨段是页岩油气(致密油气)分布的主要层系之一,但由于钻探、测试效果均较差,急需开展有利层段地质特征和勘探有利区优选等研究工作。为此,利用野外露头、岩心、测录井及地球物理等资料研究了大安寨段页岩油气地质特征,分析了页岩油气富集的主控因素,并优选了勘探有利区。研究结果表明：(1)大安寨段为一套介壳石灰岩与黑色页岩的混积地层,页岩矿物类型以黏土为主,其次为石英、方解石,少量长石、黄铁矿,脆性矿物含量中等;(2)孔隙类型以无机孔隙为主,含少量有机孔,发育介壳壳缘缝、节理缝等多尺度裂缝,物性随介壳含量的增加而降低;(3)页岩有机质丰度为中等—好,TOC平均值为1.34%,有机质类型以混合型为主,少量腐泥型和腐殖型,R_o平均值为1.11%,热演化程度南低北高,整体处于成熟—高成熟阶段,含油性中等,氯仿沥青“A”含量平均为0.26%;(4)热解游离烃S₁值平均为1.27 mg/g,OSI平均值为84.35 mg/g,页岩油气富集的烃源下限是TOC>1.5%,R_o>0.9%,纵向上排烃效率较低,含油指标较...     

四川盆地侏罗系大安寨段陆相页岩油气地质特征及勘探方向

四川盆地海相页岩气已取得勘探开发的重大突破,建成了涪陵、威远、长宁、昭通、威荣、永川6个页岩气田。陆相页岩气资源潜力大,是重要的勘探接替领域。采用全岩X衍射、有机碳含量分析、干酪根碳同位素、有机岩石学、高压压汞—氮吸附联合测定、氩离子抛光—扫描电镜及物性等多种测试分析手段,综合评价了四川盆地侏罗系大安寨段页岩气形成条件,并探讨了页岩气富集主控因素。四川盆地侏罗系大安寨段陆相页岩具有岩相变化快,非均质性强,页岩与砂岩、灰岩频繁互层特征;有机质丰度低,TOC为0.04%~3.89%,有机质类型以Ⅱ₂型和Ⅲ型为主;热演化程度低,R_o介于1.10%~1.83%,处于成熟—高成熟阶段,以凝析油和湿气为主。陆相页岩物性较好,孔隙度介于0.95%~8.42%,平均值3.21%,以无机矿物质孔为主,主要为微孔和介孔,现场含气量测试平均为0.96 m³/t。发育于半深湖相、有利的岩相组合、裂缝和保存条件是陆相页岩气富集主控因素。基于主控因素分析,突出陆相页岩品质及热演化程度,结合保存条件和工程技术条件,建立了四川盆地大安寨段页岩气有利区评价标准。采用GIS融合的空间叠合技术,评价出元坝西南部、阆中东南部、仪陇地区、涪陵西北部和建南西北部是四川盆地大安寨段陆相页岩气下一步勘探的有利区带。     

陆相湖盆页岩自生硅质特征及其油气意义

以鄂尔多斯盆地三叠系延长组和松辽盆地白垩系青山口组陆相湖盆页岩为研究对象,通过岩心观察、薄片鉴定、阴极发光、X-衍射、扫描电镜、电子探针、岩石热解等分析手段,对陆相淡水湖盆页岩不同类型硅质特征及其成因进行分析。结果表明,陆相页岩自生硅质成因主要包括长英质溶解、凝灰质脱玻化、黏土矿物转化和硅质交代等4种作用,长石溶解形成的硅质常呈斑点状和脉状分布,结晶程度较低,为含水蛋白石类矿物,SiO₂平均值为67.2%;由凝灰质脱玻化作用形成的主要是以非晶态二氧化硅和晶体形态较好自生石英两种形态赋存;黏土矿物转化过程中形成的自生硅质呈微米级板片状或小晶片状的形态嵌于黏土矿物内部,或呈分散状与黏土矿物混合;硅质交代形成的自生石英晶形较好,呈棱角状,SiO₂平均含量87%。自生硅质含量与陆源长英质含量呈正相关,长英质压溶是自生硅质主要来源,其次为黏土矿物转化析出硅质,有机质对自生硅质形成具有一定促进作用。不同成因自生硅质具有与陆源石英相异的地质特征及赋存状态,影响了陆相页岩储集性能、渗流能力与改造效果,特别是富有机质页岩中硅质含量虽高,但由于自生硅质相比陆源石...     

四川盆地东北部下侏罗统自流井组陆相页岩储层孔隙特征及形成控制因素

为查明川东北自流井组陆相富有机质页岩储层孔隙发育特点及形成机理,采用岩石薄片、全岩X-衍射、有机岩石学、高压压汞-吸附联合测定、氩离子抛光-扫描电镜及物性测试等多种技术方法,开展了川东北地区自流井组陆相页岩储层孔隙结构、类型及储集性能研究,并探讨了主要孔隙类型的形成控制因素。研究结果表明:川东涪陵地区东岳庙段和川北元坝地区大安寨段页岩平均孔隙度均大于4%,储集性能较好,页岩孔隙类型主要以无机矿物质孔为主,其次为有机质孔,局部发育微裂缝,无机矿物质孔对孔隙度的贡献最大。页岩粘土矿物含量及压实作用的强弱控制了无机矿物质孔的发育程度,有机质组分类型是控制有机质孔发育与否的关键因素,表现为固体沥青内普遍发育有机质孔,而大多数镜质体内基本不发育有机质孔。川东涪陵地区东岳庙段与大安寨段、川北元坝地区大安寨段无机矿物质孔与有机质孔均有发育,而川北元坝地区东岳庙段仅发育无机矿物质孔,有机质孔基本不发育。     

礁滩储集层类型、特征、成因及勘探意义——以塔里木和四川盆地为例

以塔里木盆地和四川盆地多层段发育的礁滩体解剖为例,研究不同类型礁滩储集层孔隙成因和非均质性,分析其有效储集层分布规律。礁滩储集层可分为生物礁和颗粒滩两大类:前者与生物格架有关,多形成镶边台缘,可细分为台缘生物礁和台内生物礁储集层;后者与生物格架无关,在缓坡型碳酸盐台地多受海平面升降控制,由滩体迁移形成广布的颗粒滩,在陡坡环境有台缘颗粒滩和台内颗粒滩之分。礁滩体储集空间主要形成于同生期和埋藏期两个阶段,同生期孔隙受原岩骨架和与层序界面有关的溶蚀作用控制,而埋藏期孔隙发育和分布则与同生期孔隙发育和分布密切相关,具有继承性。礁滩储集层具强烈非均质性,有效储集层分布比较复杂,对礁体而言,向上变浅旋回顶部的台缘礁和与礁共生的生物滩是孔隙发育主体,独立滩体向上变浅旋回顶部发育的颗粒滩也是孔隙发育主体,且与致密层间互分布。总体而言,颗粒滩储集层规模大于且物性好于生物礁储集层。     

陆相页岩储层孔隙分形特征——以四川盆地三叠系须家河组为例

基于氮气等温吸附、高压压汞测试结果,研究四川盆地三叠系须家河组陆相页岩孔隙结构的分形特征。分析结果表明:须家河组页岩孔隙结构复杂,基质孔隙以纳米级孔隙为主,孔径分布在2~100nm之间;须家河组页岩孔隙具有显著分形特征,分形维数在2.6~2.75之间,平均值为2.66;须家河组页岩分形维数与有机碳含量、微孔孔隙体积、比表面积正相关,与矿物含量相关性不强;页岩分形维数随热演化程度增加具有“先降后增再降”阶段性变化特征。探索性提出页岩优质储层孔隙分形维数分布范围在2.6~2.8之间,为我国陆相页岩储层定量表征及页岩气有利区评价提供新思路和手段。     

陆相页岩气突破和建产的有利目标——以四川盆地下侏罗统为例

与北美在海相泥页岩中成功开发的页岩气相比,我国主要含油气盆地中的页岩气是以赋存于陆相沉积岩中为基本特点的,因此陆相层系也是页岩气勘探开发新的重要领域。但陆相与海相页岩中的矿物成分、沉积结构存在一定的差别,与岩石力学性质有关的压裂特征是制约陆相页岩气能否取得有效益的开发的关键。四川盆地下侏罗统陆相页岩气主要发育于湖湘泥页岩中。通过老井复查和重新评价,已在川东建南、元坝地区获得页岩气工业气流,展示了下侏罗统页岩气良好的潜力和可采性。对四川盆地下侏罗统页岩气形成条件和富集关键控制因素分析认为,下侏罗统湖相泥页岩分布广泛,具自生自储连续型气藏的特点。泥页岩有机质丰度、滞留烃的厚度和较好的保存条件是下侏罗统页岩气富集的主控因素;脆性矿物含量给大型水力压裂改造创造了较好条件;合理的试采方式是下侏罗统获得页岩气工业气流和长期稳产的关键;页岩气评价、压裂试验、测试证实,四川盆地下侏罗统页岩气是陆相页岩气突破和建产的有利目标。     

海相黑色页岩甜点类型、特征及页岩气勘探意义——以四川盆地南部五峰组—龙马溪组为例

黑色页岩甜点类型、识别标准及分布规律直接影响勘探层位优选及钻井靶点设计。为此,以四川盆地南部（以下简称川南地区）上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组海相黑色页岩为例,结合岩石学、层序地层学等理论,综合分析了相对海平面变化、裂缝类型与页岩储层品质之间的关系。研究结果表明：(1)川南地区五峰组—龙马溪组黑色页岩可划分出沉积型和裂缝型2类甜点,其中,沉积型甜点细分为早期海进型、快速海进型、晚期海进型和近滨海进型4类,裂缝型甜点分为网状微裂缝型和网状宏观裂缝型2类。(2)早期海进型和近滨海进型以半远洋沉积为主,粉砂和黏土混杂堆积,TOC较低;快速海进型以远洋沉积为主,微晶石英发育,TOC高,有机孔发育;晚期海进型以等深流沉积为主,TOC偏低,无机孔相对发育。(3)裂缝型甜点储层宏观裂缝和微裂缝发育,但基质孔隙度和渗透率不一定高。(4)早期海进型甜点分布于笔石带WF2—WF3,快速海进型甜点分布于笔石带LM1,晚期海进型甜点分布于笔石带LM2—LM4及LM5,近滨海进型甜点分布于笔石带LM1—LM4,网状微裂缝型甜点主要分布于笔石带LM1,网状宏观裂缝型甜点的分布受断层规模和构造转换带变形程度控制。...     

川东北地区自流井组陆相页岩岩相类型及储层发育特征

中国陆相页岩气资源潜力巨大,其中川东北部分地区下侏罗统获得了工业性页岩气流。开展页岩岩相划分与储层特征的研究有利于进一步勘探开发陆相页岩气。通过XRD、普通薄片、扫描电镜、高压压汞、N₂吸附及CO₂吸附等实验方法对川东北地区自流井组陆相页岩进行精细研究。以有机质丰度及矿物组成为分类参数将页岩分为12种不同岩相,查明了自流井组页岩主要发育4种岩相,即贫有机质硅质页岩（Ⅰ₃）、含有机质混合质页岩（Ⅳ₂）、含有机质硅质页岩（Ⅰ₂）与富有机质黏土质页岩（Ⅱ₁）。不同岩相的页岩储层特征存在较大差异,富有机质黏土质页岩有机质含量大于2%,生烃潜力最好,有机质孔及黏土矿物晶间孔之间连通性较好且比表面积较大,发育的纹层状构造有利于工业压裂,为最优陆相页岩岩相,是最有利的陆相页岩气勘探开发目标;含有机质混合质页岩（Ⅳ₂）有机质含量大于1%,孔体积较高,储气能力较好,且发育有利于压裂的层状构造,为良好陆相页岩岩相,是较有利的勘探开发目标;而贫有机质硅质页岩（Ⅰ₃）与含有机质硅质页岩（Ⅰ₂）则具块状特征,孔体积与比表面积均较低,为较差陆相页岩岩相,是最不利的勘探开发目标。     

川东南涪陵地区下侏罗统页岩油气地质特征

结合钻井、岩心、野外露头、测井等成果,从富含有机质页岩空间展布、地化特征、岩石矿物学、孔渗性特征和地质力学性质等方面,采用页岩气目标优选评价综合分析方法,对川东南涪陵地区下侏罗统大安寨页岩油气地质特征进行了综合研究,着重定量评价了有机碳含量、镜质体反射率、含气量、孔隙度、脆性矿物含量、岩石矿物成分、岩石力学参数等评价指标,初步证实该区页岩与美国Bakken页岩具有类似特征。涪陵大安寨泥页岩与灰岩、砂岩互层频繁,半深湖-深湖页岩为有机质富集的有利岩相。大安寨上亚段灰岩厚10~30 m,物性表现为低孔、特低渗特征;下亚段富有机质页岩夹薄层灰岩、砂岩,微孔缝发育,孔隙度高。页岩有机碳含量平均为1.33%,粘土矿物平均含量为51.7%~56.1%,石英平均含量为33%,现场实测平均含气量为1.66 m³/t,处于凝析油-湿气的高成熟阶段;杨氏模量为29 GPa,泊松比为0.30,有利于压裂形成网络裂缝。大安寨段中部浅湖相区岩性组合特征更有利于裂缝发育,是大安寨段页岩气勘探有利地区,评价优选出有利区面积820 km²。     

四川盆地湖相泥页岩沉积模式及岩石相类型

四川盆地湖相页岩气勘探已在建南、涪陵、元坝地区中下侏罗统获得了显示和工业气流,展示了良好的勘探前景。通过对该盆地中下侏罗统不同层段湖相泥页岩中石灰岩和砂岩夹层比例的统计,将中下侏罗统湖相泥页岩划分为最大湖进期碳酸盐岩湖泊和局限湖进期陆源碎屑湖泊2种沉积模式,前者主要分布于川东北地区下侏罗统自流井组大安寨段和东岳庙段,后者主要分布于川东—川东北地区中侏罗统千佛崖组(凉高山组)和川东北地区自流井组东岳庙段。在此基础上,按照页岩气地质、开发、工程一体化的思路,根据岩性及岩性组合、有机碳含量、脆性矿物类型3大关键参数,建立了该区湖相泥页岩岩石相划分方案,将其划分为6种岩石相类型。最后通过有机地球化学、压汞—吸附联合测定、脉冲渗透率、纳米CT、X射线衍射矿物组分、含气性测试等技术方法,对不同岩石相类型的页岩气形成基础条件进行了综合对比评价。结论认为:以碳酸盐岩占主导沉积的湖坡风暴滩与湖坡泥交替沉积的中—高碳低硅中钙页岩与介屑灰岩互层相,具有良好生烃、储集、渗透和可压裂的配置条件,有利于页岩气的形成和改造,为湖相泥页岩最有利的岩石相类型。     

四川盆地侏罗系陆相页岩油气富集条件及勘探方向

四川盆地侏罗系发育3套半深湖亚相富有机质页岩,具有叠置发育、广覆分布的特征,半深湖亚相页岩具有“高TOC、高孔隙度、高含气量”的特点。四川盆地侏罗系多口井、多个层段的陆相页岩油气近期取得勘探新突破,勘探潜力巨大、资源丰富,是继五峰组—龙马溪组海相页岩气之后的重点资源接替领域。经过细粒岩综合评价研究发现其具有强非均质性,通过建立“四元”岩相划分方案,明确了陆相页岩油气富集高产主控因素：半深湖亚相富有机质页岩提供了物质基础、良好的构造保存及高压条件是关键、适宜的热演化程度及微裂缝发育有利于油气富集及烃类流动、地质—工程一体化研究是高产的保障。侏罗系陆相页岩油气资源潜力大、天然气当量为6.0×10¹²m³,占四川盆地天然气总资源量的27.7%,是“十四五”(2021—2025年)期间增储上产的重要领域。川东北地区多层页岩叠置发育、川南地区半深湖亚相页岩大面积展布,是重要的勘探有利区,其中,中国石油化工集团有限公司所属矿权区的天然气总资源量为2.94×10¹²m³、原油为12.03×10⁸     

川东下侏罗统自流井组页岩储层特征及勘探潜力评价

通过对侏罗系自流井组页岩层系的岩心和野外露头观察、薄片鉴定、氩离子抛光、扫描电镜、压汞和气体吸附等手段,研究了页岩层系的岩石类型及储层微观类型和特征。页岩层系的岩石类型以黑色页岩为主,黑色页岩储层以矿物质粒间残留孔为主,微裂缝和有机质孔发育较少,孔隙度分布在1.4%～4.9%,孔隙结构以直径小于100 nm的孔隙为主,占85%以上。与研究区海相页岩相比,陆相侏罗系页岩微观储层有机质气孔较少、孔隙度较小且孔喉直径也较小。在勘探上,考虑到侏罗系大面积和全层系油气显示以及页岩油气在个别地区的突破,建议在侏罗系页岩（烃源岩）厚度较大和成熟度较高的区域开展研究.这些地区具有较好的页岩油气形成物质基础和储集条件,在紧邻页岩的致密砂岩或灰岩也可能具有致密油气或常规圈闭油气成藏的良好条件。     

页岩气“甜点”评价与预测——以四川盆地建南地区侏罗系为例

该文提出了页岩气"甜点"评价体系、关键步骤及核心参数评价法和标准,并以四川盆地建南地区侏罗系为例,应用该评价体系,研究了页岩气储层"甜点"基本地质特征,预测了"甜点"分布规律,提出了勘探评价井部署井位,并取得了良好的效果.研究表明:1)与常规油气评价不同,非常规页岩气评价及勘探开发需要采用地质与工程一体化评价方法,综合集成地质、地球化学、石油工程、岩石力学和油层物理等多学科的成果,综合评价;2)建页HF-1井长水平段压裂成功显示建南地区侏罗系页岩气具有良好的开发前景;3)制作页岩厚度、ω(TOC)等值线、R_o等值线、页岩埋深等多因素叠合综合分析图件,对页岩气有利"甜点"预测和勘探开发部署具有很好的指导作用.      

川东北地区下侏罗统自流井组陆相页岩储层孔隙结构特征

页岩的孔隙结构对页岩气的成藏和富集有着重要的影响。通过对川东北地区下侏罗统自流井组样品的薄片观察、氩离子抛光扫描电子显微镜分析、物性测试、压汞—N₂吸附联合、X衍射全岩分析以及X衍射黏土矿物分析,对该区陆相页岩储层的孔隙结构特征进行了研究。（1）川东北地区自流井组陆相页岩的孔隙形态以平行板状孔和狭缝状孔为主,也发育墨水瓶状孔,页岩比表面积平均4.031 m²/g,总孔体积平均93.88×10^-4 mL/g,微孔隙以介孔（2~50 nm）为主;（2）页岩的比表面积与微孔、介孔孔体积存在正相关性,与大孔孔体积不存在相关性;黏土矿物中的伊—蒙混层、绿泥石与页岩比表面积和微孔孔体积呈正相关;陆相页岩TOC含量对大孔孔体积产生一定影响,与其呈一定程度的正相关;（3）自流井组大安寨段的页岩孔隙结构特征整体近似,东岳庙段依据页岩孔隙结构特征的差异可分为西北部和东南部两块,东南部东岳庙段的孔隙结构与大安寨段相似。     

四川盆地陆相页岩油气富集主控因素及类型

四川盆地陆相页岩气勘探虽然已在涪陵、元坝等地区下侏罗统大安寨段获得工业气流,但与海相下志留统龙马溪组页岩气相比,富集条件存在较大的差异,勘探潜力尚待探索。通过X衍射矿物组分、有机地化、氩离子抛光-扫描电镜、压汞-吸附联合测定、脉冲渗透率、纳米CT、含气性测试等方法技术,对控制陆相页岩气富集的岩性组合、成熟度和压力3个关键因素进行了研究。湖相碳酸盐湖坡风暴滩沉积的页岩与介屑灰岩不等厚互层,具有良好页岩气生烃（有机质丰度大于1.4%）、储集（孔隙度大于3%）、渗透（水平缝发育）和可压裂（脆性指数大于0.6）的配置条件,为最有利的岩性组合类型;成熟度控制着页岩储层有机质孔的发育和页岩油气的生成（以成熟度1.3%为界）;超压（压力系数大于1.2）是陆相页岩油气富集高产的关键。据此将陆相页岩油气富集类型划分为超高压高成熟页岩与灰岩互层页岩气型和超压低成熟页岩与灰岩互层页岩油气型;优选涪陵北东岳庙段和元坝大安寨段为页岩气有利目标,涪陵北和阆中-平昌大安寨段、建南东岳庙段、元坝千佛崖组二段为页岩油气较有利目标。