沁水盆地煤系地层页岩储层评价及其影响因素

以沁水盆地中部及南部的煤系地层的泥页岩取芯为研究对象,重点剖析了石炭系太原组及二叠系山西组两套主力产气层位,分别从烃源岩、岩石学性质、储层物性及其影响因素等方面进行分析。研究表明,沁水盆地泥页岩样品生烃潜力较好,样品总有机碳含量在厚层泥岩发育段具有较高值,有机质成熟度指标Ro在1.33%~2.17%,已达到生气窗,有机质显微组分以腐泥组为主,有机质类型均为I型干酪根;全岩分析表明,泥页岩样品脆性矿物含量较高,多数在40%以上;黏土矿物主要以伊/蒙混层矿物及高岭石为主,绿泥石及伊利石含量次之;经扫描电镜观察,泥页岩中矿物溶孔、粒间孔及微裂隙较为发育;孔隙度分布于0.7%~3.8%,略低于北美页岩,渗透率在0.002 8×10-15~0.127 3×10-15 m2,与北美页岩无太大差异;黏土矿物中高岭石及伊利石对储层物性影响较大,其中前者对孔渗发育具有建设作用,而后者含量越多对储层物性影响越不利。各项有机地球化学参数表明沁水盆地泥页岩具有较高的生烃潜力,储层孔隙度及渗透率适中,较高的脆性矿物含量有利于页岩气的后期储层压裂改造。     

山西省域石炭二叠纪煤系泥页岩气储层评价指标体系

针对煤系泥页岩气地质资源量估算偏大的问题,选择山西省域石炭二叠纪煤系泥页岩气储层,通过页岩气日均产气量衰减率和经济下限产气量分析,提出了独立储层和组合储层的概念;基于492件实测泥页岩样品,评价了煤系泥页岩干酪根类型和TOC含量;通过泥页岩单位TOC含量吸附量和实测泥页岩含气量评价了泥页岩有机质成熟度和含气量的关系;基于与海相页岩气剖面资源量等量原则评价了煤系泥页岩厚度;基于煤层Ro、含气饱和度与埋深的正相关趋势,将煤系泥页岩埋深划分为1 000,1 000~1 500和1 500 m三种类别;基于128件实测泥页岩样品,将煤系泥页岩脆性矿物含量划分为30%,30%~40%和40%三个类别。基于煤系泥页岩有机质成熟度、总有机碳含量、含气量、埋深、厚度及脆性矿物含量6个参数,将山西省域石炭二叠纪海陆交互相煤系泥页岩储层划分为组合有利储层、组合较有利储层和组合不利储层。     

南方古生界3套富有机质页岩矿物组成与脆性分析

应用XRD技术对南方古生界3套富有机质泥页岩进行了矿物组成测定和脆性分析。结果表明：下寒武统和上二叠统页岩中石英丰富,平均含量分别可达46.65%和44.02%;黏土矿物较低,平均含量分别为30.02%和36.41%。上奥陶-下志留统页岩黏土含量较高,平均值54.95%,石英含量较低,平均值为29.04%。3套暗色页岩脆性指数都较高,下寒武统和上二叠统样品脆性指数平均值分别高达67.06%和59.89%,上奥陶-下志留统页岩脆性指数为44.74%。研究结果说明南方古生界3套富有机质页岩具有良好的可压裂性。     

黔北煤田上二叠统龙潭组煤系页岩气储层特征与勘探潜力评价

贵州省上二叠统龙潭组是中国南方最重要的含煤地层,蕴含丰富的富有机质泥页岩,具有良好的页岩气成藏物质基础。以贵州省黔北煤田上二叠统龙潭煤系富有机质泥页岩为研究对象,通过对JC-1井岩心样品进行测试,对研究区的富有机质泥页岩的矿物组成、地球化学特征、孔隙结构和岩石力学参数等储层特征进行了研究并对页岩气勘探潜力进行了评价。结果表明：JC-1井泥页岩干酪根类型均为III型,有机质成熟度在2.0%～3.0%,处于过成熟早期生干气阶段,总有机碳含量(TOC)为0.56%～9.58%,平均3.97%。地球化学参数显示黔北煤田龙潭组泥页岩有机质类型与有机质成熟度匹配,有机碳含量较高,具有较好的生气能力。SEM场发射扫描电镜观测结果显示JC-1井泥页岩具有的微观孔隙主要包括粒内孔、粒间孔和微裂缝,具有丰富的微观孔隙,为页岩气提供了良好的储集空间。X射线衍射数据显示泥页岩脆性矿物含量为5.96%～87.27%,平均值为43.78%,脆性矿物含量较高,有利于进行压裂改造;泥页岩总厚达到48.03 m,占龙潭组总厚度的36.89%,具有2个有效页岩连续厚度大于15 m的层段。黔北煤田龙潭煤系富有机质泥页岩具备...     

莱阳凹陷莱阳组泥页岩有机地球化学特征

胶莱盆地白垩系莱阳组泥页岩发育,且发现油气显示。通过对胶莱盆地莱阳凹陷莱阳组野外观测和室内分析,系统研究莱阳组泥页岩有机地球化学特征。胶莱盆地莱阳组烃源岩主要分布于水南段及逍仙庄段,烃源岩有机质丰度相对较高,但变化范围较大,校正TOC含量为0.22%~3.43%;干酪根类型包括Ⅱ1、Ⅱ2和Ⅲ 型,以Ⅱ1和Ⅱ2为主,腐泥组含量40%~82%,镜质组3%~33%,惰质组10%~45%,不含壳质组组分;镜质体反射率0.50%~2.22%,成熟度相对较高。通过对暗色泥页岩厚度、有机质丰度、有机质类型、镜质体反射率等特征分析,认为莱阳凹陷莱阳组水南段为页岩气有利层段。     

济宁凹陷石炭二叠系非常规油气潜力

通过济宁凹陷石炭—二叠系泥页岩厚度、地球化学、岩石矿物学、储层孔渗和含气性等特征分析发现,山西组、太原组作为复合评价层,为研究区主要页岩气储层。泥页岩厚度呈现"南薄北厚"趋势,最厚处大于310 m,有机质类型以Ⅲ型为主,有机碳含量0.23%～28.84%,生烃潜量0.01～34.23 mg/g,有机质丰度中等-好,有机质成熟度0.67%～3.51%,处于低成熟-成熟阶段,具较好的生气潜力;泥页岩矿物成分以黏土矿物、石英和长石为主,平均含量分别为42.0%,44.25%和9.95%,脆性指数Ⅱ为55.82,具有良好的脆性;属低孔-低渗储层,发现气测异常26层,异常段累厚32.39 m,最大全烃值3.597 9%,解吸气0.01～5.17 m3/t,总含气量0.03～9.15 m3/t,气含量高值位于在煤层附近,气成分主要为CH4,含量为0～81.93%,含气性较好;发育3层有利含气层段,可作为今后开展非常规油气勘查突破的重点目标。     

六盘山盆地下白垩统马东山组页岩气勘探潜力评价

为了研究六盘山盆地下白垩统马东山组的页岩气勘探潜力,对马东山组的泥页岩样品进行了一系列储层物性、孔隙结构和有机地化的分析试验。研究表明：六盘山盆地马东山组泥页岩有效厚度较大,平均1215m,脆性矿物含量高,在80%以上;在孔隙特征方面,该套泥页岩主要发育微小孔,发育少量微裂缝,孔隙度均值为397%,平均可动流体饱和度为276%;在地化特征方面,该组泥页岩总有机碳含量平均101%,有机质类型以Ⅱ型干酪根为主,镜质体反射率平均094%。综合考虑泥页岩有效厚度、有机质丰度、有机质类型、热演化程度和孔隙特征等因素,六盘山盆地马东山组具备页岩气富集与成藏的条件,并可优选出两个页岩气勘探有利区：分别是海原凹陷东部有利区和固原凹陷中部有利区。经计算,两个勘探有利区的页岩气资源总量约为0364亿m3。     

胶莱盆地陆相页岩气储层微观特征

基于大量的野外地质调查,运用X射线衍射、压汞、等温吸附试验等实验方法和手段,以胶莱盆地水南组暗色泥页岩为研究对象,分析了陆相页岩气的储层微观特征。研究表明:水南组暗色泥页岩矿物组成主要为黏土矿物、石英、斜长石、方解石和白云石。黏土矿物平均含量32.08%,石英、长石平均含量48.92%,碳酸岩平均含量19.19%,较高的脆性矿物含量有利于后期储层的压裂改造。微观裂缝主要为天然微裂缝及颗粒间裂隙,裂缝宽度0.5～2μm。微观孔隙主要为宏孔和介孔,总孔容0.001～0.02 mL/g,总孔比表面积一般10.0～20.0 cm~2/g。水南组暗色泥页岩最大吸附量0.64～0.87 m~3/t,平均0.74 m~3/t,显示了较好的页岩气吸附能力。     

鱼卡凹陷石门沟组上段泥页岩地球化学及储层特征

鱼卡凹陷位于柴达木盆地北缘中部,为青海省陆相页岩气勘探的重点区域。中侏罗统石门沟组上段为半深湖-深湖相沉积,暗色泥页岩厚度10～170 m,平均为55 m;为页岩气勘探的主力层系。运用液氮吸附、有机碳含量、有机质成熟度、干酪根元素、全岩、黏土矿物X衍射、能谱扫描电镜等测试方法,对泥页岩样品的有机地球化学及储层特征进行了研究,结果表明:中侏罗统石门沟组泥页岩TOC含量为1. 34%～12. 84%,均值为5. 3%;干酪根H/C和O/C比范式图解上显示有机质类型主要为Ⅱ2型; Ro为0. 45%～1. 00%,总体热成熟度表现为凹陷西部高于东部。黏土矿物含量为34%～58%,平均46. 1%;石英含量42%～55%,平均48. 3%。泥页岩孔隙结构复杂,根据吸附回线及孔径分布曲线划分为两类:第1类以一端不透气性孔和四边开放的板状狭缝孔为主,孔径主要集中在3～5 nm,呈单峰状分布;第2类以一端不透气性孔和开放性倾斜板狭缝孔为主,孔径主要分布在3～5 nm和6～45 nm,呈双峰状分布。由于泥页岩成熟度较低,有机质纳米孔隙不发育,TOC含量与介孔、总孔体积具有弱正相关性,与微孔体积相关性不大;脆性矿物含量与孔隙度成正相关,黏土矿物含量与微孔体积相关性不大,与介孔、总孔体积呈正相关。黏土矿物是石门沟组上段泥页岩纳米孔隙的主要提供者,是孔隙发育的主要控制因素;孔隙结构及孔径分布和沉积环境有关,TOC含量及热演化程度也会影响泥页岩孔隙发育的程度。     

江西省萍乐坳陷乐平组页岩气储层物性特征

系统分析了乐平组泥页岩的矿物组分特征、孔渗性特征及裂缝发育特征等,研究发现乐平组矿物组分特征有利于页岩气赋存,脆性矿物含量适中,粘土矿物以伊利石含量为主;孔隙类型以粒间孔、晶间孔、铸模孔及有机孔为主,是页岩气主要的赋存空间;微裂缝较为发育,整体有利于气体的运移。综合研究显示乐平组储层物性特征有利于页岩气赋存及运移,是区内页岩气勘查开发的有利层位。     

临兴地区下二叠统太原组页岩气地质特征及勘探潜力

为揭示鄂尔多斯盆地东缘临兴地区太原组页岩气地质特征及勘探潜力，以富含有机质泥页岩为研究对象，基于野外钻孔和测井基础地质资料，查明了泥页岩累计厚度和单层最大厚度分布规律；针对泥页岩开展了有机地化、物性特征、X射线衍射和等温吸附等试验测试分析，对页岩气聚集成藏条件及勘探潜力进行了研究。结果表明：临兴地区太原组泥页岩分布稳定，累计厚度为10～50 m，平均为30 m，单层最大厚度为5～25 m。有机质丰度较高，TOC含量介于0.26%～12%，平均为3.81%，有机质类型以II、III型干酪根为主，最高热解峰温介于443～576℃，在紫金山岩体附近泥页岩热成熟度明显增大。泥页岩发育纳米级-微米级的孔裂隙，有机质孔多呈圆形、椭圆形和蜂窝状，碎屑矿物溶蚀孔等其它类型孔隙均有发育，矿物颗粒内部、碎屑颗粒边缘和有机质内部的微裂隙较为发育。石英、长石等脆性矿物含量占45%～65%，黏土矿物含量介于28%～62%，多为非膨胀类矿物。泥页岩含气量变化范围大，介于0.08～7.3 m3/t，平均为1.41 m³/t，含气量与TOC呈明显的正相关关系。综合考虑泥页岩厚度、有机质丰度、热演...     

海相煤系气成藏特征及其有利开发层段——以黔北威宁龙参1井下石炭统祥摆组为例

黔北下石炭统祥摆组是一套海相煤系沉积地层,是页岩气勘探开发的重要层系之一。以黔北威宁龙街向斜龙参1井为例,评价了其煤系气成藏特征及其有利开发层段。结果显示:海相煤系地层祥摆组储层空间展布具有分段性:下段薄煤层发育,煤层层数较多,煤-泥岩-砂岩互层发育;上段泥页岩发育,单层连续厚度大。泥页岩TOC含量在0.77%～8.94%,平均2.01%,随层位埋深增大而增大。祥摆组上段有机质类型主要为Ⅱ₁型,下段主要为Ⅱ₂型,R_{o, max}平均为2.54%。矿物组分主要以黏土矿物和石英为主,石英平均质量分数38.52%,黏土平均质量分数48.99%,脆性指数高,平均为48.02%,整体上随层位埋深增大而增大;泥页岩孔隙度平均为4.77%,渗透率平均为0.002×10^-15 m²,属于低渗储层;泥页岩储层物性接近于非含煤海相地层,优于含煤海陆过渡相地层。泥页岩含气量介于0.27～1.48 m³/t,平均0.57 m³/t。气体组分结果显示860 m以...     

延长组页岩储层纳米级孔隙特征及影响因素——以鄂尔多斯盆地柳坪171井为例

运用压汞法和氮气吸附法分别对延长组页岩储层纳米级孔隙进行测定,通过等温吸附线和氩离子抛光扫描电镜照片描述,对孔隙结构特征分类表征并结合页岩样品岩石矿物组分、成熟度和有机碳含量测试讨论控制纳米级孔隙结构的主因。结果表明:延长组页岩储层孔隙主要为纳米级孔隙,并以中孔为主,占总孔体积的66%~84%,孔径主要分布在1~25 nm。其中长7段、长8段页岩的比表面积主要是由孔径小于5 nm的孔隙所提供的,长9段页岩的比表面积主要是由孔径小于10 nm的孔隙所提供的。延长组页岩吸附回线特征表明纳米级孔隙多以开放型为特征,主要包括有机质内部孔隙、黄铁矿莓状体粒间孔和黏土矿物粒间孔,以及部分长石溶蚀孔,此外页岩中还存在大量微裂缝。其中有机质内部纳米级孔隙和黄铁矿莓状体粒间孔是筒柱状孔,锥形孔、楔状孔及细颈瓶状或墨水瓶状孔的主要来源;长石溶蚀孔大多为半球形孔;黏土矿物粒间孔可贡献一端封闭或两端开口的筒状孔;微裂缝以平行壁狭缝状、弯曲波浪状、夹板形楔状为特征。有机碳含量是控制延长组页岩储层中纳米级孔隙体积及其比表面积的主要内因,页岩成熟度、黏土矿物含量和脆性矿物含量对纳米级孔隙控制作用不明显,但莓状体黄铁矿的增加有助于页岩中孔隙的增加。     

赣西北地区新开岭组页岩气储层物性特征

通过分析新开岭组泥页岩的岩石学矿物特征、孔隙类型、孔隙度与渗透率以及比表面积等储层物性特征,研究发现新开岭组岩石学矿物特征有利于页岩气赋存,主要以石英、粘土矿物为主,粘土矿物主要以伊利石为主;孔隙类型以粒间孔和有机质孔为主,是页岩气主要赋存空间;微裂缝对页岩储层的改造具有十分积极的作用,使得页岩气藏能连续成片的分布;泥页岩具有较好的孔隙度与渗透率值。综合分析认为新开岭组储层物性特征有利于页岩气赋存及运移,是区内页岩气勘查开发的有利层位。     

硬脆性泥页岩井壁稳定性研究

硬脆性泥页岩地层在钻井过程中易发生井壁剥落掉块、钻具遇阻等井下复杂情况。对国内部分区块硬脆性泥页岩地层矿物组成、微观结构进行了归纳分析,并分析矿物组成、微观结构对井壁稳定性的影响,并提出相应的钻井液对策。研究结果表明:硬脆性泥页岩粘土矿物含量在30%～40%之间甚至更低,主要以伊利石为主,含少量伊蒙混层与高岭石,具有水化膨胀性弱、易剥落的特点;硬脆性泥页岩层理、微裂缝十分发育,微裂缝是钻井液进入地层内部的主要通道;钻井液除考虑合理的密度以及较好的抑制性以外,对微裂缝的封堵性是钻井液防塌性能的关键。     

四川盆地古生界泥页岩的地球化学特征

通过四川盆地古生界不同层系的探井及典型剖面样品的地球化学分析,从有机碳含量、有机碳同位素,热成熟度以及生物标志化合物特征讨论了四川盆地古生界4套泥/页岩地球化学特征及其生烃潜力。研究结果表明：古生界下寒武统、上奥陶统、下志留统3套黑色页岩有机碳含量高,平均值分别为6.31%,3.53%,1.87%,有机质类型主要为生烃能力极强的I型干酪根,δ 13C分布在-29.0‰～-32.0‰,低碳数正构烷烃相对丰度高、C27规则甾烷优势分布、三环二萜烷的相对含量较高等生物标志化合物分布特征表现了腐泥型有机质特征,有机质来源为低等水生生物和藻类;上二叠统龙潭组泥/页岩有机碳含量平均为4.0%,有机质类型为II,III型,生物标志化合物研究表明龙潭组页岩既有丰富的水生生物输入,又有一定数量的陆生生物来源, 煤和炭质泥岩母质来源以陆源有机质输入为主。     

沉积环境对页岩气储层的控制作用——以中下扬子区下寒武统筇竹寺组为例

以“沉积控相,相控储层”为研究思路,基于野外露头实测、室内试验测试以及结合前人研究成果,探讨中下扬子区下寒武统筇竹寺组沉积环境对页岩气储层的控制作用。研究表明：中下扬子区下寒武统筇竹寺组富有机质泥页岩主要发育于陆棚相和深海-次深海滞留盆地相中,沉积中心页岩厚度可达100～180 m,有机碳含量（TOC）最高可达18.7%,平均达到5.07%;静水缺氧还原沉积环境岩石类型主要以富含有机质的炭质页岩、硅质页岩、粉砂质页岩以及钙质页岩为主,页岩矿物成分以石英（平均达64.97%）和黏土矿物（平均达23.66%）为主;缺氧还原环境下沉积的大量黄铁矿形成的黄铁矿晶间孔、有机质生烃形成的微孔隙、黏土矿物层间微孔隙以及脆性矿物控制的微裂缝为页岩气提供了良好的储集空间。沉积环境控制下储层发育特征的研究可为页岩展布、有机质丰度、储集空间以及后期有利区评价等研究提供基础。     

鄂西建南地区自流井组东岳庙段页岩储层特征及含气性

基于野外露头、岩芯、钻井等资料,通过薄片鉴定、地球化学分析、X-衍射分析、物性分析、扫描电镜观察和等温吸附模拟等多种方法,对鄂西建南地区自流井组东岳庙段泥页岩储层特征进行了研究。研究表明,建南地区自流井组东岳庙段形成于半深湖相沉积环境,泥页岩厚度较大,均值达80 m,有机质丰度高(TOC一般在0.42%～2.77%),热演化程度适中,处于成熟阶段(Ro均值1.13%),脆性矿物含量丰富,多种孔隙类型及裂缝发育,模拟吸附气含量较高,均值为2.23 m~3/t,多口井见气显示埋藏适中。综合分析认为,鄂西建南地区自流井组东岳庙段页岩储层条件好,具有良好的勘探前景。     

浙江煤山上二叠统龙潭组页岩气储层矿物成分特征

为了研究页岩气储层的矿物特征,分析浙江煤山地区不同矿物对页岩气储层的影响,采用X射线衍射(XRD)技术,对煤山地区上二叠统龙潭组17个泥页岩矿物样本进行了定性和定量分析,并探讨了矿物不同组成可能造成的储层性能差异。结果表明,龙潭组泥页岩矿物成分以黏土矿物和石英为主,平均含量分别为49.1%和30.6%,其次是方解石,平均含量为3.5%,此外还含有少量长石、黄铁矿、菱铁矿等矿物。黏土矿物有利于页岩气吸附,石英和方解石等脆性矿物有利于开发过程中压裂造缝,其对页岩气藏的形成和开发都具有一定的积极作用。页岩气储层矿物成分的研究为其吸附储存、裂缝评价、压裂造缝等研究提供了坚实的基础。     

很高成熟度富有机质页岩的含气性问题

我国南方下古生界页岩的成熟度普遍高于美国工业开发页岩气盆地,对于这套很高成熟度页岩的含气性缺乏研究。在运用激光拉曼光谱分析精确评价该套烃源岩成熟度的基础上,从生气下限、孔隙度演化、纳米孔特征等3方面探讨成熟度对很高成熟度页岩(Ro>2.5%)含气性的影响。研究结果表明：南方下古生界页岩成熟度Ro=2.0%~5.0%,生气下限Ro为3.1%左右,主体已达到生气下限阶段。孔隙结构数据表明,富有机质页岩即使演化到很高成熟度阶段仍保持了一定的孔隙度,其比表面积与纳米孔隙的孔容随成熟度增加（一直到Ro高达3.5%~4.0%）仍然保持增加的趋势。笔者认为,富有机质的页岩既使达到很高的热演化程度仍具有良好的储集性能,所以我国南方下古生界页岩具有很大的页岩气潜力。