松辽盆地梨树断陷十屋油田区营城组、沙河子组储层成岩作用分析

通过大量钻井岩心铸体薄片、扫描电镜、压汞、阴极发光、X-衍射、包裹体等分析,对松辽盆地梨树断陷十屋油田区沙河子组、营城组储层的成岩作用、成岩序列及孔隙演化进行了深入研究.该区主要成岩作用有压实作用、胶结作用、溶蚀作用及构造破裂作用,其中对储层物性具建设性的作用主要有溶蚀作用和构造破裂作用,而具破坏性作用的主要有压实作用和胶结作用.砂岩储层孔隙类型主要为原生粒间孔、粒间溶蚀扩大孔及少量裂缝的组合,以溶蚀孔隙为主.建立了砂岩储层的成岩序列,即机械压实→石英、长石次生加大→构造破裂→长石等铝硅酸盐溶蚀→粒状方解石胶结→早期进油→破裂→第二期溶蚀→连晶方解石胶结→晚期油气充注.研究认为,影响本区储层储集性能的主控因素为储层的沉积环境、成岩作用、构造作用及油气充注等因素.     

松辽盆地梨树断陷金山气田沙河子组沉积相研究

针对金山气田储层岩性和沉积环境复杂多样等难点,通过开展地质录井和测井的观察、描述、解释与对比研究,依据主要含气层位沙河子组的岩石组合、沉积构造、剖面结构和测井相组合特征,综合研究认为金山气田沙河子组沉积期陡坡带发育水下扇沉积体系、缓坡带发育扇三角洲沉积体系。其中砾石坝、辫状水道为最有利的储集相带。纵向上,沙河子组沉积期由沙四段、沙三段→沙二段→沙一段,扇三角洲的主河道越来越发育,而且河道呈由东向西摆动。综合地质研究成果建立了金山气田沙河子组的沉积模式图。图10参10     

陆相泥页岩源-储协同演化特征分析——以松辽盆地长岭断陷沙河子组为例

松辽盆地松南断陷群陆相页岩气具有较大的勘探潜力,但对于该区Ⅲ型干酪根富有机质泥页岩的有机地球化学和孔隙特征及演化规律尚不清楚。通过对长岭断陷下白垩统沙河子组Ⅲ型干酪根富有机质泥页岩样品开展生排烃热演化模拟实验和系列储层特征测试分析,发现该泥页岩存在2个关键的热演化节点,等效镜质体反射率（等效R_o）分别是1.5%和2.0%。等效R_o从0.7%至1.5%阶段,为快速生排油阶段,孔隙形态主要为墨水瓶状孔和部分板状孔,有机质逐渐发育少量孔洞,矿物溶蚀孔出现;等效R_o从1.5%至2.0%阶段,为快速生气阶段,有机质分解使得有机孔和矿物间孔洞大量发育,孔径逐渐增大,孔隙主要为板状孔或楔形孔和少部分墨水瓶状孔;等效R_o大于2.0%阶段,孔隙几乎只发育板状孔或楔形孔,孔径进一步增大。R_o大于1.5%为松南断陷群页岩气富集的有利源储耦合阶段。      

松辽盆地徐家围子断陷白垩系沙河子组深层致密气成藏机理及勘探突破

松辽盆地徐家围子断陷沙河子组砂砾岩埋深大、岩性致密,目前对其成藏控制因素认识不足,且受投资成本和勘探开发技术的制约,沙河子组一直未能实现储量和产量的突破。使用地震、岩心、测井、录井及地质分析化验资料,从煤系烃源岩生烃潜力、致密砂砾岩展布、储集物性、地层超压等方面分析了沙河子组致密气成藏控制因素,力图寻找富气甜点、指导井位部署。结果表明,沙河子组储层与烃源岩叠置,致密非浮力成藏动力过程致使异常高压的出现,并造就了满盆含气的格局。沙河子组致密砂砾岩储层在纵横向上叠置发育,储层内部发育的多层高孔渗带成为致密砂砾岩气藏的“甜点”。在致密气成藏理论的指导下,精准刻画了优质富气“甜点”的分布并设计了最优气井轨迹,充分发挥地质工程一体化优势,以优快钻井和最优改造体积为目标,部署了宋深9-平5井,测试产量达106×10⁴m³/d,取得了沙河子组致密气藏的重大突破,为后期松辽盆地沙河子组致密气藏勘探开发带来了广阔的前景。     

松辽盆地长岭断陷沙河子组页岩孔径多重分形特征与岩相的关系

为了分析不同页岩岩相孔径分布的非均质特征及其影响因素,采用CO₂与N₂吸附实验分别对长岭断陷沙河子组页岩的8种岩相进行了孔隙结构表征,并运用多重分形理论研究孔径分布非均质性。结果表明：对于微孔,富有机质黏土质页岩具有最大的孔体积和比表面积,富有机质混合质页岩具有最小的孔体积和比表面积;对于中—宏孔,富有机质混合质页岩具有最大的孔体积,含有机质黏土质页岩具有最小的孔体积和比表面积。随着q的增大,气体吸附曲线的广义分形维数Dq减小,多重分形奇异谱函数α-f（α）呈现连续分布,表明页岩孔径分布具有多重分形特征;在微孔中,富有机质硅质页岩孔径离散程度最弱,富有机质混合质页岩孔隙非均质性最强;在中—宏孔中,富有机质硅质页岩具有孔隙非均质性最强、孔径分布离散程度最弱的特点;微孔与中—宏孔相比,整体非均质性较低;根据偏最小二乘回归法分析结果,不同岩石组分对于岩相的影响存在显著差异,其中TOC含量是影响孔隙非均质性的主要因素。该研究成果可从多重分形理论角度揭示不同岩相的孔径分布特征差异,为松辽盆地长岭断陷沙河子组页岩储层开发提供依据。     

陆相页岩有机质孔隙发育特征及成因——以松辽盆地长岭断陷沙河子组页岩为例

陆相页岩有机质孔隙的非均质性强。以松辽盆地长岭断陷沙河子组页岩为例,通过场发射扫描电镜与偏光显微镜的定位观察,探讨了陆相页岩有机质孔隙的非均质特征及成因机理。研究结果表明,控制陆相页岩有机质孔隙非均质性的主要因素有4种：原生有机质孔隙残余、生烃潜力差异、固体沥青反射率差异以及黏土矿物催化作用。结构镜质体、丝质体、半丝质体以及少量菌落体等具有高等植物纤维结构的组分,因细胞腔未被充填或受外力作用褶曲叠覆可残留孔隙。固体沥青中孔隙发育最好,其次为镜质体和惰质体;三者的碳元素重量百分比依次增大,表明这3种有机质中孔隙发育程度的差异本质上受生烃潜力差异控制。不是所有的固体沥青中都发育有机质孔隙。统计显示,多孔固体沥青的反射率多为1.60%~2.00%,处于石油裂解生气阶段,而无孔固体沥青的反射率多为1.20%~1.60%,处于干酪根裂解生烃阶段。黏土矿物的催化作用使得有机黏土复合体中几乎所有的固体沥青均发育丰富的蜂窝状孔隙,伊利石的存在可增加比催化活度,导致气态烃更易生成并产生孔隙。     

松辽盆地梨树断陷营城组-沙河子组成岩作用及对优质储层的控制

通过岩性观察、薄片鉴定和矿物成分统计,对松辽盆地梨树断陷东南斜坡带和北部斜坡带白垩系营城组-沙河子组优质砂岩储层特征进行了研究。该区优质储层主要发育于粒度较粗、可溶性组分含量较高、岩屑含量较低的砂岩中;主要成岩作用有压实、胶结充填、溶蚀和构造裂隙作用等。在成岩过程中,压实作用及胶结作用使储层孔隙大量减少,溶蚀作用则形成大量次生孔隙,构造裂隙是晚期油气的主要运移通道和储集场所。该区储层有“原孔式”、“孔溶式”、“溶孔式”、“裂隙式”、“裂溶式”5种主要的孔隙组合样式,控制优质砂岩储层孔隙发育的成岩作用主要为溶蚀作用及后期构造裂隙作用。砂岩组构好、溶蚀性强、构造裂隙发育、单层厚度大,且与烃源岩邻近的层段及区域,是今后勘探的方向和目标。     

松辽盆地梨树断陷苏家屯次洼页岩气成藏条件分析

通过对松辽盆地梨树断陷苏家屯次洼基本油气地质特征分析,认为营城组一段形成于断陷发育的鼎盛时期,发育稳定的大套泥岩夹薄砂岩地层.地化特征表明该段泥页岩具有有机质丰度较好、有机质类型丰富、热演化处于生气的成熟—高成熟阶段等特点.泥页岩中平均孔隙度达到3.52%,裂缝和微裂缝相对较发育,不仅可以为游离态气提供有利的储集空间,且脆性矿物含量相对较高,平均为41.1%,石英含量在15.1%~23.4%之间,岩石具有较好的可压性.钻井现场解析结果表明该段泥页岩中含气最高可达3.09 m³/t,且钻井气测全烃异常以及测试资料也表明该区页岩气的存在,说明该泥页岩中蕴藏着一定规模的页岩气资源,具有良好的资源前景和勘探潜力.     

黄骅坳陷中区和北区沙河街组陆相页岩气形成条件及资源潜力

以黄骅坳陷中区和北区古近系沙河街组湖相富有机质泥页岩为重点研究对象,在大量样品实验测试数据深入分析与镜下观察的基础上,从页岩的发育特征、有机质丰度、有机质类型、热演化程度及储集性能等方面出发,明确了研究区沙河街组陆相页岩气形成条件及资源潜力。研究区沙河街组有效生烃泥页岩的累积厚度大（大于1 000 m）,有机质丰度高（大于1.0%）,有机质类型适中（以Ⅱ1及Ⅱ2型为主）,热演化程度以成熟—高熟为主,储集性能较好,具备良好的页岩气成藏条件。通过与美国主要产气页岩、中国陆相和海相页岩层段的主要特征参数指标相比较,建立了以富有机质泥页岩的厚度、有机碳含量、镜质组反射率、埋深及地层压力等参数作为页岩气有利区的评价标准,初步优选歧口凹陷西南部及张巨河一带为页岩气勘探的有利区,且以沙三段为页岩气富集的最有利层段。初步估算黄骅坳陷中区和北区沙河街组陆相泥页岩形成的页岩气总远景资源量约为0.46×1012 m3,其中沙三段占73%,充分表明了黄骅坳陷中区和北区沙河街组陆相页岩气资源潜力较大。     

松辽盆地梨树断陷苏家屯地区页岩气储层特征及含气性评价

页岩油气资源评价过程中除需对页岩作为烃源岩的特征进行评价外,更重要的是对其储层特征进行评价,尤其是可压裂性和含气性评价,直接涉及到资源的可动性。基于松辽盆地梨树断陷苏家屯地区苏2井营一段泥页岩系统取心和分析测试结果,开展了泥页岩生烃潜力评价、可压裂性及含气性评价。结果显示该区营一段泥页岩具备较好的页岩气生成条件。泥页岩脆性矿物含量高、杨氏模量高、泊松比低,压裂条件有利;孔隙度和渗透率普遍较低,但发育大量的天然裂缝和微裂缝,且压裂过程中容易产生形态较为单一的垂直裂缝,镜下还见到大量的微—纳米孔隙,主要以微孔和中孔为主,为页岩气提供了有利的运移通道和储集空间。该区多口探井在钻、测、录井的过程中均在营一段见到了良好的油气显示,并试获了高产气流,现场解吸显示泥页岩平均含气量达2.5 m³/t,显示出良好的资源规模及勘探开发前景。     

松辽盆地长岭断陷沙河子组页岩岩相特征及其对孔隙结构的控制

依据松辽盆地长岭断陷沙河子组页岩特征、有机质丰度和矿物含量建立岩相划分方案,把研究区页岩划分为7种岩相,在此基础上开展扫描电镜、CO₂和N₂吸附以及高压压汞实验以分析孔隙结构。研究区沙河子组页岩孔隙发育,不同岩相发育的主要孔隙类型也不相同,有机质孔隙主要发育在黏土质页岩中。页岩孔径呈现多峰分布特征,中孔是孔体积的主要贡献者,平均占50.9%;微孔是比表面积的主要贡献者,平均占67.8%。微孔发育主要受黏土矿物控制,中孔发育受碳酸盐矿物控制,宏孔发育受脆性矿物和黏土矿物联合控制。富有机质黏土质页岩对比表面积和孔体积的影响明显,对沙河子组页岩孔隙发育起主要控制作用。     

松辽盆地徐家围子断陷沙河子组储层特征及控制因素

徐家围子断陷沙河子组是松辽盆地北部近期天然气勘探的主要目标，这类致密砂砾岩气层的储层特征及控制因素研究是首要的。通过分析其白垩系早期拉张构造背景条件下形成的一套断陷沉积，纵向上可划分为4个三级层序，各层序在断陷湖盆陡坡带和缓坡带发育扇三角洲和辫状河三角洲沉积。研究表明其储层主要为砂砾岩和含砾粗砂岩等粗碎屑岩。沙河子组储层孔隙包括原生粒间孔和次生孔隙，孔隙度主要分布在2%~8%，渗透率多小于0.1×10^-3 μm²，为致密储层。沙河子组储层发育的控制因素包括埋深、沉积相带、岩石类型和次生成岩作用，埋藏浅的扇三角洲（辫状河三角洲）前缘、平原相砂砾岩储层物性好，含火山碎屑物质的砂岩、砂砾岩易于形成溶蚀孔隙，改善储集性能。徐家围子断陷沙河子组有利储层主要位于埋深小于4 000 m的安达东、西两侧的扇三角洲前缘、平原区和徐东、徐西的构造高部位扇体发育区，埋藏较浅的安达中部滨浅湖相和埋藏较深的徐东、徐西斜坡扇体发育区也是较有利的储层发育区。     

徐家围子断陷沙河子组致密气成藏条件及勘探前景

致密砂岩气属于非常规天然气,是常规天然气的后备资源之一。对徐家围子断陷沙河子组天然气成藏条件的综合分析认为,沙河子组具有形成致密砂岩气藏的地质条件,其烃源岩厚度和砂砾岩厚度大,分布广,有机质含量高,成熟到过成熟,资源量大。对沙河子组致密砂岩气藏成藏条件的初步认识为:有利的构造和沉积背景;充足的气源条件;低孔、低渗的储集条件;良好的封盖保存条件;匹配的运移疏通条件;有利的圈闭条件;良好的生储盖组合。与国内外非常规气藏对比表明,沙河子组具有形成致密气藏的条件,随着研究程度的深入以及勘探技术的突破,沙河子组致密气勘探前景广阔。     

徐家围子断陷沙河子组沉积末期基底快速隆升地质事件

松辽盆地北部徐家围子断陷在伸展裂陷过程中,于沙河子组(K1sh)末期至营城组(K1yc)沉积时期发生挤压构造反转,受这次构造运动的影响,断陷的中、北部在沙河子组末期有一次基底的快速隆升地质事件.通过地震解释剖面、平衡剖面、古构造演化图及基底变质核杂岩等分析,初步论证了此次地质事件的存在及其特点,并对其形成的动力学背景和地质意义进行了探讨.     

强烈断陷期小型湖盆沉积充填演化特征——以松辽盆地徐家围子断陷宋站地区沙河子组为例

松辽盆地徐家围子断陷北部宋站地区属于小型断陷湖盆沉积区。最新钻井资料显示,该类型断陷盆地也具有较好的天然气勘探潜力,可作为大庆深层天然气勘探的重要接替领域。以徐家围子北部宋站地区沙河子组为研究对象,在总结对比前人研究成果的基础上,综合运用岩心、录井、常规测井以及三维地震资料对强烈断陷期小型湖盆的层序地层、沉积体系以及盆地充填演化规律进行了深入分析。研究认为,宋站地区沙河子组可划分为1个二级层序,4个三级层序。三级层序内部根据湖泛面又可分为低位体系域（LST）、湖侵体系域（TST）和高位体系域（HST）。在沉积过程中,沙河子组主要发育辫状河三角洲、扇三角洲、湖泊以及火山碎屑岩沉积等4种沉积相类型。研究区的沉积充填演化规律与大型的断陷盆地相比有所不同,表现为在强烈断陷早期,无论是在陡坡带还是在缓坡带,均以发育扇三角洲沉积为主;随着盆地范围的扩张,不同构造部位上的沉积相带的分异特征才逐渐显现。但湖泊相带受短轴物源供给的影响分布较为局限,常被分割成若干个小型滨浅湖沉积区,形成多个沉积中心,从而也导致了盆地不同区域沉积地层厚度差异极大的特征。据此,深入探讨了宋站地区沙河子组的沉积充填演化过程,提出了陆相小型窄断陷湖盆的沉积模式。     

致密砂砾岩成储界限及分级评价标准——以松辽盆地徐家围子断陷白垩系沙河子组为例

徐家围子断陷下白垩统沙河子组砂砾岩储层是松辽盆地深部重要的致密气藏储层,其孔渗关系复杂,给成储界限的厘定和储层分级评价带来挑战。针对沙河子组砂砾岩储层,采用水膜厚度法、充注动力法、试气产能法和力学平衡法厘定了理论下限、成藏下限、有效渗流下限和成储上限,根据不同成岩作用主控因素下的孔渗关系确定成储界限物性值。在此基础上,结合储层微观孔隙结构差异划分储层类型,建立致密储层分级评价标准,并利用测井资料将分级评价标准进行应用,为研究区致密气甜点区优选提供依据。将沙河子组砂砾岩分为常规储层、Ⅰ—Ⅳ级致密砂砾岩储层和非储层,成储界限与分级评价结果具有很好的匹配关系。其中,常规储层孔隙度大于9%,渗透率大于0.05×10^-3μm²;Ⅰ级致密储层孔隙度为8%～9%,渗透率为（0.01～0.05）×10^-3μm²;Ⅱ级致密储层孔隙度为5%～8%,渗透率为（0.001～0.01）×10^-3μm²;Ⅲ级致密储层孔隙度为3.5%～5%,渗透率为（0.2～1）×10^-6μm²;Ⅳ级致密储层孔隙度为2%～3.5%,渗透率为（0.05～0.2）×10^-6μm²;非储层的孔隙度小于2%,渗透率小于0.05×10^-6μm²。致密砂砾岩气产量受控于致密储层类型;Ⅰ级、Ⅱ级致密储层是致密气高产的有利层段;徐家围子断陷北部安达—宋站地区有利储层厚度较大,为致密气勘探开发甜点区。     

松辽盆地梨树断陷东南斜坡带营城—沙河子组储层特征及主控因素

松辽盆地梨树断陷下白垩统营城—沙河子组砂岩储层非均质性强,钻探成功率较低。通过岩心观察、薄片鉴定及定量统计、孔渗分析、压汞等研究,认为梨树断陷东南斜坡带营城—沙河子组储层以含砾细砂岩为主,其次为细砂岩、中砂岩,具有粗碎屑、石英含量较低,分选、磨圆较差等组构特征;岩石类型为长石岩屑砂岩、岩屑砂岩、岩屑长石砂岩及少量长石砂岩,长石和岩屑含量高,填隙物以泥质、方解石为主;储层物性较差,非均质性强,整体为特低孔、特低渗储层。储层孔隙类型有原生粒间孔、次生溶孔、裂隙等,以原生孔为主,个别地区以裂隙为主。储层的孔隙发育受沉积环境和成岩作用的控制,晚期构造裂隙作用不可忽视。储层成岩作用类型多样,胶结充填和机械压实作用使原生孔隙大量减少,溶蚀和构造破裂则有效改善了储层的物性;特别是晚期构造裂隙作用,产生了不同类型的裂隙,增加了孔隙空间及渗透性,这可能是东南斜坡带秦家屯、金山等地区形成高产油气田的重要原因之一。     

中国陆相页岩气的形成条件

虽然目前北美工业性开发的页岩气资源均在海相沉积地层中,但我国已在陆相泥页岩中获得了页岩气勘探开发的重要突破,陆相页岩气的资源潜力也正随着勘探实践的深入而被逐步揭示。为此,在研究我国陆相富有机质泥页岩分布特点的基础上,分析了主要盆地陆相富有机质泥页岩的基本地质条件和有机地球化学参数。结果认为,我国形成陆相页岩气富集具有6个方面的有利条件：累计厚度大、有机质类型多样、储集空间丰富、保存条件好、资源丰度高、地表条件好。结论指出：我国陆相富有机质泥页岩主要分布在华北及东北区、西北区及南方局部地区的中-新生界,形成陆相页岩气富集主要具有上述有利条件,而且我国陆相富有机质泥页岩发育区多与常规油气勘探开发成熟区重叠,具有资料和基础设施等方面的优势,因此具有更好的经济可采性;虽然我国陆相富有机质泥页岩具有相对较低的有机质热演化成熟度,目前多处于生油和湿气窗阶段,页岩气和页岩油在微观和宏观上呈共生伴生关系,但通过异同点对比分析后认为,我国陆相页岩气比页岩油具有更好的可采潜力。     

四川盆地陆相页岩气形成条件及勘探开发前景

与北美页岩气主要形成于海相富有机质泥页岩层系相比,我国主要含油气盆地页岩气具有赋存于陆相及海陆过渡相富有机质泥页岩层系的特点,是未来非常规油气资源勘探开发新的重要领域。为此,综合应用野外地质剖面勘测、岩心及其测试分析资料,对四川盆地陆相页岩气形成条件、含气特征及可采性等进行了分析。结果表明：四川盆地上三叠统须家河组和下侏罗统自流井组的河、湖相泥页岩具分布广、厚度大、有机质丰度较高、保存条件好、脆性矿物含量高的特点,有利于页岩气的成藏和压裂改造。通过老井复查和常规兼探,已在川东建南、涪陵地区和川东北元坝地区自流井组,川西新场地区须家河组泥页岩中获得良好的天然气显示和工业气流。结论认为：四川盆地陆相页岩气与北美海相页岩气形成条件相当,优于圣胡安盆地海陆过渡相Lewis页岩,具有良好的勘探开发前景。初步优选川中阆中-平昌、三台-广安,川东南涪陵-长寿为自流井组页岩气勘探的有利地区,川西孝泉-新场、川中三台-广安为须家河组（须五段）页岩气勘探的有利地区。