四川盆地南部下志留统龙马溪组页岩孔隙结构特征

页岩的孔隙结构特征对页岩气的储集和运移有着显著的影响。不同的孔隙结构表征技术往往适用于特定的孔隙尺寸范围,而由于页岩孔径大小变化范围较大且发育大量的纳米级孔隙,对其孔隙结构进行合理的表征十分困难。为此,综合利用低压N_2吸附法、高压压汞法以及岩心核磁共振法对四川盆地南部下志留统龙马溪组页岩的孔隙结构特征进行了深入研究,探讨了影响孔隙发育的主要因素。结果表明:①该区龙马溪组页岩孔隙形状复杂,孔径分布普遍具有双峰或三峰特征,主要发育孔隙直径介于0~10 nm的微孔和中孔,也有少量大孔和微裂缝发育;②页岩样品的矿物成分以石英和黏土矿物为主,而后者是页岩微孔和中孔发育的主要贡献者,其含量与岩样微孔体积和中孔体积均具有正相关性;③此外,有机碳含量也是控制该区泥页岩孔隙发育的主要因素之一,主要通过有机质热演化生烃作用影响孔隙的发育;④目前的测试手段难以对直径小于2 nm的孔喉进行准确测试,这也是未来攻关的技术难点。     

页岩孔隙整合化表征方法——以四川盆地下志留统龙马溪组为例

页岩低孔隙度、强非均质性及纳米级孔隙发育等特征给其孔隙表征带来了诸多困难,而现今的孔隙表征方法各有其优缺点,且不同的表征方法往往适用干特定的孔隙尺寸范围,单独使用准确性往往不高。为此,基于前人的研究成果,通过开展实验并对各种表征方法进行针对性分析与比较,总结出了一套集气体吸附法、核磁共振法、高压压汞法、气体孔隙度法等多种孔隙表征方法优点于一体的"整合化"表征方法,并据该方法对四川盆地下志留统龙马溪组页岩孔隙进行了表征。结果表明:①该表征方法以核磁共振法测试结果作为基准孔径分布尺度,采用优化选取、分段及加权等措施,设置不同尺度区段及其比例系数以优化表征准确度,得到的数据其衔接部分契合度较为良好,孔隙分布结果符合相关规律;②四川盆地龙马溪组页岩"整合化"后的孔隙特征与其地质性质相符,证明该表征方法能够得到在全孔隙尺度上更具有代表性的数据,可对页岩孔隙的准确表征起到一定的技术支撑作用。     

四川盆地下志留统龙马溪组页岩纳米孔隙发育特征及主控因素

上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组页岩是我国目前实现页岩气商业开发的唯一层系,而在四川盆地及周边不同区域页岩气单井产量却存在明显差异。筛选位于不同构造位置、不同压力系数、相同层段[鲁丹阶早期（LM1-LM3）]5口典型井的36个页岩样品,应用岩石矿物学、构造地质学、储层地质学等手段系统分析了页岩孔隙特征,从储层微观结构方面分析不同地区产量差异的原因。页岩的储集空间主要以有机质孔为主,不同构造区域页岩小孔体积、中孔体积、大孔体积和总孔体积随有机碳含量的增大呈现出不同的趋势,反映不同的孔隙演化阶段。建立了页岩有机质孔隙发育模式,指出页岩孔隙在高压情况下可能被压实,其压实程度与有机质孔孔径、岩石矿物组成、有机质含量、区域构造条件和压力系数密切相关,指出受构造运动影响小且压力系数较高的区域为孔隙发育的有利区。     

四川盆地不同成熟度下志留统龙马溪组页岩有机孔特征

有机质孔隙是页岩气的主要储集空间,也是页岩天然渗流通道的重要组成部分。选取四川盆地不同热成熟度的下志留统龙马溪组页岩,采用场发射扫描电镜开展页岩不同显微组分有机质孔隙形成演化研究。笔石是龙马溪组页岩主要的结构有机质,含量较少,自身不发育有机质孔隙。成岩过程中由脂类原位聚合或外部地质聚合物交代使得笔石化石具有一定的生烃潜力,导致局部存在有机质孔隙。固体沥青是龙马溪组页岩最主要的显微组分,也是有机质孔隙发育的主要载体。考虑细粒沉积物成岩和有机质生烃演化,结合固体沥青赋存形态,可将固体沥青区分为前油沥青和后油沥青,且后油沥青含量占绝对优势。固体沥青有机质孔隙演化与热成熟度密切相关。总体上,随着热成熟度增加,固体沥青有机质孔隙越来越发育。成熟-高成熟早期（GR_o < 2.3%）,固体沥青孔隙不太发育,可能受到有机质生成的烃类物质掩盖。高成熟晚期-过成熟早期（2.3% < GR_o < 4.5%）是固体沥青有机质孔隙大量发育的主要时期,含海绵状孔隙和气泡状孔隙2种类型,富有机质页岩有机质孔隙度对总孔隙度的贡献达50%以上。过成熟晚期（GR_o > 4.5%）,有机质炭化对页岩孔隙产生强烈破坏作用,导致页岩气勘探风险加剧。     

四川盆地东部下志留统龙马溪组页岩储层特征及影响因素

四川盆地东部下志留统龙马溪组页岩气勘探已取得重大突破,其储层研究尤其是优质储层发育的影响因素对四川盆地海相页岩的下一步勘探具有重要意义。在岩心观察和岩石薄片鉴定的基础上,通过扫描电镜和 X 射线衍射等分析,对四川盆地东部下志留统龙马溪组储层特征进行了研究,确定了有利储层形成的主控因素。研究区地层矿物成分以石英和黏土矿物为主,方解石、白云石及黄铁矿等的含量较低;干酪根类型以腐泥型（Ⅰ）为主、腐殖腐泥型（Ⅱ1）次之;TOC质量分数为 0.10%～8.67%,平均为 1.49%,Ro 为 1.63%～2.81%,平均为 2.18%;地球化学特征为富有机质和高-过成熟;储集空间类型可分为孔隙和裂缝两大类,其中粒间孔、有机质孔及构造缝为主要储集空间。四川盆地东部下志留统龙马溪组页岩储层的发育受沉积环境、页岩脆性及有机质丰度与成熟度等因素的影响。     

四川盆地威远地区下志留统龙马溪组页岩储层有利区评价

中国石化西南油气分公司在四川盆地威远地区页岩气勘探中获得工业气流,实钻结果表明该区勘探开发潜力巨大.为了推动该区规模建产,促进西南地区页岩气增产创效,急需对该区有利区进行评价.为此,通过黏土矿物分析、扫描电镜、有机碳及镜质体反射率分析等实验分析手段和方法,应用石油地质、矿物学及油气成藏等理论,研究威远地区下志留统龙马溪...     

鄂西下志留统龙马溪组页岩储集特征

鄂西下志留统龙马溪组(含上奥陶统五峰组)是中国南方四川盆地页岩气勘探的重点区带。应用双孔隙介质孔隙度数学模型,以钻井资料为基础,对鄂西龙马溪组页岩基质孔隙构成和裂缝发育状况进行了定量评价,初步发现鄂西龙马溪组富有机质页岩储集条件具有3大特征:(1)孔隙类型总体以基质孔隙为主,仅在局部深度点/段发育微裂缝;(2)总孔隙度总体较小,仅为川南龙马溪组的1/2,且孔隙构成以黏土矿物晶间孔隙和有机质孔隙为主体;(3)基质孔隙体积大量减少和含气性变差的首要原因与川南筇竹寺组基本相似,即为黑色页岩热成熟度过高并出现有机质碳化特征,有机质碳化所控制的超低电阻富有机质页岩分布区是页岩气勘探的高风险区。由此推断,利川—恩施一带(即A井—HY1井区一带)为有机质严重碳化区,勘探风险高;石柱—万县复向斜东侧(即JS1井区周边)为有机质弱碳化区,勘探风险较高;EY1井以南和C7井以西的广大地区为有机质未碳化区,即页岩气勘探潜在有利区。     

四川盆地下志留统龙马溪组页岩小层划分与储层精细对比

四川盆地下志留统龙马溪组海相页岩气工作已经从初期的资源调查、评层选区阶段进入大规模效益开发阶段,开展页岩地层小层划分及页岩储层精细对比,是页岩气勘探—开发一体化的迫切需要、是实施地质—工程一体化的重要指导。通过岩心描述、薄片鉴定、测井及实验分析资料对典型井的岩性、地层层序、沉积旋回、古生物等研究,进行区域小层划分;开展小层沉积微相对比及页岩储层精细对比,探讨各小层储层与产量影响关系。四川盆地龙马溪组底部龙一1亚段由下至上进行"四分"小层:龙一_1~a、龙一_1~b、龙一_1~c和龙一_1~d,龙一_1~b小层为全盆地标志层,对比性高龙一_1~a、龙一_1~b小层沉积微相以炭质泥棚级、硅质泥棚级为主,区域延续性好,为优势相带;龙一_1~a、龙一_1~b小层页岩储层以Ⅰ类为主,纵横向连续性好,龙一_1~c、龙一_1~d小层页岩储层以Ⅲ类和Ⅱ类为主,储层连续性差。通过生产井压裂效果分析表明,靠近龙马溪组底部的龙一_1~a小层和龙一_1~b小层优势微相发育,且Ⅰ类储层连续性好,其压裂效果好于顶部龙一_1~c、龙一_1~d小层。     

黔北地区下志留统龙马溪组页岩储层特征

为弄清黔北地区下志留统龙马溪组海相富有机质页岩储层特征,文中利用有机地球化学、低温氮气吸附、甲烷等温吸附和场发射扫描电镜等资料,分析讨论了龙马溪组页岩的矿物学、有机地球化学、页岩储集空间和吸附能力等特征.结果表明:研究区龙马溪组页岩有机质类型以Ⅰ型为主,有机质成熟度适中,总有机碳质量分数在0.39％～9.24％,平均为...     

渝东南地区下志留统龙马溪组富有机质页岩储层裂缝分布预测

渝东南地区作为上扬子区下古生界发育海相富有机质页岩主要地区之一,该区页岩气的研究已进入战略选区与评价阶段.为更好地评价渝东南地区页岩气的现实有利区和前景区提供依据,采用应力场模拟中的薄板弯曲模型趋势面分析法对该区下古生界具有海相富有机质页岩的龙马溪组地层进行裂缝发育程度和分布特征的预测,最终将裂缝有利区划分为3类:一类...     

碳酸盐矿物溶蚀对页岩孔隙的改造作用及其意义——以川东地区下志留统龙马溪组页岩为例

碳酸盐矿物与页岩气储层的孔隙结构密切相关,探讨二者之间的定量关系有助于深化对页岩岩石学定量表征与微米/纳米尺度孔隙改造等的认识。为此选取四川盆地东部彭水地区下志留统龙马溪组页岩,开展了稀盐酸—页岩酸岩反应实验;综合利用场发射电镜、微CT以及低压氮气吸附方法,表征溶蚀前后孔隙结构;研究碳酸盐矿物对页岩储层孔隙结构的影响,进而探讨溶蚀孔的地质、工程指示意义。研究结果表明：①常温下酸岩反应120 h,碳酸盐矿物完全溶蚀而其他矿物则无明显变化;②碳酸盐矿物完全溶蚀后,出现大量孔径介于3.9~62.5 μm的溶蚀孔,溶蚀孔总体积分数占比为6.8%,与样品酸溶率数值6.9%接近,同时纳米孔的形态、体积、孔径、表面积等参数未发生明显的变化;③碳酸盐矿物完全酸溶后仅产生微米孔,而在纳米尺度未表现出增孔、扩孔现象,表明碳酸盐晶粒处于微米尺度。结论认为,基于微米级溶蚀孔的图像统计参数,可以有效反演碳酸盐矿物的微观分布、形貌、数量、粒径等特征参数,为页岩岩石学定量研究提供了一种新的方法,同时该溶蚀孔协同水力压裂缝网,有助于加速页岩气的产出。     

四川盆地富顺-永川地区龙马溪组页岩有机孔特征及其影响因素

四川盆地南部广泛发育海相泥页岩层系,龙马溪组页岩具备优越的页岩气成藏条件。基于钻井岩心观察和分析测试,对富顺-永川地区下志留统龙马溪组页岩有机孔特征及其影响因素进行了研究。结果显示:龙马溪组页岩总有机碳(TOC)含量主要介于2.45%～5.59%,有机质丰度高,镜质体反射率(Ro)介于1.97%～2.23%,有机质达到了高-过成熟,为有机孔发育提供了良好基础;有机孔是页岩气重要的储集空间,根据扫描电镜观察,单个有机孔形态以圆形、椭圆形和凹坑形为主,其次为长条形和不规则形等,边缘较光滑;结合氮吸附与高压压汞实验观察,富顺-永川地区龙马溪组页岩有机孔孔径较小,大多属于介孔范围,介孔占比约为57%。通过建立有机孔孔隙度与自然伽马能谱测井值(U)的关系模型并对全区的有机孔进行定量分析,发现富顺-永川地区龙马溪组页岩有机孔孔隙度介于1.10%～3.64%,平均为2.15%。有机孔发育及保存受多种因素影响,对有机孔孔隙度与粘土矿物、脆性矿物和TOC含量相关关系的研究结果表明:四川盆地富顺-永川地区龙马溪组页岩有机孔孔隙度的大小与粘土矿物含量成负相关、与脆性矿物和TOC含量成正相关,压实作用对有机孔...     

川东南下志留统龙马溪组深层页岩等温吸附特征及地质意义

目前在四川盆地已实现深层页岩气的勘探突破,然而对深层页岩吸附性能及页岩气赋存状态仍存在一定的争议。为此,开展了川东南涪陵、丁山地区下志留统龙马溪组深层典型页岩样品近地质条件下的高温高压等温吸附实验。实验结果表明,页岩绝对吸附量与过剩吸附量之间存在较大的差别,必须将过剩吸附量校正为绝对吸附量后来评价深层页岩的真实吸附能力。校正后的页岩绝对吸附量随压力的增大呈现“快速上升”、“缓慢上升”和“平稳上升”3个阶段,涪陵及丁山地区深层页岩在110℃、70 MPa条件下绝对吸附量仍可达2.0 m³/t以上,结合深层页岩吸附、游离气比例,深层页岩总含气量可达4.0 m³/t以上,表明深层页岩在高温高压下仍可能具有较好的含气性。深层页岩吸附能力评价可为页岩含气量研究、资源潜力评价和储量评估提供科学依据;针对深层与中浅层页岩游离、吸附气比例的差异,采取针对性的勘探、开采方式可以有效提高页岩气的产能及产气周期。     

川东南龙马溪组页岩孔隙分形特征

基于低温氮气吸附分形几何学研究方法,对川东南龙马溪组页岩储层进行了孔隙分形特征研究,并运用分形FHH模型计算了孔隙分形维数,讨论了分形维数与孔隙结构、有机碳含量、页岩矿物成分之间的关系。研究表明:川东南龙马溪组页岩以中孔为主,孔隙内部特征以墨水瓶状孔和狭缝状孔为主;页岩样品分形维数为2.629 2~2.898 0,反映了页岩孔隙结构复杂和非均质性强的特征;页岩平均孔径越小、微小孔隙越多,孔隙结构越复杂,孔表面越不规则,比表面积和分形维数则越大;有机碳含量和微孔发育程度对分形维数影响较大。通过分形维数可定量描述孔隙结构的复杂程度和不均一性,为研究页岩孔隙结构的分布特征提供了思路。     

四川盆地及其周缘下志留统龙马溪组层序与沉积特征

开展四川盆地及其周缘下志留统龙马溪组高精度沉积环境研究是目前该区页岩气勘探开发面临的重要课题。以野外露头剖面、钻井资料为基础,依据特定的笔石带和重要标志层建立了等时地层格架,并结合岩相、古生物群落、钙质含量、测井响应特征、地球化学特征等地质信息开展了龙马溪组早、晚期沉积微相研究,揭示了其地层层序、沉积演化以及优质页岩分布等特征:①页岩地层具有顶、底界区域穿时性,自下而上可划分为SQ1和SQ2两个三级层序,SQ1主体为最大海侵期形成的深水相沉积组合,而SQ2总体为海平面下降期形成的半深水—浅水相沉积组合;②发育钙质深水陆棚、泥质深水陆棚等8种沉积微相,富有机质页岩主要形成于SQ1深水域;③从SQ1到SQ2,沉积中心自川南—川东坳陷区向川北地区迁移,川中古隆起为持续的水下隆起。结论认为:①SQ1是龙马溪组主力产层的沉积期,川南—川东坳陷为SQ1期深水陆棚中心区,是页岩气富集区;②川北地区的黑色页岩形成于SQ2晚期,且分布局限,页岩气勘探潜力相对不足,而鄂西地区黑色页岩的沉积规模和勘探潜力则介于川南—川东和川北地区之间。     

四川盆地及其周缘上奥陶统—下志留统页岩气成藏体系研究

通过对页岩层系发育的时代、沉积特征、演化历史、现今所处的大地构造位置、构造特征、页岩残留状况、分布特征、埋深和含气量等因素的综合考虑,根据"单源一位"页岩气成藏体系划分的一般性原则,将四川盆地及其周缘上奥陶统-下志留统页岩气成藏体系划分为川南-川东南、黔北、渝东、湘鄂西、龙门山、米仓山-大巴山和川中7个成藏体系,描述了不同成藏体系中页岩层系的厚度、有机碳含量、成熟度和含气量等特征,并按战略展开区、战略突破区、战略准备区和战略远景区4个层次对成藏体系进行了评价,明确了勘探层次.