陆相页岩层段储集特征及其油气地质意义——以四川盆地中部大安寨段为例

为精细评价陆相页岩储层特征,有效指导页岩油勘探开发,以四川盆地中部侏罗系自流井组大安寨段页岩层系为例,综合应用岩心精描、薄片鉴定、扫描电镜观察、核磁共振、氮气吸附和测井解释等定性和定量的分析方法,对页岩层系岩相和储层微观特征进行研究.提出了页岩层系岩相划分方案,认为大安寨段页岩层系具有以裂缝和溶蚀宏孔为主的微米级储集空间和纳米级孔、缝构成的双重介质,明确了纹层状含介壳页岩及薄层状介壳灰质页岩/泥质介壳灰岩为有利储集岩类,岩相类型和成岩作用是造成储集性能差异的主要因素,富有机质页岩与介壳灰质夹层形成源储一体的有利配置.研究结果表明：大安寨段页岩层系主要包括纹层状长英质页岩、纹层状含介壳页岩、层状—块状黏土质粉砂岩、薄层状介壳灰质页岩、薄层状泥质介壳灰岩和块状介壳灰岩6种岩相类型;块状介壳灰岩孔隙度平均为1.01%,其他(含介壳)页岩孔隙度平均为1.12%～4.85%,页岩层系储集空间以纳米级孔隙为主,形态以狭缝状为主,孔径主要分布为10～5×10~3 nm,介孔和宏孔发育.大安寨段湖相页岩层系含油气性较好,有机质发育的纹层状或薄层状(含介壳)页岩受有机酸溶蚀增孔的作用,形成大量次生孔隙,...     

渤南洼陷细粒沉积岩岩相发育特征及控制因素

从宏观和微观两个角度,通过岩心精细观察描述、岩石薄片鉴定和X射线全岩矿物衍射等方法,结合地球化学等测试数据,明确渤南洼陷细粒沉积岩矿物组成、沉积构造和有机质丰度等特征,并作为划分岩相的依据,建立渤南洼陷细粒沉积岩岩相划分方案,分析主要岩相类型特征及其时空展布,认为细粒沉积岩矿物组成复杂,岩相类型多样,岩相特征差异明显,不同岩相类型发育于不同的沉积微环境,岩相的分布受多因素控制.研究结果表明:渤南洼陷沙三下亚段细粒沉积岩矿物组成主要以方解石(40%~80%)、黏土(1%~25%)、长英质矿物(3%~25%)为主,TOC集中在2%~4%.主要发育富有机质纹层状泥质灰岩相、富有机质层状泥质灰岩相和含有机质纹层状泥质灰岩相等类型,不同岩相类型在矿物组成、有机质丰度和测井曲线组合等方面存在明显差异性.古气候、古盐度、古地形和物源岩性等因素共同控制了细粒沉积岩岩相的分布.岩相特征和勘探实践表明,富有机质纹层状的岩相是有利岩相类型.     

湖相深水细粒沉积岩米兰科维奇旋回及其页岩油勘探意义——以东营凹陷牛页1井沙四上亚段为例

以东营凹陷沙四上亚段湖相深水细粒沉积岩为研究对象,综合运用岩心、薄片、测录井、全岩X射线衍射、地球化学元素等资料及频谱分析和小波分析等方法,分析了细粒沉积岩的基本特征,划分了岩相类型,明确了岩相高频旋回成因机制,建立了岩相沉积模式,探讨了米兰科维奇旋回对页岩油勘探的意义.认为东营凹陷沙四上亚段细粒沉积岩发育多种岩相类型,并且记录了稳定的米兰科维奇旋回,岩相旋回性变化主要受控于偏心率和岁差参数,纹层状岩相层偶形成与四季气候变化有关,长偏心率旋回周期分为干冷气候半周期和暖湿气候半周期,暖湿气候半旋回背景下的岁差旋回中期附近地层单元是页岩油勘探的优选层段.研究结果表明:东营凹陷沙四上亚段细粒沉积主要发育8种岩相类型;长偏心率、斜率和岁差周期造成的地层旋回厚度分别为39.4m,3.0~5.2m以及1.7~2.4m,牛页1井沙四上亚段共记录了4个长偏心率旋回和84个21.9ka岁差旋回,堆积速率介于84.47~146.20μm/a;暖湿气候半周期背景下的岁差旋回中期主要发育富有机质纹层状泥质灰岩相,是页岩油勘探的最有利层段,通过米兰科维奇旋回可实现页岩油勘探有利层段的预测.     

陆相混积页岩不同岩相孔隙差异特征及影响机制——以吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组为例

岩相对优质储层及有利含油区的分布起着决定性作用,为查明吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组页岩油储层不同岩相或岩相组合的储集特征和影响机制,综合运用全岩矿物X射线衍射分析(XRD)、总有机碳含量测定(TOC)、岩石薄片鉴定、镜质组反射率(R_o)、场发射扫描电镜、低场核磁共振、高压压汞实验、低温氮气吸附实验以及物性分析等手段,研究了芦草沟组不同岩相孔隙差异特征及影响机制.结果表明：研究区主要发育的岩相包括高碳块状粉砂质砂屑云岩(HK-Ⅱ₁)、高碳纹层状粉砂质泥页岩(HW-Ⅰ₂)、富碳块状粉砂质砂屑云岩(RK-Ⅱ₁)、富碳块状泥质粉砂岩(RK-Ⅲ₂).页岩有机质生烃伴生的有机酸、碳酸溶蚀作用显著,催生了粒间孔、粒内孔和溶蚀缝的规模发育.不同页岩岩相的孔隙结构大小以及孔隙结构复杂程度存在明显差异.沉积环境和成岩作用相互之间的耦合、匹配关系是导致孔隙差异化发育的关键.     

断陷湖盆细粒沉积岩岩相类型及储层特征——以东营凹陷沙河街组和沧东凹陷孔店组为例

以渤海湾盆地南部东营凹陷沙河街组三段-四段和沧东凹陷孔店组二段细粒沉积岩为研究对象,通过厘米级岩心观察描述、岩石薄片鉴定、X射线衍射分析、扫描电镜观察、地球化学测试、岩石力学及压裂模拟实验等方法明确了细粒沉积岩的基本特征、划分了岩相类型、对储层基本特征进行分析,认为断陷湖盆细粒沉积岩发育多种岩相类型,不同凹陷岩相类型存在差异,储层孔隙和裂缝类型多样,可压裂性较好.结果表明:黏土矿物质量分数普遍小于30%,碳酸盐质量分数大于30%.纹层状(粉砂质、云灰质)细粒混合沉积岩最为发育,东营凹陷典型岩相类型为纹层状灰岩相、页状黏土岩相,沧东凹陷典型岩相类型为纹层状白云岩相、块状白云岩相.层间缝、构造缝、粒间孔、粒内溶孔、晶间孔是最主要的储集空间类型.岩石力学特征方面表现出较高杨氏模量(平均为20GPa)、较低泊松比(平均为0.242)、较低断裂韧性(平均为0.26 MPa·m(1/2))、脆性指数整体较高(集中在40~60)等特征.     

基于氩离子抛光-SEM和ImageJ软件的页岩储层孔隙结构分析——以中扬子地区陡山沱组为例

为分析页岩储层孔隙结构,分析核磁共振、CT扫描、SEM、压汞法、氮气吸附法等方法,提出基于氩离子抛光-SEM技术与ImageJ软件结合的改进的页岩储层孔隙结构分析方法.首先,利用氩离子抛光-SEM技术获得中扬子地区陡山沱组页岩孔隙图像,将页岩分为有机质孔隙、粒间孔隙、粒内孔隙和微裂缝等4种孔隙类型;孔隙形态分为不规则多边形孔隙、近圆形孔隙、复杂网状孔隙、脉状或条带状孔隙等4类;然后,利用ImageJ软件定量分析陡山沱组页岩孔隙SEM图像.结果表明:中扬子地区陡山沱组页岩有机质孔最发育,粒间孔次之,粒内孔最不发育;粒间孔和粒内孔的孔隙直径较有机质孔的大;页岩的孔隙率为0.49%~1.21%,总孔隙率为2.86%.该方法实现对页岩储层孔隙结构的定性分析和定量表征,以及对储层的定量评价,研究结论对页岩储层孔隙结构分析具有参考意义.     

潜江凹陷盐间页岩油赋存特征研究

利用页岩岩样现场冷冻-密闭碎样-热解含油性评价技术,明确了潜江凹陷盐间页岩油主要赋存在晶间孔和溶孔等无机孔中,游离态油量占总含油量的70%以上。同一层位中不同埋深的油气赋存特征具有随着埋深的增加而游离态油量占总含油量的比例升高、游离态油量中轻烃比例升高的特征。在发育富碳纹层状泥质白云岩、富碳纹层状灰质泥岩、富碳纹层状云质泥岩、钙芒硝充填富碳纹层状云质泥岩四种岩性中,游离态油量以富碳纹层状泥质白云岩最好。     

中扬子地区下寒武统水井沱组页岩储层特征

根据钻井岩心资料,采用岩心观察和地球化学分析等方法,研究了中扬子地区水井沱组页岩岩相、地化特征、孔隙结构和含气量等特征。研究结果表明:水井沱组可以划分为泥页岩、白云质泥岩、纹层状微晶粉晶白云岩、非层状微晶粉晶白云岩、含生屑含泥晶粉晶白云岩、泥质粉晶灰岩等6种岩相;页岩总有机碳含量为0.80%~4.82%;有机质类型以Ⅱ1型和Ⅲ型为主,热成熟度为2.0%~3.2%;页岩中黏土矿物含量为2.0%~57.0%,平均为20.6%;脆性矿物含量为18.9%~70.0%,有利于水力压裂;页岩孔隙度为0.27%~1.59%,渗透率为(0.000 1~0.002 4)×10~(-3)μm~2;孔隙类型有微裂缝、泥晶间微孔隙、解理缝、粒屑内微孔隙,其中泥晶间微孔隙较多,为页岩气赋存提供了储集空间。     

皖南地区二叠系页岩储层微观孔隙特征及影响因素

皖南地区二叠系发育一定规模的富有机质泥页岩。为了深入研究该套泥页岩储层的微观孔隙特征,选取两口钻井岩芯样品进行了氮气吸附、压汞、氩离子抛光扫描电镜试验,结合泥页岩地球化学、有机岩石学和矿物组成特征探讨了微观孔隙发育的影响因素。结果表明:龙潭组和孤峰组泥页岩总体厚度大,总有机碳高,成熟度适中,矿物成分以石英、伊利石、长石和黄铁矿为主;龙潭组泥页岩有机质以固体沥青和镜质组为主,类型为Ⅱ Ⅲ型,其形态表现为片层状、条带状或块状,优势孔隙类型为晶间孔和微裂缝,有机孔发育较差,页岩比表面积和孔隙度分别介于6.80～41.62 m^2.g^-1和0.68%～4.44%,主要来自中孔;孤峰组泥页岩有机质以腐泥组和固体沥青为主,类型为Ⅱ型,其形态主要为薄膜状或填隙状,优势孔隙类型为有机孔,也发育一定的晶间孔和微裂缝,页岩比表面积介于3.12～49.45 m^2.g-¹,主要来自微孔,孔隙度介于0.86%～21.08%,主要来自中孔和大孔;总有机碳是这两套泥页岩比表面积的主要影响因素,但是对孔隙度起着明显的抑制作用;伊利石含量与比表面积之间存在一定的负相关性,与孔隙度之间无明显相关性。     

潜江凹陷古近系盐间典型韵律层页岩孔隙结构

为精细刻画江汉盆地潜江凹陷潜江组3_4段第10韵律(简称Eq3_4~(10)韵律)页岩的矿物组成、岩相特征组合、孔隙类型和孔径分布,判断孔隙结构的影响因素,寻找最有利的页岩油勘探目标,采用X射线衍射、低温氮气吸附、薄片观察、扫描电镜和能谱分析等方法进行研究.结果发现,潜江凹陷Eq_34~(10)韵律的矿物成分主要有白云石、方解石和黏土矿物,以及钙芒硝、石英、长石、石盐和黄铁矿等,主要岩相有泥质云岩相、云质泥岩相、灰质泥岩相和泥质灰岩相;主要孔隙类型为白云石晶间孔、粘土矿物晶间孔和碎屑粒间孔,泥质云岩相和云质泥岩相的页岩孔隙结构较好,主要受白云石、黏土矿物和钙芒硝含量的影响.页岩油储层的总有机碳质量分数和含油性也与这些地质因素密切相关,黏土矿物质量分数约为20%、白云石质量分数约为60%的泥质云岩相为最好的页岩油勘探目标.     

东营凹陷沙四上细粒沉积岩段米兰科维奇旋回及沉积响应

米兰科维奇旋回是是研究细粒沉积物旋回性变化的一种重要理论和方法。以东营凹陷沙四上纯上次亚段深湖相细粒沉积岩为研究对象,通过对自然伽马测井数据的小波和频谱分析,对LY1井目标层段的深水细粒沉积岩进行米兰科维奇旋回划分,将划分结果与对应的岩石地球化学元素指标和矿物成分指标进行对比,分析受控于米兰科维奇旋回的沉积响应特征。结果表明:沙四上纯上次亚段可识别出2.5个IV级旋回,10个V级旋回,28个VI级旋回;东营凹陷细粒沉积岩在古气候、古氧相、古水深、古物源,古盐度等方面的演化阶段性明显,可划分为2个沉积环境演化阶段。长偏心率周期可分为暖湿气候半周期和干冷气候半周期:暖湿气候半周期内,地表径流较多,陆源输入多,有机质含量高,对应的岩性组合以富有机质为主要特征,常见层状、纹层状沉积构造;干冷气候半周期内,地表径流和陆源输入较少,岩性组合以贫有机质为特点,沉积构造以块状构造和层状构造为主。沙四上纯上次亚段沉积环境与天文旋回之间对应较好,长偏心率周期对湖相细粒沉积演化具有重要的控制作用。     

深层低渗-致密气层孔喉参数核磁共振测井定量解释

深层低渗-致密气储层孔隙结构复杂,孔隙结构参数测井解释成为储层评价的技术瓶颈之一.本文以东海盆地深层花港组典型低渗-致密气层为例,利用薄片、毛管压力测试、核磁共振实验等方法,对孔隙结构参数及储层核磁响应进行分析,建立了不同孔隙结构类型储层的测井核磁饱和谱与自由流体谱定量转换关系及平均孔喉半径的核磁自由流体谱测井解释模型,实现基于核磁共振测井的储层孔喉半径定量解释.研究结果表明:1)研究区核磁测试离心力合适取值为2.07 MPa;2)核磁自由流体谱与孔喉分布有良好的对应关系,两者在大孔喉为线性关系,在小孔喉为幂函数关系;3)核磁自由流体谱与核磁饱和流体谱存在定量关系,且二者的关系与饱和谱T_2弛豫时间区间及储层孔隙结构类型有关.     

渝东南地区海相页岩有机质孔隙发育特征

有机质孔隙是高—过成熟海相页岩主要的气体储集空间。基于四川盆地东南部(渝东南地区)五峰组—龙马溪组页岩研究,将有机质划分为干酪根和沥青两种基本类型,其中,干酪根可进一步划分为无结构型干酪根和结构型干酪根两种类型,沥青可划分为固体沥青和复合有机质; 根据有机质孔隙的分布和发育特征,将其划分为干酪根内孔隙、海绵状孔隙和气泡状孔隙3种类型。通过扫描电镜实验和ImageJ软件提取有机质孔隙,结合圆度、凸性、伸长率、分形维数等孔隙形态参数分析不同类型有机质孔隙发育特征。结果表明:①随总有机碳的增加,有机质面孔率逐渐增加; ②当总有机碳低于2%时,随总有机碳的增加,平均孔径、分形维数逐渐减小,有机质孔隙趋于均一; 当总有机碳高于2%,随总有机碳的增加,平均孔径、分形维数逐渐增大,有机质孔隙趋于复杂; ③无结构型干酪根有机质孔隙以微孔(孔径小于25 nm)和小孔(孔径为25～100 nm)为主,发育少量中孔(孔径为100～1 000 nm); 结构型干酪根有机质孔隙以微孔为主,小孔其次,中孔发育较少; 沥青有机质孔隙以小孔为主,发育部分中孔和大孔(孔径大于1 000 nm); ④与沥青有机质孔隙相比,干酪根有机质孔隙圆度、凸性较大,伸长率较低; 但由于干酪根有机质孔隙的平均孔径较小,小孔含量高,分形维数相较于沥青偏高。     

南堡凹陷天然气赋存状态与碳同位素组成特征

为了明确南堡凹陷天然气成因和分布规律,通过天然气赋存状态和碳同位素组成特征研究,综合地质条件,认为南堡凹陷主要发育有3种成因类型天然气,且天然气赋存状态和碳同位素组成主要受两套烃源岩性质的差异性和断裂的垂向疏导控制.结果表明:南堡凹陷天然气深层以游离气为主,中浅层以油溶气为主,浅层含有少量游离气;沙三段和奥陶系天然气乙烷δ13 C值一般大于-27.5‰,丙烷δ13 C值大于-25.5‰,为煤型气,来源于沙三段烃源岩,且碳同位素部分倒转主要是同源不同期天然气混合造成的;沙一段天然气乙烷δ13 C值一般小于-27.5‰,丙烷δ13C值小于-25.5‰,为油型气,来源于沙一段烃源岩,且碳同位素部分倒转主要是同源不同期天然气混合造成的;东营组和新近系天然气乙烷δ13 C值为-31.5‰~-25.5‰,丙烷δ13 C值为-28.1‰~-22.4‰,为沙三段和沙一段烃源岩的混源气,且碳同位素部分倒转主要是不同源不同类型天然气混合、同源不同期天然气混合以及细菌氧化作用共同造成的,断裂为垂向运移通道.     

湘鄂西地区上震旦统陡山沱组页岩微观孔隙特征及主控因素

随着中国页岩气研究的不断深入,页岩储层微观孔隙特征的研究越来越受到众多学者重视。为了深入了解湘鄂西地区上震旦统陡山沱组页岩孔隙特征,综合利用扫描电镜、氩离子抛光-场发射扫描电镜、氮气吸附/脱附试验以及核磁共振试验等对页岩孔隙特征进行定性观察和定量表征,并结合有机地球化学分析数据以及岩石矿物全岩定量分析结果,探讨页岩孔隙发育的主控因素。结果表明:湘鄂西地区上震旦统陡山沱组页岩发育6种孔隙类型,主要有粒内孔、粒间孔、黏土矿物层间孔、有机质孔隙,还可见部分黄铁矿晶间孔以及微裂缝;页岩孔径大小主要分布在2~5 nm之间,以中孔隙为主,还发育少量微孔隙和大孔隙,峰值在2~5 nm之间的孔隙是页岩孔隙体积的主要贡献者;页岩孔隙结构类型以板状孔等狭缝形孔为主,还发育部分圆筒形孔、锥形管孔等;总有机碳主要控制页岩微孔隙、中孔隙的发育,黏土矿物含量主要影响页岩中孔隙的发育,而脆性矿物含量控制页岩大孔隙的发育。     

渝东南五峰组-龙马溪组页岩纳米级孔隙的发育特征与影响因素

以重庆南川、綦江、涪陵五峰组-龙马溪组页岩储层样品为例,通过氩离子抛光-场发射扫描电镜(FE-SEM)、高压压汞、低温氮吸附、X射线衍射等实验手段,研究页岩储层孔隙、微裂隙的发育特征与影响因素。结果显示,五峰组-龙马溪组页岩储层发育有机质纳米孔、骨架矿物溶蚀孔、黏土矿物粒间孔等多种成因-形貌孔隙,主要储集空间是吸附能力强的纳米级孔隙,以有机质纳米孔尤为重要。结合定性与定量观测结果,建立页岩储层孔隙类型与孔径分布间的对应关系,证明有机质与骨架矿物孔隙分别对应页岩储层孔隙集中发育的两个端元。     

沾化凹陷烃源岩地球化学特征分析

研究对比沾化凹陷区各个层段烃源岩的地球化学特征。从有机质丰度来看,沾化凹陷以沙一段、沙二段、沙三段岩样有机质丰度高,东营组和沙四段次之,馆陶组最差;其干酪根类型以腐泥型为主,混合型次之,以腐殖型最少;其源岩母质输入以低等水生生物为主。从有机质成熟度来看,沾化凹陷沙三段、沙四段有机质演化程度较高,干酪根的缩聚程度较高。综...     

多孔介质渗透系数数值模拟研究

利用ANSYS有限元程序模拟多孔介质孔隙特征和孔隙率对其渗透系数的影响,计算出不同孔隙率、孔径、孔喉比所对应的等效渗透系数,并用拟合数学方程评价孔隙率、孔径、孔喉比对渗透系数的影响程度.结果表明：多孔介质的等效渗透系数与孔隙率和平均孔径呈线性正相关关系,与孔喉比呈负相关关系.     

东营凹陷页岩储层成岩作用及增孔和减孔机制

以济阳坳陷东营凹陷古近系页岩储层为研究对象,利用岩石薄片观察、X射线衍射全岩矿物含量分析、电子探针分析、碳氧同位素测试分析、氩离子抛光和场发射环境扫描电镜分析、低温氮气吸附实验等技术方法,研究孔隙类型及组合样式,分析成岩流体环境及架构矿物演化特征,划分成岩阶段,明确孔隙的发育演化主要受控于黏土矿物转化和碳酸盐矿物的含量、成岩作用强度及其溶蚀程度,增孔和减孔机制的界限并不严格.研究结果表明:东营凹陷页岩储层发育基质孔隙组合、基质孔隙-有机孔隙组合、裂缝沟通基质孔隙组合等多种类型孔隙组合(包含微裂缝),孔隙面貌复杂;受地层水介质及原始沉积环境影响,局部层段酸性碱性流体交替控制细粒物质的成岩演化,总体呈现由碱性—弱碱性—酸性—弱碱性的成岩环境变化特征;有机质成熟度较低(Ro1.0%),成岩阶段处于中成岩阶段,早成岩B期—中成岩B期是孔隙演化的关键时期;压实作用下黏土矿物的脱水转化与催化生烃、溶蚀与沉淀作用共存、方解石近源重结晶与有机质生烃排酸的共同作用造成了孔隙的动态演化;黏土矿物转化、有机质生烃、方解石等脆性矿物的成岩作用对储层孔隙体系的演化起到了重要的作用.     

陆相页岩碳酸盐矿物成因及其页岩气富集作用——以松辽盆地梨树断陷沙河子组页岩为例

为了揭示陆相页岩中碳酸盐矿物对页岩气的富集作用及意义,本文以松辽盆地梨树断陷下白垩统沙河子组富含碳酸盐矿物的页岩为研究对象,通过高精度厘米级岩心观察、薄片鉴定、X射线衍射全岩矿物分析、XRF元素测试、扫描电镜等手段,分析了页岩中碳酸盐矿物的发育特征,探讨了碳酸盐矿物的形成环境及成因作用,认为碳酸盐矿物对陆相页岩气甜点分布具有重要的指示意义和控制作用.研究结果表明：梨树断陷下白垩统沙河子组发育一套富含碳酸盐矿物(质量分数平均值为15.0%,最高值为48.5%)、富有机质(TOC>2%)且高含气(单井页岩气产量达到7.6×10~4 m~3/d)的陆相页岩,页岩中碳酸盐矿物主要以纹层形式存在,可分为生物碎屑纹层、泥晶方解石纹层和亮晶方解石纹层3种类型.沙河子组富含碳酸盐矿物的页岩主要形成于半深湖—深湖相咸化分层还原的水体环境,不同类型的碳酸盐纹层形成作用具有差异.生物碎屑型碳酸盐是沉积湖底的生物壳体在成岩初期经方解石化作用形成的,纹层状生物碎屑型碳酸盐主要形成于深水稳定咸化还原的水体环境;泥晶方解石纹层是受藻类等生物光合作用诱导结晶形成,主要形成于封闭咸化高生产力强还原的环境,与有机质...