陆相页岩孔隙结构特征研究——以鄂尔多斯盆地延长组页岩为例

鄂尔多斯盆地三叠系延长组张家滩陆相页岩层系中发育大量粉砂质纹层,与相邻纯页岩呈薄互层状产出。为了更全面地研究页岩层系的孔隙结构发育特征,采用物理方法分离页岩岩心中的粉砂质纹层和纯页岩层,综合采用二氧化碳吸附法、氮气吸附法和压汞法获得全孔径范围内的孔隙结构特征。结果表明:粉砂质纹层孔径分布特征呈多峰分布,发育微米级孔隙,孔径较大,总孔体积平均为2.02mL/g,孔隙度平均为5.40%,大孔(50nm)是其孔体积的主要贡献者;纯页岩孔径分布特征呈双峰分布,主要分布在100nm以下孔径区间,孔径较小,总孔体积平均为1.41mL/g,孔隙度平均为3.67%,中孔(2~50nm)是其孔体积的主要贡献者。粉砂质纹层的实测孔隙度是纯页岩孔隙度的1.2~1.8倍,估算渗透率比纯页岩大2~4个数量级。因此,页岩层系中的粉砂质纹层相对纯页岩具有较大的孔径和孔体积,有利于提高页岩层系整体的储渗能力。     

鄂尔多斯盆地南部延长组7段页岩孔隙特征及页岩油赋存方式

鄂尔多斯盆地三叠系延长组7段(长7段)页岩油勘探潜力巨大,开展页岩储层特征研究对于明确优势储层、指导下一步页岩油勘探部署具有重要意义。基于露头及岩心观察、岩石薄片鉴定、地球化学特征和孔隙度、渗透率等测试资料,系统分析了鄂尔多斯盆地南部长7段页岩的孔隙特征,并探讨了长7段页岩油的赋存方式。盆地南部地区长7段发育隐纹层型、粒序纹层型、波状纹层型、平直纹层型和断续纹层型5类页岩,储集空间类型包括有机储集空间、无机孔隙和裂缝。平直纹层型页岩是最好的页岩油储集岩性,主要发育超压破裂缝、有机质孔和弯曲—平直狭长缝状粒间孔等储集空间,以平行板状宏孔和中孔为主。页岩油储层中孔和宏孔的复杂程度会影响孔隙结构分形维数D₁和孔隙表面分形维数D₂的相对关系,而大量发育的微孔可能会提高孔隙结构的复杂性。结合页岩类型和孔隙特征,认为长7段页岩油具有"自生自储"、"近源聚集"和"短距离聚集"3类富集模式特征,受控于连续沉积的页岩岩相沉积序列,表现为连续成藏—富集。     

孔喉微观润湿性对页岩油赋存的控制作用——以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组纹层状页岩为例

针对页岩不同类型储集空间中孔喉微观润湿性对其控制作用仍不明确的问题，以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组页岩油储集层为例，综合运用扫描电镜、多阶热解、储集层定量荧光、核磁共振等分析方法，开展纹层状页岩储集空间特征及孔喉微观润湿性对页岩油赋存控制作用的研究。结果表明：芦草沟组主要发育“富火山物质+陆源长英质”纹层状页岩和“富火山物质+碳酸盐”纹层状页岩，其中“富火山物质+陆源长英质”纹层状页岩发育长石溶蚀孔隙和粒间孔隙，孔喉周缘矿物组分主要为长英质矿物组分，呈亲水性特征，主要控制游离态页岩油。“富火山物质+碳酸盐”纹层状页岩发育碳酸盐晶间孔和有机质孔隙，孔喉周缘矿物组分主要呈亲油性特征，控制吸附态页岩油。孔喉周缘主要为油润湿碳酸盐组分时，利于原油的聚集，但使得游离态的油含量比例下降。芦草沟组页岩游离油主要赋存于“富火山物质+陆源长英质”纹层组合的陆源长英质纹层中，成熟度较高、油质较轻。     

鄂尔多斯盆地延长组砂质纹层发育特征与油气成藏

鄂尔多斯（盆）地中南部地区,三叠系延长组页岩内部存在大量的砂质纹层,该类纹层的发育与油气成藏的关系还不明确。为了深入揭示砂质纹层的地质特征、探索砂质纹层的发育对油气成藏的有利作用,综合利用岩心观察、镜下识别及有机地化分析技术,对砂质纹层的岩性特征、物性特征、裂缝发育及油气赋存开展了综合性研究。结果表明,砂质纹层的岩性涵盖粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥页岩;纹层主要呈薄纹层、薄条带及薄夹层的形式出现。砂质纹层的存在,改变了岩性的接触方式。砂质纹层越发育,岩性交互程度越强,往往越有利于排烃。砂质纹层的存在,有利于孔隙的发育,间接改善了储层物性。砂质纹层的存在,改变了岩石的力学性质,使得裂缝展布规律得以改变。砂质纹层的存在,为液态油、溶解气和游离气提供了更多的赋存空间。鄂尔多斯盆地中南部地区,富含砂质纹层的页岩是现今的油气勘探开发目标;深湖相厚层页岩尽管油气潜力巨大,但现有的工程技术尚不能进行有效开发,是未来的勘探开发目标。     

鄂尔多斯盆地延长组长73亚段页岩油特征及勘探方向

通过对鄂尔多斯盆地三叠系延长组7段3亚段(简称长7₃亚段)岩心观察、实验分析测试、测-录井等资料分析,揭示长7₃亚段多类型页岩油发育的地质特征及富集规律,探讨多类型页岩油勘探潜力及攻关方向。研究表明：(1)长7₃亚段发育运移-滞留复合型和滞留型2类页岩油,运移-滞留复合型储集层为砂质碎屑流、低密度浊流成因的砂质纹层和半深湖—深湖富有机质泥页岩纹层频繁互层叠置的组合段,滞留型页岩油储集层为页理及显微纹层频繁发育的黑色页岩,运移-滞留复合型页岩油品质略好于滞留型页岩油。(2)优质烃源岩提供大量高势能富烃优质流体;源储压差为渗流条件较好的贫有机质砂岩类薄夹层和页岩中的长英质纹层、凝灰质纹层及页理缝原油聚集提供动力;生烃增压缝-页理缝-微裂缝为原油微运移提供高速通道;频繁发育的砂岩夹层及长英质纹层不仅为烃类规模聚集提供有效的储集空间,还能有效提高烃类的可动性。(3)环洼富砂区是运移-滞留复合型页岩油规模勘探的主要方向,成熟深洼区是中高成熟度滞留型页岩油风险勘探的主要方向,围绕低熟深洼区积极推进原位转化研究和现场实施是中低成熟度滞...     

鄂尔多斯盆地张家滩页岩粉砂质夹层/纹层分布、分形特征和估算方法研究

鄂尔多斯盆地延长组长7油层组下部的张家滩页岩是重要的页岩油气勘探层位,其中广泛发育的粉砂质夹层/纹层在页岩油气的储集、输导、压裂和开发中均起着重要的作用,确定粉砂质夹层/纹层的厚度及其分布特征对页岩储层评价、页岩油气资源量估算具有重要意义。露头、岩心及薄片观测结果表明,粉砂质夹层/纹层碎屑颗粒粒度较大,其累计厚度可占页岩段总厚度的7%~26%,单层厚度多为0.5~8mm,平均发育频率为8~40层/m,纵向分布具有强非均质性。粉砂质夹层/纹层的厚度及分布在分米级、厘米级和毫米级3个尺度范围内具有统一分形特征,分形维数在3个厚度尺度内具有标度不变性。采用Number—Size计算模型可利用厚层粉砂质夹层数据预测薄层粉砂质纹层的厚度及层数,预测结果和实测结果吻合较好,表明Number—Size计算模型是估算粉砂质纹层层数、累计厚度、砂地比等参数的有效方法。     

鄂尔多斯盆地富县地区三叠系延长组长73亚段页岩油储层特征与勘探前景

鄂尔多斯盆地富县地区三叠系延长组长7₃亚段沉积期位于湖盆东部沉积中心,蕴藏着丰富的页岩油资源,具有较好的勘探前景,但对于页岩油储层特征研究较少,缺乏储集特征和含油性研究,制约了页岩油勘探部署实践。以富县地区长7₃亚段为研究对象,利用岩心观察、全岩矿物X-射线衍射分析、氯仿抽提、核磁共振、有机碳及孔隙度测试等多种手段,从岩石矿物学特征、储集空间、孔隙结构、含油气性等方面开展分析,明确了长7₃亚段发育泥页岩类、粉—细砂岩类、凝灰岩类三大岩石类型,泥页岩类根据纹层发育程度又可细分为4种岩石类型。泥页岩段矿物组成主要为石英、长石、碳酸盐矿物和黏土矿物,还有少量的黄铁矿。储层主要发育粒间孔、粒内孔、有机质孔及微裂缝4种储集空间类型。粉—细砂岩中、大孔比较发育,核磁共振T₂谱以多峰型和左偏单峰型为主;黑色页岩微孔相对较发育,大孔相对较少,核磁共振T₂谱以多峰型、右偏单峰型为主。含油气性好、油饱和度指数高的粉—细砂岩是长7₃亚段最优的页岩油储层,其次是纹层状泥页岩。综合...     

鄂尔多斯盆地长73亚段深水重力流砂岩储层特征及控制因素——以华池地区CY1井为例

鄂尔多斯盆地延长组长7₃亚段泥页岩层系中发育的重力流成因的砂岩是长庆油田页岩油增储上产的潜在目标,但缺乏对长7₃亚段砂岩储层特征及页岩油富集控制因素的研究。基于华池地区CY1井长7₃亚段全取心井资料,利用X?射线衍射、扫描电镜、高压压汞及核磁共振等测试资料,结合薄片和岩心资料,深入分析了长7₃亚段砂岩储层的宏、微观特征,并对储集能力和含油性的控制因素进行了深入分析。结果表明：长7₃亚段主要发育灰色块状岩屑质长石、岩屑长石和长石岩屑粉砂岩,发育少量的细砂岩,属于典型的低孔低渗,储集层储集空间主要为粒间孔、长石溶孔、黏土矿物晶间孔、粒内溶孔和微裂缝,广泛发育的微纳米孔喉使其具有一定的储集能力;长7₃亚段微观孔隙结构主要分为A、B、C 3类,孔喉半径中值和微观孔喉分选系数是控制饱和度中值压力、最大进汞饱和度和退汞效率的主要参数,影响了微观尺度上页岩油的富集程度和渗流能力;长7₃亚段砂岩的矿物组成、粒度、微观孔隙结构共同控制着长7₃亚段砂质岩的储集能力,生烃增压促使长7₃亚段黑色页岩中的轻质烃向着与其相临的渗流能力较好的砂岩聚集,粒间孔、长石溶蚀孔及微裂缝是游离烃的主要储集空间,黏土矿物是吸附烃的主要赋存空间,在长7₃亚段泥页岩层系中寻找长英质矿物含量高、黏土矿物含量少、方解石胶结作用弱的砂岩是页岩油勘探开发的主要目标;以A、B类孔隙结构为代表的孔隙度大于5%、渗透率高于0.05×10^-3 μm²的砂岩是长7₃亚段优势储集层,C类孔隙结构代表的砂岩油气充注难度大,物性及渗流能力差,不利于页岩油的聚集和采出。     

鄂尔多斯盆地延长组长73亚段纹层型页岩油储层孔隙结构特征与影响因素

以鄂尔多斯盆地延长组长7₃亚段纹层型页岩油储层为研究对象，综合运用TOC分析、岩石热解分析、X射线衍射分析、偏光和荧光显微镜观察、场发射扫描电镜观察和低压氮气吸附分析，对纹层型页岩的岩相类型、孔隙微观定性特征和定量结构参数，以及孔隙结构的主控因素进行了系统研究。根据沉积、地球化学和矿物组成特征和差异，长7₃亚段可划分出凝灰质—有机质纹层页岩、黏土质—有机质纹层页岩和长英质—黏土质纹层页岩3种岩相类型，孔隙主体分别以有机质生烃增压缝、黏土矿物—长英质晶间粒间复合孔以及长英质粒间孔缝系统为主。样品中介孔最为发育，“凝灰质—有机质”“黏土质—有机质”“长英质—黏土质”的孔隙体积和比表面积依次增加，孔隙网络非均质性和孔隙表面粗糙程度则分别呈逐渐减弱和增强的趋势。有机质孔隙整体发育有限，以有机质—黄铁矿—黏土矿物复合孔为主，是微孔的主要组成部分，与石英刚性颗粒相关的原生粒间孔缝系统是介孔和宏孔的主要组成部分，也是整个孔隙网络的主体，长石溶蚀孔发育局限，对于孔隙网络贡献较小。     

鄂尔多斯盆地华池地区延长组7段页岩油储层孔隙结构特征及控制因素

为明确有机质及矿物成分对鄂尔多斯盆地延长组7段（长7段）泥页岩储层孔隙结构的影响,利用氩离子抛光—场发射扫描电镜、低压氮气吸附实验,表征长7段泥页岩储层孔隙结构特征,并结合全岩矿物组分及有机地球化学实验,分析长7段泥页岩孔隙结构的主控因素。结果表明：长7段泥页岩主要发育黏土矿物晶间孔、粒间孔,可见少量有机质孔、溶蚀孔及微裂缝,其氮气吸附等温线均为Ⅱ型等温线,兼具有H₃及H₄型滞后环特征,表明泥页岩孔隙的中孔较为发育,孔隙形态呈平行片状及墨水瓶状。泥页岩孔隙结构受控于有机质、黏土矿物、石英、长石和黄铁矿,其中黏土矿物相转化在其矿物晶体层间形成大量微孔及中孔,是研究区泥页岩孔隙的主要来源;有机质生成的液态烃和固体沥青及自形单晶黄铁矿充填无机矿物孔隙,一定程度上减少了长7段泥页岩的孔隙空间。研究结果可以为认识长7段泥页岩孔隙结构特征及控制因素提供新的参考。     

鄂尔多斯盆地东南部延长组7段页岩有机孔发育特征及其影响因素

近年来的研究发现,鄂尔多斯盆地东南部延长组7段(长7段)中-低成熟度页岩中发育有机孔,但是对于影响陆相页岩储层中有机孔发育的影响因素有待进一步深入研究。借助氩离子剖光和场发射扫描电镜分析等技术,研究了鄂尔多斯盆地东南部长7段页岩中不同类型固体有机质中有机孔发育特征,并统计分析了不同成熟度页岩样品中干酪根和运移固体有机质的有机孔径和有机孔面积占有机质面积的百分比(S_R),以此为基础讨论了影响有机孔发育的主要因素。结果表明,长7段中不同成熟度页岩(R_o:0.50%～1.25%)中有机质均发育有机孔,但是干酪根和运移固体有机质中的有机孔发育程度具有明显差异。沉积有机质(干酪根)主要以顺层富集、孤立分散及与粘土矿物共生3种形式赋存在页岩中,有机孔发育程度相对较低,有机孔面积占有机质面积的百分比介于0～44.13%,一般小于10%,平均6.03%;有机孔孔径主要在10～40 nm。运移固体有机质主要赋存在刚性颗粒粒间孔/粒间溶蚀孔、刚性颗粒与粘土矿物间粒间孔/粒间溶蚀孔和黄铁矿晶间孔等无机矿物孔中,有机孔发育程度较高,有机孔面积占有机质面积的百分比介于...     

鄂尔多斯盆地延长组7段3亚段页岩型页岩油储层特征及勘探方向

鄂尔多斯盆地三叠系延长组7段(长7段)泥页岩发育,针对其内部富集的页岩型页岩油尚未取得勘探进展,仅在少量直井的试油阶段突破出油关,但试采效果整体较差。系统梳理了长7段3亚段(长7₃亚段)泥页岩的岩石学、地球化学和储层特征,优选页岩型页岩油的富集有利参数,明确了其成藏条件、勘探方向及潜力。相较于暗色泥岩,长7₃亚段的黑色页岩表现为多类型纹层频繁发育、有机质丰度高、生油母质类型好、主生烃期早、含油率高的特征,是页岩型页岩油勘探的有利岩性。受水平页理缝和陆源长英质、凝灰质等相对高孔高渗纹层的复合影响,黑色页岩的水平渗透率普遍高于垂直渗透率。长7₃亚段泥页岩的储集空间以刚性矿物支撑的粒间孔、粒内溶蚀孔、黏土矿物晶间孔及黄铁矿晶间孔为主,页理缝和超压微裂缝较发育。"有机质+陆源长英质纹层"、"有机质+凝灰质纹层"二元纹层组合与页理缝构成的复合单元对页岩油赋存最为有利。总有机碳(TOC)含量为4%~14%、镜质体反射率R_o>0.8%、页理及纹层发育、脆性矿物含量高的长英质黑色页岩是长7₃亚段页岩型页岩油的有利勘探目标,黑色页岩厚度相对较大、有机质丰度适中的马岭—华池深洼区是页岩型页岩油勘探的Ⅰ类有利区。鄂尔多斯盆地长7₃亚段页岩型页岩油资源丰富,有望成为盆地非常规石油勘探开发的现实性重大战略接替新领域。     

鄂尔多斯盆地延长组长73亚段泥页岩层系岩石类型特征及勘探意义

长期以来,鄂尔多斯盆地长7₃亚段主要被作为单一烃源岩进行研究,涉及到多种岩石类型特征及源储一体方面的研究相对比较薄弱。基于岩性、物性相关分析资料结合测井精细解释,详细论述了长7₃亚段岩石类型特征,并分析了不同类型岩石储集特征及勘探意义。结果表明：①长7₃亚段发育黑色页岩、暗色泥岩、细砂岩、粉砂岩、凝灰岩共5类岩性;②砂质岩类的储集空间主要为长石溶蚀孔和刚性颗粒支撑的残余粒间孔,高长石和石英矿物含量、低碳酸盐胶结、低黏土矿物含量、较大累计厚度的砂岩是长7₃亚段最优的页岩油储层;③富有机质泥页岩是长7₃亚段发育规模最大的岩石类型,储集空间主要为黏土矿物晶间孔、黄铁矿晶间孔及碎屑颗粒粒间孔,有机质孔基本不发育,但常见有机质收缩缝,虽然长7₃亚段泥页岩的孔隙度和孔径都非常小,但也具备一定的储集性能和烃类流体可动性,初步估算长7泥页岩中滞留烃总资源量约为150×10⁸ t,可动烃资源量约为60×10⁸ t;④长7₃亚段砂质岩类和泥页岩含油饱和度普遍高于长7₁、长7₂亚段,进一步优化砂体纵向分布及平面展布特征,提高水平井砂岩钻遇率,加强试采方案研究,确保油水渗吸置换充分,是长7₃亚段砂质岩类页岩油快速建产增产的重要方向;⑤优选脆性指数和含油量高的黑色页岩,研发高效渗吸改善剂,采用压驱采一体化设计,增加缝宽、缝高及提高人工裂缝的导流能力,是实现泥页岩型页岩油动用的重要技术手段。     

鄂尔多斯盆地延长组页岩孔隙结构特征及其控制因素

以鄂尔多斯盆地延长组长 7 油层组富含有机质灰黑色页岩为例,利用低压氮气吸附测试方法,分析 了页岩的孔隙形态、比表面积及孔容,并研究了页岩孔隙结构特征影响因素。 研究表明：鄂尔多斯盆地 延长组长 7 油层组页岩孔隙形态复杂,主要发育狭缝形和墨水瓶状孔;页岩的矿物组成以石英和黏土矿 物为主,前者体积分数为 17.10%～72.33%,与 TOC 含量呈明显的负相关性,后者体积分数为 12.37%～ 61.55%;页岩的 BET 比表面积为 0.380～3.030 m2/g,BJH 总孔体积为 0.696～6.575 mm3/g,且中孔孔隙提 供了主要的孔容并贡献了主要的比表面积;页岩的孔容和比表面积主要受 TOC、黏土矿物及石英等含量 的影响,同时也受碳酸盐矿物及长石含量的影响,其与 TOC、黏土矿物及长石等的含量呈正相关性,而与 石英及碳酸盐矿物的含量呈负相关性;TOC 和黏土矿物是延长组页岩微孔孔容和中孔孔容的主要贡献 者,而石英是延长组页岩大孔孔容的主要贡献者。     

四川盆地龙马溪组与大安寨段泥页岩差异性分析

陆相泥页岩油气勘探已引起越来越多的关注。选取我国四川盆地下侏罗统自流井组大安寨段陆相泥页岩与已经初步实现规模化商业性生产的下志留统龙马溪组海相泥页岩进行类比,分析二者在发育层位、岩石类型、岩石组分、有机质地球化学特征及储集物性等方面的差异性,以便建立一套适用于四川盆地陆相页岩气勘探开发的评价标准。研究表明：龙马溪组埋藏深度一般为2 000～4 000 m,主要发育黑色硅质页岩、硅质岩、炭质页岩和深灰色泥岩等,具有纹层状构造,泥页岩矿物成分主要为石英、碳酸盐矿物、黏土矿物、白云母和黄铁矿等,TOC 质量分数主要为1%～4%,Ro 一般为2.4%～3.6%,处于高-过成熟生气阶段,有机质类型以Ⅰ型为主,晶间孔、粒间孔和微裂缝发育,构造保存条件较好;大安寨段埋藏深度主要为1 400～4 300 m,发育暗色泥页岩,且以暗色泥页岩夹薄层介壳灰岩或二者互层为特征,泥页岩页理发育,具有纹层状构造,矿物成分主要为石英、长石、黏土矿物、方解石、白云石及黄铁矿等,TOC 质量分数主要为0.58%～3.81%,Ro 为1.05%～1.85%,处于成熟-高成熟生气阶段,有机质类型以Ⅱ2 型为主,主要发育粒间孔、晶间孔、生物体腔孔、溶蚀孔和裂缝,具有裂缝型介壳灰岩油气藏或孔隙-裂缝型含有机质介壳灰岩油气藏与页岩气藏共存的特征。综合研究认为,与龙马溪组相比,大安寨段也具有较大的页岩气资源潜力和较好的勘探开发前景。     

鄂尔多斯盆地延长地区山西组页岩储层特征及影响因素

利用氩离子抛光片进行SEM观测，从微观尺度分析了鄂尔多斯盆地延长地区山西组页岩储层中的储集空间类型及其对应孔径发育情况；采用氦气膨胀法、压汞法、低压氮气吸附、二氧化碳吸附、核磁共振等定量化的测试手段，利用全孔径孔隙结构定量表征方法，对该储层物性和孔隙结构进行了测试分析，确定了不同岩石类型的孔隙结构特征；进一步结合储层的岩石矿物学特征和地化特征，从不同尺度讨论了影响山西组储层孔隙发育和保存的各种地质因素。结果显示:山西组泥页岩层系中不同类型岩石的孔隙类型、孔径和孔隙度等均存在差异，同一类型岩石中不同类型孔隙的孔径及发育特征也有所不同。粉砂质页岩有机质含量（沥青含量）是决定其孔隙度和中大孔发育的决定性因素。在低TOC页岩中，石英长石含量是影响孔隙度的最主要的因素，呈正相关性。有机质含量对于高TOC黏土质页岩孔隙度具有正向的影响，而刚性颗粒粒径和黏土矿物含量则表现出明显的负向影响。      

上扬子黔西北地区海相与海陆过渡相页岩气储层孔隙特征差异性研究

为明确海相与海陆过渡相页岩孔隙特征之间的差异性,以上扬子黔西北地区为例,对区内广泛分布的海相龙马溪组、牛蹄塘组及海陆过渡相龙潭组页岩孔隙特征进行研究,分析页岩内部孔隙的类型、发育与分布模式,进一步探索其差异性成因。研究表明：海相页岩整体是以有机孔为主、石英与碳酸盐类矿物等刚性颗粒间孔为辅的孔隙分布模式,有机孔相对含量约占总孔隙的50%以上;海陆过渡相页岩孔隙的孔径较海相页岩大且变化范围大,为无机粒间/粒内孔与微裂缝占主体、有机孔次之的孔隙分布模式,其内部碳酸盐类矿物溶蚀孔/缝大量发育,有机孔相对含量仅占总孔隙的20%左右;形成时期沉积环境的差异是海相与海陆过渡相页岩孔隙发育存在差异的最主要原因,后期保存条件不同也会产生一定程度影响。针对储层孔隙特征进行差异性分析对页岩气资源勘探开发有重要的指导意义。