鄂尔多斯盆地东南部地区山西组泥页岩矿物学特征研究

鄂尔多斯盆地东南部地区页岩气资源潜力巨大,山西组作为页岩气的重点勘探层位有待深入研究,泥页岩矿物组成及其含量直接决定了页岩的含气性、可压性,分别采集两口页岩气井山1段和山2段样品,采用X射线衍射仪分析泥页岩全岩的矿物组成,研究得到山西组泥页岩中全岩矿物组成具有较强的非均一性,脆性矿物平均含量为40.4%,主要为石英,其他脆性矿物含量较低,有利于压裂等开发技术的应用,粘土矿物平均含量为59.6%,主要为高岭石和伊蒙混层,较高的粘土矿物含量有利于提高泥页岩的吸附性能,对吸附气的保存较为有利。     

渝东南地区黔江凹陷五峰组——龙马溪组页岩储层特征及其对含气量的影响

渝东南地区黔江凹陷五峰组—龙马溪组页岩气的勘探仍处于初级阶段,储层特征与含气性关系仍不明确,开展五峰组—龙马溪组页岩的储层特征及含气性的研究,对评价研究区页岩气资源潜力具有重要意义。通过采集该套页岩岩心样品,完成详细的储层特征分析和含气性分析测试,包括岩石薄片鉴定、X-射线衍射、TOC分析、显微组分实验、氮气吸附实验、扫描电镜实验和现场解析等,结果表明,五峰组—龙马溪组页岩以黏土—粉砂级细粒沉积为主;页岩有机碳含量为0.22%~5.31%,成熟度为1.78%~2.93%,处于高—过成熟阶段,纳米级有机孔隙发育;矿物成分中脆性矿物含量为38.4%~86.7%,黏土矿物含量为12.1%~56.5%,其中微—纳米级无机孔隙较为发育,此外微裂缝的发育也对页岩气聚集和开发提供了有利条件。五峰组—龙马溪组页岩含气量为0.07~2.81m3/t,其底部富有机质页岩的含气量超过1m3/t。综合分析认为页岩TOC值和石英含量越高、长石和绿泥石含量越低时页岩中孔隙及比表面积越大,页岩含气量越大。     

鄂尔多斯盆地东缘煤系伴生泥页岩孔隙特征及主控因素

鄂尔多斯盆地东缘煤系伴生泥页岩广泛发育,页岩气资源潜力大,加强该区泥页岩孔隙特征研究对实现煤层气、页岩气合探共采具有重要意义。通过对研究区山西组、太原组泥页岩样品进行系统的SEM观察、孔渗测试、低温液氮吸附实验、有机地球化学测试及X-射线衍射矿物分析,详细分析了泥页岩孔隙发育特征及主控因素。研究表明:泥页岩中发育的孔隙类型主要有粒间孔、晶间孔、铸模孔、次生溶蚀孔和有机质孔,微裂缝主要发育在脆性矿物晶体间、晶体内和黏土矿物颗粒间,宽度一般为数十纳米;泥页岩孔隙度为1.05%~1.59%,渗透率为(0.001~0.142)×10~(-3)μm~2,山西组泥页岩孔渗性略好于太原组;孔隙以微孔和中孔为主,中孔提供了主要的吸附空间,孔隙形态以开放透气型孔隙为主;有机碳含量、有机质成熟度和无机矿物是影响泥页岩孔隙发育的主要因素,有机碳含量增加,有效孔隙减少,因为成熟度较低时,有机质生成的残留烃可能堵塞了部分较小孔隙;黏土矿物内部及颗粒之间、晶层之间可形成大量微孔及中孔,增加了储集空间,石英矿物可形成较大孔隙和裂缝,改善了泥页岩的渗透性。     

山西沁南太原组泥页岩储层微观孔隙特征

目前,对沁水盆地太原组泥页岩储层孔隙的研究主要集中在海相页岩和陆相页岩,为深入研究海陆交互相泥页岩孔隙特征和地质控制因素,运用现代分析测试技术对该区泥页岩进行了测试分析。研究表明：研究区泥页岩孔隙度为1.19%~1.88%,孔隙结构以中孔为主,占总孔体积的58.43%~72.71%,其次为微孔体积,占16.37%~26.17%,宏孔体积占10.92%~24.31%,孔径主要分布为0.6~1.5、3.0~4.0、30000.0~100000.0nm,比表面积主要是由孔径为0.6~1.5nm的孔隙所提供;太原组泥页岩孔隙结构形态呈较开放状态,孔隙间连通性较好;泥页岩中存在有机质粒内孔、溶蚀孔、黏土矿物粒间孔和脆性矿物粒间孔等孔隙类型,此外还存在大量微裂缝。有机碳含量与微孔体积含量呈较好的正相关性,有机质成熟度与微孔含量和中孔含量有关,黏土矿物含量与中孔体积含量呈一定的正相关性,脆性矿物含量对宏孔体积贡献较大。该成果为研究区页岩气储层评价提供了基础资料,对海陆交互相页岩气勘探开发具有一定的参考价值。     

桂中坳陷南丹地区中—下泥盆统塘丁组富有机质页岩储层特征

滇黔桂盆地桂中坳陷南丹地区泥盆系页岩特征研究较少。为了进一步评价该地区下—中泥盆统塘丁组页岩气勘探前景,以野外露头剖面观察和钻井资料为基础,结合薄片鉴定,对该地区泥盆系页岩特征进行了研究。结果表明:(1)桂中坳陷泥盆纪广泛海侵和陆内裂陷使该地区发展成为"台—盆相间"格局,台盆环境发育大量页岩和碳质泥岩,其中塘丁组为一套黑色、深灰色、灰黑色泥页岩沉积,具有页岩气开发潜力;(2)塘丁组泥页岩厚度大,有机质丰度高(有机碳含量介于0.38%~4.21%),成熟度介于1.5%~3.6%,储层微孔隙发育,脆性矿物含量适中(介于44%~76%),具备形成页岩气的资源基础和成藏条件;(3)南丹地区塘丁组发育有连续且具一定厚度的页岩地层,其地化特征、物性特征及沉积厚度可与北美及四川页岩气储层对比。结论认为该区塘丁组页岩具有较好的页岩气勘探潜力,塘丁组上段页岩气开发潜力好于下段。     

页岩气富集高产主控因素分析——以四川盆地涪陵地区五峰组-龙马溪组一段页岩为例

以四川盆地涪陵地区五峰组-龙马溪组海相页岩为研究对象,综合岩心观察、地化分析、测井和地震资料,分别从页岩气富集和高产两方面开展主控因素系统分析,明确有机碳含量、微-纳米尺度孔隙和保存条件是页岩气富集主控因素。其中有机碳含量不仅是评价页岩原生品质的重要参数,同时影响微-纳米尺度孔隙发育特征,而保存条件是页岩气富集的重要基础保障。页岩气高产受脆性矿物含量、埋深、构造形态和裂缝因素影响,其中脆性矿物含量越高,页岩可压性越好;页岩埋深及构造形态对于地应力影响较大,从而影响页岩储层的压裂改造效果;裂缝的发育导致压裂过程中压力的定向性泄压,无法形成有效复杂缝网。      

山西河东煤田中—南部煤系页岩气储层微观特征

为探讨山西河东煤田中—南部海陆过渡相煤系页岩气储层微观特征,表征储层孔隙结构参数发育特征及影响因素,应用扫描电镜并结合氩离子抛光技术对储层各类孔隙形貌特征进行直观观察研究;借助高压压汞、低温液氮吸附实验测试对泥页岩储层孔径分布、孔体积和比表面积进行间接表征;通过单因素拟合分析及SPSS多因素综合分析表征孔隙结构参数的影响因素。结果表明,页岩中主要发育有机质孔、粒间孔、粒内孔和微裂隙4类孔隙,孔隙形态以四周开放的平行板状孔,细颈广体孔和墨水瓶孔为主,孔隙连通性较好;孔径多为纳米尺度,以微孔和介孔为主,储层孔体积和比表面积发育主要由微孔和介孔贡献;孔体积和比表面积与黏土矿物含量、TOC和R_O呈正相关关系,与脆性矿物含量呈负相关关系;黏土矿物和脆性矿物中,孔体积和比表面积与伊利石、绿泥石、伊/蒙间层和斜长石含量呈正相关关系,与石英、钾长石和高岭石含量为负相关关系。研究结果精细表征了河东煤田中—南部山西组、太原组和下石盒子组煤系页岩气储层微观特征及影响因素,对于河东煤田中—南部地区煤系页岩气资源勘探开发具有一定理论指导意义。     

赣西北下寒武统页岩气成藏条件及资源潜力

页岩气具有独特的成藏机理,需要特殊的成藏地质条件,主要受控于泥页岩厚度、有机质含量、有机质热成熟度、储层矿物岩石组分等因素。对赣西北地区地质调查和样品分析认为,该区下寒武统黑色泥页岩厚度较大,厚度可达400m;有机质丰度高,TOC含量为1.37%～4.93%,平均为2.87%;热演化程度高,Ro平均为2.9%;含气量较高,泥页岩含气量达 2.0m3/t;脆性矿物含量高达 45%～72%;埋藏深度适中,泥页岩储层裂缝及微孔隙发育,有机质类型以 II—III 型为主,具有良好的页岩气藏地质条件,下寒武统王音铺组和观音堂组是最有利的勘探层位,并初步预测该区页岩气资源量可达 2.6×1012m3,具有良好的勘探开发前景。     

贵州下寒武统牛蹄塘组页岩储层特征及其分布规律

为合理评价贵州省下寒武统牛蹄塘组页岩气的资源开发潜力,利用野外地质调查及页岩气井勘探成果资料,结合钻井岩心样品测试、现场解吸及等温吸附实验等分析结果,研究了牛蹄塘组页岩储层发育的特征及其分布规律。结果表明:1该区牛蹄塘组页岩主要分布于黔北、黔中及黔南—黔东南地区,岩性主要为含粉砂—粉砂质、碳质泥岩页岩;2牛蹄塘组页岩干酪根以腐泥型和偏腐泥混合型为主,生烃能力较强,有机碳含量介于0.7%~14.6%,有机质成熟度较高(Ro普遍大于2.5%),处于过成熟演化阶段;3牛蹄塘组页岩脆性矿物含量高,黏土矿物以伊利石和伊蒙混层为主,具较好的破裂潜力,页岩孔隙度中等,渗透率极低,且两者呈线性负相关关系;4黔北西部、黔中地区牛蹄塘组页岩气富集区主要位于毕节—大方—黔西一带,含气量范围为1.5~2.5m3/t,黔北东部、黔东地区牛蹄塘组页岩现场解吸气量整体较好,而黔南、黔东南地区页岩气富集区位于丹寨—麻江—黄平一带,含气量范围为0.01~1.13m3/t。     

鄂尔多斯盆地L区块页岩气地质特征及勘探前景

以鄂尔多斯盆地东缘L区块二叠系山西组和太原组泥页岩为研究对象,通过野外调查和实验测试,分析两个层位泥页岩的厚度、分布、地球化学特征,指出页岩气发育的有利层位。研究认为,该区块泥页岩具有厚度较大、分布稳定,泥页岩有机碳含量较高,68%的样品有机碳含量大于2.0%,热演化程度适中,镜质体反射率一般为1.25%~1.84%,有机质处于成熟生气阶段。与美国主要的页岩气盆地进行对比分析,L区块二叠系太原组及山西组发育的泥页岩层为该区块页岩气勘探开发的有利层位,具有良好的页岩气勘探前景。     

渝西地区五峰组—龙马溪组深层页岩储层力学脆性的非均质性特征 ——以Z-3井为例

为了研究储层力学脆性对层段优选的作用,针对页岩储层力学脆性的非均质性特征,以渝西地区Z-3井五峰组—龙马溪组页岩储层为例,通过手标本观测、岩石薄片观测、扫描电镜观测、X射线衍射、单轴抗压实验、三轴抗压实验、巴西抗拉强度等储层分析手段,测试评价储层的力学脆性特征,并表征其层段非均质性.结果表明,深层页岩储层物性受特殊储层...     

川中地区大安寨段页岩油储层可压性评价实验

川中大安寨段页岩油储层主要发育在大二亚段，资源基础丰富，勘探开发潜力大，但工程地质特征及可压性评价手段不明确。为建立可压性评价方法、优化储层改造对策及工艺技术，开展了一系列储层工程地质特征实验，结果表明：川中大安寨以页岩和灰岩互层为主，有机碳含量相对较低，脆性矿物含量大于50%,孔隙度平均为5.9%,孔隙主要集中在0.001～0.1μm范围，发育有微米级孔隙；矿物组分以石英、白云石和方解石为主，平均黏土矿物含量41%,平均岩石力学脆性指数为58.5%;储层天然裂缝发育程度不高，灰岩段破裂压力与页岩段差值9～10 MPa,不利于裂缝在纵向上扩展。文章建立了页岩油储层可压性模型，基于页岩油储层可压性及岩性特征，提出了通过提高缝内净压力以实现层间突破、采取密切割压裂+暂堵转向的组合储层改造工艺来提高裂缝复杂程度的技术对策。通过现场试验，川中地区大安寨段页岩油储层改造效果从最初的油花微气到日产油2 m³/d,现场应用效果不断突破。     

川南地区龙马溪组页岩有利储层发育特征及其影响因素

下志留统龙马溪组是四川盆地南部重要的烃源岩和页岩气勘探层位,为查明其有利储层的发育特征及其影响因素,通过对昭通、长宁、威远地区7口页岩气井的钻井岩心观察及野外露头地质调查,结合岩石薄片鉴定、扫描电镜观察、比表面积测定以及岩石物性等分析结果,明确了该区龙马溪组页岩地层展布、岩性组合、矿物组成、储集空间类型等特征：①龙马溪组页岩在地层发育、岩性组合及富有机质程度上具有很强的各向异性,有效页岩储层以高有机质层段为主;②页岩储层具有高成岩作用、高热演化程度特点,发育无机物质孔、有机物质孔和微裂缝等储集空间类型;③对页岩气储集有贡献的主要是黏土矿物层间孔和有机质孔,孔径分布在50 nm~2 μm,其形成与黏土矿物和有机质的含量、成岩作用及有机质热演化作用有关。在此基础上,分析认为：页岩沉积环境、矿物组成、有机质含量是影响页岩储集能力的重要因素,有机物质富集有利于页岩气的生成与吸附,脆性矿物的存在提高了储层的脆性,有利于储层的增产改造。     

湖相泥页岩储层脆性评价及影响因素分析——以苏北盆地海安凹陷曲塘次凹泥页岩为例

为准确评价湖相泥页岩脆性及探究其影响因素,选取了苏北盆地海安凹陷曲塘次凹古近系阜宁组二段湖相泥页岩样品,利用全岩X衍射分析、有机碳测定、镜质体反射率测定、扫描电镜、三轴岩石力学等实验技术手段,分析了样品的矿物成分、地球化学、储集空间等特征;并采用测井、强度参数、矿物成分以及应力—应变曲线变化特征等方法评价其脆性特征。结果表明,页岩主要为云质页岩和灰质页岩,脆性矿物含量较高;有机碳含量平均为1.25％,且已达到成熟阶段;储集空间由特低孔和裂缝组成;应力应变关系曲线表现出较强的脆性特征;不同方法的脆性评价结果存在一定差异,基于弹性参数与矿物组分评价脆性比基于强度参数的应用效果更佳,但每种方法都存在一定局限性。阜二段页岩脆性受矿物组分、有机质丰度、储集空间发育程度等共同影响,随着白云石含量、有机质成熟度、裂缝发育程度的增加,储层脆性随之增加;而方解石含量、有机质丰度、孔隙度的增加则会减弱储层脆性。      

黔北地区牛蹄塘组页岩矿物组成特征与脆性评价

为研究黔北地区下寒武统牛蹄塘组页岩的矿物组成、成因识别的微观特征,并提出适合本区的页岩脆性评价方法,通过薄片鉴定、扫描电镜-能谱分析、阴极发光、元素扫描分析、X射线衍射矿物定量分析和三轴压缩实验等方法,研究了黔北地区XY1井牛蹄塘组页岩的矿物组成,并基于岩石物理与矿物组成评价页岩的脆性特征。结果表明,牛蹄塘组页岩的矿物主要由石英和黏土矿物组成,还含有少量的长石、碳酸盐矿物和黄铁矿,其体积分数分别为43.5%,30.3%,11.6%,8.3%和6.2%。在分析矿物含量与弹性模量、泊松比关系的基础上,认为牛蹄塘组下段较上段岩石脆性好,脆性矿物组合为石英、黄铁矿和碳酸盐矿物,脆性矿物体积分数为41.7%~82.3%。沉积环境的不同是造成牛蹄塘组上、下段页岩脆性差异的原因。     

吉木萨尔凹陷芦草沟组储集层脆性特征

吉木萨尔凹陷芦草沟组储集层岩性复杂,岩石脆性对产能影响显著.在矿物学、力学参数及能量演化特征分析的基础上,应用层次分析法,提出适合芦草沟组储集层的脆性评价新方法,对比不同岩性的脆性特征.结果表明:吉木萨尔凹陷芦草沟组储集层黏土矿物含量较少,脆性矿物各成分含量接近,矿物成分脆性指数难以准确评价其脆性;储集层非均质性强,不...     

江西萍乐坳陷中部赣丰地1井上二叠统乐平组页岩气聚气条件

江西萍乐坳陷普遍发育上二叠统乐平煤系，是下扬子地区页岩气勘探突破的重点区域。为查明萍乐坳陷中部页岩气聚集条件及勘探潜力，以坳陷首口地质调查井完整钻遇乐平组各套主力页岩的赣丰地1井岩心资料为研究对象，通过不均匀采样，对200余块岩心样品开展了薄片鉴定、有机地球化学分析、全岩及黏土矿物X衍射分析、氩离子抛光扫描电镜观察和页岩现场解析。萍乐坳陷中部乐平组黑色碳质页岩厚度大、有机碳含量高、有机质类型好且处于高成熟生气阶段，有利于页岩气的生成和聚集；另外，其脆性矿物含量高（脆性指数Ⅰ为26%~53.5%，均值为37.3%；脆性指数Ⅱ为23.3%~52.6%，均值为39.0%），指示页岩层段具备良好的可压性；有机孔和黏土矿物粒内孔较为发育，孔隙内部连通性好，有效增大了矿物比表面积，有利于页岩气的赋存；微裂缝主要起到沟通导流作用，改善页岩渗透性。通过分析乐平组4段地层（官山段、老山段、狮子山段和王潘里段）的勘探潜力参数指标，认为王潘里段和老山段页岩在气测显示、厚度、TOC、有机质孔隙和矿物组成等各方面更加有利，可作为萍乐坳陷中部地区乐平煤系下一步页岩气勘探开发的重点层段。      

页岩地层ECS测井资料解释新方法及其应用

常规测井方法难以准确评价黏土、碎屑岩和碳酸盐等矿物,而ECS测井仪的晶体探测器可测量由中子源和地层矿物碰撞产生的伽马射线,因此依据地层矿物和伽马射线的对应关系,建立了ECS元素测井响应方程,利用优化反演方法确定矿物类型、计算矿物含量、骨架密度及脆性指数。利用该方法对页岩气A区块X井的ECS测井资料进行了解释,选择Si,Al,Fe,Ca,Su和K元素,反演出石英、长石、灰岩、白云岩、伊利石、绿泥石、蒙脱石、黄铁矿、云母和硬石膏等10种矿物中的6~8种及其含量,反演结果与岩心矿物分析结果具有较好的一致性,并根据矿物的含量计算出该井页岩地层的骨架密度为2.65~2.75 g/m3,脆性指数为40~60。这说明利用ECS测井资料可以评价页岩地层的矿物及含量,能据此计算页岩地层的骨架密度和脆性指数,可提供准确的评价结果,从而指导页岩地层的压裂设计与施工。      

沁水煤田石炭系—二叠系煤系地层页岩气开发潜力评价

通过对采集自沁水煤田27口钻孔695块山西组-太原组泥页岩岩心样品开展总有机碳含量(TOC)、岩石热解、有机质成熟度和全岩X-射线衍射等实验,分析了煤系泥页岩的有机地球化学及矿物组成特征。结果表明:海陆交互相煤系泥页岩TOC平均值大于2.0%,中-好等烃源岩主要集中在第Ⅱ层段;泥页岩以Ⅲ型干酪根为主,热演化程度主要处于过成熟阶段,转化率程度高;沁水煤田泥页岩主要为黏土质泥页岩,矿物组成以高黏土、低硅质矿物为特征,黏土矿物中高岭石富集;基于矿物组成法计算泥页岩脆性指数主要分布在30%~50%之间,平均大于40%,脆性指数Ⅱ>Ⅲ>Ⅳ>Ⅰ(第Ⅰ层段为K8-3^#煤,第Ⅱ层段为3^#煤-K4灰岩,第Ⅲ层段为K4灰岩-15^#煤,第Ⅳ层段为15^#煤-铁铝岩段);气测异常层、含气层和气层厚度比例分别为4.78%、33.38%、61.83%,气测显示以气层为主,气测显示级别Ⅱ>Ⅲ>Ⅳ>Ⅰ。综合煤系泥页岩厚度、有机质丰度、脆性特征和含气性特征等评价了各层段页岩气的勘探开发潜力有利顺序依次为Ⅱ>Ⅲ>Ⅳ>Ⅰ。     

川东北地区下侏罗统自流井组大安寨段陆相页岩脆性特征及其控制因素

以川东北地区下侏罗统自流井组大安寨段页岩层系为研究对象，通过系统开展岩相与矿物组分、动态和静态岩石力学性质以及成岩作用等研究，明确了大安寨段不同夹层类型页岩的脆性特征及其控制因素。结果表明：(1)大安寨段陆相页岩层系内主要包括黏土质页岩、粉砂质页岩、介壳灰质黏土质页岩和介壳灰岩4种岩石类型，整体表现为高黏土矿物含量、碳酸盐矿物局部富集特征。长英质矿物以陆源碎屑来源为主，有机质丰度与黏土、长英质和碳酸盐矿物含量间相互关系复杂。(2)页岩脆性受矿物含量、矿物结构及其相互关系共同影响。大安寨段处于中成岩阶段，固结程度较低，长英质矿物对脆性影响弱于碳酸盐矿物。钙质介壳含量的增加导致动、静态岩石力学参数的差异，并降低了岩石破裂及裂缝扩展所需的能量消耗。(3)大安寨段夹层类型多样，矿物组成与结构复杂。夹层结构均一型页岩动、静态力学参数具有良好正相关性，夹层结构不均一型（介壳夹层）页岩动、静态杨氏弹性模量总体负相关。因此，应充分考虑岩性、夹层类型、岩石力学性质差异性和成岩作用等因素，建立侏罗系陆相页岩脆性与可压裂性评价体系。上述结论对深化复杂夹层类型陆相页岩油气储层脆性认识与地质-工程甜点评价具有重...