压力演化对页岩气储层的控制作用——以四川盆地五峰组—龙马溪组为例

中国南方海相页岩气勘探开发的实践表明,地层压力对于页岩气的保存及勘探开发具有重要的影响。为了进一步明确压力演化对页岩气储层演化的影响,以四川盆地及其周缘上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩为例,依据岩相、物性、孔隙结构、包裹体分析与页岩微观特征等资料,研究了压力演化对页岩气储层的控制作用。研究结果表明:①页岩气储层物性与孔隙结构受岩相、埋深与压力演化的共同控制,孔隙压力超压对埋藏压实具有抑制作用,总体上有利于页岩有机孔的保持和物性向好;②泄压期次与泄压强度影响了五峰组—龙马溪组不同岩相页岩的差异演化对高应力敏感性黏土质页岩的影响尤为显著,而对硅质页岩的影响则较低;③区域抬升与泄压时期晚、泄压时期短和泄压强度低最有利于有机孔的保持和页岩气储层物性向好;④盆内深层页岩气泄压程度低,保存条件优越,储层物性普遍优于盆缘常压—超压区,富有机质硅质页岩与黏土质页岩均具有较好的储集性能;⑤盆缘常压区泄压程度较高,富黏土质页岩储集性能降低,封盖性增强,并逐渐演化为直接盖层。     

碳酸盐岩白云岩化作用实验地质学研究

根据碳酸盐岩溶解与沉淀动力学机制,设计了反复升降温和对流循环2套白云岩化模拟方法,利用多种手段对反应产物进行表征,结果表明2种实验方案均可得到白云石晶体。结合热力学分析及实验研究,探讨了Mg/Ca原子比值、温度以及硫酸根离子对白云石生成的影响。研究表明,白云石之所以难以在实验室生成,主要是晶牙生长困难,一旦长出晶牙,白云石生长的速度将大于方解石。该文从实验的角度解释了为何自然界没有年轻的白云岩的现象,为白云岩化机理的探讨及白云岩优质储层的预测提供了新思路。     

盖层封闭机理研究

利用自行研制的气驱法突破压力仪,对盖层封闭机理进行研究。通过测试不同长度粉砂岩样品,发现相同样品具有较一致的突破压力值,且与样品长度无关,由此认为在封闭能力评价中,盖层厚度与其毛细管封闭能力无关。同时,实验中在样品一端恒定不同的水压值,发现气体突破样品所需的压力均增加,并且增加的压力值等于所恒定的水压值。对比超压形成模式,认为超压之所以能够增强盖层封闭能力,主要是因为它提高了气体突破下致密层泥岩所需的压力,并且提高的压力值等于欠压实段超压值。     

盖层、压力封盖和异常压力系统研究

通过对四川盆地川西坳陷中生界非常规致密砂岩气藏的研究,认为物性盖层的遮盖能力不仅取决于其孔隙,还取决于其缝隙及其孔隙水的压力。对辽河西部凹陷第三系油气藏的研究发现,欠压实超压封盖是一种非常有效的封盖,并将盖层分为微孔型、微缝型和欠压实超压型3种类型,提出应用饱和度与对应毛细管压力的比值,即主峰饱压比,作为区分微孔型和微缝型盖层的参数。盖层的孔隙水异常压力常常是由泥岩欠压实形成的,与通常的泥岩遮盖机理并不相同,欠压实泥岩盖层在埋藏浅—中等的地层中具有重要作用,对于浅层气更加重要。微孔型盖岩的发育可以导致封存箱的形成,在埋藏中等—深的地层中最为重要,也是最常见的具封存和遮挡作用的盖岩类型。异常压力系统是具有一定体积的地质体,根据其成因可分为封闭型(封存箱)、滞排型(与欠压实有关的超压带)、顶封滞排型和入侵型4种类型。根据异常压力和压力遮盖封闭研究,勘探的优先目标是一大(体积大)、一高(压力系数高)、一低(压力梯度低)的封存箱或封存包,或者是欠压实滞排超压带压力遮盖闭合区主遮盖面的紧下方,可概括为异常压力系统封存或遮盖聚集油气,也简称为超压封盖油气的理论认识。     

盖层封闭性研究中的几个问题

对高演化泥岩的封闭性、盖层厚度与封闭能力的关系、盖层的微观封闭机制以及盖层封闭性动态演化定量评价等方面进行了论述.高演化泥岩只要在后期构造改造过程中没有遭受破坏,同样可以具有优质的封闭性能.盖层封闭天然气的气柱高度与盖层厚度密切相关.物性封闭是盖层最普遍的封闭机理,烃浓度封闭不具普遍性.泥质盖层封闭性动态演化可以分建造阶段和改造阶段分别进行定量恢复,建造阶段采用孔隙度-排替压力史法,抬升剥蚀改造阶段采用渗透率-排替压力史法和/或超固结比史法.     

川东南地区不同埋深五峰组—龙马溪组页岩储层微观结构特征与对比

采用薄片、X衍射、常规扫描电镜、高分辨率氩离子抛光扫描电镜及压汞、氮气吸附等方法,结合有机碳含量（TOC）与孔隙度的分析,对川东南不同深度上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组页岩储层的矿物组成、微观结构和微孔体积进行了研究。该区深层D1井和浅层J1井页岩储层硅质、黏土、碳酸盐等矿物除含量上略有差异,纵向变化规律相近,仅硅质含量大于40%的优质页岩层厚度不同。深、浅层五峰组-龙马溪组页岩储层微孔隙都以有机质内微孔为主,常见粒缘缝（隙）、微层（页）理缝,粒间微孔因有机质充填而不发育;底部优质页岩储层表现为结构各向同性,向上纵横向结构各向异性变强,单一微纹层厚度变薄,微层理缝密度增加;底部优质页岩层段TOC高,向上明显降低;底部储层孔隙度高,向上降低,表明有机孔隙的贡献大,但孔隙度降幅明显小于TOC,应与页岩中存在较多的无机孔隙有关。深、浅层五峰组-龙马溪组页岩纵向上矿物组成、微观结构、TOC、孔隙度随深度具有相似的变化规律。与浅层J1井相比,深层D1井底部优质储层具有微孔、介孔、大孔与总孔体积数量更大的特点,这与深层D1井储层存在较多的粒缘缝等无机孔有关。川东南五峰组-龙马溪组页岩储层在深埋条件下孔隙保持较好,具有良好的储集空间。     

川东南地区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组页岩气异常压力封存箱剖析与形成机制

川东南地区焦石坝构造、丁山构造以及南部长宁黄金坝构造页岩气普遍存在超压现象,上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气存在由3个隔板构成的2个页岩气异常压力封存箱。下封存箱位置与五峰组—龙马溪组优质页岩层段相当,由上奥陶统临湘组与宝塔组致密含泥灰岩、瘤状灰岩形成页岩气封存箱的底部封隔层;顶板位于龙马溪组龙一段一亚段的中部,由火山灰蚀变黏土岩夹层、薄层碳酸盐岩及泥岩互层组成,同时形成上封存箱的底板;上封存箱顶板位于龙马溪组二段与龙一段分界处,由泥岩或泥岩夹薄层碳酸盐岩互层组成。研究认为页岩气封存箱顶、底板封隔层含致密碳酸盐岩或碳酸盐岩薄层并与泥岩互层时具有更好的封盖能力。封存箱顶底板与封存箱内部在测井曲线上(如声波、电阻率、自然伽马等)存在差异。上、下封存箱内部特征也不同：上封存箱内页岩微观结构显示强的各向异性,石英含量低、黏土含量高,有机质含量低,有机质孔隙连通性差,全烃含量低,孔隙度低;下封存箱内页岩微观结构显示各向同性,石英含量高、黏土含量低,有机质含量高,有机质相连,有机孔相通,连通性好,全烃含量高,孔隙度高。该页岩气异常压力封存箱经历了早期快速埋藏、有机质未熟低熟、以正常流体压力系统为主的封存箱雏形阶段,快速深埋大量生烃的液态烃类流体超压封存箱形成阶段,深埋及高过成熟大量生气的超压封存箱形成阶段,以及晚期页岩气异常压力封存箱改造定型阶段,最终形成由3个隔板组成页岩气底封顶盖、地层侧向倾伏及逆断层侧向封堵、空间上相互叠置的上、下2个互相独立的页岩气异常压力封存箱。孔隙度高、有机质含量高、连通性好及压力系数高的下封存箱是页岩气高效开发的优先目标。     

湖北长阳地区中上寒武统碳酸盐岩储集性能扫描电镜研究

作者以扫描电镜为手段,从微观上分析了湖北长阳地区中上寒武统碳酸盐岩的岩石矿物组成、结构构造特征、主要孔隙结构类型及储集空间特征.通过对长阳地区中上寒武统碳酸盐岩的成岩作用类型进行研究,分析了不同成岩作用及相关的成岩环境对碳酸盐岩孔隙发育的影响,并根据碳酸盐岩储层的微观成岩组构、成分和成岩现象探讨了不同成岩阶段与储集性的关系及其受控因素,为碳酸盐岩储层评价提供了微观分析手段.     

泥岩研究与盖层评价技术

泥岩是沉积盆地的主要组成部分,但由于样品保存性差、黏土矿物膨胀与收缩、颗粒细小,对于泥岩性质的认识并不深入。而弄清楚泥岩的性质有利于解决目前油气勘探所面临的一系列难题,如钻井稳定性、超压风险、泥岩各向异性、泥岩岩石力学性质、物理特征及测井响应等。特别是在页岩气勘探过程中,对泥页岩的性质也需要有更多的认识。目前国内外泥岩性质研究与盖层评价技术已取得一系列进展。     

基于EDEM模拟振动参数对计量斗矿物粘附的影响

井下装矿站在运转时,计量斗在放料的过程中可能会出现卡堵或粘附现象,为了能够提高计量斗的作业效率和精度,研究了不同振动参数对计量斗中剩余矿物颗粒质量的影响.采用EDEM软件对计量斗装料放料的过程进行模拟,并且运用控制变量法分析不同振动频率和振幅对放料之后仓体内剩余矿物颗粒质量的影响,得出最优的振动参数.结果表明,在振动频...