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要参考意义。

陆相页岩及其夹层储集特征对比与差异演化模式

不同于海相页岩,中国陆相页岩层系源-储配置与耦合关系复杂,页岩与夹层储集特征差异显著,明确其演化规律对陆相页岩油气的勘探具有重要指导意义。利用矿物组分、有机地球化学和物性资料,结合岩心、薄片、扫描电镜观察分析,对处于不同热演化程度的鄂尔多斯盆地三叠系延长组、四川盆地侏罗系自流井组和松辽盆地白垩系营城组陆相页岩开展系统研究。通过分析页岩层系内页岩与夹层的储集空间类型与物性特征,探讨成岩-生烃协同作用下页岩与夹层孔隙形成演化过程,建立了陆相页岩和夹层孔隙的差异演化模式。结果表明:①中国陆相页岩岩相类型多样,以混合质、黏土质和粉砂质页岩为主,并常与碳酸盐岩、砂岩及凝灰岩等夹层频繁互层,岩相组合类型复杂。页岩储集空间以无机孔为主,有机孔次之,局部发育微裂缝。夹层储集空间以残余粒间(溶)孔、粒内(溶)孔和微裂缝等无机孔缝为主。②陆相页岩及夹层孔隙演化受成岩-生烃作用共同控制,页岩黏土矿物含量高、抗压实能力弱、生烃之前无机孔隙快速减少。进入生油窗后,页岩有机孔、黏土粒间/晶间孔、溶蚀孔和微裂缝发育程度逐渐增加。晚成岩阶段之前,以生油高峰为界,页岩孔隙度具有先降后升的变化规律。夹层则在压实和胶结等作用下逐渐致密,储集性逐渐变差。③延长组处于生油期,有机孔发育程度低,页岩储集条件差,砂岩夹层页岩油富集条件更优;自流井组处于成熟-高熟阶段,油、气共存,页岩有机、无机孔隙均较为发育,页岩储集条件更优,夹层主要为次要储层或隔层;营城组已进入高熟-过熟阶段,最利于页岩气和有机孔的形成,页岩储集条件最优。

基于数字岩心模拟的深层页岩气储层可压性评价模型

首先构建深层页岩气储层典型的三维数字岩心模型,再采用有限元分析模拟岩石弹性参数,然后利用摩尔斯分类法确定弹性参数控制因素敏感性相对大小,最终建立基于层次分析法的深层页岩气储层可压性评价模型。结果表明:经过与理论值与实验测试值误差分析,数字岩心模拟值可靠;经微地震监测和压裂施工曲线验证,基于数字岩心模拟建立的可压性评价指数与储层改造体积和压裂曲线取得较好的一致性,可为深层页岩气储层靶点层位选取和压裂工艺优化提供指导。

济阳坳陷页岩油储层矿物组分最优化反演方法

针对页岩油储层矿物组分复杂多样、矿物体积含量模型不统一、矿物组分准确定量评价困难等问题,以济阳坳陷陆相页岩油储层的岩心X衍射全岩矿物岩心分析和薄片鉴定等实验资料为基础,引入有机骨架,构建页岩油储层“双骨架”矿物组分岩石物理体积模型,在经过储层三孔隙度校正之后,采用最小二乘法-奇异值分解最优化反演方法计算页岩油储层有机骨架和无机骨架矿物组分体积含量。研究表明,采用最优化反演方法计算得到的矿物体积含量与X衍射测量结果相关性达到0.60以上,并在实际井中得到验证应用。研究成果可为页岩油储层精细评价提供有力支撑。