四川盆地“槽-隆”控制下的寒武系筇竹寺组页岩储层特征及其差异性成因

四川盆地寒武系筇竹寺组是继五峰组-龙马溪组后页岩气勘探开发的重要接替层位,目前在德阳-安岳裂陷槽中心和槽缘部署的Z201井和WY1井页岩气勘探取得良好效果,但裂陷槽内筇竹寺组页岩储层发育特征仍不清楚。以槽内中心Z201井和槽缘WY1井为重点,结合其他页岩气勘探开发资料,系统分析了研究区筇竹寺组页岩各小层矿物特征、有机地化特征、储层及储集空间特征、含气性特征。研究结果表明:①筇竹寺组可划分为8个小层,页岩整体以脆性矿物为主,总有机碳含量(TOC)普遍大于1%,为优质烃源岩,且槽内TOC高于槽缘,具备良好的生气条件。②筇竹寺组页岩有机孔与无机孔均发育,槽内孔隙发育更好,具有极高的含气量。1,3,5和7小层黑色页岩储层品质较好,5小层储层品质最优。③德阳-安岳裂陷槽控制了筇竹寺组页岩储层发育,槽内Z201井钻遇的筇竹寺组页岩储层优于槽缘WY1井。④乐山-龙女寺古隆起控制筇竹寺组页岩有机质演化程度,古隆起内筇竹寺组有机质热演化成熟度普遍低于古隆起外,隆起区适中的热演化程度具备大规模富气的条件。筇竹寺组页岩储层各项条件较好,是未来页岩气勘探开发的主要接替区域。

金属元素Ni和V吸附作用对胡敏素结构的影响

贵州下寒武统牛蹄塘组黑色页岩富集了以Ni、V为主的伴生元素,并且富有机质,目前金属元素Ni、V与有机质的共富集机制尚不清楚,但有机质在金属离子的富集、迁移和转化的过程中具有重要作用。探究金属元素作用对有机质结构的影响有助于准确地认识有机质和金属元素的共富集机制。本文以胡敏素为研究对象,分别与Ni、V两种金属标准溶液混合后恒温振荡,通过元素组成、X射线光电子能谱(XPS)和固体核磁共振碳谱(^(13)C-NMR)由表到里揭示金属溶液作用前后胡敏素结构的变化特征。结果表明:胡敏素的元素组成以C、O为主,Ni、V两种金属溶液作用后,均造成胡敏素中O和S元素的相对含量减少,C和N元素的相对含量增加。XPS测试显示,胡敏素表面的C元素主要以芳香碳形态赋存,O元素则主要以羟基氧形态赋存;对于不同赋存形态的C元素,Ni、V金属溶液作用后对其影响趋势一致,均使芳香碳、羟基碳和羰基碳减少,主要破坏芳香碳(C-C/C-H)单键;而对于不同赋存形态的O元素,Ni金属溶液作用后则使羟基氧和羧基氧减少,使其中的富氢富氧官能团脱出,V金属溶液作用后则使羰基氧和羧基氧减少,破坏其中的羰基双键(C=O)。^(13)C-NMR测试显示,作用前后的胡敏素有机质芳香结构主要以单环或者双环结构存在,两种金属溶液均能使氧接芳碳(f^(P)_(ar))和桥接芳碳(f^(B)_(ar))中的富氧富氢官能团从芳环中脱出、胡敏素中脂链长度变短、有机碳的稳定性降低、活性有机碳含量减少以及疏水程度变小。通过对比分析表明,胡敏素对Ni、V金属元素具有一定的氧化能力,两种金属溶液作用后均能使胡敏素中C、O元素的赋存形态发生改变,Ni金属溶液主要影响脂肪碳结构,V金属溶液则主要影响芳碳结构。

玛湖凹陷北斜坡百口泉组碳酸盐胶结物形成机理及其地质意义

为进一步探讨准噶尔盆地玛湖凹陷北斜坡下三叠统百口泉组砂砾岩储集层的成岩环境、碳酸盐胶结物形成机理及对储集层物性的影响,综合运用岩心观察、岩石薄片鉴定及碳酸盐胶结物碳氧同位素测定,对研究区碳酸盐胶结物的类型、形成期次、成因及其对储集层的影响进行研究。结果表明,玛湖凹陷北斜坡百口泉组存在3期碳酸盐胶结物,从早到晚依次为Ⅰ期泥晶方解石、Ⅱ期铁方解石和Ⅲ期铁白云石;δ^(13)C_(PDB)为-47.23‰~3.88‰,δ^(18)O_(PDB)为-23.64‰~-17.98‰,δ^(13)C_(PDB)范围较大,揭示有多种渠道提供碳源及水岩相互作用复杂;通过碳氧同位素计算恢复的古盐度和古温度显示,碳酸盐胶结物主要形成于淡水环境中,部分受海水影响。玛19井百口泉组整体为低孔低渗储集层,百二段物性略好于百三段,推测有次生孔隙发育;钻井后分析发现,玛19井百二段和百三段均有油层发育,与碳氧同位素分析得出的结论基本一致。

过成熟海相页岩有机质赋存状态及特征——以贵州下寒武统牛蹄塘组页岩为例

贵州下寒武统牛蹄塘组沉积的黑色页岩是有利烃源岩。以贵州下寒武统牛蹄塘组页岩为研究对象,采用扫描电镜、元素分析、气体吸附等方法,研究过成熟海相页岩有机质赋存状态和特征。结果表明:牛蹄塘组过成熟海相页岩有机质主要以条带状、团块状、充填状和互裹状4种状态赋存。条带状有机质受压实作用控制,孔隙一般不发育;团块状有机质整体孔隙发育较差,但分布于刚性矿物颗粒中间的有机质孔隙发育较好;充填状和互裹状有机质中孔隙较发育,分布于粒间孔,颗粒骨架支撑作用能够有效保护有机质孔隙。不同赋存状态有机质元素组成存在明显差别,页岩岩相在一定程度上影响有机质丰度和赋存状态,有机质赋存状态决定有机质孔隙结构,有机质丰度影响有机质孔隙在岩石孔隙中的占比。该结果准确刻画页岩岩相—有机质赋存状态—有机质孔隙结构之间的关系,为牛蹄塘组页岩气储层评价提供思路。

贵州牛蹄塘组黑色页岩岩相划分及岩相—沉积环境—有机质耦合关系

贵州下寒武统牛蹄塘组黑色页岩是良好的烃源层,基于前人研究成果总结及研究区黑色页岩沉积古环境特征分析,对牛蹄塘组黑色页岩进行岩相划分,并讨论了岩相分布以及其与沉积环境和有机质分布之间的耦合关系。结果表明:牛蹄塘组黑色页岩主要以硅质页岩和富黏土质页岩为主;纵向上,页岩沉积时的氧化还原环境表现为从下部到上部由厌氧向氧化转变,深水相厌氧环境主要发育硅质页岩,贫氧环境主要发育富黏土硅质页岩;横向上,JY1井的浅水台地相厌氧环境主要发育黏土/硅混合页岩,TX1井的斜坡相—盆地相贫氧环境主要发育富硅黏土质页岩和硅质页岩;深水盆地和浅水台地均出现有机质的富集,有机质主要富集于硅质页岩中。