深层富有机质页岩孔隙结构分形特征及其地质意义——以四川盆地威远地区下志留统龙马溪组为例

与中、浅层页岩不同,四川盆地南部地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组深层富有机质页岩经历了复杂的成岩作用,发育不同的孔隙结构,影响页岩气的赋存状态。为了探讨深层富有机质页岩的孔隙结构、分形特征及其对页岩气富集的影响,以该盆地南部威远地区龙马溪组页岩为研究对象,综合运用有机碳分析、X射线衍射、高分辨率扫描电镜和低温氮气吸附等测试手段,定量表征研究区深层富有机质页岩储层的基础参数及其孔隙结构特征;并运用FHH分形理论,结合低温氮气吸附实验,计算页岩孔隙分形维数,讨论孔隙结构的影响因素及其地质意义。研究结果表明:(1)研究区龙马溪组深层页岩有机质含量(TOC)高,平均值为2.04%,石英等脆性矿物含量占38.00%~73.00%;(2)龙马溪组深层页岩储层普遍发育墨水瓶状有机孔、狭缝型或平板状无机孔等,BET比表面积介于1.252~28.676 m^(2)/g,BJH孔体积介于0.013 192~0.063 874 cm^(3)/g;(3)深层页岩孔隙分形具有明显的分段性,分形维数D_(2)>D_(1),孔隙结构受页岩组成控制,分形维数受控于比表面积和孔径,且与TOC密切相关;(4) LM1—LM3笔石带沉积的富有机质硅质页岩TOC高、分形维数D_(1)和D_(2)值大,介孔BET比表面积和BJH孔体积最大,既有较多的气体吸附位点赋存吸附气,又有良好的孔隙空间贮存游离气,是深层页岩气富集的“甜点段”。结论认为,综合页岩品质参数和分形维数特征可有效评价页岩气富集的“甜点段”,并对实现深层页岩气的增储上产具有现实的指导意义。

中国页岩气特征、挑战及前景(二)

重点阐述中国页岩气工业化进展、“甜点区”评价标准与勘探开发技术、成功经验、面临挑战及发展前景。根据四川盆地涪陵、长宁、威远等页岩气田地质与工程参数，指出中国页岩气具有特殊性。中国南方特大型海相高演化（R0值2．0％～3．5％）、超高压（压力系数1．3～2．1）页岩气田的发现，对中国乃至世界古老海相页岩气勘探开发具有重要科学意义与实践价值。提出“经济甜点区”须具备“含气性优、可压性优、效益性优”等特征，“四高”（高TOC值（大于3．0％）、高孔隙度（大于3．0％）、高含气量（大于3．0m3／t）、高地层压力（压力系数大于1．3））、“两发育”（页岩层理、天然微裂缝）是富集高产段与水平井轨迹选择的关键指标，水平井巷道必须控制在上奥陶统五峰组一下志留统龙马溪组底部高压封存箱中部。提出“微气藏”群压裂形成“人工页岩气藏”的模式，揭示“压后焖井、控压限产”机制。形成了三维地震与压裂微地震监测、水平井、“工厂化”生产模式等关键技术和“甜点区”优选、水平井巷道控制、水平段长度优化、“工厂化”生产模式等成功经验。页岩气资源的不确定性、3500m以深勘探开发关键技术与装备突破、低成本生产、水资源与安全环保是中国页岩气实现规模开采面临的4大挑战。预测中国南方海相页岩气可采资源量约8．8×10^12m3，四川盆地有利区面积4．0×10^4km2、可采资源量4．5×10^12m3，2020年中国页岩气勘探开发有望实现“理论、技术、生产和成本”4个一体化革命，产能达到（200～300）×10^8m3／a。未来有望在四川盆地常规加非常规天然气产量一起建成“西南大庆（气大庆）”。

中国页岩气特征、挑战及前景(一)

基于近年中国富有机质页岩沉积模式、页岩储集层表征等方面取得的研究进展,分析页岩气富集高产主控因素。研究落实了上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组笔石带发育序列时空对比依据,提出缓慢沉降的稳定海盆、高海平面、半封闭水体和低沉积速率是海相富有机质页岩重要沉积模式,确定晚奥陶世—早志留世早期持续发育的大型深水陆棚沉积环境有利于黑色页岩发育,优质页岩厚20~80 m、TOC值为2.0%~8.4%。对比分析焦石坝、长宁、威远3大页岩气田,指出规模储集层主要受富生物硅质与钙质页岩、适中热演化程度、高基质孔隙与丰富的裂缝控制。五峰组—龙马溪组总孔隙度为3.0%~8.4%、渗透率为0.000 2×10-3~0.500 0×10-3μm2,基质孔隙体积及其构成区域稳定,裂缝孔隙发育特征在不同构造区、同一构造的不同井区和不同层段差异较大。筇竹寺组受有机质炭化、黏土矿物结晶度高和生物碎屑粒内孔后期充填等因素影响,物性普遍较差,总孔隙度为1.5%~2.9%、渗透率为0.001′10-3~0.010′10-3μm2。明确了页岩气富集高产受沉积环境、热演化程度、孔缝发育程度、构造保存等＂四大因素＂控制,且特殊性在于高演化（Ro值：2.0%~3.5%）、超高压（压力系数：1.3~2.1）,从而建立了＂构造型甜点＂和＂连续型甜点区＂两种页岩气富集模式。

中国页岩气勘探开发新突破及发展前景思考

近5年来,中国页岩气勘探开发实现了跨越式发展,成为继美国、加拿大之后,第三个实现页岩气工业化生产的国家,截至2015年底,页岩气累计产量突破了60×10~8 m^3。基于近期中国页岩气勘探开发快速发展的主要成果,通过全面回顾勘探开发新突破和深入分析未来发展前景,进而指出中国的页岩气勘探开发整体尚处在发展初期,四川盆地海相页岩气是近期勘探开发的主要对象,海陆过渡相与陆相页岩气的突破和工业化生产是实现中国页岩气规模化发展的重要环节;低产—中等产量井是中国页岩气的生产常态,发展勘探开发关键技术非常重要;严格控制单井投资和大幅降低成本成为提升页岩气勘探开发效益的重要手段。为此,建议:①持续加强理论技术攻关,积极开展页岩气"甜点区"评价勘探,逐渐夯实发展基础;②高度重视勘探开发前期评价,突出有效页岩气资源的落实,把控好评价钻探与产能建设的节奏;③突出页岩气储层精细描述和评价,提升整体开发水平;④加大勘探开发技术攻关力度,突出技术的简化和实用性,有效降低成本;⑤全面总结页岩气勘探开发快速发展经验,突出关键指标论证及评价,加强新区、新领域及新层系突破和接替。

论四川盆地页岩气资源勘探开发前景

四川盆地是目前中国页岩气勘探开发的重点地区,也是最成功的地区.四川盆地页岩气资源勘探开发前景,将在较大程度上反映和影响中国页岩气未来的发展前景.通过全面总结近年来该盆地页岩气勘探开发的新进展,得出了以下认识：①四川盆地经历了海相、陆相两大沉积演化,发育了海相、海陆过渡相、陆相三类富有机质页岩,形成了震旦系陡山沱组、寒武系筇竹寺组、奥陶系五峰组—志留系龙马溪组、二叠系龙潭组、三叠系须家河组、侏罗系自流井组6套有利的页岩气富集层系;②深水陆棚相、集中段厚度大、热演化程度适中、正向构造背景下裂缝发育、储层超压是五峰组—龙马溪组页岩气富集的“五大”关键要素;③该盆地页岩气勘探开发仍面临资源富集“甜点区”及资源潜力不清、深度超过3 500 m的深层页岩气勘探开发技术不成熟等两大挑战.结论认为：四川盆地已在侏罗系、三叠系和寒武系初步实现了页岩气发现,在奥陶系—志留系实现了工业化突破和初步规模生产,未来发展前景较好;该盆地页岩气资源可以实现经济有效勘探开发,预期可实现年产量300×108～600×108 m3;对该盆地页岩气资源勘探开发将为中国页岩气资源规模发展提供重要的理论与技术支撑.

川南下志留统龙马溪组页岩岩相表征

页岩岩相表征是页岩气地质评价和选层、选区的基础性研究工作。本文以露头和钻井资料为基础,依据岩矿、薄片、地化和测井资料,建立了海相页岩岩相划分方法,对川南上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组主要岩相进行了精细表征,并形成4点认识:(1)应用岩石矿物三端员法+沉积微相划分页岩岩相类型及其组合,是开展海相页岩岩相表征的有效方法;(2)川南五峰组-龙马溪组页岩发育6种岩相类型和3种典型岩相组合,其中硅质页岩和钙质硅质混合页岩是(半)深水环境的特有岩相,黏土质页岩和黏土质钙质混合页岩是半深水-浅水环境的主要岩相,黏土质硅质混合页岩是浅水-深水环境下的共有岩相;(3)随着水体由深变浅和水动力条件逐渐增强以及陆源物质输入量增大,不同成因岩相组合的页岩矿物成分、基质组构、古生物和有机质富集程度、测井响应等基本特征均发生重大变化;(4)受海平面变化控制,主力产层为深水陆棚沉积的硅质页岩、钙质硅质混合页岩和黏土质硅质混合页岩组合,产层顶板为半深水-浅水陆棚沉积的黏土质页岩、黏土质硅质混合页岩和黏土质钙质混合页岩组合;前者因富含硅质和有机质,具有良好的脆性和物性,是形成页岩气产层的优质岩相;后者因富含黏土和贫有机质,脆性和渗透性差,是形成页岩气藏区域封盖层的优质岩相;两者自下而上构成良好的自封自储型储盖组合。

四川盆地五峰组—龙马溪组页岩气勘探进展、挑战与前景

四川盆地黑色页岩层系多、页岩气资源丰富,是迄今为止中国主要的页岩气勘探开发盆地。为了给今后四川盆地乃至整个中国南方地区页岩气勘探开发提供指导和参考,以该盆地上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气勘探开发实践为对象,总结了其发展阶段与进展,明确了页岩气富集成藏的有利条件,梳理了制约页岩气发展的理论与技术挑战,进而探讨了未来的勘探开发前景。研究结果表明:(1)深水陆棚相形成高富含有机质页岩且连续段厚度大、品质好,复背(向)斜宽缓区构造相对稳定是该盆地五峰组—龙马溪组页岩气持续聚集的有利条件,保存条件是页岩气富集的关键因素,页理(纹理)、微裂缝发育是页岩气高产的重要因素,超压是页岩气高产的重要条件;(2)制约该盆地五峰组—龙马溪组页岩气工业化发展的技术瓶颈,主要包括富有机质页岩沉积相与沉积模式,页岩储层成岩过程与评价体系,页岩气形成与聚集机理,页岩气层地球物理识别与预测,资源动用率低、不确定性大,3500 m以深页岩气勘探开发技术尚未突破。结论认为,四川盆地五峰组—龙马溪组仍是今后相当长一段时间内中国页岩气勘探开发的重点层系。

黑色页岩微裂缝发育控制因素——以长宁双河剖面五峰组—龙马溪组为例

以长宁双河剖面奥陶系五峰组—志留系龙马溪组为例,重点讨论黑色页岩微裂缝发育控制因素及页岩气储集层"甜点段"微裂缝成因。针对目标层段,开展了203块大薄片、203块小薄片、110块TOC样品、110块X-衍射全岩和103块主微量样品测定与分析。结果表明,黑色页岩微裂缝分为顺层缝和非顺层缝,顺层缝多为层面滑移缝、页理缝和构造雁列缝,非顺层缝主要为剪切缝和拉张缝。纵向上,龙马溪组SLM1段微裂缝密度最高,SLM2段至SLM5段微裂缝密度逐渐降低,五峰组微裂缝密度最低。微裂缝密度与黑色页岩硅质含量正相关、与碳酸盐矿物含量负相关,黑色页岩颗粒越细微裂缝密度越大。微裂缝密度受控于生物成因硅含量,生物成因硅含量越高微裂缝密度越大,在应力作用下,微裂缝优先在细粒页岩的纹层界面处形成。区域性构造活动是龙马溪组页岩气储集层"甜点段"微裂缝形成的关键因素,成岩收缩是页理缝形成的重要动力,生烃增压是微裂缝大量发育主要原因。

四川盆地下志留统龙马溪组页岩裂缝孔隙定量表征

裂缝和孔隙是致密储层重要的储渗空间,对其识别、描述和定量评价也是页岩气储层评价的重点和难点。为此,以四川盆地涪陵气田和长宁气区钻井资料为基础,通过建立双孔隙介质孔隙度解释模型,对该区下志留统龙马溪组（含上奥陶统五峰组）富有机质页岩段的裂缝孔隙进行了定量评价,并得到以下认识：1应用双孔隙介质模型开展页岩裂缝孔隙度解释,是实现页岩储层裂缝孔隙定量评价的有效办法,也是对海相页岩储集空间定量表征技术的丰富和发展;2该区主力产层基质孔隙体积及其构成区域分布稳定,基质孔隙度总体保持在4.6%-5.4%;3裂缝孔隙发育特征在不同构造区、同一构造的不同井区和不同层段差异较大,显示出页岩储渗条件具有很强的非均质性。根据裂缝孔隙定量表征结果判断,四川盆地五峰组—龙马溪组发育基质孔隙＋裂缝型和基质孔隙型这两种类型的页岩气藏：前者主要发育于特殊构造背景区,具有裂缝孔隙发育、含气量大、游离气含量高、产层厚、单井产量高等特点,在该盆地的分布范围可能相对局限;而后者具有基质孔隙度较高、裂缝孔隙不发育、单井产量中高等特征,预计其在该盆地海相页岩气分布区占据主导地位。

四川盆地五峰组—龙马溪组页岩脆性评价与“甜点层”预测

页岩气储层评价过程中,有机碳含量是表征富有机质页岩的主要指标,脆性指数则是反映压裂品质的重要参数,有机碳含量与脆性指数相结合可以更为精细地刻画"甜点层"的分布,从而为勘探开发工作提供有利依据。为此,依据岩矿资料,应用"石英+白云石+黄铁矿"三矿物脆性指数模型对四川盆地焦石坝、长宁和威远3个气田的上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组富有机质页岩进行了脆性评价。基于脆性指数(BI)与有机碳含量(TOC)之间的显著相关性,综合有机质丰度和可压裂性,建立了储层品质的分级标准:TOC>3%且BI>50%为优质储层(甜点层);2%<TOC<3%且40%<BI<50%为次优储层;1%<TOC<2%且30%<BI<40%为差储层;TOC<1%且BI<30%为非储层。依据该标准,长宁地区优质页岩气储层厚度为32 m,焦石坝地区优质储层厚度为22 m,威远地区优质储层厚度为13 m。探索脆性指数与测井响应之间的相关性,并建立了富有机质、高脆性页岩的常规测井响应图版,以自然伽马大于160 API、钍铀比小于3且密度小于2.58 g/cm^3作为优质储层的测井识别标准,进而预测了四川盆地五峰组—龙马溪组页岩"甜点层"的平面展布特征。

四川盆地川中古隆起及周缘下寒武统筇竹寺组页岩有机质石墨化区预测

有机质石墨化是造成我国部分地区页岩气勘探效果不佳的主要原因之一,目前关于有机质石墨化的程度、深度下限及导致有机质发生石墨化的主要地质原因尚不清楚。为此,以四川盆地川中古隆起及周缘下寒武统筇竹寺组为主要研究对象,利用电阻率测井响应和激光拉曼光谱分析法,对筇竹寺组页岩开展了有机质石墨化表征的电性特征研究;在此基础上,预测了页岩有机质石墨化的深度下限和分布范围,以期为页岩气勘探选区提供依据。研究结果表明:(1)川中古隆起高部位页岩电阻率测井曲线为正常扁平状特征,有机质拉曼光谱未出现G'峰,未发生有机质石墨化作用;(2)早寒武世内裂陷区5 200 m以深页岩电阻率测井曲线为低阻特征,拉曼光谱出现G'峰,Ro> 3.5%,表明5 200 m以深的有机质已石墨化,但石墨化程度较长宁地区弱;(3)威远—资阳地区有机质石墨化深度下限值变化大(介于4 000～4 600 m),磨溪—高石梯地区有机质石墨化深度下限值较稳定(5 200 m左右)。结论认为:(1)四川盆地川中古隆起大部分地区筇竹寺组页岩的有机质已石墨化,不利于页岩气勘探;(2)威远—资阳、磨溪—高石梯等构造主体部位为非石墨化区,具有较好的页岩气勘探远景。

四川盆地五峰组—龙马溪组页岩气优质储层发育模式及识别评价技术

2012年,中国在四川盆地设立了第一批国家级页岩气示范区,历经10年建设、实践,在四川盆地落实了10×10m^(3)级海相页岩气大气区,页岩气跨入了规模效益勘探开发新阶段。为系统总结页岩气勘探开发成果,为深层页岩气以及其他地区页岩油气的勘探开发提供借鉴和参考,以盆地重点井的电性、岩相、储层参数、微观孔隙等分析为基础,系统总结了五峰组—龙马溪组页岩气优质储层主要特征、发育模式和识别评价关键技术。研究结果表明:(1)富生物硅质页岩、钙质页岩及其混合质页岩相是优质页岩气储层的主要岩相类型,形成于半深水—深水陆棚相;横向展布受古地貌控制,纵向发育受物源、氧化还原条件及古生产力等影响,厚度为25~90 m。(2)页岩气优质储层发育有机质孔隙、无机质孔隙及微裂缝(包括纹/层理缝);有机质孔隙是重要储集空间之一,微裂缝既是不可或缺的储集空间也是重要的产出通道;页岩气储集空间总体是微—纳米级孔隙,宏孔对富集起重要作用。(3)提出了3种优质储层发育模式;沉积型是基础,龙马溪组底部笔石带高U/Th层段多发育优质储层,其厚度主要受古地貌控制,坳陷区域的厚度更大;成岩型包括同生—早成岩期刚性支撑、中—晚成岩期矿物—有机质转化和超压缓解压实3种形式;构造改造型以微裂缝优质储层为主;(4)页岩气优质储层识别评价的核心技术有大尺度岩心与岩石薄片观察、高精度岩石矿物识别、含气量实验测试与模拟、扫描电镜微观表征、三维微观孔隙重构、地球物理综合解释与预测、大数据分析等。结论认为,近10年的示范区建设研究和实践成果可深化我国页岩气优质储层认识、推动页岩气储层相关理论技术有效发展、提高页岩气“甜点区/段”预测精度、扩大示范区页岩气勘探开发成效。

页岩储集层脆性研究进展

脆性是选择页岩储集层有利压裂层段的关键指标,常用评价方法包括矿物法和弹性参数法。中国南方海相页岩具有沉积环境多样、岩相类型复杂、埋深范围大等特点,通过实例分析了现有评价方法存在的理论缺陷和适用性限制。根据页岩岩石力学性质的研究认识,重点总结了矿物组成、有机质、层理和围压对脆性的影响,并阐释了页岩脆性与可压裂性的关系。综合分析指出:矿物法有更强的实用性,但是对脆性矿物的界定模糊,弹性参数法可以有效实现测井和地震预测,但是无法反映围压的影响,难以表征深层和浅层页岩脆性差异。结合中国南方海相页岩的岩相类型和埋深范围,基于不同矿物组分的脆性差异,提出以石英、白云石和黄铁矿作为脆性矿物;基于围压对脆性的影响,提出在弹性参数的基础上增加强度或断裂韧性作为围压指示因子,以适应深层页岩脆性评价。深入认识矿物组成、有机质、层理和围压对脆性的影响,以及脆性与可压裂性的关系,有助于页岩岩相的精细表征和"甜点"优选。

层次分析法在四川盆地页岩气勘探区评价中的应用

为了对四川盆地页岩气勘探区进行优选分析,研究了影响页岩气有利区带勘探开发的关键因素,采用层次分析法的原理,通过建立层次结构模型、构造判断矩阵、层次单排序及一致性检验、层次总排序及一致性检验4个基本步骤,建立了页岩气勘探区评价优选层次结构模型:目标层,准则层,子准则层和方案层,并且计算了各个评价指标的权重大小。研究结果表明,影响页岩气勘探区勘探开发的因素主要分为地质条件、开发条件和支持条件三大类(准则层),其中地质条件是页岩气有利区带优选的首要因素,权重高达0.637 0。子准则层主要由富有机质页岩厚度、w(TOC)、Ro、有利面积、埋深、天然裂缝发育程度、市场需求等12个评价指标组成,其中含气量、天然裂缝发育程度、压力系数以及市场需求是页岩气有利区带优选的关键指标。通过评价指标赋值和加权求和法计算了四川盆地页岩气勘探区的综合得分,其中焦石坝和长宁页岩气区块得分最高,是页岩气最有利地区。最后建议在页岩气勘探区运用"分层次,分重点,分先后"的评价方法来优选"甜点"区,以规避不必要的损失。

富有机质页岩生物成因石英的类型及其耦合成储机制——以四川盆地上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组为例

利用有机岩石学、矿物学、地球化学等方法对四川盆地及周缘上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩中生物成因石英进行定性分析与定量表征,并探讨有机质与石英之间的耦合作用。研究结果表明:①生物成因石英主要有两种类型,Ⅰ类生物成因亚微米级石英以集合体攒簇在有机质边缘,Ⅱ类纳米级石英以球形“漂浮”在有机质上,彼此之间点接触或面接触,主体为生物成因,局部混合热液硅质作用;②优质页岩储集层展布与内部生物硅含量的分布一致,主要集中在页岩底部,长宁和威远地区的厚度相对较薄,涪陵地区较厚;③页岩中生物成因石英整体贯穿有机质生烃演化过程,既能促进有机质孔隙和微裂缝的发育,又能有效保存有机质孔隙和残余粒间孔,形成“生物硅质粒间孔-有机质孔隙-微裂缝”高效渗流通道,后期水力压裂易形成高产/稳产井。生物成因石英的发育和有机质生烃演化之间的耦合作用是优质页岩储集层发育的关键因素。图9表2参34。

四川盆地五峰-龙马溪组页岩储层非均质性特征

通过对比焦石坝、长宁和威远气田五峰-龙马溪组页岩产层段的岩矿、物性、含气性以及可压裂性等地质参数及其纵向变化规律，综合分析了页岩储层的平面和纵向非均质性及其对“甜点”优选和储层改造的影响。研究表明，纵向非均质特征在不同地区具有总体一致性：石英含量、有机碳含量和含气量均呈现下高上低的基本趋势；底部深水陆棚沉积层段普遍具有高有机碳含量、高脆性、高孔隙度和高含气量的特征，一系列属性参数的相互耦合和匹配决定了五峰组-鲁丹阶成为“甜点”的主要发育层段。平面非均质特征主要表现为储层品质以及“甜点”发育层段和厚度的区域差异：长宁和威远地区的钙质含量明显高于焦石坝地区，发育钙质硅质混合页岩相；焦石坝地区的水平应力差明显低于长宁和威远地区，且天然裂缝更为发育；长宁和焦石坝地区的“甜点层”发育于五峰-鲁丹阶下部，而威远地区的“甜点层”则发育于鲁丹阶-埃隆阶中部。页岩储层的非均质性决定了“甜点”的分布范围、发育层段和厚度；矿物组成、天然裂缝、岩石力学参数和地应力场的空间变化是进行压裂设计的重要依据。

异常高压对四川盆地龙马溪组页岩气藏的影响

四川盆地下志留统龙马溪组黑色页岩主要为浅海—深水陆棚相沉积,分布面积广,厚度大。龙马溪组页岩气高产层段地层压力均为异常高压,研究认为,欠压实增压、矿物成岩作用、构造挤压和有机质热演化增压,是造成该层异常高压的主要因素。异常高压对页岩气藏的影响,一方面,能够全面抑制烃源岩热演化,使生气镜质体反射率下限上移;另一方面,能减缓压实等成岩作用,使储集层保存相对较高的孔隙度和渗透率,并通过诱导有机酸的溶蚀和岩石有效应力的减小,形成次生孔隙和微裂缝,提高了储集层的渗流能力,但对压裂改造提出了更高的要求。此外,随着地层压力的增高,吸附气的含量也会随之增加,使得页岩气藏含气性更佳。总体来说,异常高压有利于页岩气的富集。

基于改进的岩石物理模型表征页岩天然裂缝特征

为了给四川盆地下志留统龙马溪组页岩气勘探开发提供技术支撑,以长宁、涪陵2个页岩气田的龙马溪组为研究对象,利用氦气法、X射线衍射、真密度测试等方法,借助改进的岩石物理模型,定量表征了龙马溪组页岩中天然裂缝的发育特征,并探讨了天然裂缝的发育类型、成因机制以及对页岩气开发的影响。研究结果表明:①运用改进的岩石物理模型可以精确刻画长宁页岩气田页岩孔隙系统,拟合度达0.74;②页岩中天然裂缝的发育具有区域控制因素的差异性,其中长宁页岩气田裂缝局部限制发育,钙质充填,裂缝孔隙平均值为0.15%,由基底逆冲断层、滑脱层和内部褶皱作用控制,而涪陵页岩气田裂缝则普遍较发育,硅质未充填或半充填,裂缝孔隙平均值为1.30%,主要受控于逆断层和滑脱作用;③地层条件下,天然裂缝的开启性存在着差异,长宁页岩气田基本处于封闭状态、渗流能力弱,而涪陵页岩气田则处于相对开启状态、渗流能力强;④天然裂缝影响页岩气的赋存方式,内部以游离气为主体,页岩气井的初始产气量相对较高。结论认为:①引进回归系数计算现今实际的总有机质含量,使得改进的岩石物理模型能够更加精确地刻画基质孔隙和裂缝孔隙;②四川盆地页岩产层段中天然裂缝发育对页岩气富集与开采相对有利,但原始地层条件下会削弱天然裂缝的渗流能力。

不同性能再生骨料的CO_(2)强化及其碳化率分析

“双碳”背景下,为了加强建筑废弃物的资源利用和减少CO_(2)气体的排放,利用CO_(2)强化再生骨料成为主要的措施之一,但CO_(2)强化不同成分组成和粒径的再生骨料研究相对匮乏。在常温、常压条件下,利用非纯浓度约20%的CO_(2)分别与不同成分组成和粒径的再生骨料进行碳化作用,并定量表征CO_(2)强化前后的表观密度、含水率、吸水率和碳化率等参数。结果表明,再生骨料碳化作用后表观密度相对增加,而吸水率和含水率明显降低,与水灰比呈正比;CO_(2)强化再生骨料的碳化率随再生骨料的水灰比增加而增加,但粒径影响更为显著,粒径越小,碳化率越高,碳化效果好。

威远地区五峰组-龙马溪组页岩纹层发育特征及地质意义

为了精细研究海相富有机质页岩纹层组成、结构、构造及地质意义,选取四川盆地威远页岩气田五峰组—龙马溪组页岩为研究对象,对比分析页岩纹层发育特征,定量表征页岩纹层形成的古环境等参数。首先,通过钻井岩心、大薄片鉴定和X射线衍射(XRD),阐述研究区页岩纹层发育的类别;其次,结合氩离子抛光.扫描电镜(SEM),直接观察不同矿物特征;最后,利用高分辨率二维原位X射线荧光光谱(2DXRF)等实验技术,定量分析页岩纹层差异性及其地质意义。研究结果表明:四川盆地威远页岩气田五峰组—龙马溪组一段页岩纹层按组分划分为硅质纹层、钙质纹层、黏土质纹层和有机质纹层4类,主要识别出硅质I+有机质纹层组、钙质+黏土质纹层组和硅质Ⅱ+黏土质纹层组3类纹层组;威远地区页岩纹层和纹层组在纵向上的分布具有明显的分段性,揭示纹层尺度下水体动力条件和氧化还原特征等古环境演化。通过多种技术联用进行页岩纹层发育特征的精细研究,将为页岩油气的勘探开发提供重要的地质理论基础。