储层精细评价潜在关键关联指标:页岩沉积构造及其量化问题研究评述

页岩储层粒度细小,其物质组分与物性特征在多个尺度上受到沉积构造的控制影响。为总结储层精细评价潜在关键关联指标,对页岩沉积构造及其量化问题的研究进展进行分析,通过文献梳理、文献分析及专家访谈等方式,提炼出页岩储层沉积构造研究的部分代表性问题及趋势。结果表明:沉积构造是页岩储层联系物质组分及其分异特征、储层纳米孔隙系统、物性与含气性、储层力学性质与改造潜力的关键指标,其在储层演化中对岩石结构、孔渗物性以及油气赋存的影响构成优质储层成藏机理的一部分。逐步开展了沉积构造成因、分类、物质组分、非均质性、物性、力学结构、孔隙载体、工程性质和改造技术等特征及影响机理的研究,但在量化研究、机理深化以及指导应用实践等方面还需进一步深化研究。页岩储层沉积构造研究的潜在研究方向包括量化沉积构造及其跨尺度影响物性与含气性的机理、结合深层页岩地质条件、应用新技术与新方法、结合储层演化及成藏机理的沉积构造研究等方面,为页岩气地质研究人员提供参考。

深层页岩高分辨率层序地层控制的非均质性特征及其与含气性的关系——以渝西地区Z203井为例

非均质性是页岩储层的一项固有性质,是构成页岩储层精细评价、精准预测的重要影响因素。该研究以渝西地区上奥陶—下志留统五峰组—龙一1亚段页岩储层为例,综合测井、钻井岩心编录、薄片观察、有机碳测试及X衍射矿物测试等数据,在建立目标钻孔页岩高分辨率地层层序格架的基础上,表征该套页岩在有机质丰度和矿物组分等方面的非均质性特征,并探讨层序格架控制下的非均质性特征与页岩含气性的关系。研究结果表明:Z203井五峰组—龙一1亚段页岩可以识别出1个长期旋回对应的三级层序(SQ1),3个中期旋回(A-C);Z203井页岩的五峰组—龙一1亚段的矿物组分、TOC及含气性在纵向上表现出较强的非均质性,Z203井页岩中的TOC、石英和白云石含量在垂向上呈现递减的趋势,黏土矿物和长石向上呈逐渐增加的趋势。含气量整体呈现向上递减趋势。A旋回时期的石英、TOC及含气量明显高于B-C旋回时期,C旋回时期黏土矿物含量最高;在沉积演化过程中非均质性通过控制页岩储层的原始物质(物质成分)进而控制页岩储层特征最后影响储层的含气性。剖析非均质性对含气性的控制机理,可以为页岩气资源评价及预测提供科学依据。

下扬子地区大隆组页岩孔隙发育特征及主控因素

为了研究下扬子地区二叠系大隆组页岩孔隙结构特征,联合扫描电镜、高压压汞、N_(2)/CO_(2)气体吸附实验手段对页岩储层孔隙结构进行了研究。结果表明,研究区二叠系大隆组页岩孔隙类型以有机质孔、粒间孔、粒内孔、溶蚀孔和微裂缝为主;孔隙结构为多峰态-多尺度孔隙并存,微孔-介孔-宏孔都有发育,各个尺度的孔隙对孔容都有所贡献,其中以0.75~1.5 nm的微孔、10~35 nm的介孔及大于100 nm的宏孔为主。通过拟合孔体积、比表面积与埋深、有机碳(TOC)、成熟度(R_(O))以及矿物含量的相关性发现,微孔表面积与埋深、TOC呈正相关;微介孔体积和表面积均与R_(O)呈负相关;宏孔体积与埋深、TOC、黏土矿物含量呈负相关,与R_(O)呈较正相关;宏孔表面积与埋深成正比,与R_(O)成反比。研究结果说明下扬子地区大隆组页岩孔隙发育主要受控于埋深、TOC、R_(O)、黏土矿物含量等因素。

鄂尔多斯地区晚古生代沉积体系及古地理演化

采用新的地层划分方案，在野外露头、钻井剖面的综合研究和室内编图基础上，提出陆表海碳酸盐台地—碎屑堡岛—浅水三角洲复合沉积体系是鄂尔多斯地区晚古生代重要的古地理格局。受区域构造背景影响，晚古生代盆地充填经历了裂陷海湾和陆表海浅陷共存、统一陆表海、近海内陆坳陷和内陆湖盆四个阶段，区域古地理格局由陆表海碳酸盐台地—碎屑堡岛—浅水三角洲复合体系沉积演变为三角洲—河流体系沉积，最终被河流—湖泊体系沉积取代。砂质储集体发育受控于沉积环境，主要展布在中、北部地区，以河流、三角洲砂体为主。

四川地区早志留世岩相古地理

四川地区早志留世沉积岩系形成于晚奥陶世—早志留世的前陆盆地演化阶段。早志留世龙马溪期主要为局限的深水陆棚环境。小河坝期表现为浅水陆棚的扩展和深水陆棚的萎缩 ,沉积分异作用加剧 ,呈现出碳酸盐台地、浅水陆棚、深水陆棚共存的古地理格局。韩家店期主要为潮坪 -浅水陆棚沉积。早志留世四川地区表现为沉积盆地充填变浅和海退式的演化趋势 ,具多物源的混合型陆棚沉积性质 ,沉积体系展布和沉积演化主要受包括黔中古隆起在内的前陆隆起带的NW方向扩展作用控制。有利储集体的发育主要取决于沉积环境 ,浅海砂坝和碳酸盐台地边缘相是有利的储集相带 ,如川东地区的“小河坝砂岩”

松辽盆地王府凹陷的沉积充填及生储盖组合

通过岩芯观察、测井分析 ,研究了王府凹陷沉积环境及充填层序 .结果表明 ,王府凹陷中生代经历了裂陷期和凹陷期两个充填阶段 ,裂陷期包括 2个充填层序 ,主要发育冲积扇、扇三角洲、湖泊沉积组合 ;凹陷期包括 3个充填层序 ,以河流和湖泊沉积为主 .王府凹陷发育良好的生储盖组合 ,青山口组、嫩江组半深湖 -深湖相暗色泥岩丰富 ,构成主要烃源岩 ;储集层以泉头组河道砂体和营城组扇三角洲砂体为主 ,烃源岩及储层发育和展布受沉积环境及充填层序控制 .

晋中北山西组浅水三角洲沉积特征及聚煤作用

通过野外和室内综合研究，本文认为晋中北晚古生代山西组是以河控作用为主、兼受潮汐作用改造的浅水三角洲沉积，并总结了浅水三角洲的沉积特点。聚煤作用主要发生在上三角洲平原泛滥盆地、下三角洲平原分流间湾充填变浅、废弃三角洲朵叶各部位发展起来的泥炭沼泽环境。

细粒沉积物及其古地理研究进展与展望

细粒沉积物特征及其古地理研究对含油气细粒沉积物的勘探开发、评价预测、工程技术设计等意义重大。近年来,细粒沉积物,尤其是含油气细粒沉积物研究的快速发展,带来了一系列新的研究领域。在讨论细粒沉积物的定义、分类与特征的基础上,通过分析细粒沉积的文献知识群,获取细粒沉积物、页岩研究等结构、热点与发展方向。国际上细粒沉积物研究主要关注微结构和成因机制,近年来主要在具有油气意义的特殊细粒沉积物——页岩研究方面取得关键进展,对页岩的研究过程可以分为以页岩表征为代表的主知识网络和以页岩气赋存、运移等构成的延伸知识网络。细粒沉积物古地理恢复方法丰富,适用性存在差异,但量化、多因素综合、数据集成与深度挖掘、人工智能化将是细粒沉积古地理恢复方法的方向。在含油气细粒沉积物的优选评价方面,需要对沉积物本身特征与控制影响因素展开精细研究,进而延伸出"更宏观"与"更微观"2个主要发展方向。

陕甘宁地区晚古生代沉积体系

陕甘宁地区位于华北地台西部 ,处于东西构造域的交接部位 ,是我国重要的含煤、油气区之一。受不同构造背景、海平面升降、沉积物供给等影响 ,其晚古生代沉积体系类型多样。通过对露头、岩心、测井响应及编图等分析研究 ,区分出了碳酸盐台地、障壁岛 -潟湖潮坪、潮道 -潟湖潮坪、河控三角洲、扇三角洲、河流、冲积扇、湖泊等沉积类型 ,阐明了各自的沉积特征。晚古生代沉积体系展布、充填演化与南北两侧的兴蒙海槽和秦祁海槽的构造活动密切相关 :晚石炭世西缘拗拉槽重新复活 ,形成以潮道 -潟湖潮坪沉积为主的海湾充填 ,充填受基底和盆缘断裂控制 ;早二叠世东西部海水汇合 ,本区统一于华北陆表海中 ,形成碳酸盐台地、障壁岛、浅水三角洲交互的含煤沉积 ;中二叠世至晚二叠世早期陆表海萎缩 ,本区演变为近海内陆坳陷充填 ,形成冲积扇、河流、三角洲、湖泊沉积 ;晚二叠世晚期陆表海消亡 ,本区转化为内陆坳陷 ,形成以湖泊沉积为主的河湖充填。砂储层发育取决于沉积环境 ,空间展布受控于古构造机制。

鄂尔多斯地区晚古生代的海侵

陆表海具有多旋回幕式海侵和慢速海退的特点．依据新的地层划分方案和含蜓地层的研究成果，通过对鄂尔多斯地区晚古生代地层中海相层的追索对比，指出晚石炭世早期西部的祁连海和东面的华北海互不连通，晚石炭世晚期沿北侧汇合；早二叠世形成统一陆表海；中二叠世至晚二叠世早期沉积盆地为一近海内陆坳陷，间或受到海泛作用影响；晚石炭世可能与北侧兴蒙海槽局部连通；海侵作用受控于区域构造活动和海平面升降．

平沟矿区山西组潮控三角洲—河流沉积及聚煤特点

通过野外和室内研究，提出山西组形成于河流—潮控三角洲环境。河流沉积包括辫状曲流河和高弯度曲流河。潮控三角洲以潮汐沉积发育为标志，潮汐沙坝、潮河道构成其沉积骨架，揭示了沉积期仍受海水内泛影响。煤聚积发生在河道岸后边缘沼泽环境、废弃潮汐沙坝上发育起来的潮坪环境及分流间湾充填变浅形成的泥炭沼泽环境。总结了不同沉积环境的聚煤特点。

海南岛万宁小海的障壁海岸沉积

对万宁小海障壁海岸进行了野外考察和室内研究．从沉积物的成分、结构、沉积构造等方面阐述了障壁沙坝、泻湖和潮坪、潮道及潮汐三角洲的沉积特征，认为小海障壁海岸具海退型沉积层序，潮道侧向迁移是入潮口附近重要的动力学机制，障壁沙坝、潮道、潮汐三角洲砂体通过潮道侧向迁移在时空上共生、连片分布．小海障壁海岸发育主要取决于海平面的相对下降和中低潮差，并与海岸地形、风浪作用、沉积物供给有关．

四川盆地志留系层序地层及有利储集层分布

四川盆地志留系在加里东运动抬升剥蚀中仅残留下统地层,文章旨在研究其层序特征,指出有利勘探区。应用层序地层学方法,识别志留系进行层序界面,划分划分出5个层序、10个体系域,建立等时地层格架,分析储集层展布规律。志留系层序由加积—退积的准层序组构成海侵体系和加积—进积的准层序组构成的高位体系域组成。储集岩有滨岸砂坝相的砂质岩和生物礁及生物浅滩碳酸盐岩,川东以“小河坝砂岩”碎屑岩储集层为主;川南以生物礁及生物浅滩灰岩储集层为主。

渝东南下志留统龙马溪组页岩储集层成岩作用及其对孔隙发育的影响

以重庆綦江、南川和涪陵地区的下志留统龙马溪组下部页岩样品为例,通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜、TOC测试、RO测试、高压压汞和低温氮吸附等手段,对研究区龙马溪组下部页岩储集层的矿物成分、有机组分、孔隙特征及成岩作用进行研究。实验结果表明,龙马溪组页岩成岩作用类型主要包括机械压实作用、化学压实作用、溶蚀作用、交代作用、破裂作用及矿物转化等,演化阶段介于晚成岩作用与极低级变质作用之间;成岩作用对页岩储集层的孔渗特征、孔隙成因类型、非均质性和形貌特征均有显著影响。对成岩作用与孔隙演化进行了匹配,认为机械/化学压实作用、溶蚀作用及过程中的有机生烃、矿物转化对孔隙发育影响最为显著,并将储集层成岩作用划分为溶蚀作用等建设性成岩作用与压实作用等破坏性成岩作用。

基于低温氮吸附实验的页岩储层孔隙分形特征

为研究页岩储层孔隙结构特征,以重庆南川三泉剖面泉浅1井、綦江观音桥剖面、涪陵B井和石柱打风坳剖面等龙马溪组页岩储层样品为例,通过低温氮吸附实验数据建立FHH分形模型,讨论分形维数与孔隙结构参数、TOC质量分数的相互关系.结果表明：样品孔隙以微孔为主,孔径分布集中在40nm以下,具有明显的分形特征,分形维数介于2.760~2.850之间,相关因数大多超过0.99,反映复杂的孔隙结构与较强的非均质性;部分样品显示明显的双重分形特征,以甲烷分子自由程为界可将纳米孔分为渗透孔隙和吸附孔隙,吸附孔隙阶段分形维数变化范围在2.881~2.917之间,渗透孔隙阶段分形维数变化范围在2.791~2.823之间;孔隙体积和平均孔径与分形维数具有负相关性,BET比表面积与分形维数呈明显的正相关关系,即平均孔径越小、孔隙体积越小、BET比表面积越大,分形维数越接近于3;TOC质量分数也与分形维数呈明显的正相关关系,是分形维数的重要影响因素.通过分形维数可以定量评价储层孔隙的复杂程度和非均质程度,为储层评价和页岩气在纳米孔隙中的赋存和运移机理研究提供思路.

川东南—黔北地区龙马溪组沉积环境及对烃源岩的影响

川东南—黔北地区下志留统龙马溪组发育富含有机质泥页岩,是华南地区海相地层中的优质烃源岩之一,且分布广泛,厚度大,是有利的页岩气勘探区。通过研究区30条野外露头剖面和12口钻井的资料分析,结合岩性、元素地球化学、测井地球物理及古生物等相标志研究,对川东南—黔北地区下志留统龙马溪组沉积环境、沉积演化及其对烃源岩的影响进行了研究,在川东南—黔北地区龙马溪组识别出泥质深水陆棚、泥质浅水陆棚、砂泥质浅水陆棚、砂质浅水陆棚、灰泥质浅水陆棚、灰质浅水陆棚、浊流沉积、台地边缘浅滩-生物礁浊流等8种沉积类型,其中泥质深水陆棚是龙马溪组烃源岩形成的主要沉积环境。通过对沉积环境的研究,认为龙马溪组底部缺氧的滞留环境和缓慢的沉积速率是龙马溪组优质烃源岩发育的主要因素。研究为区内页岩气勘探开发提供有力保障。

基于压汞、氮气吸附与FE-SEM的无烟煤微纳米孔特征

煤微纳米孔隙结构特征是揭示煤层气体赋存富集机理与扩散运移规律的基础。以阳泉矿区新景矿样品为例,利用氩离子抛光-场发射扫描电镜对纳米级孔隙形貌直观观测,结合低温氮吸附实验、高压压汞实验对微孔隙结构进行定量表征,以研究无烟煤微纳米级孔隙的发育特征。结果表明:煤储层纳米孔广泛发育,形貌特征复杂,类型包括植物细胞结构残余孔、镜质体基质气孔、有机显微组分间孔、黏土矿物孔隙、石英粒内孔、组分间孔、微裂隙等,与微米级孔隙共同构成完整的煤孔隙系统;煤样孔隙主体处于纳米量级,平均孔径约为39.31 nm,80%以上储集空间分布于100 nm以下,集中在10~40 nm;纳米孔分形维数介于2.72~2.90,显示较强的非均质性。储集空间的定量表征显示储层纳米级孔隙极为发育,炭质纳米孔是纳米孔中绝对优势的发育类型,微米级孔隙有一定发育程度,微裂隙发育较差。这样的孔隙结构特征是造成无烟煤吸附能力强而渗透能力较差的重要原因。

鄂尔多斯盆地南部二叠系山西组及下石盒子组盒8段沉积相

鄂尔多斯盆地南部指环县—延安—蒲县以南、西安以北地区,其山西组和下石盒子组盒8段是重要含气层。通过古水流方向、超稳定重矿物含量和长石含量分析以及古水系恢复,认为山西期和下石盒子期的鄂尔多斯盆地南部发育6个古水系,对应于6个长石含量分区和6个沉积相区。分别为石板沟—环县分区,平凉分区,淳化—耀县分区,韩城—澄城分区,大宁—Pul井分区和华池—永宁分区。在此基础上重点分析了沉积相分布规律,认为山2期发育小型三角洲沉积,主要分布在西南部平凉、南部淳化—耀县和韩城—澄城一带:山1期三角洲沉积分布范围比山2期明显扩大,北部延安—大宁发育三角洲前缘,湖泊相分布范围缩小。盒8期主要发育辫状河三角洲相,分布范围十分广泛,湖泊仅分布在镇原—环县—华池—正宁一带和大宁—Jil井一线。实践证明有效地区分不同的古水系,有利于沉积相带展布规律的预测。

鄂尔多斯盆地陇东地区长7段致密油储层可动流体赋存特征及影响因素

鄂尔多斯盆地陇东地区致密油储层主要分布在延长组长7段。通过长7段致密砂岩样品的核磁共振测试和场发射扫描电镜分析,对致密油储层可动流体赋存特征及影响因素进行了研究。结果表明：致密油砂岩岩心的最佳离心力为1.448 MPa;核磁共振T2谱截止值分布范围较宽,平均为20.64ms;可动流体饱和度低,平均为40.27%,主要被0.05~1.00μm的喉道所控制,且喉道在0.10~0.50μm区间时,致密油岩样可动流体饱和度最高、下降速度最快。整体上,可动流体饱和度与物性呈现出一定的正相关性,且在长71段,储层物性相对较好,可动流体饱和度较高。微裂缝发育程度、溶蚀孔隙、黏土矿物和石英颗粒充填孔隙等储层微观孔隙结构特征是可动流体的主要影响因素。其中,微裂缝、溶蚀孔隙的发育在一定程度上提高了储层可动流体饱和度;而黏土矿物及石英颗粒充填孔隙则导致储层可动流体饱和度的降低。关于长7段储层可动流体赋存特征的认识对鄂尔多斯盆地致密油资源开发具有一定的指导意义。