鄂西地区陡山沱组页岩储层孔隙特征及影响因素

页岩储层孔隙结构是评价页岩气资源潜力的基础。本文基于有机碳含量、沥青反射率、X射线衍射、场发射扫描电镜(FE-SEM)及低温氮气吸附等方法,探讨鄂西地区震旦系陡山沱组页岩沉积组成、孔隙结构及其控制因素。结果表明:(1)陡山沱组为硅质和钙质页岩,TOC介于3.29%~6%,主要为I型干酪根,处于高-过成熟阶段;(2)陡山沱组页岩有机孔发育程度较低,无机孔提供主要储集空间,包括脆性矿物和黏土矿物的粒间孔、层间孔和部分溶蚀孔,以及少量微裂缝;(3)孔径分布范围为1.1~284nm,总孔体积平均为0.034ml/g,微孔、介孔和大孔体积分别为0.005ml/g、0.023ml/g和0.006ml/g,以介孔为主;(4)陡山沱组页岩TOC与孔体积无明显相关性,表明有机孔对孔体积贡献较小。硅质矿物和黏土矿物含量与页岩孔体积正相关性较好,表明矿物组成是陡山陀组页岩孔隙发育的主要控制因素。鄂西地区陡山沱组页岩具有良好的物质条件、生烃条件和页岩气储集空间,是潜在的页岩气勘探开发层系。

基于微米CT页岩微裂缝表征方法研究

页岩储层中的微裂缝是页岩气的储集空间,也是页岩气运移、散失的重要通道。通过微米CT扫描、场发射扫描电镜(FE-SEM)和岩芯观测等手段,明确了焦石坝地区JYA井龙马溪组页岩微裂缝结构特征,对比了微裂缝在不同条件下(地表或地层)的张开度及其对页岩渗透率的贡献,初步探讨了微裂缝对页岩纳米孔隙保存的影响。结果表明:①基于微米CT可将页岩样品分为基质组分、高密度矿物(如黄铁矿)及裂缝三个部分,其体积比分别为97.88%、0.88%和1.24%;②微裂缝在空间上主要呈孤立状、细长条状或锯齿弯曲状,其长度分布范围为3.4~299μm,以3.4~20μm为主,平均为12.44μm;③微裂缝在地层中的张开度约为2.2~30.33μm,平均为3.97μm,相对于地表张开度(平均为6.24μm)降低了36.38%。尽管这部分微裂缝体积仅占页岩样品总体积的0.7%,却提供了页岩储层中70%以上的渗透率。笔者认为JYA井龙马溪组页岩内部大量发育的网状结构微裂缝是页岩气沿着"孔隙-微裂缝-宏观裂缝"路径发生强烈"解吸-运移-逸散"作用的重要通道,进而导致孔隙因流体压力降低而压缩变形和闭合,不利于纳米孔隙的保存,这对于研究微裂缝在页岩储层中主要为储集空间或逸散通道具有重要的现实意义。

古地貌对断陷盆地沉积体系的控制作用:以青藏高原伦坡拉盆地始新统牛堡组为例

青藏高原的形成是亚洲乃至世界历史上重大的地质事件之一,伦坡拉盆地作为西藏地区唯一发现含工业油流的新生代陆相盆地,研究其成因及演化对西藏地区的油气勘探具有重要的意义。利用二维地震和钻井等资料,阐明了始新世牛堡组沉积时期伦坡拉盆地古地貌特征,揭示了古地貌对于沉积体系的控制作用。牛堡组沉积时期,伦坡拉盆地构造单元可划分为3个:北部逆冲带,中央凹陷带以及南部冲断隆带。断陷盆地发育经历了湖盆形成、扩张和萎缩阶段,对应于牛堡组层序地层划分中的牛一段、牛二段及牛三段。在恢复伦坡拉盆地古地貌的基础上,指出盆地存在断控坡折型和挠曲坡折型两种控制盆地沉积体系分布的地貌,分别位于盆地的南部和东部。在不同地貌的控制下,盆地北部发育冲积扇和湖底扇组合沉积体系,盆地东缘、东南缘以及南缘则发育辫状河三角洲及扇三角洲组合。盆地中部发育浅湖-半深湖沉积,周缘发育滨湖亚相。盆地内的许多微地貌也对盆地内砂体起到了阻挡与疏导的作用,从而控制了众多水道的规模。

基于成像测井的泥页岩裂缝研究:以焦石坝区块为例

富有机质泥页岩裂缝类型及其发育分布特征是影响页岩气聚集与散失的重要因素。基于岩心观测和高分辨微电阻率成像测井(FMI),对焦石坝区块2口关键井(JYA井和JYB井)裂缝发育特征进行了精细标定与定量解释,并在此基础上联合含气性资料简要探讨了裂缝对页岩含气性的影响。研究结果表明,JYA井和JYB井主力层段及下伏地层裂缝差异较小,均以层理缝为主,但上覆盖层具有明显差异。JYA井上覆盖层天然裂缝发育程度较低,以高阻缝为主,高导缝和断层次之,三者的倾角变化范围分别为20.31°~75.83°(平均44.65°)、16.65°~61.17°(平均39.43°)和36.41°。裂缝线密度最高为0.6条/m,其中断层仅为0.025条/m,页岩系统封闭能力较好,压裂投产为高产井。JYB井上覆盖层天然裂缝发育程度较高,且以断层为主,高阻缝和高导缝次之,三者的倾角分别介于13.71°~72.23°(平均37°)、6.9°~78.49°(平均37.9°)和13.53°~61°(平均32°)之间。裂缝线密度高达0.98条/m,其中断层线密度约为0.654条/m,页岩系统封闭能力较差,压裂投产为低产井。裂缝发育类型及其程度决定了不同区块页岩气保存条件与页岩气富集程度。

扬子地区奥陶纪-志留纪过渡期深时火山灰层发育特征及其对富有机质页岩沉积的影响

系统总结扬子地区奥陶纪−志留纪过渡期深时火山灰层的相关研究成果。首先,总结深时火山灰层的鉴定特征并概括了深时火山灰层的时空分布规律;其次,总结深时火山灰层的来源及其年龄;最后,总结深时火山灰对扬子地区富有机质页岩形成的影响。研究结果表明:深时火山灰层具有平面上分布范围广、垂向上分布不均一的特征;垂向上可进一步划分出密集段、稀疏段和零星段,代表了火山活动强度逐渐减弱;深时火山灰层可能来自扬子板块的南北两侧,存在3个潜在的来源:北侧的秦岭古洋壳在华北地块之下向北俯冲和扬子地块南缘地块内的伸展和拆离以及南侧的冈瓦纳大陆碎片向华南地块的西北向俯冲碰撞,这是华南地块复杂构造活动响应证据之一。深时火山灰层的锆石年龄指示了华南地区的构造运动可能与全球其他地区的并不同步,大约推迟了5.4 Ma。此外,火山灰可能通过提高古海洋生产力和营造有利保存环境2个方面来促进富有机质页岩的沉积,但对此仍存在一定的争议。为解决争议,建议今后从微观分析和定量研究2个方向开展研究。

上扬子地区五峰组-龙马溪组主要地质事件及岩相沉积响应

上扬子地区广泛发育上奥陶统五峰组和下志留统龙马溪组富有机质页岩,前人研究较少涉及其岩相类型和沉积过程对主要地质事件的响应.细粒沉积物高精度层序地层学研究表明,晚奥陶世至龙一段充填沉积期,经历了3次大的地质事件,形成了2个三级层序(五峰组层序Sq1和龙一段层序Sq2)、12个准层序组和13个笔石带.在生物地层约束的等时格架中,识别出火山喷发事件形成的富碳、富有机硅的硅质页岩相,底流侵入事件及陆源输入浊流事件沉积的贫碳、贫有机硅的混合质页岩相和泥质页岩相,建立了五峰组-龙马溪组富有机质页岩的成因模式,该套页岩主要为该时期的火山喷发(包括冰期和生物绝灭)、底流侵入和陆源输入等地质事件导致的古气候、古海洋等各要素协同作用的结果.

基于灰色关联的页岩储层含气性综合评价因子及应用——以四川盆地焦石坝区块为例

准确评价页岩储层含气性特征是实现页岩气井科学化管理、提高页岩气勘探开发效果的重要前提.基于灰色关联理论和焦石坝区块实际地质情况,筛选出实测含气量、含气饱和度、气测显示(气测全烃和气测含烃式甲烷)、孔隙度、总有机碳(TOC)和脆性矿物含量(石英+长石)等7个评价指标,对研究区7口关键井含气性特征进行综合分析.结果显示:①根据灰色关联理论可以定量计算各评价指标相关性和权重系数,获取含气性综合评价因子,实现地质和工程多因素联合表征页岩含气性;②基于综合评价因子差异,可以将页岩储层划分为3种类型,其中Ⅰ类储层评价因子大于0.8,页岩含气性较好,压裂投产为高产井(无阻流量为20×10^4 m^3/d以上);Ⅱ类储层评价因子介于0.6~0.8之间,页岩含气性中等,压裂投产为中产井[无阻流量介于(5~20)×10^4 m^3/d之间];Ⅲ类储层评价因子小于0.6,页岩含气性较差,压裂投产为低产井(无阻流量在5×10^4 m^3/d以下).结论认为,利用综合评价因子预测页岩含气性结果与压裂投产试井产能对应关系较好,对分析和预测页岩气井产能效益具有一定指示作用.

纳米CT页岩孔隙结构表征方法——以JY-1井为例

分析富有机质页岩的纳米孔隙结构是评价页岩储集性能和页岩气资源勘探开发潜力的基础。利用纳米CT及三维重构技术评价四川盆地焦石坝地区下志留统龙马溪组页岩的孔隙特征及连通性,结果表明:(1)纳米CT可以展现页岩孔隙的三维空间结构,结合其他实验方法更有利于表征页岩的孔隙特征;(2)基于纳米CT可将焦石坝页岩样品的组分分为基质矿物、有机质、孔隙和高密度矿物(如黄铁矿),其体积比分别为89.20%、6.22%、2.71%和1.87%;(3)焦石坝页岩的孔径分布范围为79~4700nm,以100~500nm为主,包括有机孔隙和无机孔隙;(4)焦石坝页岩孔隙的非均质性较强,总体具有较好的连通性,以Ⅲ级连通域为主。