深层页岩纳米孔隙中气水微观动用机理

深层页岩气已成为我国天然气产量增长最现实的领域之一。已有研究结果证实深层页岩纳米孔隙发育,但页岩储层在高温高压含水条件下气水的动用复杂程度加剧。传统页岩岩心尺度的解吸和驱替实验成本高、周期长,难以解析纳米孔隙中气水在深层储层条件下的微观动用机理。为此,基于分子模拟方法,在考虑气水质量扩散传递的基础上,提出了1套页岩气水动用模拟方法,并模拟了深层页岩双重介质复合纳米孔隙中的甲烷和水分在2种不同模式下的动用机理,并量化了甲烷吸附气、溶解气和自由气,揭示了孔隙水和甲烷不同赋存状态的微观动用机理。研究结果表明:①页岩中伊利石对甲烷的亲和性强于干酪根,伊利石亲水性远大于干酪根;②2种动用模式下,伊利石中赋存的水分基本不发生动用,干酪根表面水分团簇可发生动用;③双重介质复合纳米孔隙中,甲烷的自由气动用率最大,溶解气和吸附气动用率较低,是后期页岩气储量挖潜的重要潜在资源。结论认为,深层页岩纳米孔隙中气水的微观动用理论研究对深层页岩气可采储量评估、产能评价和提高采收率等方面具有重要理论意义。

四川盆地天宫堂地区下志留统龙马溪组天然裂缝特征及形成期次

四川盆地西南缘下志留统龙马溪组页岩气储量巨大,裂缝发育特征与形成期次对页岩气富集及产能具有重要影响。以天宫堂地区龙马溪组为研究对象,采用岩心分析、FMI成像测井、岩石声发射实验、裂缝充填物碳氧同位素测试、包裹体均一温度测试和埋藏—热演化史分析等分析技术和综合地质方法,研究页岩中天然裂缝的发育特征和形成时期。结果显示,研究区龙马溪组天然裂缝以构造成因的直立缝与低角度缝共同发育为特征,岩心裂缝具有发育程度高、延伸短、充填程度高等特征。成像测井裂缝倾角比对、岩心裂缝交切关系、裂缝充填物流体包裹体测试及岩石声发射实验等结果表明,天宫堂地区龙马溪组裂缝形成与3期构造运动有关。结合埋藏—热演化史分析可证实:第一期为NW向、NNE向平面剪切缝和NEE向剖面剪切缝,形成于燕山中期—晚期(130~62 Ma),构造应力方位为近SN向(345°±5°),包裹体均一温度为185~206℃;第二期为NE向、NWW向平面剪切缝和NNW向剖面剪切缝,形成于燕山晚期—喜马拉雅中期(62~34 Ma),构造应力方位为EW向(80°±5°),包裹体均一温度为165~184℃;第三期为近SN向、NEE向平面剪切缝和NE向剖面剪切缝,形成于喜马拉雅中期—现今(34 Ma至今),构造应力方位为近NW向(315°±5°),包裹体均一温度为125~162℃。结合地质力学背景,建立了天宫堂地区龙马溪组3期构造裂缝演化模式。

川南地区上奥陶统—下志留统五峰组—龙马溪组快速海进页岩特征及有机质分布

快速海进页岩的特征及形成机理是细粒储层地质学研究的重点之一。地震层位追踪、连井地层对比、X衍射全岩分析、总有机碳测试和场发射扫描电镜分析表明,川南地区五峰组—龙马溪组快速海进页岩位于龙马溪组最底部,对应于笔石带LM1。该页岩石英平均含量49.3%(其中黏土级石英含量85%),方解石平均含量10.5%,白云石平均含量8.4%,黏土矿物平均含量23.4%。向盆地方向,石英含量增加,黏土矿物含量降低。快速海进页岩形成于相对海平面快速上升阶段,页岩厚度0.5~2.8 m,由盆地边缘向盆地中心逐渐增厚。页岩平均TOC含量5.4%,由盆缘向盆地中心逐渐降低,纵向TOC含量剖面呈现4种叠置样式。该套页岩的矿物组成和厚度分布与沉积时期的快速海进、生物及火山作用密切相关。快速海进导致陆源供给减少,故页岩厚度较小;生物及火山作用导致页岩以微晶石英为主,盆地中心厚度较大。该套页岩的高TOC含量与水体缺氧、低沉降速率和高初级生产力有关。水体缺氧导致有机质保存能力增强,低沉积速率可减弱有机质的稀释,而初级生产力高可增加有机质的供给。该套页岩TOC含量平面变化及叠置样式与水深有关。随着水深增加,有机质沉降过程中的降解和再循环增加,故TOC含量降低。同时,随着水深增加,沉积物可容空间增大,从而形成不同的TOC含量叠置样式。

海相含气页岩水平层理类型、成因及其页岩气意义——以川南地区古生界五峰组-龙马溪组为例

页岩发育多种成因类型水平层理,不同类型水平层理渗透性存在差异。综合岩心观察、大薄片全直径成像和氩离子抛光片扫描电镜分析发现,川南地区古生界五峰组-龙马溪组含气页岩发育递变型、砂-泥递变型、砂-泥互层型和书页型4种水平层理。递变型水平层理由多个粉砂层水平叠置而成,粉砂和泥混杂堆积,粒序发育。砂-泥递变型水平层理中粉砂纹层和泥纹层水平互层,粉砂纹层呈颗粒支撑结构,整体正递变,其底部为突变界面,顶部与上覆泥纹层渐变接触。砂-泥互层型水平层理由粉砂纹层和泥纹层水平互层构成,层和纹层界面均突变接触,粒序不发育。书页型水平层理由极薄层状泥纹层构成,发育微弱的正粒序。4种水平层理具有不同的成因机制。递变型和砂-泥递变型水平层理均为相对低能的泥质浊流成因,递变型水平层理形成的水动力更弱;砂-泥互层型水平层理为陆棚相等深流成因;书页型水平层理为远洋悬浮沉降成因。水平层理类型直接影响页岩渗透性。书页型水平层理页岩富含有机质和有机孔,页岩渗透性最好;砂-泥互层型水平层理页岩颗粒分选性较好,页岩渗透性次之;递变型和砂-泥递变型水平层理页岩颗粒分选性差、有机质含量低,渗透性最差。

川东南泸州地区多滑脱层构造特征及变形机制

近年来川东南地区页岩气勘探开发逐步向深层领域拓展,尤其是泸州地区显示出3500 m以深页岩气勘探开发的巨大潜力。为了进一步明确泸州地区构造特征及变形机制,依据地震资料对该地区进行了构造解析,采用离散元数值模拟探究了其构造变形的主控因素,恢复了泸州地区中新生代构造演化过程。研究表明:多滑脱层和区域构造挤压是泸州地区构造变形的主要控制因素。受膏盐岩影响,泸州地区发育低陡的盖层滑脱构造,垂向分层明显,形成断展褶皱、滑脱褶皱和滑脱层间隐伏褶皱、双重构造等复合的构造。该区域构造变形主要受下寒武统膏盐岩滑脱作用控制,膏盐岩和页岩滑脱层协调变形向低陡背斜核部聚集。燕山晚期以来,泸州地区多滑脱层沉积伴随区域挤压,发育盖层滑脱的隔档式褶皱;喜山期褶皱带再次隆生,原有的断层和剪切带位移量增大,滑脱层间形成一系列次生断层和隐伏褶皱。背斜处油气藏容易受到破坏,向斜处是页岩气勘探的有利地区,其中对冲型向斜结构相对简单,内部应力相对稳定。

四川盆地南部地区志留系龙马溪组页岩基质孔隙水赋存规律

已有的页岩气勘探开发实践揭示,页岩储层中孔隙水的赋存特征对于页岩气勘探开发具有重要意义。为了解决页岩储层中孔隙水赋存特征及主控因素认识不清楚的问题,以四川盆地南部(以下简称川南)富顺地区志留系龙马溪组页岩为研究对象,采用分子模拟技术结合离心—核磁共振实验研究了页岩储层中孔隙水的赋存特征,并利用X射线衍射、大面积高分辨率背散射成像、扫描电镜矿物定量评价等技术对页岩矿物成分和孔隙结构进行分析。研究结果表明:(1)研究区龙马溪组页岩储层中孔隙水含量介于8.05~18.43 mg/g,平均10.97 mg/g,其存在吸附态和游离态2种赋存相态,吸附态水的优势赋存孔径约2~5 nm,游离态水的优势赋存孔径介于5~10 nm,大于20 nm孔径的页岩储层孔隙内几乎无水赋存;(2)页岩有机质演化过程中的生烃排水作用使得有机孔内几乎不含有孔隙水,仅有微量孔隙水附着于部分干酪根的含氧官能团表面,伊利石为主的黏土矿物颗粒内发育的无机孔表面具有较强的亲水性,成为页岩储层中孔隙水赋存的主要场所;(3)伊利石含量过高导致页岩储层中孔隙水含量偏高,占据气体赋存空间,不利于气体富集,而气体产出过程运移至吸附水赋存的1.4 nm以下孔隙时,由于毛细管力作用造成气体运移需要更大的突破压力,导致气体难以排出。结论认为,页岩储层中孔隙水微观赋存特征及页岩组构对孔隙水赋存的控制作用研究,将有助于四川盆地页岩气高效开发,为中国页岩气的高质量发展奠定了坚实的理论基础。

多元非线性矿物解释模型在页岩分析中的应用

该研究以泸州地区五峰组—龙马溪组已钻井的测井资料、岩心测试数据和全岩衍射数据为基础,通过数据集人工智能训练、多参数优选和多元非线性拟合,探讨了计算矿物体积分数的敏感参数,利用常规测井GR,KTH,CNL,AC,DEN等5种数据建立了伊利石、石英、方解石和黄铁矿等矿物体积分数的预测解释模型。其中:伊利石与方解石体积分数与KTH,DEN,CNL相关性强;石英体积分数与CNL,KTH,AC相关性强;黄铁矿体积分数与GR,CNL,AC相关性强。对比发现,利用多元非线性矿物解释模型解释的伊利石、方解石、石英和黄铁矿等4种矿物体积分数与元素测井矿物体积分数吻合度好,标准偏差和残差均小于10%。在该模型基础上进行岩性的识别,可以解决深水陆棚沉积储层复杂岩相划分的问题,为识别沉积微相储层划分提供了快捷高效的方法,对于页岩气开发具有重要意义。

泸州区块深层页岩气富集高产主控因素

要实现深层页岩气的规模效益开发,明确其富集高产主控因素至关重要。为此,以四川盆地川南地区泸州区块上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩为研究对象,基于地震、钻井、测井及岩心分析化验资料,深入研究该页岩气区块的构造特征、沉积特征、储层特征及可压性,并结合气井生产动态分析页岩气井高产的主控因素。研究结果表明:①泸州区块龙一1亚段在纵向上存在着两套Ⅰ类储层,一套为储层厚度介于10~20 m的龙一11-3小层,另一套为储层厚度介于3~10 m的龙一14小层,且两套储层的含气饱和度、总含气量和脆性矿物含量都高;②Ⅰ类储层厚度越大、其水平井段钻遇的长度越长,气井初期产量就越高,在Ⅰ类储层钻遇长度相同的情况下,泸州区块气井的测试产量较长宁、威远区块高出10%~25%;③深水陆棚沉积中心控制了泸州区块优质页岩的展布,在低陡构造及异常高压背景下,高角度天然裂缝发育有利于游离气的聚集,且该区块脆性矿物含量高,人工压裂后易形成复杂缝网,从而使该区块页岩气井易获得高产。结论认为,位于深水陆棚沉积中心、在异常高压背景下发育高角度天然裂缝的低陡构造有利于页岩气的富集高产。

页岩气水平井生产规律

随着我国页岩气开发工作的逐步深入和开发规模的不断加大,适时开展气井生产数据分析、评价已投产井生产规律是评价阶段开发效果和制订下一步开发部署的依据和保障。为此,通过分析北美地区6个页岩气开发区块和我国国家级页岩气示范区长宁—威远区块、昭通区块的页岩气水平井生产数据,采用双曲—指数混合递减模型建立不同区块的归一化产量递减曲线,探讨了页岩气井初始产量的变化趋势和产量递减规律,并建立了页岩气水平井估算最终开采量(EUR)的快速评价方法。研究结果表明:①在开发初期页岩气水平井平均初始产量均呈现逐年上升的趋势,而初始产量分布则存在着差异,而后,气井平均初始产量变化呈平台式,后期则呈逐年下降的趋势;②双曲—指数递减模型应用于中国和北美地区页岩气水平井的产量递减分析具有较好的适应性,同一区块不同批次的气井产量递减规律相似;③长宁区块前3年产量递减比例依次为55%、38%和33%,与北美地区Fayetteville区块接近,威远区块生产初期产量递减比例依次为63%、46%和37%,明显高于北美地区5个区块;④气井EUR与第1年累计产气量(Q1)正相关,一般为Q1的2~5倍,Woodford区块气井EUR/Q1最高,长宁区块与Barnett、Eagle Ford、Fayetteville和Haynesville区块相当,而威远区块则相对较低。

川南地区下古生界五峰组-龙马溪组含气页岩岩心裂缝特征及其页岩气意义

裂缝直接影响页岩储层特性和页岩气井单井测试产量。通过岩心和露头宏观裂缝描述、偏光显微镜和场发射扫描电镜微裂缝观察发现,川南地区五峰组-龙马溪组含气页岩宏观裂缝和微裂缝发育,可划分为顺层缝和非顺层缝。宏观裂缝中,顺层缝主要为页理缝和层间滑移缝,非顺层缝主要为斜交缝和垂直缝。微裂缝中,顺层缝主要为页理缝,非顺层主要为生烃增压缝、成岩收缩缝和溶蚀缝。含气页岩的裂缝以顺层缝为主,75%的宏观裂缝和87%的微裂缝均为顺层缝。裂缝密度和分布受埋深控制,埋深大于3500 m地区裂缝集中发育于龙一^(1(1-3))小层,而埋深小于3500 m地区裂缝集中发育于龙一^(1(1))小层。且随着埋深增加,宏观裂缝和微裂缝的密度均增大,部分井中埋深大于3500 m含气页岩井宏观裂缝密度是其他埋深小于3500 m同层含气页岩的10倍。页岩有机碳含量和层理类型也影响含气页岩的裂缝密度,高总有机碳含量的条带状粉砂型和砂-泥递变型水平层理页岩裂缝密度最大。裂缝发育有利于优质页岩段形成,埋深小于3500 m地区优质页岩段主要发育于龙一^(1(1))小层;埋深大于3500 m地区优质页岩段发育于龙一^(1(1-3))小层,部分井龙一~2亚段底部由于成岩收缩缝发育,也成为优质页岩段。

川南地区百亿立方米页岩气产能建设地质工程一体化关键技术

四川盆地南部地区下志留统龙马溪组页岩气资源丰富,但地质、工程条件复杂,页岩气规模效益开发面临着严峻的挑战。为了解决川南地区页岩气"部署设计难度大、优质储层钻遇率提高难度大、复杂缝网形成难度大、单井产量和单井估算最终采收量(EUR)提高难度大"等问题,通过系统梳理和总结10余年的页岩气勘探开发成果,形成了适用于该区的页岩气地质工程一体化高产井培育方法,并开展了现场试验和推广应用。研究结果表明:①所形成的三维地质建模、三维地质力学建模、复杂缝网模拟和产能数值模拟等4项关键技术,为该区页岩气井全生命周期的方案设计、现场实施、实时调整提供了重要的决策依据和指导,有效提高了页岩气单井产量和EUR;②实施地质工程一体化高产井培育方法,可以大幅度提高长宁—威远国家级页岩气示范区页岩气单井产量,其中长宁区块井均测试日产量由10.9×10^4m^3提高到26.3×10^4m^3、最高测试日产量达到62×10^4m^3,威远区块井均测试日产量由11.6×10^4m^3提高到23.9×10^4m^3、最高测试日产量达到71×10^4m^3;③推广应用地质工程一体化高产井培育方法,可以实现高产井的"复制",培育了一批EUR超过1.5×10^8m^3、部分超过2×10^8m^3的高产井,其中泸州区块4口深层页岩气井,井均EUR达1.98×10^8m^3。结论认为,所形成的地质工程一体化页岩气高产井培育方法,是破解页岩气规模效益开发难题的有效措施,可以为国内外非常规油气藏的规模效益开发提供借鉴。

牦牛p38MAPK在雌性主要生殖器官中的表达

旨在研究p38MAPK在母牦牛主要生殖器官中的表达情况,了解其表达差异性,为牦牛的繁殖性能研究提供相关基础资料。本研究采集卵泡期、黄体期、妊娠期成年健康母牦牛(各2头)主要生殖器官样品,免疫组化技术检测p38MAPK蛋白的表达部位;qRT-PCR和Western-blot技术对其基因和蛋白进行相对表达量测定。结果:1)免疫组化结果显示,p38MAPK蛋白在牦牛的卵巢、输卵管和子宫均呈阳性表达;2)qRT-PCR结果表明,p38MAPK基因在卵巢中的表达量卵泡期显著高于妊娠期(P<0.05);在输卵管中的表达量黄体期显著高于卵泡期和妊娠期(P<0.05);在子宫中的表达量妊娠期极显著高于卵泡期和黄体期(P<0.01);3)Western-blot结果显示,p38MAPK蛋白在卵巢中的表达量卵泡期极显著高于黄体期和妊娠期(P<0.01);在输卵管中的表达量黄体期极显著高于卵泡期和妊娠期(P<0.01);在子宫中的表达量妊娠期极显著高于卵泡期和黄体期(P<0.01)。结果表明,p38MAPK在母牦牛同一生殖器官的不同繁殖阶段其表达存在差异性,其可能参与了牦牛卵泡发育、黄体功能发挥以及胚胎着床和发育等一系列生殖过程,为牦牛的繁殖性能研究提供相关基础资料。

深层高压页岩气藏吸附气含量评价新方法

目前对于深层高压页岩气藏储层真实吸附气含量的研究不深入、计算欠准确、报道较罕见。为了解决上述问题,基于广泛使用的微孔充填Dubinin-Astakhov模型,结合不同温度下的超临界甲烷高压吸附实验数据,研究了高压下甲烷在页岩中的超临界吸附特征,探讨了常用吸附相密度计算方法在高压下页岩气过剩吸附量校正中的适用性,结合Gibbs公式和Dubinin-Astakhov模型开展了过剩吸附量校正研究,基于循环迭代和最优化思路提出了结合吸附特征曲线优化Dubinin-Astakhov模型参数的新方法。研究结果表明:(1)常用的过剩吸附量校正方法对于求取高压(大于等于20 MPa)条件下甲烷在页岩中的绝对吸附量并不适用,主要误差出现在高压段;(2)吸附相甲烷密度受温度影响较小,受页岩样品影响显著,不同井区和层位页岩中吸附相甲烷密度可能存在着较大的差异;(3)基于该新方法可以开展深层高压页岩气藏储层吸附气含量评价,计算结果满足吸附势理论且可以获得唯一的吸附特征曲线,计算得到的页岩气过剩吸附量与实测结果具有很好的一致性。结论认为,该新方法可以为深层高压页岩气藏储量评估提供依据并支撑深层页岩气藏经济高效开发。

新型无油涡旋压缩机性能

基于热力学第一定律、质量守恒定律和气体状态方程,综合考虑工作腔的两种内泄漏以及工作腔壁面与介质气体之间的传热,构建了无油涡旋压缩机的热力学模型。运用欧拉法求解所建立的热力学模型,得到了气体在吸气-压缩-排气全过程中容积、温度、压力和质量随主轴转角的变化情况,并对比分析了不同传热和泄漏的影响规律。对研制开发的无油涡旋压缩机进行了变转速性能测试,分别测试了不同排气压力下的温度、排气量、功率。结果表明:传热对压力和温度的影响最大,而泄漏对工作腔质量的影响最大。随着转速的增大,温度、排气量、功率都呈明显的增大趋势。该热力学模型对无油涡旋压缩机的研发和性能分析具有一定的指导和借鉴作用。

深层海相页岩储层精准评价与开发选层的评价体系问题评述

深层页岩是我国页岩气资源进一步发展的潜力目标,勘探开发潜力巨大。深层页岩储层埋深大,地层环境相对极端,高温高压和储层特征的差异导致了压裂开发效果受限,成本显著增加,容错率低,深层页岩的精细评价与精准选层的重要性日益突出。深层页岩宏观均质性增强,但小尺度微观非均质性增强。储层物质组分、孔隙特征、物性和岩石结构等与中浅层页岩差异显著。具有优质物性与含气性的储层受控因素不同,闭合应力较高,流体流动性受限因素多,导致过去常用的储层评价指标、评价参数以及评价方法适用性变差。深层页岩经历了较强的成岩演化改造,在深层页岩地质条件下,具有过量石英来源的过量硅层段可以形成脆性矿物骨架,有效地保护孔隙。孔隙保护机制以及与富有机质层段的叠合是判断优质页岩储层的重要依据。对深层页岩储层开展精准评价预测,需要更新对优质储层发育控制影响因素的认识,增强评价参数指标建设的逻辑性、体系性和动态性,将沉积构造、孔隙保护机制、多因素耦合和非均质性等纳入评价参数体系。针对深层页岩储层评价与开发中在精准选层与预测方面遇到的实际问题,该文结合勘探开发与地质工作经验,在评述发展进展的基础上提出新思路与建议,为相关地质工作者提供参考。

40岁以上人群肱踝脉搏波传导速度与心脑血管事件关系的前瞻性研究

目的探讨40岁以上人群肱踝脉搏波传导速度（ba-PWV）与心脑血管事件发生风险的关系。方法2011年5月—8月，采用整群抽样法对贵阳市云岩区4380例40岁以上常住居民进行前瞻性研究，检测该人群的ba-PWV并收集基线资料，剔除不符合条件及患心脑血管疾病者，将4189例无心脑血管疾病的人群作为本研究的基线样本，于2014年7月—11月对该人群进行随访。根据ba-PWV值将将最终完成随访的3241例分为3组：＜14m/s组（正常组，1039例）、14～17.9m/s组（1393例）、≥18m/s组（809例）。应用多因素Logistic回归模型分析ba-PWV与心脑血管事件发生风险的关系。结果3年后发生心脑血管事件共63例（2.0%），正常组、14～17.9m/s组、≥18m/s组心脑血管事件发生率分别为0.6%、2.2%、3.2%，ba-PWV升高的两组均高于正常组，差异有统计学意义。Logistic回归分析显示，调整年龄、性别、收缩压、糖尿病、高血压、血脂异常等危险因素后，14～17.9m/s组、≥18m/s组发生心脑血管事件风险比是正常组的2.777（1.123～6.864）倍、2.786（1.032～7.526）倍。结论40岁以上人群中，ba-PWV升高组心脑血管事件发生率较高，ba-PWV可以预测心脑血管事件的发生风险。

长宁背斜龙马溪组页岩裂缝发育特征及期次解析

裂缝特征及形成期次对页岩气有利区优选具有重要意义。以川南地区长宁背斜龙马溪组地层为例,通过对野外露头裂缝的观测分析,结合构造解析、构造反演等手段,对裂缝发育特征及期次展开研究。研究结果表明,长宁背斜以平面剪切缝和剖面剪切缝为主,裂缝发育程度高、倾角大、充填程度高。区内龙马溪组裂缝可分为3套,分别形成于3期构造运动:第1套为NNW、NE向平面剪切缝和近EW向剖面剪切缝,形成于燕山运动中—晚期,以方解石全充填为主;第2套为NW、近EW向平面剪切缝和NE向剖面剪切缝,形成于燕山运动末期—喜山运动早期,裂缝充填物包括方解石及少量泥质、黄铁矿;第3套为近SN、NEE向平面剪切缝和NW向剖面剪切缝,形成于喜山运动中期至现今,裂缝充填程度低,充填物为少量方解石。研究结果为下一步勘探开发提供了一定的理论参考。

川南地区龙马溪组元素地球化学特征及有机质富集主控因素

为了研究川南威远长宁地区龙马溪组古氧化还原条件及有机质富集主控因素,对 4 口取心井开展了主、微量元素分析。结果表明:①威远长宁地区龙马溪组龙一1亚段整体富集V、Ni、Ba、Th和U等元素,亏损Cr元素;龙一2亚段整体富集V、Ba、Th和U等元素,亏损Co和Cr元素。②龙一1亚段沉积初期,研究区为缺氧环境,至中晚期,威远地区演变为贫氧或含氧环境,长宁地区演变为含氧环境。③龙一2 亚段沉积时期,威远地区 WD204 H 井区为稳定的含氧环境,WD201 井区仍为贫氧或偶含氧环境,而长宁地区整体处于稳定的含氧环境。④龙一1 亚段有机质的富集主要受古氧化还原条件控制,龙一2 亚段有机质的富集主要受古生产力强弱控制。该研究成果对川南地区龙马溪组的页岩气勘探具有重要参考价值。

富有机质页岩微裂缝地震响应特征——以长宁示范区宁201井为例

为明确四川盆地长宁示范区龙马溪组-五峰组所发育的构造微裂缝密度和走向对富有机质页岩地震响应特征的影响,基于长宁示范区宁201井富有机质页岩钻井岩心资料建立地质模型,利用各向异性HTI介质计算地层反射系数,开展地震AVAZ正演模拟,结合研究区地震勘探资料对比验证,分析该井富有机质页岩微裂缝地震响应特征。研究表明:①富有机质页岩微裂缝的地震识别受到地震资料的入射角、方位角以及主频控制。地震资料入射角控制不同微裂缝密度对振幅造成的差异性,方位角控制微裂缝走向的识别能力,主频保证振幅不会受到地震波调谐效应的影响;②随着地震波传播方向与裂缝面法向的夹角增大,振幅值逐渐降低,在夹角为90°时达到最低。平行于微裂缝走向的方位角振幅不受微裂缝密度变化的影响,垂直于裂缝面方位角振幅随着微裂缝密度增大而增大。从富有机质页岩微裂缝识别的角度来看,研究结果可以为长宁示范区后期富有机质页岩微裂缝地震解释工作提供依据。

长宁地区富有机质页岩脆性及与裂缝发育关系

页岩的脆性控制着裂缝的形成和演化,对页岩气层的体积改造和页岩气的增产极为关键。以川南长宁地区龙马溪组页岩为例,通过岩石矿物、地球化学和岩石力学等实验对龙一_(1)亚段的矿物组分、有机地球化学、孔隙裂缝结构以及力学性质进行测试,分析不同脆性矿物、有机质以及埋深的页岩脆性特征及其与裂缝发育的关系。结果表明,龙一_(1)亚段脆性最高者为富有机质硅质页岩岩相,石英、长石和黄铁矿等脆性矿物的总含量大于50%,它们能够调节岩石断块的剪切滑移,所积累的能量大于完成岩石整体剪切破坏过程所需的能量;有机质及其在成熟过程中所产生的有机孔隙与微裂缝可促进裂缝的拓展、贯通以及连接,有机碳含量越高,裂缝系统越发育;随着埋深增加,页岩的脆性下降,岩石破裂模式由复杂的劈裂型向单一的剪切型转变;龙一1^(1)、龙一1^(2)小层脆性矿物和有机碳含量最高,脆性指数分别达到了61.31%和60.70%,为压裂甜点层段。