川东北地区五峰组–龙马溪组页岩地球化学特征及有机质富集模式

四川盆地是我国页岩气开发的主力产区,川东北地区作为四川盆地的页岩气开发的接替区,备受关注。为了探究川东北地区上奥陶统五峰组–下志留统龙马溪组富有机质页岩的控制因素及富集模式。采用电感耦合等离子体质谱(ICP–MS)方法对川东北地区五峰组–龙马溪组14件页岩进行元素分析,并结合测井曲线特征,探讨五峰组–龙马溪组沉积体系、氧化还原条件、陆源碎屑输入、初级生产力和古气候关系。识别出了3个三级层序(SSQ1,SSQ2和SSQ3),海平面经历了由高—低—高—低的过程,结合页岩元素的w(V)/w(Cr),w(V)/w(V+Ni),w(Ni)/w(Co),w(Sr)/w(Cu),w(Sr)/w(Ba),T(℃)等参数,指示了五峰组-龙马溪组,经历了氧化—贫氧—缺氧还原—贫氧—氧化的淡水环境;气候经历了温暖湿润—干旱寒冷—温润湿润—干旱寒冷—温暖湿润演化过程,温度经历了降低—升高—降低—升高的过程。川东北地区五峰组-龙马溪组有机质富集模式可划分为Ⅲ阶段模式,第Ⅰ阶段,五峰组到龙马溪组底部沉积时期,有机碳逐渐增高阶段;第Ⅱ阶段,龙马溪组中部,有机碳富集阶段(甜点段);第Ⅲ阶段,龙马溪组上部,有机碳逐渐降低阶段。期望为川东北地区页岩气的勘探提供依据,下一步,将开展研究区重大地质事件对有机质富集的资源响应研究,深化页岩气富集模式。

川南长宁地区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组页岩气储层低电阻率响应特征及主控因素

以川南长宁地区NX22井五峰组—龙马溪组低电阻率页岩气储层为例,利用岩心矿物组分、扫描电镜、总有机碳(TOC)含量、含水饱和度测试及测井曲线等资料,确立了低电阻率页岩气储层岩石体积物理模型,采用随机法构建了三维数字岩心模型,进而利用有限元数值模拟方法模拟计算各矿物组分含量、含水饱和度及有机质石墨化的电阻率响应特征,并分析其主控因素。研究结果表明:(1)长宁地区五峰组—龙马溪组低电阻率页岩气储层岩石体积物理模型由骨架(石英、长石、方解石和白云石等)、黏土矿物、黄铁矿、未石墨化有机质以及石墨化有机质、孔隙6个部分组成。(2)三维数字岩心模型的长、宽、高分别为100×100×100像素,融入了上述物理模型中的6个部分,并采用不同的颜色对导电组分进行标识,可以显示不同方向上的切片,表征低电阻率页岩气储层的组分特性。(3)黏土矿物含量、黄铁矿含量、含水饱和度以及有机质石墨化程度等4个参数增大都会造成页岩气储层的电阻率下降,而有机质的高石墨化程度(25%)和高含水饱和度(88.0%)使页岩气储层的电阻率从正常电阻率(大于15Ω·m)降到低阻甚至超低阻(小于5Ω·m),是导致研究区页岩气储层超低阻响应的2个核心因素。

四川盆地奥陶系五峰组–志留系龙马溪组黄铁矿–有机聚合体特征

四川盆地奥陶系五峰组–志留系龙马溪组黄铁矿–有机聚合体(FPA-OMA)丰富,通过扫描电镜结合氩离子抛光技术观察FPA-OMA赋存特征并探讨其形成机制及油气地质意义。结果表明, FPA-OMA可以划分为2类4亚类,Ⅰ_(1)亚类和Ⅱ_1亚类FPA-OMA富有机孔,Ⅰ_(2)亚类和Ⅱ_2亚类FPA-OMA缺乏有机孔。OMA由疏松多孔的沉积有机质聚合体转化形成,FPA为深水陆棚环境水–沉积物界面生物诱导形成的自生矿物聚合体,二者形成时序为OMA→FPA。FPA-OMA类型由OMA疏松程度决定,孔隙稀疏的OMA有利于形成Ⅰ类FPA-OMA,孔隙密集的OMA有利于形成Ⅱ类FPA-OMA。FPA-OMA有机孔发育程度与围岩抗压实强度有关,刚性颗粒作骨架的页岩抵抗压实作用能力强而发育有机孔,塑性颗粒承担巨大上覆地层压力的页岩难以保存有机孔, FPA并不能保护有机孔。

海相黑色页岩甜点类型、特征及页岩气勘探意义——以四川盆地南部五峰组—龙马溪组为例

黑色页岩甜点类型、识别标准及分布规律直接影响勘探层位优选及钻井靶点设计。为此,以四川盆地南部(以下简称川南地区)上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组海相黑色页岩为例,结合岩石学、层序地层学等理论,综合分析了相对海平面变化、裂缝类型与页岩储层品质之间的关系。研究结果表明:①川南地区五峰组—龙马溪组黑色页岩可划分出沉积型和裂缝型2类甜点,其中,沉积型甜点细分为早期海进型、快速海进型、晚期海进型和近滨海进型4类,裂缝型甜点分为网状微裂缝型和网状宏观裂缝型2类。②早期海进型和近滨海进型以半远洋沉积为主,粉砂和黏土混杂堆积,TOC较低;快速海进型以远洋沉积为主,微晶石英发育,TOC高,有机孔发育;晚期海进型以等深流沉积为主,TOC偏低,无机孔相对发育。③裂缝型甜点储层宏观裂缝和微裂缝发育,但基质孔隙度和渗透率不一定高。④早期海进型甜点分布于笔石带WF2—WF3,快速海进型甜点分布于笔石带LM1,晚期海进型甜点分布于笔石带LM2—LM4及LM5,近滨海进型甜点分布于笔石带LM1—LM4,网状微裂缝型甜点主要分布于笔石带LM1,网状宏观裂缝型甜点的分布受断层规模和构造转换带变形程度控制。⑤笔石带LM6—LM8黏土矿物含量高、成岩收缩缝发育的位置可形成网状微裂缝型甜点;构造转换带与调节带具有弱变形与弱改造特征,网状宏观裂缝发育,可形成网状宏观裂缝型甜点。结论认为,川南地区快速海进型和近滨海进型甜点勘探已取得重大突破,早期海进型和晚期海进型是下一步勘探的重要目标;以沉积学及裂缝特征为判识依据的甜点类型划分为页岩气深化勘探和效益开发提供了理论支撑。

四川盆地大安区块五峰组—龙马溪组深层页岩地质特征与勘探有利区

近年来,四川盆地渝西地区大安区块上奥陶统五峰组—下志留统龙一1亚段连续获得多口高产工业气井,展示了该区块页岩气良好的勘探开发前景。但由于该区块页岩埋藏深,勘探程度低,深层优质页岩段沉积微相类型、储层特征及其空间展布规律不清,页岩气有利区优选依据不充分,制约了该区页岩气的深化勘探与开发。为此,通过岩心观察、扫描电镜、地球化学与物性测试、含气量测定和核磁共振等实验手段分析,结合钻测井资料,研究了大安区块五峰组—龙一1亚段各小层地质特征及储层展布规律,建立了深层页岩气有利区评价标准,优选了深层页岩气勘探有利区。研究结果表明:①高碳硅质页岩微相和高碳含黏土硅质页岩微相是最优质页岩气储层发育的沉积微相,主要发育于五峰组—龙一13小层。②龙一11—龙一14小层孔隙度平均超过4%,储集性好;五峰组—龙一13小层超大孔和裂缝较发育,所占比例分别为66%和25%。③五峰组—龙一13小层脆性矿物平均含量为55%,可压性好;含气量平均值不低于4.0 m^(3)/t,含气条件较好;龙一11—龙一13小层各层平均总有机碳含量超过3.0%,生烃条件好;地层压力系数普遍大于1.90。结论认为:①五峰组—龙一13小层页岩储层品质最优;②Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类页岩气有利区资源量分别为3775.78×10^(8) m^(3)、2970.05×10^(8) m^(3)、599.83×10^(8) m^(3);③该区深层页岩气勘探潜力大,是四川盆地重要的天然气产能接替区,其中临江向斜为下一步页岩气勘探的最有利区。

黔北正安地区五峰组–龙马溪组页岩气随钻C同位素特征及地质意义

C同位素分析已应用于钻探现场,可以实时连续监测随钻泥浆气及岩屑罐顶气C同位素值的变化情况,分析页岩气富集规律与勘探潜力。黔北正安地区3个平台(Ay1、Ay2、Ay4)随钻泥浆气与岩屑罐顶气的C同位素结果显示,泥浆气纵向上从石牛栏组至五峰组的C同位素总体由重变轻,C同位素倒转主要出现在龙马溪组,C同位素从S_(1)l^(4)→S_(1)l^(2)→O3w先变重后变轻,S_(1)l^(2)的C同位素倒转程度明显。根据岩屑罐顶气C同位素分馏特征将五峰组–新滩组划分为5段,第2、3段C同位素分馏程度均匀且较高(2.51‰~4.59‰,平均3.60‰),放气量及气测值具有相应的响应特征;第2段(S_(1)l^(1)~S_(1)l^(2))中上部响应特征更明显,具备良好的孔隙度及含气性。龙马溪组δ^(13)C_(1)主要分布在−36‰~−32‰之间,平均−33.47‰,δ^(13)C_(2)主要分布在−38‰~−34‰之间,平均−35.58‰,δ_(13)C_(1)和δ^(13)C_(2)的倒转主要开始于S_(1)l^(3),龙马溪组页岩气主要由原油裂解气贡献。各平台间湿度存在差异(Ay1平台>Ay2平台>Ay4平台),反映了不同构造位置热演化程度的差异,五峰组–龙马溪组的热演化程度高于威远地区,低于焦石坝及长宁地区,与富顺–永川、南川地区相近。通过C同位素分馏特征、放气量及孔隙压力指数结合储层评价相关参数,对Ay1-X井五峰组–龙马溪组纵向上甜点划分3类,进一步确定了龙马溪组最优甜点段为龙马溪组底部3.2 m,具有岩屑罐顶气C同位素重、分馏程度高、生烃能力强、总含气量高、可压裂性好、有机孔发育、空隙压力指数大等特点,为黔北正安地区五峰组–龙马溪组箱体选择提供了理论依据。

四川盆地西南缘五峰—龙马溪组页岩气资源潜力分析

为深化认识四川盆地西南缘五峰龙马溪组页岩储层参数特征及其资源潜力,通过地球化学、矿物组分、物性、扫描电镜、比表面-孔径和等温吸附等研究,测试分析结果表明,富有机质泥页岩(TOC>1%)厚度一般为54~162 m,优质段(TOC>2%)厚度26~70 m,有机碳平均2.99%~3.78%,硅质含量27.96%~37.0%,长石2.87%~4.85%,碳酸盐岩44.2%~54.2%,黏土9.9%~27.80%,具有低硅质、高钙质及普遍含黄铁矿等特点。埋藏环境下页岩孔隙度明显与含气性呈正相关关系,含气性越好,孔隙度越高。主要孔隙类型为有机质孔、黏土矿物晶间孔和黄铁矿晶间孔。孔隙演化可以划分为埋藏阶段有机质孔的形成、气藏破坏阶段有机质孔隙的破坏和表生岩溶3个阶段。Ro为2.38%~3.37%,古地温梯度32.57~37.55℃/km,大地热流值为84.32~97.21mW/m2,受晚海西期岩浆活动影响,热演化程度、古地温梯度和大地热流值较高相对较高,不同地区差异较大。四川盆地西南缘五峰龙马溪组页岩沉积相有利、页岩厚度大,各项参数良好,该区五峰龙马溪组页岩气影响因素为有利岩相组合、较好的保存条件和相对适中的热演化程度(Ro<3.0%)。该区页岩气勘探应由“正向构造”向“稳定向斜”进行拓展,其中木杆、高桥、永盛、大谷堆等4个稳定向斜区是下一步页岩气勘探与突破的最有利区。

涪陵地区五峰-龙马溪组页岩气储层裂缝特征及其控制因素

黑色含炭富泥硅质页岩作为页岩气储层的优质岩相在中国南方广泛分布,尤其是奥陶系五峰组和志留系龙马溪组黑色页岩在部分地区已经实现了工业化开采。页岩低孔隙度、低渗透率的特征决定了天然裂缝和压裂改造产生的诱导裂缝对于实现增产至关重要。通过对涪陵地区五峰龙马溪组典型钻井的测井资料进行分析、对岩芯裂缝特征观察,结合薄片的镜下观察,探讨了天然裂缝的发育机制、控制因素以及对诱导裂缝的影响,总结了涪陵地区页岩储层裂缝发育模式与北美地区以及周缘地区的差异,以及该模式在区域尺度、宏观与微观尺度对于页岩气渗流储集的影响。结果表明,该地区的页岩气聚集成藏模式为北美典型模式与受构造作用影响的气藏模式所结合的复合模式。在储层裂缝发育的前提下,封闭成藏、构造高点的特征不可忽视。该模式对于在构造变形强烈的中国南方地区进行页岩气勘探具有指导意义。

渝东南地区五峰–龙马溪组层序地层特征及地质意义

在野外露头观察与实测的基础上,将钻井、录井及实测资料相结合,运用沉积学与层序地层学相关理论方法,对渝东南地区五峰–龙马溪组沉积特征和层序充填特征进行深入研究,并探索油气地质意义。五峰–龙马溪组页岩野外沉积特征明显,识别度高,厚度60～130m,下部为硅质页岩,向上砂质含量逐渐增加,岩性过渡为泥质粉砂岩。通过测井曲线特征、岩性、沉积构造响应及海平面升降,可将五峰–龙马溪组划分为4个三级层序,海侵体系域和高位体系域对称发育,横向上连续性较好,纵向上特征明显;Sq1海侵体系域在研究区内广泛发育,沉积一套硅质页岩,Sq2上部开始发育高位体系域沉积,对应为泥质粉砂岩沉积,Sq3下部发育海侵体系域泥岩沉积,Sq4以高位体系域为主,发育泥质陆棚相炭质页岩沉积。五峰–龙马溪组在整个层序充填过程中受到构造运动和海平面升降的控制,物源主要来自东南缘雪峰古隆起,早期的火山热事件为页岩中大范围硅化现象提供硅质来源的同时,为该时期浮游生物提供了生存条件,促进了五峰–龙马溪组页岩中有机质的发育,为页岩气富集成藏提供了充足的气源。

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。

川东南綦江丁山地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气地质条件综合评价

本文综合利用钻井、测井、地震及分析化验等资料,在对川东南綦江丁山地区DY1井、DY2井上奥陶统五峰组一下志留统龙马溪组页岩气层含气性分析基础上,探讨了各地质要素对气藏富集和产量的影响。结果表明:丁山地区页岩气地质条件好,具有TOC高、热演化程度适中、储集性能好、含气性较好等特点;构造样式是控制页岩气富集的一个重要因素,正向构造是四川盆地内最有利于页岩气富集的构造类型,而位于盆缘、靠近齐岳山断裂的丁山鼻状断背斜构造,同样有利于页岩气富集,但齐岳山断裂决定了其不同构造部位的含气性;在离齐岳山断裂距离较近、埋深较浅的构造部位,裂缝更加发育,页岩横、纵向渗透性增大,页岩气更容易发生大规模逸散,最终造成页岩气层含气性差。在此基础上,综合页岩埋深、构造特征,将丁山构造划分为浅埋平缓区、西部高角度斜坡区、中部低缓区、东部高角度斜坡区、深埋平缓区5个区带;以优质页岩厚度为基础,"构造与保存条件"为关键,并结合页岩埋深,优选出丁山地区中部低缓斜坡区为最有利区带。

荆门探区五峰组–龙马溪组页岩储层特征及甜点层段评价

为进一步明确荆门探区五峰组—龙马溪组页岩气资源潜力,优选甜点层段,以X井五峰组-龙马溪组一段页岩为主要研究对象,利用干酪根薄片、X衍射、核磁共振、微纳米CT扫描及地化分析等多种测试手段,结合测井解释成果,从岩石学、有机地球化学、矿物组成、孔隙类型及结构、物性及含气性等方面,系统评价五峰组—龙一段各小层储层特征,以优选甜点层段。结果表明:五峰组—龙一段以硅质页岩为主,主要形成于深水陆棚相还原环境,优质页岩段页岩气品质较高,有机地化特征优越;多手段测试孔隙率与渗透率均具有正相关特征,饱和水页岩核磁共振T2谱可分为2类5型,不同类型T2谱所反映的页岩孔径分布特征具有差异性,孤立孔主要存在于小于2 nm的微孔中,占比非常小;基于储层特征评价,优选出龙一-(1)^(1)—龙一_(1)^(2)小层为一类储层,五峰组上段和龙一_(1)^(3)小层为二类储层,龙一_(1)^(4)小层为三类储层,富碳高硅页岩段的五峰组上段—龙一_(1)^(3)小层(厚度约17.7 m)为页岩气甜点层段,研究成果可为荆门探区页岩气勘探开发确定水平井的靶体层段提供参考依据。

湖北秭归五龙地区五峰组-龙马溪组黑色岩系地球化学特征及其页岩气地质意义

对湖北秭归县五龙剖面五峰组—龙马溪组下段黑色岩系的微量元素和有机碳含量进行了系统采样分析,结果表明,U/Th、Ni/Co、V/Cr和V/Sc比值等判别指标能够很好的响应各时期氧化还原条件和海平面的变化,对奥陶系—志留系界线附近的地层缺失也有明显的指示作用。另外,U/Th、Ni/Co、V/Cr和V/Sc比值与TOC值之间表现出良好的正相关关系,表明这些古环境判别指标在一定程度上可用来指示五峰组和龙马溪组的有机碳含量变化。通过对五龙剖面及周边地区富有机质页岩厚度、TOC值和含气性的对比分析,推断五龙地区和西侧的鼓锣坪地区、东侧的九畹溪地区构成隆凹相间的格局,这一认识对区域内的页岩气有利目标区预测具有一定的指导意义。

南大巴山东段上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组钾质斑脱岩锆石U-Pb年龄及其构造意义

奥陶系-志留系之交的钾质斑脱岩分布范围广,发育层位多,是研究该时期地层年代学、事件地层对比、生物大灭绝和冰期事件及源区构造背景分析的理想对象。本文对南大巴山东段鄂渝交界上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组地层中的斑脱岩开展了锆石U-Pb测年,栗子坪剖面(LZP)黑色泥岩中钾质斑脱岩获得了447.9±2.9Ma年龄,燕子剖面(YZ)黑色硅质岩中钾质斑脱岩年龄为450.9±1.6Ma,间接地限定和约束了地层的沉积年龄。岩石地球化学特征显示,燕子剖面斑脱岩SiO_2为53.61%～56.34%,而栗子坪剖面SiO_2为35.56%～43.81%,其低值可能与高铁含量和高烧失量有关;K_2O含量为5.61%～5.47%,且K_2O>Na_2O,属钾质斑脱岩。燕子剖面和栗子坪剖面钾质斑脱岩稀土元素含量变化较大,前者ΣREE为46.48×10^(-6)～73.70×10^(-6),平均值63.08×10^(-6),后者ΣREE介于113.34×10^(-6)～356.98×10^(-6)之间,平均值164.08×10^(-6),LREE/HREE和La_N/Yb_N均显示轻、重稀土元素分异不太明显,轻稀土轻微富集的特点;两者均具有明显的Eu负异常,Ba、U、Nb和Ti微量元素分异明显,前者微量元素明显亏损Nb、Ta和Ti(TNT异常)。原岩恢复结果表明LZP钾质斑脱岩的原始岩浆为过碱性粗面安山岩,YZ钾质斑脱岩为高钾碱性流纹岩,表明两者可能属不同期次或不同来源的岩浆岩。构造背景判别图解显示,LZP样品主要落入板内花岗岩内;YZ样品落在火山弧花岗岩/同碰撞花岗岩内。结合大巴山区域地质构造背景,笔者认为～450.9Ma钾质斑脱岩可能与古秦岭洋壳向北的俯冲有关,其火山凝灰质可能源自沿古秦岭洋盆北缘的火山弧喷发;～447.9Ma钾质斑脱岩与板内拉张有关,火山物质可能主要以板内火山喷发为主。

中扬子地区五峰组—龙马溪组页岩气成藏关键地质因素

中国南方中扬子地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组具有较好的页岩气勘探前景,但目前对于该区复杂的地质条件及页岩气勘探开发潜力的认识尚不够全面,制约了其勘探成效。为了揭示该区五峰组—龙马溪组页岩气富集的主控因素,以单井储层综合评价为基础,结合钻井、测井、岩心、露头及分析测试数据,对五峰组—龙马溪组黑色页岩的沉积环境、储层发育特征及保存条件等页岩气关键富集条件进行研究,并与四川盆地焦石坝和长宁等页岩气主产区块进行对比。研究结果表明:①该区富有机质页岩段形成于五峰组—龙一3亚段沉积期,为深水陆棚沉积,厚度介于15~39 m,由南至北逐渐增厚;②优质页岩段储层岩石相类型以硅质页岩相为主,孔隙度介于1.60%~7.44%,储集空间以有机孔为主、连通性较好,总有机碳含量高,有机质类型为腐泥型—偏腐泥混合型,热演化程度高,含气性较好,可压裂性好;③当阳复向斜内地层保存较好、产状平缓、断裂发育少、顶底板厚度大且分布稳定,页岩气保存条件较好;④较之于长宁、焦石坝等区块,中扬子地区具有埋藏深、两向应力差较大和地层压力系数较低的特点。结论认为,该区五峰组—龙马溪组具有较好的页岩气富集条件,具备进一步开展勘探工作的潜力;但其高应力差、大埋深和相对较低的压力系数也给后期的页岩气经济开发和规模上产带来了挑战。

页岩气储层含水饱和度影响因素及计算方法——以焦石坝区块五峰组—龙马溪组为例

与砂岩、泥岩和碳酸盐岩等常规地层相比,页岩地层黏土含量高,有机孔和无机孔并存,纳米孔非常发育,黄铁矿广泛发育,地层导电性较为复杂,以上因素增大了页岩地层含水饱和度的评价难度。为了提高页岩气储层含水饱和度计算的准确度,以四川盆地焦石坝地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组海相页岩地层为研究对象,对含水饱和度的影响因素进行了探讨。研究结果表明:①黏土矿物中存在吸附水、层间水和结构水等多种形式的束缚水,是页岩气储层束缚水的主要储集空间,容易形成较高的含水饱和度;②有机孔表面具有亲油气性,连通性好,是烃类的主要赋存空间,容易形成较低的含水饱和度;③黄铁矿使地层电阻率降低,导致计算的含水饱和度增大;④对比分析孔隙度—饱和度交会法、Archie公式、Simandoux公式以及Total Shale公式的应用效果和存在的问题,总结出适用于研究区页岩气储层含水饱和度的评价方法。该项研究对四川盆地五峰组—龙马溪组地层水的主要组成形式、含水饱和度影响因素以及不同计算方法之间的异同进行了分析,可以为其他地区页岩地层含水饱和度的评价和计算提供参考。

压力演化对页岩气储层的控制作用——以四川盆地五峰组—龙马溪组为例

中国南方海相页岩气勘探开发的实践表明,地层压力对于页岩气的保存及勘探开发具有重要的影响。为了进一步明确压力演化对页岩气储层演化的影响,以四川盆地及其周缘上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩为例,依据岩相、物性、孔隙结构、包裹体分析与页岩微观特征等资料,研究了压力演化对页岩气储层的控制作用。研究结果表明:①页岩气储层物性与孔隙结构受岩相、埋深与压力演化的共同控制,孔隙压力超压对埋藏压实具有抑制作用,总体上有利于页岩有机孔的保持和物性向好;②泄压期次与泄压强度影响了五峰组—龙马溪组不同岩相页岩的差异演化对高应力敏感性黏土质页岩的影响尤为显著,而对硅质页岩的影响则较低;③区域抬升与泄压时期晚、泄压时期短和泄压强度低最有利于有机孔的保持和页岩气储层物性向好;④盆内深层页岩气泄压程度低,保存条件优越,储层物性普遍优于盆缘常压—超压区,富有机质硅质页岩与黏土质页岩均具有较好的储集性能;⑤盆缘常压区泄压程度较高,富黏土质页岩储集性能降低,封盖性增强,并逐渐演化为直接盖层。

四川盆地泸州地区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组页岩沉积微相划分及测井识别

通过X射线衍射分析、物性测试、薄片鉴定、地球化学分析以及测井资料,对川南泸州地区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组深层页岩地层开展了沉积微相细分,明确了其测井响应特征及识别方法。研究结果表明:(1)泸州地区页岩沉积微相可细分为5个大类、8个小类,其中强还原富有机质富硅深水陆棚相物性好、含气量高、TOC含量高、脆性矿物含量高,是最优微相细分类型,主要分布于龙一段一亚段一小层;(2)利用无铀伽马、自然伽马、钍含量、声波时差、中子、横波时差及钍铀比等7条敏感曲线,通过K-means的贝叶斯判别法划分的页岩地层微相细分类型,与取心结果的吻合率高于90.0%。

湘鄂西地区五峰组——龙马溪组页岩孔隙结构特征

页岩储层的孔隙结构对页岩的含气性评价和勘探开发具有重要意义。采用氩离子抛光结合扫描电子显微镜（FIB-SEM）、低温氮气吸附实验和高压压汞实验对湘鄂西地区五峰组—龙马溪组页岩储层的微观孔隙结构进行了定性及定量分析。研究结果表明,湘鄂西地区页岩储层孔隙为纳米量级,孔隙类型主要为有机孔隙、粒内孔隙和次生溶蚀孔隙,局部可见少量矿物层间收缩缝。页岩孔径分布复杂,既含有大量的中孔,又含有一定量的微孔和大孔。微孔和中孔提供了大部分比表面积和孔体积,是气体吸附和存储的主要场所。

受显微组分控制的深层页岩有机质孔隙:四川盆地五峰组-龙马溪组有机质组分分类及其孔隙结构特征

目前对于深层页岩有机质组分识别及其中孔隙定量表征的研究不足,给四川盆地深层页岩气勘探开发潜力评价造成了困难。为此,以该盆地上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组深层页岩为例,利用光学显微镜、扫描电镜及面扫描能谱分析,对深层页岩中的有机质组分进行有效识别,并利用PCAS软件定量对比不同有机质组分孔隙的发育特征,探讨了有机质孔隙发育、焦沥青孔隙保存机制及其地质意义。研究结果表明:①深层页岩中的有机质组分主要为沥青和干酪根,其中沥青主要为焦沥青,从中可以识别出有形态和无固定形态焦沥青,从干酪根中可以识别出藻类体碎片、细菌集合体、笔石体和微粒体等;②有机质孔隙发育特征与有机质组分类型密切相关,焦沥青孔隙十分发育,以气泡状、海绵状孔隙为主,藻类体碎片孔隙少量发育或者不发育,细菌集合体可见不规则孔隙发育,笔石体和微粒体基本不发育可视孔隙;③较之于黏土质页岩岩相,硅质页岩岩相中焦沥青孔隙更为发育,并且石英对于孔隙的保护作用优于黄铁矿、碳酸盐岩矿物;④无固定形态焦沥青、细菌集合体和藻类体碎片中孔隙以介孔为主,球状焦沥青主要为大介孔与宏孔,藻类体碎片中孔隙的发育与其原始类型有关。结论认为,深层页岩中焦沥青孔隙的孔径、形状系数等参数在一定程度上可以用来反映地层的压力环境,进而间接反映页岩气的富集状况。