陆相细粒沉积岩岩相组合类型划分研究现状及其油气地质意义

细粒沉积岩是陆相页岩油气重要的烃源岩和储集层。然而该类岩石具有岩相类型多样、垂向叠置复杂的特征,已知大部分获得高产油气井对应的甜点层通常为多种岩相类型的组合。当前,细粒沉积岩岩相分类方案仍存在分歧,岩相组合相关研究尚处于初步阶段。通过对比近年来国内学者关于陆相细粒沉积岩岩相类型划分方案的差异性,梳理了岩相组合的划分依据,探寻岩相组合划分新方法及其研究的油气地质意义。认为在岩相类型识别基础上,开展天文旋回理论指导下的岩相组合类型划分、展布特征刻画,对于陆相页岩油甜点精细预测具有重要意义;分析不同岩相组合源-储耦合特征、油气分布特征,注重微运移的相关研究有助于提升对页岩油气差异性富集的认识。

溱潼凹陷阜二段页岩岩相组合特征及其对含油性的影响

苏北盆地溱潼凹陷阜宁组二段(阜二段)页岩油勘探取得了一系列突破。溱潼凹陷阜二段页岩矿物组成占比接近,且岩相单层厚度薄、垂向上变化十分频繁,依靠传统矿物组成的岩相划分方法在本地区应用受到很大局限。以溱页1井湖相泥页岩层段岩心为研究对象,通过岩心、薄片观察、全岩X射线衍射、有机地球化学等实验分析,开展岩相划分及其组合特征研究,并分析其对含油性的影响。研究认为:在页岩矿物组成近似条件下,基于沉积构造,溱潼凹陷阜二段页岩可分为块状黏土质泥岩(MCM)、块状混合质泥岩(MMM)、纹层状混合质页岩(LMS)、层状混合质页岩(BMS)和纹层状长英质页岩(LSS)共5种岩相类型,根据岩相在垂向上分布的规律又划分出8种岩相组合;阜二段页岩岩相组合与层段划分具有一定对应性,以S1=1.5 mg/g、OSI=100 mg/g为主要界限指标,可以将不同岩相组合含油性及可动性进行很好的区分,符合S1>1.5 mg/g、OSI>100 mg/g标准的MCM-LMS-BMS和LMS-BMS-LMS岩相组合确定为该区有利岩相组合,其所属层段为页岩油勘探有利层段。本研究认识为陆相页岩岩相及其对油气聚集控制理论的完善提供了有益补充。

塔里木盆地北部地区下寒武统吾松格尔组岩相组合、沉积特征及沉积模式

为明确塔里木盆地北部地区吾松格尔组沉积演化过程,以岩石学特征为基础,通过岩心、岩屑录井资料与测井资料分析,开展了吾松格尔组岩相类型划分与岩相组合类型识别,并结合地震响应特征分析等手段对沉积结构进行剖析。结果表明:下寒武统吾松格尔组主要发育鲕粒灰岩、内碎屑灰岩、云质灰岩、藻白云岩、内碎屑白云岩、晶粒白云岩共6种岩相,各类岩相纵向上叠置关系复杂,不同区域上差异较大,整体可识别出颗粒滩-云灰坪、颗粒滩-砂屑滩-鲕粒滩、砂屑滩-颗粒滩-云坪-藻云坪、台缘礁-台缘滩共4种岩相组合类型。在此基础上,分析了研究区的台盆沉积演化特征,建立了塔里木盆地北部地区吾松格尔组沉积期的沉积模式,该时期台地边缘建隆逐渐形成,台地范围不断扩张,发育台缘礁滩、台内滩白云岩储层与台内滩灰岩类储层,垂向上多套储层交互叠置,在区域内建设性成岩作用改造下,成储规模前景较好。研究成果为塔里木盆地寒武系勘探提供重要依据。

湖相页岩油地层岩相组合类型划分及其油气勘探意义——以博兴洼陷沙河街组为例

为实现陆相富有机质页岩油储层高效开发,以东营凹陷博兴洼陷沙三下—沙四上纯上亚段湖相页岩为研究对象,利用岩石薄片、全岩衍射以及主微量元素等多种地质资料,在厘清岩相类型和沉积古环境演化阶段及二者耦合关系的基础上,划分出8种岩相组合类型,并基于不同组合类型页岩油甜点评价参数对比分析,确定了优势组合类型及其平面分布特征。结果表明:(1)博兴洼陷沙三下—沙四上纯上亚段主要发育富有机质纹层状泥质灰岩和灰质泥岩、富有机质层状泥质灰岩和灰质泥岩以及含有机质块状泥质灰岩和灰质泥岩6种岩相类型;(2)沙四上纯上至沙三下地层,沉积古环境整体上呈现出古气候由干旱到湿润、古氧化还原性变化不大、古盐度由高到低、古物源由少到多的变化特征,显示出8个演化阶段,对应8种岩相组合类型;(3)岩相组合F和D分别为沙三下和沙四上纯上亚段有利岩相组合类型,整体产能高且与当前生产实践吻合性较好;平面上,前者主要分布在F159-F156-F160井区,后者主要FYP1-F116-F119和F156-F159-F161井区,为博兴洼陷页岩油富集高产区域。

柴西地区新生界湖相微生物碳酸盐岩岩相组合差异性及控制因素

利用大量露头和岩心薄片及分析化验资料,对柴达木盆地西部地区新生界咸化湖相微生物碳酸盐岩的岩石学特征、微观结构、岩相组合、沉积环境及其控制因素进行了研究。研究结果表明:(1)柴西地区微生物碳酸盐岩岩相组合受古地貌、沉积环境、陆源碎屑供给等因素影响,可分为扇控型和湖控型,扇控型主要发育在湖泊边缘的滨岸环境,分布范围大;湖控型多发育在盆缘斜坡区、断阶带及盆内浅水区,分布范围较小;古近系下干柴沟组上段主要发育扇控型,湖控型发育较局限,上述2类岩相组合在新近系下油砂山组均发育。(2)研究区不同岩相组合中微生物碳酸盐岩的类型与结构特征存在较大差异,扇控型微生物碳酸盐岩形成于湖侵时期,正旋回沉积为主,主要是凝块石,常叠置于厚层块状砂砾岩之上;微观结构以团块(凝块)、球粒及聚合粒为主;矿物成分以亮晶方解石为主。湖控型微生物碳酸盐岩在湖侵、湖退时期均可发育,正、反旋回沉积均发育,凝块石、叠层石及二者共生层均发育,规模相对较小,多与泥晶碳酸盐岩互层;微观结构更复杂,团块(凝块)、球粒及聚合粒和叠层结构均发育;矿物成分以方解石和白云石为主,含丰富的陆源碎屑、黏土矿物等,混积特征明显。(3)研究区扇控型微生物碳酸盐岩的形成主要受控于有机矿化作用和化学沉淀作用;湖控型微生物碳酸盐岩的形成则受控于有机矿化作用、化学沉淀作用以及物理沉积作用。

塔里木盆地库车坳陷中秋1井区白垩系巴什基奇克组砂质辫状河有利岩相组合发育模式与意义

塔里木盆地库车坳陷中秋1井深层白垩系巴什基奇克组天然气虽获得高产,但由于钻井数量少、埋藏深度大、储层非均质性强,致使该区有利储层评价及对不同井产能差异控制作用分析存在较大困难。通过开展岩心沉积相分析与相标志识别,基于洪泛面等时性特征,建立了巴什基奇克组等时地层格架,内部3个沉积单元由下至上发育辫状河三角洲前缘—平原—冲积平原辫状河的进积(湖平面下降)演化过程。中秋1井区产能差异层段主要处于最大洪泛面之上巴什基奇克组二段上部—巴什基奇克组一段的冲积平原砂质辫状河沉积环境,不同时期主河道发育位置不同。综合沉积微相、碎屑颗粒粗细结构、孔隙类型与特征、孔隙度与渗透率大小及裂缝发育与否等,将巴什基奇克组砂质辫状河沉积体划分为9种岩相组合类型,沉积微相差异是形成不同岩相组合的基础,其中Ⅰ—Ⅴ类为有利岩相组合。建立了中秋1井区巴什基奇克组砂质辫状河有利岩相组合发育模式,有利岩相组合所占比例在该区具有东高西低特征,控制了含气性的差异。预测沿东部中秋101井—中秋1井—中秋104井,向西部中秋102井—中秋2井一线的南、北区域为有效规模储层发育区,尤以北侧和东北侧更好。

岩相组合特征及其对页岩含气性的影响——以涪陵地区凉高山组为例

陆相页岩非均质性强,为了查明涪陵地区凉高山组不同岩相组合对页岩含气性的影响,文中基于岩心照片、普通薄片、X衍射、有机质丰度等分析化验资料开展了岩相评价,通过扫描电镜、等温吸附、现场含气量测试等实验,分析了6种岩相组合的孔隙结构和含气性。研究表明:凉高山组发育高碳纹层状页岩夹粉砂岩、中碳纹层状—层状页岩夹粉砂岩、中碳层状页岩夹粉砂岩、含碳块状泥岩夹粉砂岩、中低碳层状泥岩与粉砂岩互层、低碳层状粉砂岩夹泥岩6种岩相组合类型;不同岩相的孔隙度、孔径分布特征主要受层理缝、有机质丰度的影响,比表面积则受黏土矿物成分、有机质丰度及微裂缝的共同影响;明确了高碳纹层状页岩夹粉砂岩是研究区优势岩相组合,在研究区内广泛分布。研究成果可为页岩油气富集预测提供技术支撑,为涪陵地区凉高山组页岩油气下步勘探指明方向。

阜东斜坡芦草沟组岩相组合特征及展布规律

准噶尔盆地阜康凹陷进入深层油气勘探阶段后,在芦草沟组首次钻遇厚层砂砾岩,打破了凹陷区芦草沟组储层不发育、整体为细粒沉积的认识。现阶段的油气勘探迫切需要对芦草沟组岩相的类型特征与展布规律开展系统研究。通过岩心、薄片、录井、测井资料对阜康凹陷芦草沟组砂砾岩储层的岩石学特征与岩相类型进行识别和区分,并对岩相在垂向和横向上的叠置类型及影响因素进行研究。结果表明,阜东斜坡芦草沟组纵向发育一套湖侵背景下的退积序列,下部发育粗粒碎屑岩,包含砂质细—中砾岩、含砾中—粗砂岩、细砂岩,其中砾岩的母岩以凝灰岩为主,砂岩的长石和岩屑含量较高,岩屑以火山岩岩屑为主,芦草沟组上部主要发育泥质粉砂岩和泥岩,厚度大,晚期湖泛泥岩盖层覆盖在早期低位域砂砾岩储层之上,具备形成岩性油气藏的条件。平面上西泉鼻隆北翼、南翼分别发育陡坡近岸水下扇与缓坡辫状河三角洲沉积体系,北翼砂砾岩分选差、砾石颗粒呈棱角状且定向性差、杂基颗粒支撑,呈现搬运距离近、水动力强、重力流沉积的特点,南翼砂砾岩分选好、颗粒支撑且具一定定向性,牵引流特征明显。该区岩相特征及展布规律受控于晚石炭世—早二叠世火山活动、鼻隆南北两翼石炭系顶界古地貌坡度变化、气候条件以及湖平面升降变化。

沉积环境控制下的页岩岩相组合类型及测井表征:以松辽盆地古龙凹陷青山口组为例

松辽盆地古龙凹陷青山口组青一段和青二段底部(Q1~Q9)为典型的高有机碳含量的页岩,具有广阔的资源前景。岩相的划分和表征是页岩油气勘探开发的重要基础,如何快速准确识别岩相成为非常规油气储集层地质甜点研究的重点和难点。利用岩心、薄片、XRD和元素资料明确研究区地质特征,利用LithoScanner测井和成像测井切片实现单井纵向岩相的连续识别和划分。结果表明古龙页岩岩性主要为黏土质页岩、长英质页岩、介壳灰岩和云岩,多尺度纹层结构类型分为毫米级纹层状、厘米级层状和分米级块状。依据地质上可区分、测井上可识别的原则,将岩性和纹层结构耦合得到10类岩相。主要发育纹层状和层状黏土质页岩以及纹层状和层状长英质页岩,块状介壳灰岩和云岩多以薄夹层的形式出现在层间,块状页岩偶现。依据各小层内纵向上岩相叠置关系,岩相组合划分为5类,纹层状黏土质页岩与层状黏土质页岩互层的组合较为常见。青山口组整体处于气候湿润还原性较强的淡水湖盆的沉积环境,水体在Q7层达到最深而后逐渐变浅。在不同小层沉积环境有微弱变化,在各小层高水位时岩相主要类型为纹层状黏土质页岩,低水位时以层状长英质页岩为主。岩相类型的划分和快速识别为页岩油地质甜点和工程甜点的预测提供理论依据和指导,岩相组合类型的分类和发育模式为古龙页岩油富集机理的研究奠定基础。

页岩岩相组合体地震响应特征分析——以LN洼陷为例

通过研究页岩不同岩相组合体对测井曲线的敏感性,归纳出了研究区页岩岩相组合测井资料识别图版。通过对研究区岩相划分,对不同岩相体速度进行分析,结合正演模拟,明确不同组合的地震反应特征,并结合实际地震剖面进行了总结分析,建立了不同页岩岩相组合体地震响应特征模板。最终完成对LN洼陷沙三下页岩岩相的划分。

坨11井区南沙二段8砂组河口坝砂体岩相组合识别及对储层的控制作用

中高渗透砂岩油藏经数十年的注水开发后进入特高含水后期,形成强吸水、低驱替效率的高耗水带,且高耗水带仅形成于单砂体的某一特定位置,以单砂体为研究单元的地质分析已难以满足该类油藏剩余油挖潜的需要。为此,基于岩心、露头的岩相分析,以岩性为主控因素将开发地质研究单元细化为岩相组合级次,并利用灰色关联分析法实现岩相组合的常规测井资料地质解释。依据井资料归纳坨11井区南沙二段8砂组河口坝复合砂体和单砂体的岩相组合模式,并结合储层渗流特征,认为从地质因素方面考虑,复合砂体间高耗水带易在坝主体Ⅱ-坝主体Ⅱ叠置模式中发育,单砂体内高耗水带易在单一坝主体Ⅱ岩相组合发育的朵叶体中部形成,垂向上高耗水带位置与坝主体Ⅱ发育位置相对应。

川中广安地区上三叠统须家河组岩相组合与沉积特征

根据露头剖面、钻测井资料,分析和总结了川中广安地区上三叠统须家河组(T3x,原称香溪群)的岩相组合、沉积特征及有利储层评价。研究区内须家河组可识别出11种岩相类型、7种岩相组合。川中广安地区在须家河组沉积时期,主要发育了湖泊沉积体系和3个三角洲沉积体系,三角洲砂体以三角洲平原辫状河道与三角洲前缘水下分支河道微相的正韵律砂体叠置发育为特征,三角洲体系中的主干河道叠置带明显控制了有利储层的平面分布,三角洲平原-前缘的过渡区为最有利储层的发育区。

东营凹陷细粒沉积岩岩相组合特征

综合应用岩芯、薄片、全岩X射线衍射等资料,根据岩石组分、沉积构造、TOC和碳酸盐晶体结构等指标划分东营凹陷沙四上—沙三下亚段细粒沉积岩岩相,该段主要发育富有机质纹层状隐晶泥质灰岩、富有机质纹层状微晶泥质灰岩、富有机质纹层状灰质泥岩、富有机质层状泥质灰岩、富有机质层状灰质泥岩、富有机质块状灰质泥岩、含有机质层状灰质泥岩和含有机质层状膏质泥岩相等8种岩相。结合地球化学元素资料恢复的古气候、古盐度、古水深及古水体的氧化还原性和古物源等指标恢复细粒沉积岩的沉积环境,进而明确不同沉积环境细粒沉积岩岩相组合特征及成因。在此基础上,建立了东营凹陷沙四上—沙三下亚段细粒沉积岩的沉积模式。该成果对陆相页岩油勘探有重要指导作用。

古湖泊水介质条件对混积岩相组合沉积的控制作用——以渤海湾盆地东营凹陷古近系沙河街组三段为例

渤海湾盆地东营凹陷古近系沙河街组三段浊积岩油藏是重要的油气增储领域,由于沉积期水体富灰特征明显,从而严重影响了地球物理预测精度及储层的品质。基于沉积水介质与富灰混积岩相组合具有一定成因联系,综合利用井孔、地震以及岩心的古生物、微量元素、粘土矿物、碳氧同位素等多种测试分析,在岩相组合划分及其水介质环境解剖基础上,综合多种方法量化恢复古湖盆水介质(盐度、水深)条件,从而探讨水介质条件对混积岩相组合的控制机理。研究表明,东营凹陷沙三段岩相组合可划分为7种,其中含灰混积类型有5种;古气候、古物源及深部流体直接控制着陆相湖盆的古水介质条件,碳酸盐含量受控于湖盆水体的盐度,富灰区主要分布于坨-胜断裂区、草北地区、中央背斜带及斜坡带地区,贫灰区主要分布于淡水物源注入区及深洼区。因此,浊积岩下一步勘探的重点方向为前三角洲附近的淡水影响区和洼陷中心的淡水稀释区。

南京栖霞山大洼中二叠统栖霞组上升流沉积岩相组合类型

通过对南京栖霞山大洼中二叠统栖霞组上升流沉积岩相的观察,将其划分为燧石条带、硅质岩、硅质页岩和泥晶灰岩4种上升流岩相类型;并在剖面上呈有规律组合,共有3种组合形式。该3种岩相组合均属陆棚缓坡相,按水体深度,由浅至深,依次发育,构成了研究区陆棚斜坡沉积体系。缓斜坡带以含燧石条带泥晶生屑灰岩为特征,夹有暗色中薄层石灰岩、泥岩、页岩和硅质岩。

页岩岩相组合划分标准及其对缝网形成的影响——以四川盆地志留系龙马溪组页岩为例

页岩气储层需通过水力压裂实现经济产能,但不同页岩岩相组合类型具有不同的压裂改造效果。综合考虑矿物组分、储层物性、层理缝和层理对缝网形成的影响,结合露头、岩心发育特征和压裂改造特征,以四川盆地志留系龙马溪组页岩为研究对象,建立了Ⅰ型(FA1)、Ⅱ型(FA2)、Ⅲ型(FA3)和Ⅳ型(FA4)共4类页岩相组合划分标准。研究表明,FA1受明显成岩改造,胶结充填裂缝极为发育,压裂前期可优先激活形成缝网,但易发生压裂施工异常,导致裂缝扩展受限;FA2受沉积作用控制明显,易形成优势储集层与优势可压裂层的高密度交互;FA3和FA4受陆源物质影响较大,被改造能力较差,对缝网形成的促进作用不明显。总体上,FA1与FA2岩相组合是压裂施工的甜点。研究成果对储层压裂改造选井选层和压裂方案设计具有理论支撑和现场指导意义。

桐庐地区栖霞组古代上升流沉积岩相组合类型

在浙江桐庐地区栖霞组中发现上升流沉积。通过对上升流沉积岩相的分析,将其划分为燧石条带、硅质岩、硅质泥岩和泥晶灰岩4种上升流岩相类型。根据不同上升流沉积岩相的组合规律,又划分出两种岩相组合类型,即陆棚缓坡相岩相组合和陆棚盆地相岩相组合,构成了研究区陆棚斜坡沉积体系和陆棚盆地沉积体系。

渤南洼陷近岸水下扇储层岩相—成岩相组合及其物性特征

运用岩心观察、薄片鉴定、岩石物性测试等多种方法,对渤南洼陷北带沙四上亚段近岸水下扇砂砾岩储层的岩相—成岩相组合、储层物性进行了研究。认为近岸水下扇砂砾岩发育杂基支撑砾岩、颗粒支撑砾岩、砾质砂岩、含砾砂岩、砂岩、泥岩等6种岩相,发育强压实—杂基重结晶、强压实、强溶解、强胶结、过渡类等5种成岩相,主要有颗粒支撑砾岩相—强压实弱溶解弱胶结成岩相、含砾砂岩相—中等压实强溶解弱胶结成岩相、砂岩相—中等压实弱溶解强胶结成岩相等11种岩相—成岩相组合;近岸水下扇砂砾岩为低孔、低渗储层,扇根物性差,以特低孔、超低渗储层为主,形成封堵层,扇中距砂泥接触面较远位置的岩相组合的底部物性较差,中部物性较好,以低孔、特低渗储层为主,形成储集层;扇中距砂泥接触面距离较近的位置和扇缘亚相物性差,形成遮挡层。

陆相断陷盆地页岩岩相组合类型及特征:以济阳坳陷东营凹陷沙四上亚段页岩为例

目前尚未有划分陆相断陷盆地页岩岩相组合的研究成果和技术方法,不同页岩岩相组合的基本特征还需要进一步明确.在页岩油井取心井段岩心精细观察描述的基础上,利用岩石薄片观察和X射线-全岩矿物衍射分析明确取心段页岩的基本岩石和岩相类型,通过主要矿物成分及主微量元素测试分析,提取济阳坳陷古近系页岩沉积古环境信息;依据四古环境(古气候、古物源、古盐度、古水深)基本特征,按照沉积环境相似性以及内部结构均一性等原则对东营凹陷沙四上亚段页岩层系进行岩相组合划分,建立了基于沉积环境主控的页岩岩相组合分级划分方案,并结合储层和有机地化分析测试明确了主要岩相组合的储集性和含油性特征.结果表明:(1)东营凹陷沙四上页岩是典型的富碳酸盐页岩(碳酸盐质页岩)和混积型页岩,纹层特征显著,孔隙类型多样,层理缝和构造缝较发育,有机质丰度高,演化程度中等-低,埋藏深、压力系数高.(2)依据沉积构造部位、古环境,东营凹陷沙四上亚段页岩可划分为8类岩相组合,在盆地中心以发育基质型碳酸盐质页岩岩相组合为主、块状白云岩夹层型页岩岩相组合为辅,在北部陡斜坡带主要发育砂岩夹层型页岩岩相组合,在南部缓斜坡带主要发育块状白云岩夹层型以及纹层状灰质泥岩和白云岩互层等页岩岩相组合.(3)一般地,作为细粒沉积的主体,东营凹陷洼陷中心沙四上亚段基质型页岩层系自底至顶依次发育纹层状泥质灰岩夹块状白云岩相、纹层状泥质灰岩和白云岩互层相、纹层状泥质灰岩和灰质泥岩互层相、纹层状泥质灰岩夹灰质泥岩相、层状泥质灰岩和灰质泥岩互层相、层状泥质灰夹灰质泥岩相等,揭示沉积古环境由干旱、咸水、半深水、少物源向半湿润、半咸水、深水、较多物源的变化.(4)纹层状泥质灰岩夹灰质泥岩组合以及纹层状泥质灰岩和灰质泥岩互层组合最为发育,储集空间类型多样、大孔径孔隙占比高且连通性较好;纹层状泥质灰岩和灰质泥岩互层含油饱和度相对较高,也是目前济阳坳陷页岩油获得突破的一种有利岩相组合类型;纹层状泥质灰岩夹块状白云岩组合具有较好的含油性和脆性.进一步分析不同岩相组合的基本地质特征及含油性特征、厘定主要页岩岩相组合的发育分布特征对陆相断陷盆地页岩油勘探具有现实的指导意义.