致密砂岩储层微观孔隙结构特征及物性影响因素分析——以延长探区上古生界山西组为例

在岩心观察的基础上,根据大量的岩石薄片、扫描电镜和阴极发光镜下的观察和统计,运用图像粒度和高压压汞分析,探讨鄂尔多斯盆地山西组砂岩储层微观孔隙结构的特征及物性影响因素。研究结果表明,研究区除局部存在受裂缝影响发育的高孔渗段外,整体孔隙度与渗透率呈正相关;山1段物性较山2段好,整体孔隙不发育,物性较差;孔隙和吼道的大小及连通性直接决定着物性的好坏,表现出典型的致密砂岩型气藏。在沉积相中,水下分流河道较分流河道间的孔隙度和渗透率好。研究区以发育岩屑石英砂岩和岩屑砂岩为主,其次为石英砂岩,石英砂岩的孔渗物性整体较好,岩屑石英砂岩次之,岩屑砂岩最差;砂岩的粒度越粗,孔隙越发育,物性越好。在经历了强烈的压实作用后,硅质胶结及晚期形成的碳酸盐胶结是储层致密、物性差的主要原因。黏土矿物中,伊利石、高岭石和混层类的充填胶结作用是影响渗透率的关键性因素。石英颗粒表面绿泥石薄膜保护了原生粒间孔隙,而本区有限的溶蚀作用对储层起到一定程度的改善作用。该研究对在上古生界大面积低丰度天然气藏的背景下,发现"甜点式"的油气富集区具有重要的理论意义和实际指导意义。

鄂尔多斯盆地延长探区延长组页岩气储层孔隙结构特征

为了评价陆相页岩气储层的储集空间和储气能力,以鄂尔多斯盆地延长探区上三叠统延长组长7段、长9段页岩为研究对象,运用电子扫描显微镜、高压压汞、低温CO2和N2气体吸附等实验方法,对陆相页岩气储层孔隙类型特征、孔隙结构及其影响因素进行研究。结果表明:(1)延长探区上三叠统延长组陆相页岩发育多种类型微观孔隙,以粒间孔和粒内孔为主,少量晶间孔和溶蚀孔,有机质孔发育较少,为陆相页岩气赋存提供了储集空间;(2)延长组页岩中介孔(2~50 nm)贡献了其主要的孔容和比表面积,占总孔容的74.37%,占总比表面积的64.40%,且长9段页岩的总孔容和总比表面积均大于长7段页岩;(3)延长组页岩孔隙结构以狭缝型孔和板状孔为主,孔径主要分布在0.4~0.9 nm、3~25 nm和5~200μm区间段内,延长组页岩平均孔径为8.53 nm,且长7段页岩平均孔径大于长9段页岩;(4)页岩有机碳含量、有机质成熟度及矿物成分含量共同影响着延长组页岩孔隙的发育,其中矿物成分含量是以介孔孔隙为主的延长组页岩孔隙发育的主控因素,有机碳含量及成熟度的增加主要对页岩中微孔孔隙的发育起到积极作用。

鄂尔多斯延长探区本溪组物源及沉积体系分析

本文通过对钻井岩心、野外露头样品及薄片观察描述以及阴极发光、分析化验资料的综合应用,从矿物组分及成因类型、古水流特征、稀土元素的富集规律等方面对鄂尔多斯延长探区本溪组物源方向进行了综合判定,在此基础上对沉积相分布及演化进行了分析。研究表明,延长探区石炭系本溪组砂岩颗粒自北向南具有粒度由粗变细、磨圆度由低变高的趋势;石英组分阴极发光类型以暗褐色、浅-深棕色为主,具变质岩型成因类型;岩屑组分以变质岩岩屑为主,达85.1%;野外露头古水流方向测量结果显示出其具有北部、东北→南部、西南方向的趋势;稀土元素的分配规律与盆地东北缘大青山古陆类似。综合判定研究区本溪组物源主要来自北部的阴山—阿拉善古陆。晚石炭世本溪组本2期为鄂尔多斯地区上古生界沉积发育史的一个重要转折,研究区受区域上缓慢沉降海水自东部侵入的影响,形成了浅海泥质陆棚、障壁岛-潟湖及潮坪沉积体系;本1期整体面貌与本2期类似,受进一步海侵影响,泥质陆棚及潟湖面积有所扩大;砂体连通性平行海岸线方向好。

鄂尔多斯盆地延长探区陆相页岩气储层特征

结合我国陆相页岩分布特征,以鄂尔多斯盆地延长探区为例,对钻孔岩心样品进行有机地球化学、X射线衍射、孔隙度测定、扫描电镜、气体吸附等多种实验分析,研究陆相页岩气储层特征。结果表明,延长探区延长组陆相页岩厚度较大(平均50 m),有机质丰度高(平均TOC为4.86%),有机质类型主要为Ⅱ型,热演化程度处于成熟阶段(Rran为0.84%~1.10%);页岩中黏土矿物质量分数高(21.8%~71.5%,平均47.3%),石英质量分数较低(10.8%~44.9%,平均22.3%),脆性指数相对较小(27.1%~77.2%,平均49.6%),表明页岩储层具有脆性和可压裂性;延长组页岩孔隙度主要分布在1%~3%,孔隙类型多样,以粒间孔和粒内孔为主,其次是晶间孔、微裂缝、溶蚀孔和有机质孔,为页岩气赋存提供了储集空间;延长组页岩总含气量为1.60~6.67 m3/t,显示出较好的含气性。

障壁坝砂体储层特征与成岩孔隙定量演化模式——以鄂尔多斯盆地延长探区本溪组为例

为明确海陆变迁背景下障壁坝砂体成岩孔隙演化规律,运用岩石薄片、扫描电镜及配套能谱、阴极发光等资料,对延长探区石炭系本溪组障壁成因砂体储集特征与成岩作用进行综合分析,并结合砂岩初始孔隙度恢复模型与薄片孔隙定量分析技术,开展基于埋藏热演化历程的储层孔隙演化参数定量评价,建立该区本溪组障壁坝砂岩孔隙定量演化模式。结果表明:储层砂岩以石英砂岩、岩屑质石英砂岩及岩屑砂岩为主;孔隙度、渗透率平均值分别为4.72%和1.22×10^(-3 )μm^2;储集空间以溶蚀扩大孔、粒内孔、晶间孔为主;现今储层主体已达到晚成岩阶段;砂岩初始孔隙度平均值为38.1%,埋藏至今共经历了四个典型的成岩增/减孔阶段,即P_1～T_2(285～208 Ma)"低地温、快埋藏"的大幅减孔阶段(-30.7%)、T_2～J_3(208～153 Ma)"高地温、缓沉降"的溶蚀增孔阶段(+3.9%)、J_3～K_1(153～96 Ma)"高地温、稳埋深"的减孔定型阶段(-6.6%)、K_1至今(96 Ma～)"低地温、晚隆升"的弱改造阶段。

延长探区中奥陶统马家沟组岩溶储层特征研究

通过对延长探区周缘7条野外露头和80余口井岩心观察及110块样品的分析,表明延长探区奥陶系下古生界马5段上部岩溶储层分为三段式:即致密破碎段,以泥-微晶白云岩、藻纹层白云岩发育,裂缝发育;溶孔溶斑段,以膏溶角砾岩、晶粒白云岩为主,各种溶孔十分发育;深部交代段,以次生白云岩为主,晶间溶孔、微裂隙发育。白云岩中以不同形式存在的膏盐岩为各种溶孔溶洞的形成提供了物质基础,是寻找有利储层的关键。延长探区下古生界碳酸盐岩含气储层属于特低孔低渗储层;储层分为单重孔隙介质储层、双重孔隙介质储层及三重孔隙介质储层;压汞实验数据显示,探区内以Ⅱ,Ⅲ类储层为主。

鄂尔多斯盆地延长探区上古生界热演化史

通过试气静温资料,统计了延长探区上古生界各个主力含气层位的现今地层温度。通过地化资料指出该区上古生界烃源岩热演化程度达到成熟—过成熟阶段,采用经验公式法恢复了对应的最大古地温。采用将今论古方法探讨了该区各个时期的古地温梯度。在剥蚀厚度恢复的基础上,详细配置各个地层的岩性、物性、地化参数等指标,恢复了该区埋藏沉降史和热演化史。沉降史模拟表明:晚三叠世为该区沉降的主要发育时期。热演化史模拟表明:延长探区上古生界烃源岩在早侏罗世进入成熟阶段,晚侏罗世进入高成熟阶段,上古生界烃源岩主生烃期为晚侏罗世—早白垩世。

鄂尔多斯盆地延长探区陆相页岩气勘探

鄂尔多斯盆地延长探区的柳评177井压裂出气,标志着中国陆相页岩气的成功发现,揭开了我国陆相页岩气勘探开发的序幕。之后,延长石油集团在页岩气勘探方面做了大量的研究工作,取得一系列重要的地质认识,为陆相页岩气勘探开发奠定了基础。鄂尔多斯盆地晚三叠世早、中期湖盆演化控制着页岩气源岩的形成;在延长探区内,主力生烃层为长7和长9页岩,其有机质丰度较高,干酪根主要为Ⅱ1型,处于成熟—湿气(原油伴生气)阶段;所发现的页岩气均为腐泥型干酪根热演化形成的油型气,页岩中油气共生,以湿气为主,以游离态、吸附态和溶解态等形式赋存,且以游离态为主,吸附态次之;结合鄂尔多斯盆地勘探实践,针对盆地页岩气勘探相关地质问题进行了讨论,最终得出盆地热演化差异性、低熟油气生成机理以及生烃期古地层压力研究是鄂尔多斯盆地页岩气勘探地质研究的关键理论问题。

鄂尔多斯盆地延长探区下古生界热演化史

通过钻井和试气资料,统计了延长探区马家沟组现今地层温度.应用地化资料,对马家沟组烃源岩热演化程度进行了评价;应用多种古地温研究方法恢复该区最大古地温梯度;采用将今论古方法探讨了该区各个时期的古地温梯度.在剥蚀厚度恢复的基础上,详细配置各个地层的岩性、物性、地化参数等指标,恢复了该区埋藏沉降史和热演化史.沉降史模拟表明晚三叠世(217～207Ma)为该区沉降的主要发育时期.热演化史模拟表明:延长探区马家沟组烃源岩在晚三叠世末期进入成熟阶段,晚侏罗世进入高成熟阶段,早白垩世达到过成熟干气阶段.下古生界烃源岩主生烃期为晚侏罗—早白垩世.

延长探区延长组陆相页岩气地球化学特征和成因

通过页岩气样品的气体组分含量及稳定碳、氢同位素分析,对鄂尔多斯盆地东南部延长探区上三叠统延长组陆相页岩气地球化学特征进行了研究,探讨了延长探区延长组陆相页岩气成因和来源。结果表明:(1)延长探区延长组页岩气以烷烃类气体为主(87.89%~99.66%),甲烷含量均小于95%(60.44%~91.68%),重烃组分含量高,干燥系数较低(64.00%~93.43%),非烃气体含量低(以N_2和CO_2为主,分别为0.68%和1.36%),为典型的湿气;(2)延长探区延长组页岩气甲烷、乙烷、丙烷和丁烷碳同位素值分别分布在-53.4‰^-46.3‰、-39.7‰^-31.9‰、-34.3‰^-29.6‰和-33.8‰^-25.0‰之间,碳同位素总体上表现为δ^(13)C_1<δ^(13)C_2<δ^(13)C_3<δ^(13)C_4的正碳同位素序列,仅少部分样品δ^(13)C_3和δ^(13)C_4发生倒转;(3)延长探区延长组页岩气以热成因气为主,主要为来源于低熟—成熟阶段的偏腐泥型页岩干酪根裂解形成的油型气。

鄂尔多斯盆地延长探区下古生界马家沟组碳酸盐岩地球化学特征及锆石U-Pb年龄

延长探区位于鄂尔多斯盆地的中东部,碳酸盐岩沉积厚度变化较大,从上到下分为六段主要岩石类型有泥晶灰岩、中晶灰岩、粗晶灰岩、粉晶白云岩、泥晶化结构白云岩和泥晶白云岩。通过主量元素分析发现本区的碳酸盐岩有既有岩浆碳酸岩盐又有沉积碳酸盐岩;轻重稀土分馏程度较高,稀土配分图呈右倾型,轻稀土富集,重稀土亏损,且具有弱的Eu异常;锆石U-Pb定年结果为419±23Ma(2σ)(MSWD=2.6)属于奥陶系。

鄂尔多斯盆地东南部延长探区上古生界天然气成藏特征

鄂尔多斯盆地东南部的天然气勘探进展缓慢,缘于对其上古生界天然气成藏方面的相关研究较少。为此,利用大量钻井、地球化学薄片鉴定、压汞试验、流体包裹体测试等资料,研究了该区上古生界天然气的成藏地质条件和成藏期次。结果表明:①与盆地北部一样,东南部延长探区具有"广覆式生烃、大面积成藏"的特点,其主力生烃层系为下二叠统山西组2段、中石炭统本溪组暗色泥岩和煤系地层;②储层砂体发育,多层系砂体垂向叠置、横向连片,加上构造不发育,具备形成大面积复合岩性圈闭的重要条件;③上石盒子组—石千峰组发育的巨厚泥岩具有物性和压力双重封闭性能;④流体充注时期发生在晚三叠世、中晚侏罗世和早白垩世。依据生储盖的空间配置关系,将该区上古生界气藏划分为源内成藏、近源成藏和远源成藏3种组合类型,并在分析圈闭类型、输导体系、运聚特征等的基础上,建立起了上古生界天然气的成藏模式。结论认为:该区上古生界具有良好的天然气成藏地质条件和勘探潜力,是鄂尔多斯盆地下一步天然气储量增长的新领域。

鄂尔多斯盆地南部延长探区长8油层组储层特征及影响因素分析

综合分析鄂尔多斯盆地南部延长探区的岩心、测井、铸体薄片、扫描电镜、阴极发光、X衍射、压汞分析等资料,对研究区长8油层组储层特征以及影响因素进行研究。结果表明长8油层组主要为长石砂岩和岩屑长石砂岩,成分成熟度低、结构成熟度中等;储层孔隙类型多样,粒间孔和长石溶孔为主要的储集空间,喉道类型以小孔微喉型为主;物性特点为典型的低孔低渗储层;储层明显受沉积相和成岩作用的综合影响。最有利的沉积微相为沉积厚度大、粒度较粗的水下分流河道微相;同时,建设性及破坏性成岩作用对储层物性改造具有双重作用,建设性成岩作用由于溶蚀作用使得物性变好,而破坏性成岩作用由于胶结及压实致使物性变差。

鄂尔多斯盆地延长探区陆相页岩气勘探开发进展、挑战与展望

鄂尔多斯盆地为大型富油气叠合盆地,发育二叠系和三叠系多套页岩层系,陆相页岩气资源丰富。相比较于海相页岩,陆相页岩存在较多特殊性,其勘探开发面临诸多挑战,制约陆相页岩气难以实现经济开采,在地质特征、资源背景及勘探开发技术等方面对鄂尔多斯盆地页岩气勘探开发实践中取得的成果进行归纳,对目前的技术难点进行分析,以期在陆相页岩气发展进程中,有效利用机遇及时应对挑战。综合分析认为:延长探区陆相页岩厚度、有机碳含量、成熟度、含气量等参数达到国家标准规定的页岩气有利层段参数下限标准,具备页岩气成藏地质条件;陆相页岩气在宏观和微观非均质条件控制下,相态和规模上具有差异性富集特征,存在吸附成藏和吸附+游离复合成藏两类成藏模式,不同成藏机理指导陆相页岩气有利区优选及页岩气井生产。陆相页岩气勘探实践中形成多项关键配套工艺技术,建立起适用于强非均质性陆相页岩的测井评价方法,研发出适用于陆相页岩的水基钻井液体系和系列钻完井配套技术装备,形成CO_2压裂技术体系和井场废液回收处理—利用技术。同时,面临精细"甜点"预测、钻井提速提效、压裂环保增效、降低成本等诸多挑战。目前中国陆相页岩气仍处于勘探开发初期,成本高,初期产量低,还需通过开展陆相页岩气勘探开发先导性试验,实现科技突破,形成资源接替,促进陆相页岩气产业取得经济效益。

陆相页岩气的地质研究进展及亟待解决的问题——以延长探区上三叠统延长组长7段页岩为例

中国陆相页岩气的开发还处在探索阶段,究其根本原因在于地质理论尚未取得突破,由此导致其开发缺乏理论指导。为此,基于陆相页岩气的地球化学特征、地质条件及勘探工程生产实践,以延长探区上三叠统延长组长7段页岩为例,归纳总结了目前在该研究领域已取得的主要地质认识:成因类型多样;地球化学参数综合决定页岩含气量;砂质纹层对改善页岩储集物性具有重大贡献;页岩气的赋存需要"盖层条件",其赋存形式多样并存在先后顺序。同时指出了当前陆相页岩气在地质特征及成藏机理方面亟待解决的问题:陆相页岩的生油气机理,对储层赋存空间的认识,对页岩气赋存相态进行精确定量,温压系统的演变对地层压力、气体赋存作用的影响等。地质评价方面有待解决的问题包括页岩气定义对资源结构的影响,资源评价中关键参数的取值,勘探靶区的优选等。上述问题的解决,将有助于突破制约陆相页岩气地质研究理论的瓶颈,推动陆相页岩气的勘探开发。

鄂尔多斯盆地延长探区油气勘探历程与启示

通过对延长探区勘探历程、数据以及重要历史事件进行梳理和分析,以油气产量变化和地质理论发展为主线,将延长探区勘探历程划分为4个阶段:初始勘探阶段(1905—1949年)、持续探索阶段(1950—1981年)、快速发展阶段(1982—2006年)和稳油增气阶段(2007年至今)。详细总结了近10年延长石油在特低—超低渗油藏勘探、盆地东南部致密天然气勘探和非常规陆相页岩气勘探等方面取得的理论认识,及其对油气快速增储上产的重要作用,期望对以后的油气勘探工作起到启发和参考作用。

鄂尔多斯盆地东南部延长探区上古生界物源分析

为查明鄂尔多斯盆地延长探区上古生界的物源方向及物源分区,揭示该地区沉积体系的分布格局,应用碎屑组分、重矿物、稀土元素分析等多种研究方法,在对物源区构造演化背景分析的基础上,对延长探区上古生界各层段的物源特征及影响范围进行了系统研究。结果表明,研究区主要受到北、南两个方向的物源控制,其中北部物源是控制区内沉积的最主要物源,南北物源大致在甘泉—富县—宜川一带交汇。本溪组至山西组山23沉积期,南部物源并未影响到研究区;从山22沉积期始,南部物源开始影响研究区,至石盒子—石千峰期,南部物源的影响逐渐增大,成为研究区主要的物源之一。

鄂尔多斯盆地延长探区页岩气

通过对中生界页岩气、中生界浅层气、上古生界天然气和周边盆地的生物成因气等多种成因气的地球化学特征(包括组分和碳同位素)对比,探讨鄂尔多斯盆地中生界页岩气的成因.鄂尔多斯盆地中生界页岩气甲烷体积分数为46.08%~94.56%,重烃体积分数为2.86%~37.61%,甲烷碳同位素为-52.0‰^-46.4‰.通过天然气组分及碳同位素对比分析,确定鄂尔多斯盆地延长组页岩气的成因既不是来自上古生界煤型气,也不是生物成因气,而是和盆地浅层气地球化学特征相似,属于偏腐泥型源岩热解形成的原油伴生气,源岩为延长组腐泥型烃源岩.考虑到热演化成熟度特征,认为吴旗—庆阳—富县一带中生界烃源岩热演化程度高,为页岩气勘探有利区.

延长探区陆相页岩气产能影响因素分析

目前国内对页岩气产能的影响因素研究较为薄弱。为此,以鄂尔多斯盆地延长探区陆相页岩为研究对象,分别从宏观和微观两方面,深入地分析控制研究区陆相页岩产能的主要因素,认为有三个方面:(1)制约该区陆相页岩气产能的宏观影响因素有高吸附气含量、高黏土含量、强横向非均质性以及低地层压力,微观影响因素主要为有机质的连续性和黏土矿物与有机质之间的复杂空间分布关系;(2)基质渗透率是控制页岩气产能的重要因素,受有机碳(TOC)、有机质孔隙度、矿物成分和黏土矿物类型等多种地质地化因素控制,但控制机理复杂;(3)有机质分散分布,与黏土矿物存在着复杂的共生关系,造成有机质孔隙连通性较差,制约着页岩气产能的提高。

鄂尔多斯盆地延长探区南部长8油层组物源性质及构造背景

为了弄清楚延长探区南部长8油层组物源和沉积构造背景,利用数据统计分析方法,对岩石薄片数据、古水流数据、岩石化学等数据进行了分析。研究结果认为:研究区长8油层组沉积期的物源供给来源主要为近南和近北方向的两大物源区;其中北部物源区(以北东为主)的供给路线较远,基本上延伸到富县地区的南部;南部物源区的供给相对较近,以接近正南方向的物源为主,西南方向的物源对研究区的影响较弱。长8油层组的物源区性质主要为破裂的岩浆弧,少量来源于陆源。由常量、微量元素分析结果来看,均说明其构造背景是大陆岛弧或一定程度上的活动陆缘。长8油层组源岩主要为大陆岛弧的平均上地壳长英质源、安山弧岩等,同时还有一定的活动大陆边缘和大洋岛弧的古生代杂砂岩的混入。