鄂尔多斯盆地长7湖相泥页岩孔隙演化特征

以鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7段低熟泥页岩为研究对象,基于温压模拟与纳米CT三维表征技术,研究泥页岩孔隙随温度变化的演化特征,并探讨其主控因素。结果表明:随成熟度增高,长7段富有机质泥页岩中纳米孔隙不断增加,基于纳米CT三维模型计算的孔隙度由0.56%增大至2.06%,增大比例超过250%;孔隙演化整体呈现3段式特征:从未熟到低成熟阶段,有机质生烃作用弱,压实作用为主,孔隙度快速降低;从低成熟到成熟再到高过成熟阶段,有机质大量裂解生烃,黏土矿物转化作用强烈,孔隙度快速增长;进入高过成熟阶段,有机质生烃能力与黏土矿物转化减弱,孔隙系统基本保持稳定。明确了不同成分对泥页岩孔隙演化贡献的差异性,有机质热演化贡献最大,黏土矿物转化贡献次之,脆性矿物转化贡献最小,三者比例大致为6∶3∶1,推测泥页岩镜质体反射率大于1.2%时有机质孔隙开始大量发育。

四川盆地湖相泥页岩沉积模式及岩石相类型

四川盆地湖相页岩气勘探已在建南、涪陵、元坝地区中下侏罗统获得了显示和工业气流,展示了良好的勘探前景。通过对该盆地中下侏罗统不同层段湖相泥页岩中石灰岩和砂岩夹层比例的统计,将中下侏罗统湖相泥页岩划分为最大湖进期碳酸盐岩湖泊和局限湖进期陆源碎屑湖泊2种沉积模式,前者主要分布于川东北地区下侏罗统自流井组大安寨段和东岳庙段,后者主要分布于川东—川东北地区中侏罗统千佛崖组(凉高山组)和川东北地区自流井组东岳庙段。在此基础上,按照页岩气地质、开发、工程一体化的思路,根据岩性及岩性组合、有机碳含量、脆性矿物类型3大关键参数,建立了该区湖相泥页岩岩石相划分方案,将其划分为6种岩石相类型。最后通过有机地球化学、压汞—吸附联合测定、脉冲渗透率、纳米CT、X射线衍射矿物组分、含气性测试等技术方法,对不同岩石相类型的页岩气形成基础条件进行了综合对比评价。结论认为:以碳酸盐岩占主导沉积的湖坡风暴滩与湖坡泥交替沉积的中—高碳低硅中钙页岩与介屑灰岩互层相,具有良好生烃、储集、渗透和可压裂的配置条件,有利于页岩气的形成和改造,为湖相泥页岩最有利的岩石相类型。

湖相泥页岩地球化学参数测井计算方法及应用——以沾化凹陷渤南洼陷沙三下亚段为例

地球化学指标是烃源岩及非常规页岩储层研究的重要参数,该类型参数对烃源岩的生烃潜力评估及储层有效性评价均具有重要意义。采用Passey经典公式计算济阳坳陷沾化凹陷渤南洼陷沙三下亚段(E s_3)湖相泥页岩地层总有机碳含量(TOC)时误差较大,通过重新分析TOC与测井响应之间的关系,发现TOC与三孔隙度曲线的相关性较好。在此基础上,先分岩性(油泥岩、泥岩和油页岩)建立TOC计算模型,计算精度得到明显提高;再根据TOC和深度(D)间接建立热解烃(S_2)、氢指数(HI)及最高裂解温度(T_(max))等参数的计算模型,利用解释出的连续HI,T_(max)及TOC等数据,定量评价干酪根类型及有机质丰度;最终结合由测井资料计算而得到的矿物组分、物性参数等信息,有效地识别出地层剖面中富含的Ⅰ型和Ⅱ1型有机质泥页岩岩相。该研究成果为济阳坳陷沾化凹陷渤南洼陷沙三下亚段湖相泥页岩有利储层预测提供了理论基础。

渤海湾盆地沾化凹陷湖相泥页岩地球化学特征及有机质富集规律

以渤海湾盆地沾化凹陷罗69井沙三下亚段湖相泥页岩为研究对象,在层序地层框架下,研究了不同体系域湖相泥页岩的地球化学特征,阐明了沉积环境的演化过程及有机质富集规律,为非常规页岩油有利目标的识别提供理论支持。测井与岩性组合揭示沙三下亚段层序自下而上分为湖侵体系域、早期高位体系域和晚期高位体系域。生产力和保存条件是有机质富集的控制因素,二者缺一不可。较高的生产力和较好的保存条件共同决定了早期高位体系域最有利于有机质富集,也为其成为良好的页岩油开发层系提供了良好的物质基础。

湖相泥页岩储层脆性评价及影响因素分析——以苏北盆地海安凹陷曲塘次凹泥页岩为例

为准确评价湖相泥页岩脆性及探究其影响因素,选取了苏北盆地海安凹陷曲塘次凹古近系阜宁组二段湖相泥页岩样品,利用全岩X衍射分析、有机碳测定、镜质体反射率测定、扫描电镜、三轴岩石力学等实验技术手段,分析了样品的矿物成分、地球化学、储集空间等特征;并采用测井、强度参数、矿物成分以及应力—应变曲线变化特征等方法评价其脆性特征。结果表明,页岩主要为云质页岩和灰质页岩,脆性矿物含量较高;有机碳含量平均为1.25%,且已达到成熟阶段;储集空间由特低孔和裂缝组成;应力应变关系曲线表现出较强的脆性特征;不同方法的脆性评价结果存在一定差异,基于弹性参数与矿物组分评价脆性比基于强度参数的应用效果更佳,但每种方法都存在一定局限性。阜二段页岩脆性受矿物组分、有机质丰度、储集空间发育程度等共同影响,随着白云石含量、有机质成熟度、裂缝发育程度的增加,储层脆性随之增加;而方解石含量、有机质丰度、孔隙度的增加则会减弱储层脆性。

湖相泥页岩基质储层直井压裂选层方法研究——以松辽盆地三肇凹陷松页油3井为例

湖相泥页岩基质储层是中国页岩油赋存的主要载体,相对于夹层型和裂缝型储层更难被压裂改造和实现工业开发,因而压裂层位的选择至关重要.本文以松辽盆地三肇凹陷松页油3井为例,建立了一套湖相泥页岩基质储层直井压裂选层方法.通过录井、测井解释优选出青山口组一段中的I类页岩油层,对I类页岩油层的电性、物性、含油气性、烃源岩性、脆性、可压性6项指标进行综合分析,基于上述6项指标,利用层次分析法对所有I类页岩油层进行综合排序,确定了27、25和23号层为最有利页岩油层.松页油3井针对上述页岩油层进行了压裂试油,实现了三肇凹陷页岩油工业油流突破,证实选层方法可行有效,可推广应用于湖相基质型页岩油的甜点层优选和水平井部署.

湖相泥页岩不同赋存状态油定量对比——以渤海湾盆地东营凹陷页岩油探井取心段为例

为探讨东营凹陷洼陷区湖相泥页岩的页岩油勘探前景,利用多温阶热释法结合常规热解法,对各洼陷区页岩油探井取心段以及沾化凹陷新义深9井获商业页岩油油流层段的典型样品,开展了不同赋存状态油定量对比研究,认为东营凹陷洼陷区沙三下—沙四上湖相泥页岩具有页岩油潜力,具备获工业页岩油油流的游离油丰度基础.研究结果表明:东营凹陷樊页1、牛页1和利页1取心段沙三下—沙四上湖相泥页岩典型样品的轻烃校正后游离油S1-1、游离油S1-2以及总游离油均值均以利页1井最高(显著高于新义深9井出油层段),次为牛页1井(与新义深9井出油层段相当),樊页1井最低(明显低于新义深9井出油层段);3口页岩油探井取心段滞留油均以游离态赋存的油为主,其中轻烃校正后游离油S1-1均值分别占总油均值的21.28%,21.22%,24.32%,如果对牛页1和利页1井取心段实施有效的压裂改造,应可获得较好的页岩油产能,具有较好的页岩油勘探前景.

陆相断陷咸化湖盆细粒沉积地层有机质富集特征及控制因素分析——以东营凹陷沙河街组第四段上亚段纯上次亚段为例

【目的】湖相细粒沉积泥页岩储层“甜点段”的发育与有机质富集密切相关,但目前针对断陷咸化湖盆泥页岩有机质富集控制因素的探究及富集模式的建立等相关研究较少。【方法】东营凹陷沙河街组第四段上亚段纯上次亚段(Es4scs)时期发育典型的陆相断陷咸化湖盆,为深化对研究该区细粒沉积地层有机质富集规律的认识。从沉积学、地球化学、古生物学及分子地层学等方面入手,利用薄片鉴定、X射线衍射、氩离子抛光—扫描电镜、孢粉鉴定、生物标志物色谱—质谱分析等技术手段,运用各项指标详细探究有机质富集的控制因素,建立适用于研究区各环境演化阶段的有机质富集模式。【结果】(1)有机质具有条带状、充填式、分散式等微观赋存状态,母质来源主要为藻类等低等水生生物,在中上部地层出现少量的陆源高等植物来源;(2)沉积环境经历了较浅水半干旱弱氧环境—深水半湿润还原环境—次深水半干旱贫氧环境三个演化阶段;(3)有机质富集的主要控制因素为古气候、古盐度、古氧化还原性、古生产力和沉积速率,而次要控制因素为古水深、陆源输入、火山作用和热液活动。【结论】本次探究了有机质富集的主控因素,建立了适用于陆相断陷咸化湖盆细粒沉积地层的有机质富集模式,研究成果对我国陆相页岩油气勘探开发具有重要意义,即高生产力、还原环境、适宜的盐度和沉积速率主导了高有机质富集,该环境的沉积产物是页岩油气勘探的有利层段。

湖相泥页岩层系富有机质形成与烃类富集--以长7为例

继海相页岩气之后,陆相页岩油成为中国非常规油气的重要勘探领域.但湖相泥页岩形成环境完全不同于海相页岩,导致有机质形成和储集体构成不同,其含油气性和烃类流动性也不同.本文以鄂尔多斯盆地延长组长7段页岩层系为例,剖析了湖相泥页岩形成过程中火山活动对古生产力、保存条件的影响,发现火山喷发之前发育藻类、细菌,而喷发之后,细菌数量下降但藻类较为繁盛,反映了火山活动提高了古生产力;同时,火山活动输入的硫酸盐促使了微生物硫酸盐还原作用发生,产生的H2S使得水体形成强还原环境,有利于有机质保存.有机地球化学分析表明,泥页岩层系中黑色页岩总有机碳含量高,生烃潜力强,而凝灰岩总有机碳含量低,基本不具备生烃能力,说明火山活动沉积的凝灰岩不能作为有效烃源岩.在储集空间上,泥页岩主要呈现为纹层型和分散型,孔隙为有机孔和无机孔,有机孔发育程度受热成熟度影响,而无机孔主要包含碎屑颗粒和胶结物晶间孔缝;凝灰岩以杂基支撑为主,伴有蚀变,其孔隙包括矿物粒间孔、矿物粒内孔;致密砂岩孔隙发育受压实作用、胶结作用和溶蚀作用影响,孔隙类型主要为粒内孔和粒间孔.长7段湖相泥页岩层系普遍含油,但不同岩性排油效率不同,砂岩排油效率最好,泥页岩最差,其主要受孔径分布、流体性质、岩石润湿性的影响.因此,湖相泥页岩层系页岩油开发应主要集中在含有夹层的泥页岩层系,而泥页岩段有机质与烃类互溶作用使得烃类可动性差,开发难度大.

湖相、海相泥页岩孔隙分形特征对比

在松辽盆地湖相泥页岩低温氮气吸附实验的基础上,利用FHH模型探讨了湖相泥页岩纳米级孔隙结构分形维数与比表面积、平均孔径及TOC含量的关系,进一步对比了湖相与海相泥页岩孔隙分形维数特征。结果表明：1湖相、海相泥页岩纳米级孔隙均具有明显的分形特征,且大孔隙（孔径为5~100 nm）结构复杂,其分形维数高于小孔隙（孔径小于5 nm）。2湖相泥页岩纳米级孔隙结构相对简单,分形维数小于海相泥页岩。3分形维数与TOC含量呈正相关关系,湖相泥页岩有机质丰度对分形维数影响较小。4湖相泥页岩分形维数D_1与平均孔径具有明显的线性关系,表明D1可以反映湖相泥页岩孔隙结构特征;海相泥页岩分形维数D2与孔隙比表面积具有明显的指数关系,表明D_2可以反映海相泥页岩孔隙比表面积特征。

东濮凹陷沙三上盐间段湖相页岩油气成藏条件

东濮凹陷沙三上盐间段发育1套暗色湖相泥页岩,在近年已获得低产页岩油气。为研究湖相页岩油气成藏条件,通过岩心观察、地质实验与测井、录井、钻井资料相结合,对泥页岩发育特征、有机地化特征、吸附气含量、储集性、保存条件进行了综合分析。研究表明,沙三上盐间泥页岩分布广、厚度大、埋深适宜、有机质丰度高、热演化程度适宜、物性差、脆性矿物含量高、比表面积大、微孔隙发育程度高、吸附气含量较高,保存条件优越,生、储、盖组合良好,具有很好的页岩油气成藏条件和勘探开发潜力。

泥页岩纹层矿物—有机质特征与成因差异及其对页岩油生储意义——以渤海湾盆地东营凹陷沙三下亚段—沙四上亚段为例

厘清泥页岩中不同纹层及纹层组合的特征,有助于更全面地认识泥页岩,并为页岩油气勘探开发提供新的视角。以渤海湾盆地东营凹陷沙三下亚段—沙四上亚段泥页岩为例,在全岩XRD及热解数据的基础上,结合常规薄片、显微组分观察、场发射高分辨率扫描电镜以及能谱等实验技术,从“源—汇”角度精准剖析了湖相泥页岩不同纹层中矿物和有机质的类型与化学特征,分析了各纹层的成因差异,探讨了不同纹层的油气地质意义。根据矿物和有机质的类型、含量及形貌特征,将纹层划分为泥质纹层、富有机质纹层、碳酸盐纹层和粉砂质纹层等4类基础纹层。其中,泥质纹层和富有机质纹层主要沉积外源黏土矿物和水生自生无定形有机质,通过吸附絮凝作用形成有机黏土复合体后沉降埋藏。隐晶碳酸盐纹层是由内源自生细菌、底栖生物席等生物直接或间接控制形成;而亮晶碳酸盐纹层的形成则与后期成岩作用相关。粉砂质纹层是外源惰性结构有机质和碎屑矿物在机械混合作用下的沉积产物。由于各纹层内矿物和有机质含量、性质以及成因的差异,不同纹层表现出不同的生烃能力、储集性和可压裂性:泥质纹层和富有机质纹层具有优质的生烃能力;亮晶碳酸盐纹层和粉砂质纹层具有较好的矿物结晶程度和强可压裂性;粉砂质纹层内发育大量孔缝,有利于油气运移和储集。此外,不同纹层在烃源岩中的相互重叠,组成了具有不同生储能力的多个微观“生储”结构,综合影响着岩层的生储潜力。其中,泥质—富有机质—亮晶方解石纹层组合具有高效的生烃潜力和较好的储集性及可压裂性,是优质烃源岩的重要微观组成。

四川盆地海相、湖相页岩气形成条件对比及开发策略

四川盆地页岩气勘探已在川东南—川南海相下志留统、川东—川东北湖相下侏罗统泥页岩层系获得了商业发现和工业气流,展示了四川盆地页岩气具有多领域、多层系、多类型的特点。采用氩离子抛光—扫描电镜、压汞—吸附联合测定、脉冲渗透率和X-射线衍射等实验测试方法,通过对海相、湖相泥页岩沉积相、生烃条件、储集特征、可压裂性和富集类型多方面对比表明,海相龙马溪组优质页岩主要发育于克拉通台内凹陷深水陆棚沉积,具有分布广,厚度稳定,有机碳含量高,有机质孔、页理、有机硅均发育的良好的生、储、可压裂一体的页岩气物质基础,3类页岩气富集类型(盆内超高压页岩气型、盆内缘超压页岩气型和盆外常压页岩气型),其中盆内超高压页岩气型和盆内缘超压页岩气型为最有利的页岩气勘探类型;湖相大安寨段有利的页岩与灰岩薄互层岩性组合,主要发育于最大湖进期碳酸盐岩湖泊的湖坡风暴滩与湖坡泥交替沉积环境,具累计厚度大,有机碳含量较高,粒缘孔缝发育,渗透性较好,钙质脆性矿物含量高的较好的生、储、可压裂近配的页岩气物质基础,是湖相有利的页岩气勘探类型。针对海、湖相不同类型页岩气的形成特点,开展适应性勘探开发技术的攻关,是实现多领域页岩气经济有效开发的关键。

纹层方向对泥页岩纵、横波速度及弹性参数影响的试验研究

纵、横波速度是研究页岩各向异性的重要参数。为了研究纹层方向对纵、横波速度及动态弹性参数的影响,以我国东部中新生代的湖相泥页岩为研究对象,对不同纹层方向的取芯样品进行纵、横波速度实验。结果表明:纵横波波速比与纹层方向不具有相关性,与微裂缝的主要延伸方向有关;纵、横波传播方向与纹层的夹角越小,纵横波速度越大;不同纹层方向下的纵波速度和横波速度始终保持线性相关,其线性曲线的斜率、截距分别与纹层界面、微裂缝相关;动态弹性模量和纹层方向有良好的相关性,其主要受纹层界面影响,而动态泊松比与纹层方向无关,其主要受微裂缝影响。