渝东南渝科1井下寒武统富有机质页岩发育特征与含气量

渝东南地区广泛发育下古生界海相页岩,具有发育范围广、厚度大、埋藏深度较浅、有机质丰度高等特点。渝科1井位于四川盆地东南部外缘,揭示了渝东南地区富有机质页岩的发育特征和含气特点。该井钻揭下寒武统牛蹄塘组页岩层总厚50.2 m。研究表明:牛蹄塘组页岩具有有利的页岩气成藏条件,有机碳含量平均值为5.63%,成熟度(Ro)主体分布在3%左右。利用测井数据、等温吸附实验、线性回归等多种方法对页岩含气量进行分析和计算,得到牛蹄塘组页岩总含气量在1.0～3.5 m3/t。渝科1井揭示了渝东南地区发育的牛蹄塘组富有机质页岩具有高有机碳含量、高成熟度、高含气量的特点,该地区具有较大的页岩气资源潜力。

渝东南下寒武统页岩储层特征及测井评价——以渝科1井和酉科1井为例

为了正确认识渝东南地区下寒武统牛蹄塘组黑色页岩储层特征与主控因素,对采自渝科1井和酉科1井的岩心样品,进行了系统的黏土矿物及全岩X-射线衍射分析、岩石常规物性分析、比表面和孔径分析、岩石有机碳分析、镜质体反射率(R_o)及显微组分测试。测试分析结果表明:牛蹄塘组页岩储层碎屑矿物含量平均为51.34%,黏土矿物含量平均为32.74%,有效孔隙度平均为1.2%,渗透率平均为8.0×10^(-3)mD,属于特低孔、特低渗储层。孔隙以中孔为主,约占总孔体积的73%。BET(Brunauer、Emmett和Teller)比表面积平均为7.75 m^2/g,平均孔直径为5.3 nm。总有机碳含量(TOC)平均为2.29%,R_o平均为3.12%,属于过成熟阶段。进一步统计分析表明:TOC与微孔体积呈正相关,黏土矿物总量与之呈负相关;TOC、黏土矿物总量、碳酸盐矿物含量均与中孔体积呈正相关;TOC、碳酸盐矿物含量均与宏孔体积呈正相关,碎屑矿物含量与之呈弱的正相关,黏土矿物总量与之呈负相关。用常规测井方法对牛蹄塘组页岩的孔隙度和TOC进行了计算,发现利用中子曲线计算的孔隙度与岩心分析结果在两口井中均吻合较好,但浅层不含油气情况下,自然伽马曲线(GR)与岩心分析TOC之间无明显相关关系。

渝东南牛蹄塘组页岩成岩作用及其对孔隙的影响

以渝科1井钻遇的下寒武统牛蹄塘组页岩为研究对象,探讨渝东南地区过成熟页岩中成岩作用对孔隙发育的影响。伊利石结晶度和等效镜质体反射率Ro测定,显示牛蹄塘组页岩处于有机质过成熟的晚成岩阶段。通过场发射扫描电镜和气体吸附实验对页岩孔隙进行了定性和定量表征。页岩孔隙主要由有机质孔隙、粒内孔隙和粒间孔隙组成,以中孔为主,平均直径为4.93nm,总孔体积平均为0.014 3cm^3/g。牛蹄塘组页岩经过强烈的压实作用和胶结作用使得粒间孔隙欠发育。黏土矿物大多已伊利石化,伊利石平均质量分数为86%,伊蒙混层平均质量分数为13%,黏土矿物中的孔隙以伊利石中的粒内孔隙为主。溶解作用使得碳酸盐矿物产生粒内孔隙和粒间孔隙,孔隙直径较大。有机质成熟作用产生了有机质孔隙,随着有机质成熟度的进一步增加,有机质内的有机质孔隙体积和孔隙直径都不断减小。页岩的孔隙因不同成岩作用的共同改造而变化。

渝东南YK1井下寒武统牛蹄塘组底部黑色页岩沉积环境及有机质富集机制

渝东南YK1井下寒武统牛蹄塘组底部发育富有机质黑色页岩，是我国南方海相页岩气勘探的重要目的层位之一，对YK1井样品分析测试表明其TOC平均含量约为3．75％。沉积环境控制了有机质的形成，而有机质是页岩气的重要赋存场所。为了研究该套黑色页岩形成的沉积环境及有机质富集机制，针对其中具有环境意义的矿物学和微量元素地球化学特征进行研究。Couch法古盐度范围为10．733‰～34．687‰，平均值为22．358％0，B／Ga比值为2．190～10．000，平均值为5．500，表明该区域水体大致属于咸水-半咸水范畴，渝东南YK1井下寒武统牛蹄塘组沉积于浅海陆棚环境。稀土元素中Ce负异常，V／Cr比值范围为1．300～13．776，平均值为4．648以及镜下观察到的草莓状黄铁矿都表明样品形成于还原环境。微量元素、稀土元素等分析表明研究区牛蹄塘组不同层位曾受到上升洋流带来的深部热液的影响。有机质富集机制方面，当环境条件达到有利于有机质保存所需的还原条件后，还原程度的强弱不再是决定有机质富集程度的主要因素；上升洋流对有机质的富集起到了促进作用；古盐度的变化对有机质的富集影响不大。