柴北缘鄂博梁Ⅲ号构造天然气成因类型及其成藏特征

利用现有井资料,通过碳、氦和氩等同位素分析,并结合烃源岩的演化、构造发育史和天然气成藏史分析,对柴达木盆地鄂博梁Ⅲ号构造天然气的成因类型和成藏特征进行了系统的研究。结果表明,鄂博梁Ⅲ号构造天然气为典型煤型气,气藏中甲烷和乙烷的反序现象是由成藏过程中混入不同成熟度的天然气所致。天然气主要源于深部过成熟的侏罗系烃源岩,断裂活动是控制天然气藏形成和演化的重要因素,提出了断裂—输导层输导源上成藏模式。

柴西地区南翼山构造天然气来源及成藏模式

以现今南翼山构造古近系和新近系天然气藏及其共生油藏的特征为研究基础,利用已发现气藏中天然气碳同位素特征及其共生原油的地球化学特征,进行了气源分析和油源对比,通过天然气成藏史恢复,对南翼山构造古近系和新近系气藏的成藏过程进行了系统分析。研究认为:1南翼山构造古近系和新近系气藏中高成熟度的天然气是以中生界煤系烃源岩演化生成的煤型气为主,古近系和新近系烃源岩演化生成的天然气量相对较少;2南翼山构造长期活动的基底断裂是古近系和新近系天然气藏形成的主控因素。通过对天然气来源分析,并结合构造演化,总结出了南翼山构造多源混合供烃、断裂-裂缝输导体系输导、晚期构造混合聚集成藏模式,以此为依据预测了柴达木盆地中生界煤系烃源岩新的沉积范围,可以成为下一步煤型气勘探的有利方向。

英买力地区中生界—新生界油气藏石油包裹体特征及成藏期次

明确油气的成藏期次及成藏演化历史是当前英买力地区中生界—新生界油气藏勘探亟待解决的关键问题。利用石油包裹体岩相学、微束荧光光谱和显微测温技术,对英买力地区中生界—新生界石油包裹体特征和油气成藏期次开展了详细研究。结果表明：样品中主要观察到发蓝色、蓝白色、亮黄色、弱黄色荧光的石油包裹体;荧光光谱的主峰波长主要集中在470-490nm和510-540nm,分别指示近蓝白色和近黄色2种荧光的石油包裹体组合。其中,近黄色石油包裹体的红绿商Q在0.48-0.65,色度指数CIE-X和CIE-Y值在0.345-0.360和0.358-0.375,对应盐水包裹体的均一温度主峰值在80-90℃;近蓝白色石油包裹体的红绿商Q在0.20-0.51,色度指数CIE-X和CIE-Y值在0.302-0.333和0.325-0.352,对应盐水包裹体的均一温度主峰值在120-130℃。结合埋藏史、热演化史模拟结果,明确了英买力地区中生界—新生界油气藏具有2期成藏过程：第1期在8-5 Ma,以形成常规油藏为主,成熟度相对较低,石油包裹体发近黄色荧光;第2期在3 Ma以来,以形成凝析油气藏为主,成熟度较高,石油包裹体发近蓝白色荧光。

提高采收率纤维暂堵人工裂缝动滤失实验研究

可降解纤维是一种新型的暂堵转向剂,成功用于非均质碳酸盐岩油气藏的转向酸压和非常规气藏水平井(或长井段直井)的重复压裂改造中,理解纤维暂堵人工裂缝的物理过程是优化纤维暂堵转向压裂设计的关键参数的基础。利用地层条件动滤失分析仪,对纤维暂堵裂缝的滤失特征和封堵有效性进行了评价,得出纤维滤饼的渗透率为1 349.2 mD;利用实验模拟了不同缝宽下纤维滤饼长度的变化曲线,数值模拟表明黏度和注入排量对表皮因子影响较大。

沾化凹陷页岩油富集可采主控因素研究

通过显微镜薄片观察、热解实验、氦气孔隙度、脉冲渗透率、XRD全岩矿物分析等实验,对渤海湾盆地济阳坳陷沾化凹陷页岩油富集主控因素进行了研究。结果表明:泥页岩的生烃能力和储集能力是页岩油能否富集的重要影响因素。生烃能力方面,有机质丰度、类型、成熟度等是决定因素;储集能力方面,发育一定的纹理和微裂缝有助于提高页岩的储集能力;富有机质纹层状岩相既有较强的生烃能力又发育纹层,储集能力强,是页岩油勘探的有利岩相。纹理、超压和微裂缝的发育可以提高油气的流动能力。另外具有一定的脆性矿物含量和超压条件,也为后期压裂开采提供了便利。

塔里木油田博孜区块深层凝析气结蜡现象的实验研究

塔里木油田博孜区块属于典型致密砂岩凝析气藏,存在较为严重的蜡堵问题。因此需要对博孜区块井流物进行气藏条件下的相态与析蜡规律的实验研究,获得凝析气相态包络线相图,为凝析气井防蜡工艺提供理论支撑。文章通过可视化PVT测试仪和自主研发可视化显微固相沉积测定仪,在测试凝析气相态包络线的同时可直观观察凝析气随温度、压力变化时“气-液-固”三相相变形态,具有模拟气藏条件下可视化的优点。结果表明,含蜡凝析气的相态特征极为复杂,在不同温度、压力条件下,有气相、气-液两相、气-固两相、气-液-固三相等多相态变化。博孜104井凝析气中主要结蜡成分C16~C30之间,以片状粗晶蜡为主,摩尔含量为0.111%,而地面凝析油析蜡点为15.4℃,最大瞬时析蜡量0.2258%,累积析蜡量9.49%。露点以上的气相析蜡形成的固相物质不受凝析油影响,以长型片状粗蜡晶为主;露点以下产生的固相析蜡受凝析油溶剂影响,析蜡与凝析油互溶形成透明胶状、玻璃块状物质,对凝析油具有较强束缚作用,降低凝析油流动性。

四川盆地东南部龙马溪组页岩微—纳米孔隙结构特征及控制因素

以四川盆地东南部重庆地区下志留统龙马溪组页岩为研究对象，通过场发射扫描电镜、C02及N2低温低压吸附实验，探讨海相页岩储层微一纳米孔孔隙结构特征及其控制因素。结果表明：龙马溪组页岩发育有机孔、粒间孔、粒内孔、晶间孔、溶蚀孔和微裂缝6种孔隙类型，其中有机孔、黏土矿物层间粒内孔最为发育，由于热演化程度高也发育大量的溶蚀孔隙；龙马溪组页岩BET比表面积介于3．5～18．1m^2／g，BJH总孔容介于0．00234～0．01338cm^3／g，DA微孔比表面积介于1．3～7．3m^2／g，DA微孔孔容介于0．00052～0．00273cm^3／g。页岩微孔比表面积占总比表面积的23．1％～80．2％，平均占比50．3％，微孔孔容占总孔容的12．1％～48．5％，平均占比32．3％，微孔提供比表面积的能力远大于中孔和宏孔，是页岩储层中甲烷吸附的主要场所；泥页岩孔径分布复杂，孔径分布曲线存在多个不同的峰值，在0～100nm范围内主要呈现双峰或三峰特征，偶见四峰特征；有机碳含量与泥页岩微孔、中孔＋宏孔及总孔的孔隙结构参数均呈现非常好的线性关系，表明，TOC是泥页岩中微一纳米孔隙结构最重要的控制因素，将孔隙结构参数对，Ⅲ、OC进行归一化处理后，总孔和中孔＋宏孔孔隙结构参数与黏土矿物含量呈正线性关系，与脆性矿物含量呈负线性关系，表明黏土矿物和脆性矿物主要控制页岩的中孔和宏孔的发育。

库车坳陷迪北地区侏罗系致密储层裂缝发育特征及控藏模式

库车坳陷迪北地区侏罗系致密砂岩储层中裂缝普遍发育,裂缝对致密砂岩气藏具有重要控制作用。利用露头、岩心和薄片等资料,明确裂缝发育特征和形成机理,探讨裂缝对致密砂岩气藏的控制作用。结果表明:研究区裂缝主要为构造裂缝,其次为成岩裂缝,构造裂缝较为发育,非均质性强,大部分未被充填,有效性较好。构造裂缝分为3期,分别在喜马拉雅早期、中期和晚期3期构造挤压作用下形成。第3期构造裂缝发育程度最高且基本未被充填,是最重要的一期构造裂缝;其发育期晚于天然气大量充注期,且构造裂缝形成之后天然气仍持续充注。裂缝对侏罗系致密砂岩气藏的控制作用主要表现在:发育在构造低凹或斜坡部位的小开度裂缝,可改善储层物性,有利于形成甜点(迪西1井区);发育在迪北地区构造高部位的大开度裂缝可对致密砂岩气藏进行调整、改造和破坏(依深4井区)。

库车坳陷迪北地区下侏罗统天然气富集机制

库车坳陷迪北地区下侏罗统致密砂岩气藏广泛发育，对其富集机制的研究具有重要意义。通过岩心和薄片观察、激光共聚焦扫描、排替压力测试、包裹体岩相学观察、显微测温等方法，探讨了迪北地区下侏罗统天然气富集机制。研究表明：（1）迪北地区气源条件优越，天然气快速充注；（2）迪北地区裂缝－孔隙型储层广泛发育，储集性能优越；（3）迪北地区上覆多套厚层泥岩和膏泥岩盖层，天然气保存条件好；（4）迪北地区断裂－砂体复合输导体系发育，天然气高效捕获成藏；（5）迪北地区具有“早油晚气”的油气充注特征，天然气在库车期到现今（5-0 Ma）大量充注，储层在前康村期（约8 Ma）致密化，即储层致密化时间早于天然气大量充注时间。因此，在构造活动控制下，天然气聚集成藏经历了中新世早中期原油充注、上新世以来致密深盆气藏叠加和西域期以来的致密气藏调整改造再富集3个阶段。对迪北地区天然气富集机制的研究，有利于进一步寻找有利区，指导致密砂岩气勘探。

精密控制机械震源特征及信号检测方法

基于精密控制机械震源(ACROSS)信号与石油工业上的常规可控震源的特征差异,对ACROSS信号进行互相关、短时相关、相干和反褶积等四种方法处理分析,并分别从重复性、走时剖面、频谱特征以及信噪比等方面对处理结果进行对比分析研究。结果表明:互相关方法处理结果稳定性好,能较好地突出高能量频率成分,但不适用于在频谱特征里能量相差较大的窄带信号分析;ACROSS信号与环境背景噪声在频谱上有重叠,短时相关法会放大噪声的作用,其效果较相干和反褶积法显得略差一些;信噪比对相干和反褶积法处理结果的稳定性影响较大,相干和反褶积法适合于具有一定信噪比的ACROSS信号检测分析。

中高煤阶煤储层吸附能力演化历史定量恢复——以鄂尔多斯盆地韩城地区为例

中国的中高煤阶含煤盆地均经历了多次沉降和抬升,开展地质时期煤储层吸附能力演化历史研究对于认识煤层气的富集和成藏具有重要意义。根据中高煤阶煤储层样品的高温高压吸附实验,建立了煤储层吸附能力演化历史分析方法,恢复了鄂尔多斯盆地韩城地区主力煤层的吸附演化过程。研究表明,中高煤阶煤储层的吸附量受多种因素控制,吸附量与压力、热演化程度呈正相关,与温度、水分、灰分和挥发分呈负相关关系。在数学分析的基础上建立了基于温度、压力和热演化程度三参数Langmuir扩展的吸附量预测模型。结合韩城地区埋藏史和热史,恢复了研究区主力煤储层吸附演化过程,指出韩城地区主力煤储层吸附量随地质历史时期大致经历了低吸附稳定阶段、吸附增加阶段和高吸附稳定阶段3个阶段演化过程。

高丰度低演化程度湖相页岩储层特征——以柴达木盆地北缘中侏罗统为例

页岩储层特征对于页岩气的赋存状态、含气量和后期开发均具有重要意义。湖相页岩多处于生油窗阶段,其储层特征与海相页岩区别较大。以柴达木盆地北缘中侏罗统页岩为研究对象,利用岩芯观察、有机地球化学分析、XRD矿物成分分析、低温氮气吸附、FE-SEM以及甲烷等温吸附等手段分析页岩储层的岩石类型、地化、矿物组成、孔隙结构和含气性特征。结果表明,与海相页岩相比,柴达木盆地北缘中侏罗统页岩具有"两高两低两种类型"的特点,即有机碳含量高、黏土矿物含量高,热演化程度低、脆性矿物含量低,有机质类型以Ⅱ、Ⅲ型为主。较低的热演化程度导致样品有机质孔隙发育较少;有机酸的溶蚀作用及矿物的转化作用是次生孔隙形成的主要因素。与海相页岩不同的是,高丰度低演化程度导致该演化阶段以产液态烃为主,且样品中可溶有机质含量较高,它对于样品的孔隙结构和甲烷赋存状态都有影响,表现为随比表面积增大,样品等温吸附实验结果呈现下降的趋势。对于高丰度低演化程度湖相页岩储层特征的研究,不仅为柴达木盆地北缘中侏罗统页岩气的勘探开发提供地质依据,同时也完善了页岩气地质理论。

湖相页岩液态烃对页岩吸附气实验的影响——以鄂尔多斯盆地延长组页岩为例

通过全岩和黏土矿物X-衍射、索氏抽提、离子抛光、扫描电镜、低温氮气吸附、等温吸附等实验分析,研究了鄂尔多斯盆地延长组湖相页岩储层中的液态烃对吸附气含量的影响。结果表明,延长组湖相页岩储层正处于中成岩阶段A期;有机质演化程度相对较低,不足以形成大量的有机质孔隙,却足以形成大量的液态烃,液态烃占据了页岩中直径约4 nm左右的孔隙。由于氮气不溶于液态烃,而甲烷易溶解于液态烃,使得抽提前后样品低温氮气吸附实验得到的比表面积和吸附量变化大,但抽提前后样品等温吸附实验测得的甲烷"吸附"量变化不大,这表明等温吸附实验中有一部分甲烷以溶解态赋存于页岩样品中。因此在用等温吸附实验研究低成熟度页岩吸附气含量的过程中,必须注意液态烃的影响。

小应力扰动下岩石弹性波速变化的波形检测

弹性波速变化能够反映岩石内部结构和应力的变化,成为工程结构监测的重要基础,其关键是实现小应力扰动下的高精度检测。在室内建立一套试验测量系统,对3类岩石的6块样品进行单轴压缩试验,同步记录小应力作用下岩石的应变、声发射及超声波波形。分析岩石非均质引起的多次散射波(尾波)特性,利用尾波干涉测量实现波速变化的高精度波形检测,发展小应力扰动下岩石弹性波速变化的检测方法,并对尾波波速随应力的变化规律进行分析。结果表明:尾波干涉测量可以实现小应力扰动下的高精度动态监测,具有对岩体扰动小、灵敏度高、稳定性好、操作简单的优点;所提方法应用的条件是介质散射强度高,尾波较为发育,观测系统重复性好;尾波波速随应力的相对变化率dv/v是岩石损伤状态的一种表征,尾波波速变化具有记忆效应;与声发射相比,所提方法稳定,易识别,可用于岩心地应力测试。

陆相页岩微观孔隙结构特征及对甲烷吸附性能的影响

页岩的微观孔隙结构对其甲烷吸附性能及页岩油气潜力具有重要影响，前人研究主要集中在海相页岩。该文以四川盆地川西坳陷上三叠统须家河组五段为例，开展了陆相页岩的探索研究。首先通过低温氮气吸附实验对页岩样品的微观孔隙结构特征进行了研究，计算了页岩的比表面积、孔径分布、孔体积和平均孔径等孔隙结构参数；然后通过高压甲烷等温吸附实验，研究了页岩样品的甲烷吸附特征；最后探讨了页岩微观孔隙结构特征对甲烷吸附性能的影响。结果表明，须五段页岩平均孔径为7.81~9.49 nm，主体孔隙为中孔，也含有一定量的微孔和大孔，孔隙形状以平行板状孔为主，含有少量墨水瓶形孔。页岩比表面积高出常规储层岩石许多，有利于气体在页岩表面吸附存储，孔径在2~50 nm的中孔提供了主要的孔体积，构成了页岩中气体赋存的主要空间。在85℃条件下，页岩甲烷吸附的兰氏体积为1.21~4.99 m3/t，不同页岩样品之间的吸附性能差异明显。页岩的兰氏体积与比表面积之间呈现良好的正相关关系，比表面积与黏土矿物含量呈正相关，而与总有机碳含量关系不明显。页岩的兰氏体积与微孔和中孔体积之间都具有良好的正相关关系，微孔体积和中孔体积与总有机碳含量之间存在一定的正相关关系，但是正相关性的程度没有微孔体积和中孔体积与黏土矿物含量之间的关系强烈。陆相页岩有机质热演化程度相对较低，因此有机孔发育有限：但另一方面同时黏土矿物含量较高，所以其内部发育大量微孔和中孔，从而构成可观的比表面，影响甲烷吸附能力。

柴北缘中侏罗统湖相泥页岩储层矿物组成与脆性特征

运用X射线衍射技术,对柴北缘中侏罗统46块岩心泥页岩样品和15块露头泥页岩样品进行了定性和定量分析。结果表明研究区泥页岩矿物成分中黏土矿物含量最高,介于33%-79.7%之间,平均54.3%;其次为石英,含量介于14.5%-57.8%之间,平均35.4%;碳酸盐矿物含量较少,总量一般介于0-13%之间,个别样品大于15%,露头样品与岩心样品矿物成分有差别。黏土矿物组合特征反映出研究区进入中成岩阶段,对应有机质演化的成熟阶段,具有适宜页岩油气形成的成熟度条件。扫描电镜显示,研究区泥页岩发育3种孔隙类型。与海相页岩相比,柴北缘中侏罗统泥页岩黏土矿物含量高但敏感性矿物含量低,石英、长石等脆性矿物含量偏低但达到湖相泥页岩开发标准,脆性指数平均为42.6%,整体上具有较好的脆性和可压性,有利于该区湖相页岩的压裂改造。

川东北牛蹄塘组页岩孔隙结构特征及其控制因素

海相页岩气勘探在四川盆地周缘取得重要进展。通过X射线全岩衍射、氩离子抛光扫描电镜、二氧化碳和氮气吸附实验及有机地化实验等,对川东北地区下寒武统牛蹄塘组页岩的孔隙发育特征及其控制因素进行了研究。结果表明:川东北地区牛蹄塘组页岩有机质丰度较高,石英矿物和黏土矿物是主要造岩矿物;孔隙类型主要为有机质孔隙、脆性矿物粒间孔隙、黏土矿物层间缝等,有机质孔隙呈蜂窝状,在有机质内部发育,有机质孔数量较少,无机矿物孔隙以孔状、夹板状等μm级孔径为主;页岩孔容与比表面积随着有机质和黏土矿物含量的升高而变大。

应用定量颗粒荧光技术恢复塔中地区石炭系油气充注历史

塔中地区经历了复杂的构造演化,给油气成藏研究带来了挑战。为恢复塔中地区石炭系的油气充注历史,利用定量颗粒荧光(QGF和QGF-E)技术开展了详细研究。结果表明,在TZ421井现今油水界面之下存在古油层和残余油层,前者位于-2 510～-2 610m,古油水界面位于-2 610 m,后者位于-2 510～-2 570 m,残余油水界面位于-2 570 m。在TZ103井的现今气水界面之上存在古油层,位于-2 555～-2 605 m,古油水界面位于-2 605 m。结合成藏条件分析认为,TZ421井中存在厚度100 m的古油层,表明晚海西期轻质油充注规模大,随后在燕山期发生两次泄漏,在喜马拉雅期天然气充注过程中形成凝析气顶。TZ103井现今凝析气层中存在厚度为50 m的古油层,表明在凝析气藏形成之前,在晚海西期有轻质油充注,古油层保存较好,在喜马拉雅期天然气充注过程中形成凝析气藏。利用定量颗粒荧光技术准确地恢复了塔中地区石炭系2期油气充注过程,为油气充注历史研究提供了新的可靠证据。

川西坳陷须五段页岩微观孔隙结构发育控制因素及其成藏意义

以川西坳陷须五段页岩为例,首先运用氮气吸附法对页岩纳米孔隙进行测定,通过等温线和DFT模型分析,对页岩的微观孔隙结构进行表征;然后通过等温吸附实验研究了页岩的甲烷吸附性能,通过解吸法测定了页岩的含气量;最后探讨了页岩微观孔隙结构发育的主要控制因素及其对页岩气成藏的意义。结果表明:川西坳陷须五段页岩孔隙结构较复杂,主要由中孔组成,主体孔径位于2~50 nm,中孔提供了主要的孔隙体积;在85℃条件下页岩甲烷吸附的兰氏体积为0.79~4.99 m3/t,页岩的含气量为0.50~2.44 m3/t;有机碳含量、伊/蒙间层矿物含量、脆性矿物含量以及热演化程度是控制页岩微观孔隙结构发育的主要因素;微孔和中孔对页岩气的吸附能力极强,在其内部有大量页岩气以结构化方式存在,增加了页岩气的存储量。

岩石超声谐波特征及其随应力的变化

岩石具有较强的非均质性和强衰减特性,谐波测量的难度较大。建立超声谐波测试实验系统,采用单频脉冲串(tone burst)激发、门控放大、脉冲反转和叠加等增强二次及高次谐波,研究岩石超声谐波的发育与振幅特征,定义名义非线性系数,分析单轴应力下岩石超声谐波及名义非线性系数随应力的变化。结果表明,超声谐波包含了丰富的岩石内部结构信息,表征了岩石的非线性特性,利用先进的仪器系统,采用谐波强化技术,可有效地获得岩石的超声谐波及其振幅,进行岩石非线性特性、微结构变化与损伤演化的监测。