滇东地区马龙区块筇竹寺组海相页岩储层特征及对比研究

利用最新钻探的马页1井的井下资料和大量岩心样品的测试分析数据,并结合野外地质调查资料,从富有机质页岩的有机地化、矿物组分、储集特性和裂缝特征等方面,系统地研究了滇东地区马龙区块下寒武统筇竹寺组黑色页岩的储层特征。研究区筇竹寺组黑色页岩有机碳丰度较高,TOC含量普遍大于2%;由于筇竹寺组地层较老,黑色页岩的有机质均处于高成熟过成熟阶段;黑色页岩的矿物组分主要为碎屑矿物、碳酸盐矿物和黏土矿物。脆性矿物含量较高,脆性指数平均值为0.62。黏土矿物主要以伊利石为主,其次为伊蒙混层和绿泥石,高岭石含量较低;该区筇竹寺组页岩的孔、渗较低,孔隙类型复杂多样,主要包括“墨水瓶”孔、板状孔和狭缝型孔。页岩主要发育纳米级中孔,且比表面积和总孔体积偏小,平均值分别为9.18 m2/g和10.38×10-3cm3/g;储层裂缝以高角度缝为主,上部碳质页岩裂缝发育,下部粉砂质页岩裂缝不发育。有机碳含量和脆性矿物含量促进了页岩裂缝的发育;与国内外典型海相页岩储层对比,滇东地区马龙区块筇竹寺组页岩以粉砂质页岩为主,碳质页岩层较薄,而Fort Worth盆地Barnett页岩、焦石坝地区龙马溪组页岩和岑巩区块牛蹄塘组页岩主要为硅质页岩和碳质页岩,筇竹寺组页岩的岩相与这3组海相页岩相比较差;筇竹寺组页岩有机碳含量低于其他3组海相页岩,有机质丰度中等;筇竹寺组页岩脆性矿物含量与龙马溪组页岩相当,稍低于牛蹄塘组页岩,脆性较好;Barnett页岩和龙马溪组页岩无论在储集物性上还是有机质孔隙发育程度上都要优于筇竹寺组页岩和牛蹄塘组页岩,筇竹寺组页岩有机质孔隙主要发育于有机质与黏土的混合物中;筇竹寺组页岩裂缝发育程度低于Barnett页岩、龙马溪组页岩和牛蹄塘组页岩。此外,筇竹寺组页岩含气量低于其他3组海相页岩,但吸附能力较强。     

和什托洛盖盆地石炭系太勒古拉组泥页岩岩矿特征

和什托洛盖盆地上石炭统太勒古拉组具有页岩气勘探潜力。为详细了解太勒古拉组泥页岩岩矿特征及其对页岩气勘探开发的影响,采用X射线衍射仪定量分析法,对其中的泥页岩岩矿特征进行了较全面的系统分析,结果表明太勒古拉组泥页岩具以下特征:(1)脆性矿物百分含量均值超过50%,表明可压裂性较好;(2)黏土矿物以伊利石和绿泥石为主,且随着伊利石含量的增多,伊/蒙间层含量大致呈相应降低的规律;(3)太三段泥页岩黏土矿物组合为高岭石+伊蒙混层+绿泥石+伊利石,加之其有机质镜质体反射率深部平均为1.15%,地表平均为1.20%,表明太三段已进入中成岩阶段;(4)黏土矿物、石英+长石及碳酸盐岩含量与井深相关性较差;盆地西南缘及东南缘脆性矿物含量略高于南缘,盆地北缘脆性矿物含量略低于盆地南缘,黏土矿物反之;(5)该组沉积于滨海环境,与川南筇竹寺组和龙马溪组海相泥页岩的形成环境不同。     

四川盆地南部早古生代海相页岩微观孔隙特征及发育控制因素

利用环境扫描电镜(ESEM)、原子力显微镜(AFM)、比表面积分析仪对四川盆地南部早寒武世筇竹寺组以及早志留世龙马溪组页岩气储层的微观孔隙类型、结构特征进行了系统研究。四川盆地南部筇竹寺组和龙马溪组页岩气储层微观储集空间类型多样,包括黏土矿物层间孔、有机质孔、晶间孔、矿物铸模孔、次生溶蚀孔等基质孔隙。ESEM和AFM两种方法结合,能客观地反映页岩气储层的微观孔隙结构特征,具有互补性。本区筇竹寺组和龙马溪组页岩气储层以极为发育的微孔为主,为页岩气储层提供了大量孔体积和表面积,但是筇竹寺组页岩比表面积和孔体积都较龙马溪组的小。笔者认为有机碳含量、黏土矿物类型及其含量、干酪根类型及其热演化程度是控制本区筇竹寺组和龙马溪组页岩气储层微观孔隙结构的主要因素,其中,热演化程度的影响最为明显。在一定范围内,热演化程度与比表面积、孔体积与黏土矿物中伊/蒙间层含量具有正相关性,随着热演化程度、有机碳含量、Ⅱ型干酪根含量的增加,表现为微观孔隙数量增加,比表面积和孔体积增大。     

皖南地区下寒武统荷塘组页岩矿物组成及脆度分析

为了研究皖南地区下寒武统荷塘组页岩的矿物组成和页岩气储集层物性,本文对采自荷塘组的页岩样品进行了X射线衍射分析和有机地球化学实验。结果表明,皖南地区荷塘组页岩有机碳含量较高(多为1.0%~10.0%),有机质类型为Ⅰ型,热演化程度处于过成熟阶段(Rom为4.2%~5.3%);荷塘组页岩矿物组成复杂,以石英、黏土矿物和碳酸盐矿物为主,平均含量分别为68.2%、24.5%和3.3%,部分样品中含有少量的长石、菱铁矿、黄铁矿和石膏。与北美地区页岩相比,皖南地区荷塘组页岩的脆性矿物含量较高(平均73.9%),脆性指数较大(平均71.7%),表明该区荷塘组富有机质页岩具有良好的脆度,有利于页岩气储集层的可压裂性。     

中国南方龙马溪组页岩气储层脆性矿物特征研究

中国南方下志留统龙马溪组(S_1l)是我国页岩气勘探开发重要的目的层之一,本文通过系统梳理该地区龙马溪组矿物成分数据资料,并对21个实测露头泥质岩中的脆性矿物进行X衍射分析,结果表明龙马溪组的脆性矿物石英、长石等含量普遍较高,平均为42.52%,黏土质矿物平均含量38.80%;方解石、白云石等碳酸盐岩,平均含量为17.58%。因此,龙马溪组泥页岩中具有较高的脆性矿物含量,脆性系数大,易形成诱导裂缝,有利于页岩气的形成。     

川南地区龙马溪组页岩有机质特征及其对页岩含气量的影响

四川盆地南部地区广泛发育下古生界寒武系、志留系等多套海相页岩层,其中龙马溪组是该区页岩气勘探开发的重点目标层。根据钻井岩心资料,通过有机碳、热解、碳同位素、等温吸附等地球化学实验分析,对川南地区下志留统龙马溪组页岩的有机质特征及其对页岩含气量的影响进行了研究。结果表明,川南地区龙马溪组页岩有机碳含量较高(平均1.53%),有机质类型较好(Ⅰ型和Ⅱ1型),热演化程度高(Ro为1.94%~2.42%),且页岩含气量较高(平均1.85m3/t)。页岩有机质特征是影响页岩含气量的主要因素,有机质丰度、有机质类型和热演化程度三者共同决定了川南地区龙马溪组页岩的含气量。     

基于硫元素化学种等指标的页岩氧化还原条件判识

氧化还原条件是控制页岩岩性特征和有机质保存的重要因素之一,可以使用多种地球化学方法对其进行评估。为了探讨相关地球化学指标对海相页岩沉积环境氧化还原条件的适用性,对四川盆地长宁地区N208井筇竹寺组和龙马溪组20个岩心样品进行的总有机碳含量（TOC）、硫元素化学种和主微量元素含量测试结果显示:筇竹寺组和龙马溪组底部层段的有机碳含量总体较高,平均值分别为3.73%和3.50%;向上有机碳含量普遍变低,平均值分别为0.410%和1.70%。筇竹寺组页岩的硫元素化学种以还原态硫为主,揭示其沉积水体还原程度高;相较而言,龙马溪组页岩的还原态硫含量相对较低,表明其沉积水体的还原性比筇竹寺组弱,为相对的弱还原环境。结合微量元素富集系数构建的S-Mo_EF-TOC体系判识结果显示:筇竹寺组页岩整体上属于贫硫酸盐的厌氧环境,其底部为厌氧环境,向上还原程度变低;龙马溪组页岩总体为含硫酸盐的厌氧—贫氧环境,向上还原程度变低,表现为贫氧环境。这些分析结果可以为加深认识筇竹寺组和龙马溪组页岩层系的地球化学特征及页岩气资源潜力评价提供新的参考。     

川西南井研地区筇竹寺组页岩气特征北大核心CSCD

综合川西南井研地区JS1井钻井、测井等资料,对比邻区筇竹寺组、龙马溪组页岩储层岩性特征、厚度、有机质类型及含量、成熟度、裂缝、孔隙度、渗透率、矿物组成、压力、含气性等,分析认为JS1井地区筇竹寺组页岩有机碳大于2%、厚度大于100m、Ro在3%左右、石英含量大于40%、含气量平均1.8m3/t、裂缝发育,其余各项指标也较好,仅埋深较大。因此,川西南地区筇竹寺组及龙马溪组是下组合有利的页岩气勘探目标层系,与北美页岩气相比,也是适合开发的页岩层。     

川西南井研地区筇竹寺组页岩气特征

综合川西南井研地区JS1井钻井、测井等资料,对比邻区筇竹寺组、龙马溪组页岩储层岩性特征、厚度、有机质类型及含量、成熟度、裂缝、孔隙度、渗透率、矿物组成、压力、含气性等,分析认为JS1井地区筇竹寺组页岩有机碳大于2%、厚度大于100m、Ro在3%左右、石英含量大于40%、含气量平均1.8m3/t、裂缝发育,其余各项指标也较好,仅埋深较大。因此,川西南地区筇竹寺组及龙马溪组是下组合有利的页岩气勘探目标层系,与北美页岩气相比,也是适合开发的页岩层。     

湘西北地区下志留统龙马溪组页岩矿物成分特征及意义

运用X射线全岩衍射和扫描电镜等技术,对湘西北地区下志留统龙马溪组的页岩矿物组成进行了定性和定量分析。龙马溪组页岩主要矿物成分是石英(48.1%)、黏土矿物(34.0%)和长石(11.5%),且含有少量方解石、白云石和黄铁矿等;黏土矿物呈伊利石、有序的伊/蒙混层和少量绿泥石以及微量高岭石的组合特征,其中伊利石和伊/蒙混层含量较高,分别达到64.7%和21.7%,反映出龙马溪组页岩达到晚成岩作用阶段。龙马溪组处于浅水陆棚向深水陆棚过渡的沉积环境,页岩有机质易于富集和保存。页岩岩心样品脆性矿物含量分布在34.4%～79.6%之间,平均脆性指数达65.4%,具备较好的压裂改造条件。与周边焦石坝页岩气田等相比,龙马溪组页岩矿物组成具有相似性,反映湘西北具备页岩气勘探开发的地质潜力。     

湘西北下古生界海相页岩储层特征与含气性分析

基于野外地质和钻井资料,结合相关实验测试结果,对湘西北地区下古生界海相页岩储层特征进行了深入研究,并探讨了页岩甲烷含气性及影响因素。结果表明：牛蹄塘组黑色页岩以深水陆棚斜坡相沉积为主,厚度范围为50~250 m;龙马溪组为闭塞海湾沉积,底部黑色页岩发育。两组页岩有机质类型均属于Ⅰ型,有机碳含量平均为3.57%和1.16%,热演化程度较高,平均达2.61%和2.08%。受沉积环境和成岩作用影响,两组页岩均具有高石英、低黏土、少量碳酸盐矿物的组成特征。页岩储集空间可划分为3大类：矿物基质孔、有机质孔、微裂缝。受有机质和黏土矿物等因素影响,页岩内部孔隙结构参数各不同,但主体上孔径小于50 nm的微孔和中孔提供了大部分比表面积和孔体积,为气体存储主要场所。牛蹄塘组页岩甲烷最大吸附量平均为1.98 cm3/g;龙马溪组页岩甲烷最大吸附量较低,为1.16 cm3/g。其中有机质与黏土矿物对页岩甲烷吸附量均有一定的贡献,而过高的成熟度和含水量可导致页岩吸附能力下降。     

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。     

中扬子地区下古生界海相泥-页岩含气勘探远景

利用中扬子区下古生界页岩的野外露头地质剖面、有机地球化学分析数据和钻井显示资料,分析中扬子下古生界页岩气资源勘探远景。研究表明,中扬子区下古生界海相泥-页岩主要以下寒武统水井沱组(或牛蹄塘组)和上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组为主。上述2套泥质岩和页岩有机质含量丰富、有机质类型好、热演化程度高,多数已达到成熟—过成熟阶段,是有效页岩气气源岩。中扬子区自加里东以来经历了多期构造运动、构造隆升和挤压作用,改善了页岩储层的储集性能,提高页岩气聚集量。湘鄂西区和江汉平原区南部下寒武统泥-页岩可作为有利页岩气勘探选区,而鄂西渝东区钻井揭示志留系见工业性气流,表明该区志留系页岩气潜力较大。     

四川盆地南部下寒武统筇竹寺组页岩沉积微相研究

页岩气是我国未来一个重要的且比较现实的非常规油气资源,加强该领域的基础研究对页岩气油气成藏理论创新、页岩气开采技术运用和资源量的准确计算都非常必要.因此,本文运用野外露头资料、钻取岩芯和测井资料,以及页岩有机地球化学分析化验结果等大量第一手资料,通过详细分析四川盆地南部下寒武统筇竹寺组页岩沉积微相特征及其含气性特征,并结合研究区沉积相标志和测井相特征,明确指出泥质深水陆棚微相是四川盆地南部下寒武统筇竹寺组优质页岩最有利沉积微相带.     

页岩纹层结构分类与储集性能差异 ——以四川盆地龙马溪组页岩为例

纹层结构研究对页岩系统储层有效性评价具有重要意义.以四川盆地海相志留系龙马溪组页岩为例,综合利用成像测井、光学显微镜、场发射扫描电镜、孔隙度测定、氮气吸附及含气量测试等方法,明确了龙马溪组不同尺度纹层结构特征,评价了不同纹层结构储集性能的差异.龙马溪组发育水平等厚纹层结构—中粗纹层组合、水平—小型波状纹层结构—中粗纹层...     

四川盆地下古生界筇竹寺组与龙马溪组页岩气勘探优选区预测

四川盆地下寒武统筇竹寺组和下志留统龙马溪组为盆地内重要的气源岩,在常规气田勘探中发现广泛的油气显示,表明其具有页岩气勘探的良好前景。在页岩气勘探初期,应该先进行优先层段优先区块的深入研究。目前,多名学者对筇竹寺组、龙马溪组的特征和页岩气发育的有利区位做出了预测,但使用方法不完善、不统一,评价指标比较混乱。在系统分析Fort Worth盆地Barnett页岩优选区块特征的基础上,参照美国地质调查局对Barnett页岩的选区原则,结合四川盆地自身的特征,选取页岩层总厚度、TOC、Ro、埋藏深度4个指标确定了2套岩层的页岩气优选区与延展区。研究认为,筇竹寺组有利区与外围延展区均在成都—乐山—资阳—内江为界的区域内部,龙马溪组有利区与外围延展区均在自贡—宜宾一带。     

上扬子黔北地区下寒武统海相黑色泥页岩特征及页岩气远景区评价

依据大量野外页岩实测地质剖面和2口页岩气钻井、样品岩石矿物组分分析、有机地球化学实验等大量分析测试资料,系统研究了上扬子黔北地区下寒武统牛蹄塘组黑色泥页岩的发育特征与分布,并结合北美海相页岩气形成地质条件及我国页岩气选区评价标准,预测了黔北地区页岩气勘探的有利区。结果表明:黔北地区下寒武统牛蹄塘组海相黑色泥页岩厚度大、分布广泛,早期海侵体系域水体相对较深,沉积和沉降中心位于研究区的东南部,主要的物源来自西北部,沉积相类型主要为砂质陆棚、浅水陆棚和深水陆棚相沉积,深水陆棚相分布在东南部地区,呈北西-南东向带状展布。晚期高位体系域,水体深度逐渐降低,随着相对海平面的下降,研究区陆棚砂体范围进一步扩大,浅水陆棚和深水陆棚向东南迁移,范围缩小。黑色页岩的有机质类型为Ⅲ型干酪根,有机碳含量很高,平均值为4.880%,普遍大于2%;有机质成熟度平均值为2.7%,总体演化程度较高; 黑色页岩的矿物成分主要为碎屑矿物和粘土矿物,碎屑矿物含量平均值为61.3%,成分主要为石英和少量的长石;粘土矿物含量平均值为31.1%,主要为伊利石和伊蒙混层矿物。与美国产气页岩的各项指标相比较,黔北地区下寒武统海相黑色页岩具有厚度较大、有机质丰度平均值高、热演化成熟度高、脆性矿物含量低、粘土矿物含量中等,页岩孔隙度低的特征。具备了页岩气形成的基本地质条件,是我国海相页岩气勘探的主要地区之一。综合评价预测了黔北地区下寒武统牛蹄塘组页岩气的有利、较有利远景区。     

Fracability Evaluation of Shale of the Wufeng‐Longmaxi Formation in the Changning Area,Sichuan Basin

The fracturing technology for shale gas reservoir is the key to the development of shale gas industrialization. It makes much sense to study the mechanical properties and deformation characteristics of shale, due to its close relationship with the fracability of shale gas reservoir. This paper took marine shale in the Changning area, southern Sichuan Basin of China as the research object. Based on field profile and hand specimen observation, we analyzed the development of natural fractures and collected samples from Wufeng Formation and Longmaxi Formation. Combining with the indoor experiment, we investigated the macroscopic and microscopic structural features and the remarkable heterogeneity of shale samples. Then we illustrated the mechanics and deformation characteristics of shale, through uniaxial compression test and direct shear test. The shale has two types of fracture modes, which depend on the angular relation between loading direction and the bedding plane. Besides, the Wufeng shale has a higher value of brittleness index than the Longmaxi shale, which was calculated using two methods, mechanical parameters and mineral composition. Given the above results, we proposed a fracability evaluation model for shale gas reservoir using the analytic hierarchy process. Four influence factors, brittleness index, fracture toughness, natural fractures and cohesive force, are considered. Finally, under the control of normalized value and weight coefficient of each influence factor, the calculations results indicate that the fracability index of the Wufeng Formation is higher than that of the Longmaxi Formation in Changning area, southern Sichuan Basin.     

滇黔北坳陷五峰组-龙马溪组下段页岩岩相与沉积环境

滇黔北坳陷为南方海相地层的有利研究区域,发育多套海相页岩。上奥陶统五峰组与下志留统龙马溪组地层,尤其是五峰组-龙马溪组下段页岩作为优质烃源岩而备受重视。通过岩芯观察、薄片鉴定、X衍射分析及微量元素地球化学指标判识,对其进行页岩岩相划分与沉积环境分析。结果显示:滇黔北坳陷五峰组-龙马溪组下段地层共划分出六种页岩岩相:硅质页岩、黏土质页岩、钙质页岩、黏土质硅质混合页岩、黏土质钙质混合页岩、钙质硅质混合页岩,其中硅质页岩和黏土质页岩的TOC含量明显高于其余四种岩相。V/（V+Ni）、V/Cr、Ni/Co和U/Th指标指示五峰组-龙马溪组下段总体处于低能、滞留、局限条件,与深水陆棚环境匹配,Mo元素含量与四川盆地均值相当。五峰早期与龙马溪早期海侵的发生形成了以深水陆棚占主导的沉积格局,低能、滞留、局限的厌氧环境与快速海侵是有机质富集与保存的重要条件。