桂中坳陷西北部下石炭统岩关组泥页岩储层特征研究:以环页1井为例

桂中坳陷西北部地区下石炭统岩关组泥页岩沉积厚度大,生烃条件好,是页岩气勘探重要的目标层之一。以环页1井为例,通过镜下观察、有机地球化学分析、矿物含量分析、物性分析和等温吸附实验,分析了岩关组泥页岩的有机地球化学特征、岩石矿物学特征、储集特征和含气性特征。结果表明,岩关组泥页岩有机质类型属于Ⅰ~Ⅱ1型,总有机碳质量分数平均为1.34%,热演化程度(Ro)较高,平均达3.03%。矿物成分以石英、方解石和黏土矿物为主,具有高石英、低黏土矿物、低碳酸盐矿物的组成特征,脆性矿物含量高,黏土矿物以伊利石为主,已进入中成岩B期。泥页岩主要发育黏土矿物层间孔、有机质孔及微裂缝,具有良好的储、渗条件。泥页岩具有低孔低渗的特征,w(TOC)、石英含量和孔隙度三者之间存在着良好的正相关性,碳酸盐矿物成分的增多导致孔隙度降低,增多的伊利石和高岭石对孔隙度有贡献作用。甲烷吸附气含量平均为1.16m3/t,泥页岩甲烷吸附量随着孔隙度的增加而增加,w(TOC)和Ro共同影响着泥页岩的吸附能力,过高的成熟度降低了泥页岩的吸附能力。     

柴北缘盆地YQ-1井中侏罗统石门沟组泥页岩纳米孔隙特征及影响因素

柴达木北缘(柴北缘)盆地侏罗纪是典型的陆相湖沼盆地,是目前具有页岩气潜力的盆地之一。本文运用氮气吸附、有机碳含量、有机质成熟度、全岩X衍射分析等方法,对柴北缘鱼卡地区YQ - 1井中侏罗统石门沟组泥页岩的纳米孔隙特征及控制因素进行研究。结果表明,石门沟组泥页岩纳米孔隙结构复杂,根据吸附回线及孔径分布特征可划分为两类,第一类以一端不透气性孔和开放性平行板状狭缝孔为主,孔径主要集中在3～5 nm范围内,呈单峰状分布;第二类则以一端不透气性孔和开放性倾斜板狭缝孔为主,孔径主要分布在3～5 nm和8～14 nm范围内,呈双峰状分布。孔径小于50 nm的微孔和介孔是比表面积和孔体积的主要贡献者;黏土矿物含量与微孔、介孔、总孔体积呈正相关;在较低的成熟度制约下,泥页岩有机质孔隙基本不发育,有机质丰度较高的石门沟组上段H9泥页岩TOC含量与微孔、介孔、总孔体积呈负相关性,有机质丰度较差的下段H8泥页岩TOC含量与孔体积相关性则不甚明显;孔隙结构及孔径分布受沉积环境水动力条件影响;黏土矿物是石门沟组泥页岩纳米孔隙的主要提供者,是孔隙发育的主控因素,TOC含量与沉积环境也会对泥页岩孔隙发育产生一定影响。     

鄂尔多斯盆地东部太原组页岩气吸附特征及影响因素

鄂尔多斯盆地东部太原组在绥德地区发育一套潜在的烃源岩,总有机碳(Total Organic Carbon,TOC)含量为0.75%~5.71%(平均2.75%);镜质体反射率(Ro)为1.43%~2.12%(平均1.80%),处在高成熟-过成熟阶段,具有很好的生气潜力。为了探讨鄂尔多斯盆地东部太原组泥页岩的吸附特征,选取了研究区SSD1井10个泥页岩样品进行等温吸附、总有机碳含量、镜质体反射率、X-射线衍射和比表面积等测试分析,在此基础上探讨了盆地东部太原组富有机质泥页岩的吸附能力及其影响因素。结果表明:研究区SSD1井太原组10个泥页岩样品的兰氏体积为1.11~2.41m3/t,随着压力的增加,吸附能力迅速增加,当达到一定压力后达到饱和;泥页岩的吸附能力与总有机碳含量和黏土矿物含量有正相关关系;页岩比表面积与兰氏体积相关性不明显,推测样品孔隙大小及形态对气体的扩散和吸附有一定的影响。综合评价认为,总有机碳含量、黏土矿物含量是影响太原组泥页岩吸附能力的重要因素,这为盆地东部页岩气勘探提供参考。     

柴达木盆地北缘中侏罗统泥页岩吸附特征及影响因素分析

柴达木盆地北缘中侏罗统具有较好的页岩气勘探前景,深入研究该地区暗色泥页岩吸附特征及影响因素对分析区内页岩气聚集规律有一定参考意义。以柴达木盆地北缘鱼卡地区为例,对中侏罗统泥页岩岩心样品进行X射线衍射全岩矿物组成及黏土矿物相对含量、总有机碳(TOC)含量和等温吸附等分析测试。结果表明:区内泥页岩TOC含量4.76%~25.30%,平均含量为12.05%;矿物组成以黏土矿物和石英为主,黏土矿物又以伊/蒙间层矿物和高岭石为主;泥页岩最大吸附量(VL)为1.19~8.46 cm3/g,平均值3.88 cm3/g;兰氏压力(PL)为1.72~4.98 MPa,平均3.13 MPa;泥页岩的总有机碳含量与吸附能力之间存在一定的正相关关系;黏土矿物总量与吸附能力之间具有明显的正相关性,不同类型的黏土矿物对吸附能力具有不同的影响,黏土矿物中以伊/蒙间层矿物+高岭石总量对吸附能力的影响较为显著。     

陆相煤系页岩气储层孔隙特征及其主控因素

认识储层特殊性并遴选优质层段是进行陆相煤系页岩勘探开发的首要工作。本文运用TOC、Ro、有机岩石热解、XRD、SEM、高压压汞、低温液氮吸附等实验,对大同组陆相页岩储层特征进行定性与定量表征,探讨孔隙结构特殊性及主控因素。结果表明,宁武地区大同组泥页岩厚度大,成熟度中等,具有生烃潜力,按照岩性可划分为4个层段。大同组微纳米孔隙可划分为“双峰型”、“单峰型”和“弱峰型”,孔隙比表面积与TOC呈正相关趋势,比表面积与黏土矿物含量正相关,相关性较好,大孔和微孔分别由脆性矿物和黏土矿物提供。陆相页岩孔隙主要受沉积成岩和构造改造影响,分流河道沉积表现为由下至上黏土矿物含量增多,沉积物颗粒变细,泥页岩孔隙度逐渐减小,深湖相沉积表现为由下至上黏土矿物含量降低,碎屑矿物颗粒增多,沉积物颗粒变粗,孔隙度增大,成岩作用对页岩有机质生烃孔隙具有贡献,同时发生压实作用使孔隙率降低,构造改造对页岩气渗流和逸散利弊并存。     

鄂尔多斯盆地长7页岩油“甜点区”优选与分布

2000年在北美地区掀起了页岩气革命,而2008年以来,北美页岩层系的勘探对象逐渐由天然气转换成液态原油。然而,如何实现快速筛选出页岩油勘探的甜点区仍存在一定的问题。本文提出地质指标成熟度、经济指标含油量和工程指标矿物组成"三核心参数"复合优选有利区带和有利岩性。成熟度指标Ro:对于选区而言,大量的地球化学分析数据(热解S1)仍然具有重要的参考意义。鄂尔多斯盆地79块长7页岩热解结果显示:最大游离烃S1含量为7 mg/g,对应的成熟度在0.8%左右,埋藏深度为2 000~2 600 m。因此,鄂尔多斯盆地长7页岩油最佳的勘探深度在2 000~2 600 m,对应的成熟度范围为0.7%~1.1%。含油量:统计鄂尔多斯盆地内400余块样品发现热解烃S1随着有机碳含量的增加先增加后基本恒定,临界值在6%左右,最大值为8 mg/g左右。单位有机碳的游离烃含量S1随着有机碳的增加而降低,由w(TOC)为1%左右时的150 mg/g降低到w(TOC)为25%时的10 mg/g。页岩GRI分析结果显示高有机质丰度含油量不会增加甚至降低。如H15页岩w(TOC)为19.6%,孔隙度为4.2%,含油饱和度为12.9%;而Y56页岩w(TOC)为4.8%,含油饱和度为46.5%,孔隙度为4.3%。因此,我们提出页岩油选取评价中有机质丰度(w(TOC))存在上限值6%。黏土矿物含量:大量数据分析显示,黏土矿物相关孔隙不含油,不是页岩油的有效储集空间。此外,由于非黏土矿物颗粒粒径较黏土矿物颗粒大,孔隙容易保存。因此基于上述2点,页岩油选区应该考虑低黏土矿物含量的泥页岩。同时工程压裂也需要高脆性矿物含量,因此黏土矿物含量应小于50%。鄂尔多斯盆地长7页岩选取应该集中在生油窗、低黏土矿物含量、有机质丰度w(TOC)为2%~6%的泥页岩区域,而不是油页岩区域。     

元坝地区大安寨段陆相页岩气富集高产主控因素

四川盆地元坝地区大安寨段湖相泥页岩为研究对象,在样品实验数据分析和岩心观察的基础上,对元坝地区陆相页岩气的形成条件进行了评价,并探讨了陆相页岩气富集高产的主控因素。元坝地区大安寨段泥页岩具有厚度大、有机质丰度高、类型好、热演化程度适中、储集物性以及含气性好、并具有可压性等特点,具备陆相页岩气形成的有利地质条件。元坝地区泥页岩含气量较高,其中吸附气量明显受到温度和压力、IOC、热演化程度(Ro)以及矿物成分的控制,表现为与压力、TOC、硅质和粘土矿物呈正相关,与温度、Ro呈负相关,与碳酸盐矿物相关性不大的特点,影响程度表现为TOCRo硅质粘土矿物碳酸盐矿物;游离气量则受孔隙和裂缝发育的影响,其与孔隙度成正相关关系;其中反映孔隙发育程度的基质孔隙度与TOC、粘土矿物含量呈正相关,与石英+长石呈先正相关后负相关(在40%左右最大),与碳酸盐含量呈负相关;裂缝发育程度则受岩性、构造作用、沉积成岩作用以及生烃作用的控制。元坝地区大安寨段陆相页岩气富集高产的主控因素包含了沉积相带、岩相和裂缝发育程度,其中浅湖—半深湖暗色泥页岩是湖相页岩气富集高产的基础;浅湖—半深湖相富有机质泥页岩所夹的薄层(条带)灰岩或砂岩有利于后期的压裂改造;裂缝和"挡板"层控制了页岩油气的高产。     

黔西北地区龙马溪组页岩气储层孔隙特征及其储气意义

中国南方下志留统龙马溪组海相页岩有机质含量高且热成熟度高,是重要的页岩气储集层位。本文以黔西北地区习页1井与桐页1井的岩心样品为研究对象,研究龙马溪组页岩的孔隙特征及孔隙发育的影响因素,并对其储气性能进行综合的分析与评价。通过扫描电镜的大量观察可知,该区龙马溪组页岩内发育的孔隙多为纳米(nm)量级,包含矿物基质孔(可分为粒间孔和粒内孔)、有机质孔以及微裂缝等多种类型的孔隙,其中有机质孔最为发育。通过测试可知,该区页岩的总有机碳(TOC)含量平均为3.80%,热成熟度(Ro)平均为2.73%,有效孔隙度平均为1.56%;主要组成矿物为黏土矿物与碎屑矿物(石英、长石等),黏土矿物含量平均为32.42%,碎屑矿物含量平均为43.97%;BET比表面积平均为16.98m2/g,BJH总孔体积平均为0.013 7mL/g,孔隙的平均孔径为33.75nm。通过分析可知,TOC含量为孔隙发育的主要影响因素,样品的有效孔隙度与TOC、碎屑矿物含量呈线性正相关关系,与黏土矿物含量呈线性负相关关系。另测得样品对甲烷气体的饱和吸附量平均为2.42m3/t,饱和吸附量与TOC含量呈强烈的正相关性,TOC含量为吸附性能的主控因素;饱和吸附量与有效孔隙度、碎屑矿物含量、BET比表面积以及BJH总孔体积均呈明显的正相关性,而与黏土矿物含量的相关性不显著。     

鄂尔多斯盆地东部太原组页岩气吸附特征及影响因素

鄂尔多斯盆地东部太原组在绥德地区发育一套潜在的烃源岩,总有机碳(Total Organic Carbon,TOC)含量为0.75%~5.71%(平均2.75%); 镜质体反射率(R_o)为1.43%~2.12%(平均1.80%),处在高成熟—过成熟阶段,具有很好的生气潜力。为了探讨鄂尔多斯盆地东部太原组泥页岩的吸附特征,选取了研究区SSD1井10个泥页岩样品进行等温吸附、总有机碳含量、镜质体反射率、X-射线衍射和比表面积等测试分析,在此基础上探讨了盆地东部太原组富有机质泥页岩的吸附能力及其影响因素。结果表明: 研究区SSD1井太原组10个泥页岩样品的兰氏体积为1.11~2.41 m³/t,随着压力的增加,吸附能力迅速增加,当达到一定压力后达到饱和; 泥页岩的吸附能力与总有机碳含量和黏土矿物含量有正相关关系; 页岩比表面积与兰氏体积相关性不明显,推测样品孔隙大小及形态对气体的扩散和吸附有一定的影响。综合评价认为,总有机碳含量、黏土矿物含量是影响太原组泥页岩吸附能力的重要因素,这为盆地东部页岩气勘探提供参考。     

川渝地区龙马溪组页岩孔隙结构演化研究

页岩储层孔隙结构是影响页岩气赋存形式和流动行为的关键因素,有关孔隙结构演化的研究受到越来越多的关注.利用低压氮气吸附、脱附实验分析了不同成熟度龙马溪组页岩地质实际样品的孔隙结构特征.结果表明:随着热成熟度的升高,龙马溪组页岩氮气吸附脱附曲线迟滞环形态由H3型向H2型演变,这说明龙马溪组页岩在成熟阶段以黏土矿物有关的狭缝形孔隙为主、有机质孔不发育的孔隙结构,逐渐转变为过成熟阶段由狭缝形孔和圆柱形孔等不同形态和孔径的多种孔隙类型(有机质孔和矿物基质孔)所构成的具复杂网络效应的孔隙结构(墨水瓶结构).有机质孔隙的形成与发育导致不同成熟度的龙马溪组页岩在孔隙体积、比表面积和孔径分布上存在显著的差异,造成孔隙结构的转变.影响页岩孔隙结构的因素包括成熟度、总有机碳(TOC)含量和矿物组成,其中TOC含量和成熟度共同控制页岩孔隙发育,TOC含量控制页岩孔隙发育程度,成熟度决定页岩孔隙发育阶段,矿物组成对孔隙结构的影响居次要位置.基于以上研究,海相Ⅰ～Ⅱ型富有机质页岩孔隙演化可大致划分为三个阶段:原生孔隙压实和次生孔隙开始形成阶段(Ro,V<2.0％)、次生孔隙大量发育阶段(2.0％≤Ro,V<3.6％)和孔隙消亡阶段(Ro,V≥3.6％).