页岩气测井评价方法及应用

利用测井资料对页岩气进行评价有两方面的内容,一是页岩的识别,即利用页岩在测井曲线上的异常响应特征,确定页岩层的位置与厚度;二是对页岩气储层进行评价,有机碳（TOC）含量是评价页岩气的重要参数,利用ΔlgR技术,可以快速有效的计算页岩层的有机碳（TOC）含量。实例表明利用测井方法并结合地球化学实验资料,可以对页岩气进行有效评价及预测。     

山东省主要页岩气储层特征与资源潜力

山东省富有机质泥页岩发育层系多、类型多、分布范围广,为探寻页岩气有利储集层系和分布范围,以富有机质泥页岩为研究对象,通过分析富有机质泥页岩岩性特征,有机碳含量、生烃潜量、氯仿沥青“A”、干酪根类型、镜质组反射率等有机地化特征,孔隙度、渗透率、矿物成分、岩石密度等岩石物性特征,含气性特征等,对山东省页岩气赋存层位、生成的物质基础、热演化程度、储层特征等形成了系统认识。认为：古生界石炭系—二叠系山西组—太原组、新生界古近系孔店组和沙河街组富有机质泥页岩发育厚度大、分布面积广、有机质丰度高,热演化程度适中、岩石脆性矿物含量高,为页岩气有利储层;利用页岩气储层分布面积、泥页岩厚度、有机碳含量、镜质组反射率、含气性等相关评价参数,计算了山东全省页岩气资源潜力为1417797×108m3,优选了9个页岩气有利区,其中鲁西南有利区、阳谷 茌平有利区、黄河北有利区、贾镇潜凹陷有利区属海陆交互相泥页岩储层,泥页岩层系分布于石炭系—二叠系山西组—太原组;潍北凹陷有利区、东营凹陷有利区、沾化凹陷有利区、车镇 沾化凹陷有利区、临邑有利区属湖相泥页岩储层,泥页岩层系分别分布于古近系孔店组和沙河街组,为今后页岩气勘查工作提供了依据。     

常规测井资料在老井页岩气储层识别中的应用

页岩中有机质含量的高低及富有机质页岩的厚度和规模,是制约页岩气勘探开发的重要因素。若能应用常规测井资料对已钻探老井进行页岩气潜力二次评价,对发现新的页岩气储层,进行老井挖潜意义重大。为此对常规测井资料,应用Δlg R法和多元回归拟合等多种方法,进行典型井有机质含量定量评价;同时,以电性参数及有机质含量为依据,进行目的层段含气性分析。结果表明:利用自然伽马变化量计算地层有机质含量是可行的,总趋势基本一致;应用模型计算的总含气量与实测含气量相关性好,模型精度较高。本方法可以解决页岩气勘探开发中的核心问题,对充分应用好常规测井资料,进行后续页岩气勘探开发起到积极作用。     

柴达木盆地西部古近系干柴沟组页岩储层特征

岩心观察和岩石薄片鉴定显示,柴达木盆地西部古近系干柴沟组存在层状-非层状泥页岩、层状-非层状灰质泥页岩、泥灰岩、层状-非层状粉砂质泥岩和泥质粉砂岩5种岩相。总有机质含量（TOC）为0.2%~1.4%,有机质以Ⅱ型干酪根为主,普遍处于成熟阶段。泥页岩矿物成分以碎屑石英和粘土矿物为主,并含有不等量的方解石、白云石、长石、黄铁矿等;发育原生孔隙、有机质生烃形成的孔隙、次生溶蚀孔隙、粘土矿物伊利石化体积缩小形成的微孔隙及微裂缝5种页岩气储集空间类型。研究表明,储集空间发育主要受岩相类型、矿物成分、成岩作用、有机碳含量和有机质成熟度的影响。虽然研究区泥页岩中有机质含量普遍较低,但有机质普遍处于成熟阶段,储层中发育多种储集空间类型,并富含脆性矿物和富伊利石的粘土矿物。因此,柴达木盆地西部干柴沟组泥页岩为良好的页岩气储集层,具有一定的页岩气勘探前景。     

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。     

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。     

地层温压条件下页岩储层的甲烷吸附能力

页岩气是赋存于泥页岩中的自生自储天然气,其赋存形式具有多样性,包括游离态、吸附态和少量的溶解态。其中吸附态是页岩气的主要赋存方式,占到页岩气总含量20%~85%。页岩吸附气含气量是计算页岩气资源量的关键性参数,是评价泥页岩是否具有开采价值的重要标准。国内外学者针对不同地区不同类型泥页岩做了大量的等温吸附实验,然而等温吸附实验只能开展恒定温度下的页岩吸附实验,不能研究任意温度下页岩气吸附能力。笔者选取渝东南地区4口井8个龙马溪组泥页岩样品开展气体(CH4、N2、CO2)吸附实验、有机碳含量分析、X-衍射岩矿分析、SEM扫描电镜实验,研究页岩吸附甲烷能力的主要控制因素。在高过成熟阶段,丰富的有机质发育大量的微孔隙,使得页岩对气体的吸附能力增加;在地下页岩储层含水条件下,黏土矿物主要吸附水,而有机质由于具有亲油气性,使得页岩气绝大部分吸附在页岩有机质表面,且有机质吸附甲烷等量吸附热远大于黏土矿物,因此页岩吸附甲烷最重要的内部控制因素是有机碳含量。甲烷等温吸附实验表明,随温度升高页岩吸附量显著降低,随压力增加,页岩吸附量增加,当压力达到一定值时,页岩吸附量不再随压力的增加而增加,最大甲烷吸附量随温度具有线性降低的趋势,且兰氏压力的对数与温度的倒数有很好的线性关系。基于兰氏方程,以甲烷等温吸附实验数据为基础,利用多元线性回归的方法,建立兰氏体积与w(TOC)、温度的关系及兰氏压力与温度的关系,带入兰氏方程,建立温度压力耦合控制下的扩展兰氏方程,进而计算地层温度压力条件下页岩储层吸附甲烷能力。结果表明:随深度增加,在温度压力耦合控制下,泥页岩吸附甲烷能力先增加后降低,800~1350m达到最大吸附能力;浅层压力对页岩吸附甲烷能力起主要作用,随深度的增加温度对页岩吸附甲烷能力控制作用增强;随w(TOC)增大,富有机质页岩吸附甲烷能力增加,达到最大吸附能力时的深度也随之增加。当页岩有机碳含量为1%时,页岩最大甲烷吸附量为1.6m3/t,当页岩有机碳含量为3%时,页岩最大甲烷吸附量为2.5m3/t,每增加2%的w(TOC)页岩最大吸附能力大约增加1 m3/t。     

鄂尔多斯盆地海陆过渡相富有机质泥页岩特征及页岩气意义

以鄂尔多斯盆地石炭系-二叠系海陆过渡相富有机质泥页岩为研究对象,通过岩石热解分析、岩石抽提和族组分分析、有机元素分析以及煤岩光学分析等方法,对泥页岩中有机质丰度、类型、热成熟度、生烃潜力等地球化学特征参数进行测试;利用扫描电镜、X射线衍射、物性测试等手段,对泥页岩中矿物组成、孔渗特征等储层评价参数进行分析。研究结果表明：鄂尔多斯盆地海陆过渡相地层中泥页岩分布广泛,埋藏偏深,单层厚度较薄,但累计厚度大;泥页岩中有机碳(TOC)含量平均为2.5%,丰度较大;有机质母质中干酪根类型主要为Ⅲ型;镜质体反射率(Ro)平均为1.2%,热演化程度达到中高成熟阶段;具有较大的生烃潜力(S1+S2);同时,石英、长石等脆性矿物含量较高;发育多种孔、缝类型;保存条件良好,为页岩气提供有利的成藏环境。     

鄂尔多斯盆地东缘煤系页岩气储层特征评价

以鄂尔多斯盆地东缘石炭-二叠系富有机质泥页岩为研究对象,基于大量的钻孔泥页岩采样和分析测试,分区分层段对页岩气储层特征进行了评价。结果表明:鄂尔多斯盆地东缘石炭-二叠系富有机质暗色泥页岩广泛发育,泥页岩总厚度为90m左右,有机碳含量为1. 5%~5%,为Ⅲ型高成熟-过成熟状态的有机质;泥页岩脆性指数平均为31. 7%~42. 6%;储层具有微小的孔隙结构,平均孔径12. 2nm,平均比表面积6. 8m^2/g,平均孔体积0. 017cm^3/g,孔隙度为0. 82%~5. 91%;多数泥页岩样品的兰氏体积小于1m^3/t;总体而言,研究区页岩气源岩和储层物性条件良好,但含气量偏低。     

桂中坳陷早石炭世泥页岩地球化学特征及近源气成藏模式

目前针对桂中坳陷早石炭世富有机质泥页岩的生烃潜力方面研究很少,严重制约了该区以页岩气为主的非常规油气勘探.本研究对鹿寨县城西石炭系鹿寨组泥页岩系统取样分析,从有机碳含量、岩石热解、有机碳同位素组成、抽提物正构烷烃组成特征及泥岩镜质体反射率多个方面讨论了该套泥页岩的生烃潜力;结合区域构造演化史总结了与下石炭统岩关阶泥页岩密切相关的3种近源气藏赋存模式.研究结果表明:泥页岩的TOC值分布于0.25%~15.67%,其中强制海退前沉积的泥页岩富含有机质,TOC值均大于2%,TOC值与氯仿沥青"A"、生烃潜量及总烃呈弱正相关关系.泥页岩的有机质类型主体为Ⅱ型;泥页岩的R_o值分布于1.72%~2.78%,处于过成熟阶段.泥页岩上下岩性组合特征及桂中坳陷现今所处的构造位置表明,坳陷中部对冲构造区为有利的近源气藏形成区,背冲构造区为较差区;坳陷边缘逆冲推覆构造区为存在岩性圈闭的近源气藏形成区.      

页岩气资源量计算:以鄂尔多斯盆地中生界三叠系延长组长7为例

鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7暗色泥页岩是重要的烃源岩。最近的勘探表明,长7具有良好的页岩气开发前景。重点利用鄂尔多斯盆地279口测井资料、18口取心井的347块岩样实验室多种分析测试资料,开展了鄂尔多斯盆地中生界延长组长7页岩气的岩性、岩相、孔隙类型、有机碳含量、热演化程度、含气性、气体储存方式及其在测井曲线的反响研究;在页岩气形成条件的研究基础上,建立了岩性、含气性、有机质含量与自然伽马、声波时差、电阻率之间的关系,有效地识别含气泥页岩;选择容积法对延长组页岩气资源量进行计算,为未来页岩气的勘探和开发奠定基础。     

川东地区东岳庙段沉积环境演化及其页岩油气富集主控因素分析

川东地区下侏罗统自流井组东岳庙段富有机质泥页岩发育，且在局部地区已获工业页岩油气流，但尚未实现规模开发，其页岩油气富集机理研究滞后于生产实践。本文在野外调查和测试分析的基础上，对其沉积环境演化及页岩油气地质条件进行分析，并探讨其页岩油气富集主控因素，以期为实现东岳庙段页岩油气突破提供有益借鉴。结果显示：川东地区东岳庙段发育一个完整的水进水退沉积旋回，富有机质泥页岩主要发育于中部半深湖相，厚约15~30m，TOC平均为1.79%，以II型有机质为主，热演化程度较高，达凝析油—湿气阶段。以黏土矿物粒间孔和有机质孔为主，脆性矿物含量中等，脆性指数平均为62.1%。平均孔隙度为8.85%，而渗透率极低，均值仅0.239mD，呈现出“高孔低渗”特征，层内油气以侧向运移为主。其页岩油气的富集主要受富有机质泥页岩分布、热演化程度和裂缝发育条件的控制。推论垂向富有机质泥页岩连续发育的现今油气低势区是川东地区东岳庙段潜在的页岩油气高产区。     

三江盆地绥滨坳陷下白垩统陆相页岩油气形成的地质条件分析

绥滨坳陷是位于三江盆地西部的次一级构造单元,并且作为中国东北部地区唯一的中生界具有海相和海陆交互相沉积的、未获得常规油气突破的坳陷,对其进行非常规油气地质研究显得意义重大。其中中生界下白垩统穆棱组和城子河组的陆相富有机质含煤泥页岩是该地区最重要的两套主力烃源岩层系。通过分析绥滨坳陷下白垩统暗色泥页岩的分布情况、地球化学指标、页岩储层及含气性特征等因素,认为下白垩统两套富有机质泥页岩的分布面积较广泛(＞2 000 km²)、累积厚度大(＞1 000 m)、TOC含量高(＞1.3%)、受局部火山活动的影响,成熟度以成熟-过成熟为主(平均1.19%),有机质类型以Ⅲ和Ⅱ₂为主,有利于生气,且储层中石英、长石及碳酸盐等脆性矿物含量较高,易于后期压裂改造的实施。另外,多段泥页岩层段气测显示异常,表明了其良好的页岩气勘探潜力。并与美国和国内海、陆相产气页岩层的主要参数指标相比较,初步认为普阳-南大林子凹陷的北部及南部的东荣集贤一带为页岩气勘探的有利地区且以城子河组为最有利层段,而穆棱组次之,页岩油气资源潜力巨大。     

西昌盆地上三叠统白果湾组富有机质泥页岩沉积岩相古地理与孔隙特征

海陆过渡相富有机质泥页岩是页岩气勘查开发的重要领域。本文以西昌盆地上三叠统白果湾组富有机质泥页岩为研究对象,对研究区内富有机质泥页岩的沉积岩相古地理特征、微观孔隙类型、孔隙结构特征进行研究。白果湾组富有机质泥页岩段沉积相主要为湖泊相、三角洲相、河流相。发育不同类型的微孔隙,孔隙主要以小孔为主,微孔次之,平均孔径分布在5.56~56.89nm之间,比表面积平均为9.44m²/g,总孔体积平均为0.0187cm³/g。页岩气主要形成于滨浅湖亚相及半深湖亚相中,并主要吸附于富有机质泥页岩的小孔、微孔内;西昌盆地白果湾组富有机质泥页岩储集空间较好,具有良好的勘探潜力。     

金衢盆地上白垩统金华组湖相页岩油气地质特征

以金衢盆地白垩系金华组为研究对象,在钻井资料分析的基础上,结合区域沉积背景,通过分析暗色泥页岩有机质丰度、厚度和分布范围,研究和探索了金衢盆地上白垩统金华组湖相页岩油气地质特征。金衢盆地金华组湖相暗色泥页岩样品的有机质丰度特征表明,TOC值一般小于0.5%,属于非烃源岩,个别样品达到1.57%,属于优质烃源岩; 富有机质层段以富砂夹泥型或富泥夹砂型为主,具多产层特征,盆地北部凹陷具备一定的页岩油气勘探潜力。金华组湖相暗色泥页岩主要发育在西北部衢州—龙游沉积中心区,区域较为局限,厚度不均,范围5~100 m,平均孔隙度3.867%,平均最大渗透率0.087 2×10^-3 μm²,属于典型的致密型储层。将富有机质层段砂泥地层作为一个整体进行页岩油气勘探,源储一体是今后陆相页岩油气的重要勘探思路。     

鄂尔多斯盆地上古生界山西组页岩气成藏条件及勘探潜力

为了研究鄂尔多斯盆地上古生界页岩气的勘探潜力,对鄂尔多斯盆地二叠系山西组富有机质泥页岩样品有机地球化学、物性特征及等温吸附等方面测试获得的参数进行了数理统计和测井响应特征分析。研究发现：有效泥页岩单层厚度变化较大,最厚可达15 m以上,盆地主体部位w(TOC)一般大于1.0%,有机质类型主要为Ⅱ₂型及Ⅲ型,镜质体反射率平均为1.66%,属于成熟-高成熟阶段,有利于有机质热解生气,具备页岩气成藏的基本地质条件。黏土矿物主要以伊利石（44.9%）和高岭石（33.6%）为主,泥页岩孔隙度平均为3.98%,渗透率平均为0.133×10^-3 μm²。泥页岩吸附含气量平均为1.94 m³/t。综合考虑泥页岩有效厚度、有机质丰度、有机质类型、热演化程度以及含气量等因素,预测鄂尔多斯盆地山西组页岩气有利区主要位于天环坳陷西北角、陕北斜坡带东北角及盆地中南部等区域。     

基于贝叶斯正则化改进BP神经网络的页岩气有机碳含量预测模型

页岩气总有机碳(TOC)含量是评价岩性气藏的关键指标,受复杂地质及岩芯采集等多种因素的影响,常规室内测试分析获得的TOC含量的数据有限且结果有失准确。为合理准确预测页岩气TOC含量,本文首先通过对页岩气储层TOC含量测井资料综合分析选取8条测井曲线,并结合主成分分析法(Principal Component Analysis,PCA)提取四个主成分;其次基于贝叶斯正则化(Bayesian Regularization)改进的BP神经网络方法建立页岩气TOC含量预测的BR-BP模型;最后利用该模型对研究区A区页岩气TOC含量进行预测,并与常规的LM-BP神经网络模型的预测结果进行对比。结果表明：BR-BP模型有较强的非线性拟合能力,能够真实地反映出页岩气TOC含量与各测井参数之间的非线性关系,其模型预测结果与实际值基本吻合,与常规的LM-BP神经网络模型相比,其数据敏感性增强,预测精度有所提高,该研究方法具有一定的理论意义和参考价值,为我国TOC含量预测提供了一种新的技术方法和手段。     

页岩气测井地层评价的方法与进展

页岩气测井地层评价主要围绕3个方面展开：①页岩气地层的岩性和储集参数评价,包括孔隙度、饱和度、渗透率等;②页岩的生烃潜力评价,主要包括干酪根的识别与类型划分、有机质含量、热成熟度等一系列指标的定性或定量解释;③岩石力学参数和裂缝发育指标的评价。特别是在资源调查和勘探的初期,如何从烃源岩中寻找最有利的页岩气藏富集,是地球物理测井的首要任务。近几年,国外在页岩气测井评价方面的工作主要体现在对ECS测井和高分辨率成像测井的应用。另外有研究表明,感应测井与岩石介电常数有关的X分量负异常与干酪根的存在及其类型之间有一定的相关性。     

济阳坳陷古近系页岩的纹层组合及成因分类

在济阳坳陷古近系中发育大量湖相页岩及纹层状的碳酸盐岩,页岩类型多样。通过对300多块页岩薄片的显微镜下观察分析表明,这些湖相页岩和纹层状碳酸盐岩均由3种基本纹层构成:富有机质纹层(即富含有机质的黏土矿物纹层)、隐晶碳酸盐纹层和黏土纹层。按纹层组合和比例的不同,可将页岩和纹层状碳酸盐岩系统地划分为黑页岩、钙质纹层页岩、富有机质纹层页岩、泥页岩、钙质页岩、纹层状泥灰岩和纹层状灰岩等7种类型,并尝试提出利用纹层组分划分页岩类型的三角形成因分类方案。由于不同纹层形成的古湖泊条件不同,该分类方案不仅能够反映各种页岩的纹层组成,同时也可反映页岩的成因。