泥质砂岩复电阻率的频散特性实验

不同孔隙流体特性的岩石复电阻率频散实验,是复电阻率测井资料评价水淹层和低阻油层的岩石物理基础。通过水驱水、水驱油、油驱水的岩石复电阻率频散特性的实验研究,发现泥质砂岩的复电阻率频散特性受含油饱和度的影响较大,受地层水矿化度的影响较小,尤其是异相电阻率,受地层水矿化度的影响更小;与含水泥质砂岩相比,含油泥质砂岩的相角相对较大,且随着含油饱和度的增加而增大;含水岩石和含油岩行在频散特性上存在着较大差异。实验研究结果表明,利用基于岩石频散特性发展起来的复电阻率测井技术,可以有效地识别油水层。     

三氯乙烯污染土壤的复电阻率特征和频谱参数研究

复电阻率法(complex resistivity, CR)由于其对孔隙水化学性质、固-液界面和流体含量的敏感性已成为具有良好前景的污染物识别工具。本研究选取三氯乙烯(trichloroethylene, TCE)作为典型有机污染物,利用频谱激电仪对TCE污染土壤进行了复电阻率测量,讨论孔隙水盐度、水饱和度和土壤类型对污染土壤的复电阻率特征和频谱参数影响。试验结果表明:污染土样的复电阻率均随水饱和度的降低和孔隙水盐度的减小而增大;土壤黏土含量影响孔隙水连续性,当孔隙水出现不连续状态时,实部和虚部出现大幅度变化。总充电率M随着孔隙水盐度的增加而增加,随水饱和度的降低先减后增。黏土颗粒重排导致的比表面积减小使得总充电率M减小,双电层极化加强使总充电率M升高;平均弛豫时间常数随孔隙水盐度的升高而降低,二者呈对数相关,随水饱和度变化的主要原因为可极化孔隙尺寸的变化。本研究探讨了地球物理参数与水文地质参数间的关系,为SIP方法在实际有机污染场地调查与评估提供了理论依据。     

复电阻率法在安徽南陵盆地海相页岩气勘探中的应用

安徽南陵盆地主体为中生代陆相红盆,红盆下海相地层分布不明,页岩气资源潜力不清。根据本区周边二叠系富有机质泥页岩储层含有黄铁矿的物性特征,选用复电阻率法开展页岩气地质调查工作。针对盆内、盆外不同地质特点设计合适的观测系统,采用Cole-Brown和Cole-Cole模型拟合反演,绘制近区场电磁电阻率和视充电率参数图。研究结果发现：(1)研究区二叠系富有机质泥页岩碳质含量高、富含黄铁矿颗粒,具有明显的“低电阻率、高极化率”特征,可以有效与其围岩区分,有利于开展复电阻率法勘探;(2)极化率是识别深部富有机质泥页岩地层乃至页岩气藏的有效参数;(3)根据复电阻率法勘探结果,实施钻孔验证,成功钻遇三叠系灰岩地层,并预测南陵盆地红盆下为二叠系页岩气藏有利区。本次研究表明了复电阻率法在南陵盆地可探测深达2 000 m以下累计厚度约200 m的含黄铁矿泥页岩地层,是电磁法勘探中唯一能直接指示页岩气藏的方法,可以适用于地质情况复杂的南陵盆地乃至中国南方海相页岩气地球物理勘探。本次勘探结果也为在南陵盆地进一步开展海相页岩气勘探提供了依据。     

基于岩石电性参数频散特性的储层参数评价方法

基于岩石电性参数频散特性的物理机理,构建了新的岩石电频散特征参数——频散率P,通过模拟油藏条件下的储层岩石和人工岩样对比电频散实验分析,建立起频散率P与饱和度、孔隙度、渗透率、阳离子交换量Qv等储层参数的响应关系。研究表明:频散率P与含水饱和度、孔隙度具有较好的线性关系,频散率P与渗透率、阳离子交换量Qv具有较好的幂律关系。与模值频散率PZ和实部频散率PR相比,相位频散率Pφ和虚部频散率PL能够更好的表征岩石的电频散特征;频散率P和储层参数具有良好的相关性和指示性,可作为电频谱测井的储层评价参数。     

铬污染土壤复电阻率频散特性

不同含水率、不同铬污染物浓度土壤的复电阻率频散实验,是复电阻率探测方法评价铬渣污染场地的物理基础。实验研究发现,土壤含水率和污染物浓度的不同均会对复电阻率幅值、复电阻率相角、同相电阻率和异相电阻率的测量结果产生影响,但是异相电阻率和相角具有明显的频散特性。研究结果表明,利用基于土壤频散特性发展起来的复电阻率探测技术,可快速有效地对铬渣污染场地进行评价。     

豫西地区山西组—太原组页岩孔隙结构及其影响因素——以ZXY1井为例

页岩孔隙结构是储层评价的关键,对页岩气的勘探、开发以及页岩储层改造等都具有十分重要的意义。本文以ZXY1井太原组—山西组页岩为例,利用低温氮吸—脱附实验、X衍射、扫描电镜等实验手段研究页岩孔隙结构及其影响因素。结果表明,太原组—山西组页岩孔隙复杂,发育有机孔、微裂缝和多种无机孔;孔隙孔径主要为2~50 nm,以介孔为主,其次为微孔;孔容和比表面几乎全部由微孔和介孔提供。有机质、黏土矿物及其组合对孔隙结构影响分析表明,孔容与TOC含量、孔容与黏土矿物含量、比表面积与TOC含量、比表面积与黏土矿物含量均具有较为显著的正线性相关关系;TOC含量和黏土矿物含量数值乘积与孔容、比表面积表现为非常显著的正线性相关关系;TOC含量和黏土矿物含量双参数回归孔容与比表面积,相关系数高,误差较小。综合分析认为,有机质和黏土矿物对孔隙结构的影响并非简单正线性相关关系,而是复杂的正向关系。     

基于饱水页岩地震频段岩石物理测试的地震响应频散特征分析

页岩储层由于骨架和孔隙结构的微观非均质性,能够在地震频段内引起波诱导的孔隙流体流动相关的弹性频散和衰减,但声波测井和实验室超声实验测量频率段远超地震频段,不可避免产生测量速度和衰减差异。这里基于澳大利亚惠灵顿地区的页岩岩心在干燥和水饱和条件下地震频段的弹性和衰减测量结果,考虑频变反透射系数和衰减对地震波反射的影响,针对不同层厚的页岩储层开展地震响应计算,并利用Wigner-Ville分布时频分析技术讨论了页岩频散、衰减性质及层厚对其地震响应规律的作用。对于无明显速度频散和衰减的页岩储层,顶、底反射振幅的频变属性受调谐效应控制,主要呈现出低频异常和陷频特征;而对于速度频散和衰减强烈的储层,顶、底反射振幅的频变属性同时受到调谐效应与储层本身频散衰减性质的作用。干燥和含水页岩储层地震响应的频变性质差异有助于加深对含流体页岩地震响应特征的理解,而基于地震频段实测数据正演和时频分析技术,对于提高页岩的地震勘探精度和流体识别具有重要的作用。     

基于频散测试分析的时频电磁资料校正处理及储层评价

时频电磁法(TFEM)作为一项比较成熟的油气检测技术,在国内外已得到了广泛的应用.在时频电磁解释过程中,主要采用电阻率和极化率联合定性检测,不能给出含油气的定量评价,并把地层电阻率视作与温度、压力无关的量.但随着地层深度增加,地层的温度、压力变化会对电阻率产生影响.由温度、压力的变化引起的电性变化会给储层解释带来误差.通过对岩石的频散测试,分析岩石电性参数随频率变化的规律,并结合岩石的频散性质研究了地层电阻率受温度、压力影响后的变化特征,而后通过拟合获得岩石电阻率与温度、压力的近似关系式.利用恰当的温压-电阻率函数,对时频电磁储层数据进行电阻率校正;利用校正后的电阻率数据,基于Archie公式计算研究区储层目标段的饱和度,并对储层进行了定量评价.     

一种新的估算地层水矿化度的方法

文章描述一种利用地层水的复电阻率频散特性来估算地层水矿化度的新方法。通过对不同矿化度的地层水进行复电阻率测量实验,从理论上建立了地层水复电阻率,特征频率与矿化度之间的某种关系,并可建立相应的量板,从而为理论上快速估算地层水矿化度提供了一定技术支持,同时也为今后应用复电阻率测井估算地层水矿化度,识别油水层等提供了实验基础。     

基于声波测试法对鹰滩页岩各向异性分析

页岩储层通常呈薄层状结构,一般认为其岩石力学参数具有横向各向同性,而其各向异性受围压（CP）、含水率和总有机质含量（TOC）等多种因素的影响。本文对不同围压下的鹰滩（Eagle Ford）页岩进行超声波波速进行测试实验,研究围压对鹰滩页岩波速及岩石力学各向异性的影响。实验结果表明,鹰滩页岩属于弱各向异性多孔介质,并具有横向各向同性、垂向各向异性的性质。纵波（P波）和横波（S波）波速随围压的增大而增大,特别是在低围压范围内增幅显著,同时围压增大会降低纵波和横波的各向异性,纵波各向异性比横波各向异性对围压更敏感。对鹰滩页岩各向异性分析为页岩储层压裂过程中裂缝的起裂和延伸规律研究提供了必要的力学参数。     

上扬子地区下寒武统牛蹄塘组页岩储层脆性评价:以贵州岑巩区块为例

页岩的脆性决定页岩储层的可压裂性,对页岩气的勘探开发影响重大。南方地区发育多套高脆性海相富有机质页岩,是我国页岩气勘探部署的重要战略地区。与已获得页岩气突破的龙马溪组页岩相比,下寒武统牛蹄塘组具有更大的沉积厚度与更广泛的分布面积,是我国页岩气勘探开发亟待突破的另一重点层系。为此,利用研究区牛蹄塘组岩心岩石力学实验、阵列声波测井、矿物组分和裂缝发育程度等资料,运用弹性参数法与脆性矿物含量法对牛蹄塘组页岩脆性特征与主控因素进行评价与分析。研究表明:牛蹄塘组页岩脆性与以石英为主的脆性矿物含量间并非呈单一正相关关系。页岩脆性与可压裂性受控于页岩的脆性矿物含量、TOC含量、热演化程度(成岩阶段)和天然裂缝发育程度。由于石英与TOC含量具有正相关性,当TOC含量小于6.5%时,牛蹄塘组页岩脆性与石英和TOC含量呈正相关关系;当TOC含量大于6.5%时,TOC对塑性贡献速率大于石英对脆性贡献速率,页岩脆性随石英与TOC含量的增加出现降低趋势。此外,岩心裂缝发育程度与页岩岩石力学脆性特征相关性较好,在过高TOC含量层段页岩脆性较低,岩心裂缝发育程度较差。对于中国南方海相页岩脆性评价,应结合不同地区、不同层位的实际地质条件进行多因素综合评价,以优选出最佳钻井与压裂层段。     

基于电磁参数的BP神经网络模型在页岩气储层预测中的应用研究

近些年来伴随着绿色低碳经济的需要与对清洁能源需求的增长,非常规油气资源逐渐受到各国重视,其中页岩气勘探发展迅速。现阶段的页岩气勘探中,电磁法的应用越来越广泛,很多研究都证实了电磁法在深层页岩气勘探中的有效性。研究区位于四川筠连,区内测井显示,龙马溪组黑色页岩发育,有机质丰度高、成熟度较高、微裂隙发育、埋深适中,具有形成页岩气藏的优越条件。新二维地震资料显示本区地层平缓,构造完整,远离通天断层,保存条件较好,有利于页岩气勘探。收集了研究区某条测线的大地电磁法(MT)和复电阻率法(CR)数据,结合研究区昭104井的TOC数据样本,建立了神经网络储层预测模型,计算了区内一条测线剖面的TOC预测值。研究结果表明:TOC预测值与实测值正相关,说明神经网络模型具有较好的非线性逼近能力,可以反映电磁参数与TOC含量之间的非线性相关性,TOC的高值部分与高级化异常对应,进一步说明高级化异常是页岩含气层识别的重要特征,非地震数据识别页岩地层中的含气性是值得探索的。     

南方下古生界海相页岩极低电阻率成因及其地质意义

基于测井电阻率和有机地球化学数据,利用页岩极化率测试和干酪根激光拉曼测试等技术手段,对导致南方下古生界高演化海相页岩呈现极低电阻率(测井电阻率低至10～1Ω·m及以下)的主控因素进行了分析,深入探究了其内在成因,并对其地质意义进行了探讨.结果显示:有机质丰度和成熟度是影响极低电阻率测井的主要因素;w(TOC)与测井电阻...     

四川盆地龙马溪组页岩各向异性影响因素

四川盆地下志留统的龙马溪组黑色页岩是国内页岩气勘探开发的重点区域,但是有关龙马溪页岩各向异性性质的研究还较少。在实验室开展模拟页岩储层压力条件下的超声波速度测试,研究龙马溪组页岩在不同方向的纵、横波速度以及各向异性参数随压力的变化规律。用矿物分析、X射线扫描的方法,分析页岩各向异性的影响因素,指出黏土含量、层理和有机质是引起龙马溪页岩各向异性的主要原因。     

高压条件下含导电矿物的人工砂岩复电阻率研究

天然岩样由于孔隙结构复杂、骨架成分非单一,导致复电阻率研究困难。考虑到根据理想模型制作的人工岩样能够更好地进行实验研究,选用黄铜粉、黄铁矿砂、石墨粉、环氧树脂等材料,人工合成了不同矿物含量的柱状标准岩样,在不同高压条件下使用AutoLab-1000设备测量了标样的复电阻率,并基于Debye分解模型反演获得了人工砂岩标样的零频电阻率、极化率、时间常数等参数;详细讨论了各个模型参数与导电矿物含量、连通性、地层压力等因素的关系,研究发现地层压力和矿物成分对极化率有较大的影响。研究结果对认识高压条件下人工砂岩标样的电性特征具有实际意义。      

湘西桑页1井页岩弹性波速实验研究

随着页岩气勘探开发工作的不断深入,地震相关勘探技术在页岩气钻井部署和页岩气富集带或"甜点"区评价中发挥重要作用。不同应力环境下岩石的弹性波速及其各向异性实验数据是地震资料叠前反演的重要约束性基础资料,对深部页岩气地球物理探测、储层评价及甜点预测具有重要意义。本文以湘西桑页1井龙马溪组页岩、五峰组页岩及底板泥灰岩钻孔岩芯为研究对象,实验测量了不同应力条件下岩芯的弹性波速特征,计算了应力环境下的波速差异,并对比了页岩与泥灰岩的波速各向异性。结果表明,在5~100 MPa应力环境下,粉砂质、硅质和含粉砂页岩的纵波速度分别为4.8~5.1 km/s、5.1~5.3 km/s和5.2~5.5 km/s,泥灰岩的纵波速度在5.9~6.4 km/s之间;原位应力环境下,页岩与泥灰岩的纵波速度差异介于14.9%~21.7%之间;受微裂缝和层理面的影响,页岩垂直层理方向纵波速度明显低于平行层理方向,而泥灰岩的纵波速度为平行层理方向明显高于垂直层理方向。     

威信凹陷龙马溪组页岩成藏条件分析

下志留统龙马溪组是威信凹陷页岩气重点勘探评价层系之一。以威信凹陷下志留统龙马溪组为研究对象,通过5口井的孔渗、比表面、X衍射矿物分析、有机质含量、镜质体反射率、三轴应力实验和常规测井以及ECS测井数据分析了该页岩储层的地球化学特征、储存能力、矿物成分以及储层力学特性。结果表明:与北美及四川礁石坝页岩比较,该页岩储层有机质丰度一般,成熟度高,地球化学特征有利于大量生烃;吸附性较好,孔渗性较低,表现出较好的存储特性和较差的物性;脆性矿物含量适中,杨氏模量适中,但泊松比较小,储层表现出较好的脆性;在纵向上,龙马溪组下部泥岩层具有较大的w(TOC)值与较好的孔渗特性,且脆性矿物含量普遍高于上部,较上部表现出更好的开发潜力。     

鄂尔多斯盆地北部山西组页岩沉积相及其对页岩储层的控制作用

鄂尔多斯盆地北部山西组页岩气储层与煤层共生,页岩有机质含量较高,具有较大的资源勘探潜力。为精细表征控制山西组页岩储层分布的沉积微相,根据测井数据、录井数据、岩芯观察描述、薄片分析、粒度分析、X射线衍射全岩分析以及总有机碳含量(TOC),研究了山西组页岩储层岩相与沉积微相类型,在山西组识别出(灰)黑色碳质页岩、(灰)黑色含碳质页岩、(灰)黑色含碳质(粉)砂质页岩、(深)灰色含碳质页岩、(深)灰色页岩、(深)灰色(粉)砂质页岩和含钙质页岩7种岩相。这些岩相沉积在富植沼泽、贫植沼泽、三角洲平原分流间洼地、曲流河河间洼地、天然堤与决口扇远端微相环境,其中富植沼泽、贫植沼泽与成煤的泥炭沼泽、泥炭坪环境比邻共生,且在山二段时期更发育。富植沼泽和贫植沼泽微相控制了具有较高TOC的(灰)黑色碳质页岩、(灰)黑色含碳质页岩、(灰)黑色含碳质(粉)砂质页岩和(深)灰色含碳质页岩的分布,是控制山西组页岩储层分布的有利微相。     

基于核磁共振和磁共振成像的低渗透岩芯CO2-H2O两相驱替特征研究

致密岩石的孔隙结构特征对CO₂和水之间的驱替行为以及CO₂相的流动特征具有重要影响,且残余水饱和度最终将影响碳封存的效率和安全性,因此,深入探究致密岩芯CO₂-H₂O两相驱替特征具有重要意义。利用取自鄂尔多斯盆地深部储层的天然低渗透岩芯,利用核磁共振(NMR)及磁共振成像(MRI)技术对其内部的气液两相驱替特征及其影响因素进行了可视化研究。在将岩芯孔隙结构进行定性和定量化表征后,可知不同的驱替模式与岩芯孔隙结构密切相关：具有较强非均质性和各向异性的岩芯更有利于指进现象的发生,具有较大孔隙度和较高渗透率的岩芯则呈现活塞式驱替模式。指进现象有助于气相的运移,会造成气相的提前突破,导致较高的残余水饱和度及较低的驱替效率。     

煤系页岩气储层非均质性研究——以宁武盆地太原组和山西组为例

储层非均质性是影响煤系页岩气勘探开发的主要瓶颈之一。以宁武盆地太原组和山西组泥页岩为研究对象,通过钻孔资料、TOC、XRD、扫描电镜、压汞及低温液氮测试,划分泥页岩发育层段,分析煤系页岩TOC、矿物成分、孔隙度、孔容、比表面积参数宏观非均质性及孔隙结构非均质性,探讨宏观—微观非均质性影响因素。研究表明:太原组和山西组泥页岩平均厚度分别为32.77m和67.68m,可划分为5个层段和4种暗色泥页岩类型,黑色页岩具有TOC、孔隙度、水敏性中等,脆性高特点,是最利于开发的优质储层段;微孔主要受黏土矿物含量影响,呈现出正相关关系,在黏土矿物含量较低时,微孔与TOC呈现正相关;煤系泥页岩宏观非均质性主要受沉积和构造影响,微观非均质性受成岩演化影响。研究成果可为优选煤系页岩气优质储层段和压裂工艺提供可靠依据。