准噶尔盆地阜北地区头屯河组非均质性综合研究

对准噶尔盆地阜康凹陷北部斜坡区(阜北地区)中侏罗统头屯河组储集层非均质性进行探讨,为研究区头屯河组储集层深入勘探提供指导。综合运用钻测井、岩心描述、薄片、粒度、(恒速)压汞曲线以及核磁曲线等资料,对研究区头屯河组储集层的微观、宏观非均质性以及非均质性的控制因素进行详细分析。结果表明:头屯河组储集层发育2类孔隙结构,造成储层微观非均质性较强;储集层包含3类粒度韵律、2类渗透率韵律以及2类夹层不均匀分布导致层内非均质性较强,分层系数以及砂地比不均导致层间非均质性较强,变异系数、突进系数和非均质性系数反映平面非均质性较强,宏观非均质性整体表现较强。沉积环境和成岩环境对头屯河组储集层非均质性程度都有影响,以成岩环境为主。最终认为研究区勘探目标区为应首选头一段河道砂体主体区域。     

页岩油层系储集层微观孔隙非均质性及控制因素——以吉木萨尔凹陷芦草沟组为例

吉木萨尔芦草沟组页岩油层系岩性复杂,揭示不同类型储集层微观孔隙特征及非均质性控制因素,有利于指导该区页岩油甜点评价及优选。本文优选芦草沟组30块页岩油储集层样品,采用场发射扫描电镜、高压压汞、核磁共振等实验手段,刻画页岩油储集层微观孔隙结构,探讨混积型页岩油孔隙非均质性的控制因素。结果表明,芦草沟组发育7类孔隙和3类孔喉组合;随渗透率降低,粒间孔、粒间溶蚀孔等大孔减小,粒内溶蚀孔和晶间孔增加,"大孔-细喉"组合过渡为"短导管"和"树形网络"组合,孔径及可动饱和度均降低。页岩油孔喉非均质性主要受控于粒度和方解石、黏土胶结,前者决定较大孔(>1μm)能否发育,后者进一步缩小孔隙或孔喉,增加非均质性;在两者联合控制下,孔隙度与孔喉参数的相关性较差。     

鄂尔多斯盆地东坑大阳湾地区延9储层非均质性研究

通过岩心、铸体薄片、扫描电镜资料分析,结合测井数据统计以及压汞试验等方法,综合考虑孔隙度、砂岩密度、渗透率突进系数、渗透率变异系数、渗透率级差等多种储层非均质性影响因素,对东坑大阳湾地区延9储层的层内、层间、平面以及微观非均质性进行研究。研究结果：认为该地区延9储层为较强-强非均质性程度。     

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。     

黔西北地区石炭系祥摆组页岩微观孔隙结构及分形特征

为研究海相含煤地层页岩的微观孔隙特征,选取黔西北地区石炭系祥摆组页岩作为研究对象,利用扫描电镜(SEM)和液氮吸附实验研究孔隙特征,同时研究其分形特征,并探讨孔隙结构的影响因素。研究结果表明:研究区石炭系祥摆组页岩在扫描电镜下可观察到4类微观孔隙(粒内孔、粒间孔、有机质孔、微裂缝),其中微裂缝、有机质孔发育较丰富,具有较强的生成烃类气体能力和良好的储集性能;液氮吸附等温线在形态上呈反“S”形,表明中孔在微观孔隙中最为发育,滞后回线类型主要为H2型的细颈广体的墨水瓶孔;BJH总孔体积和BET比表面积值均较大,平均值分别为0.0155 cm³/g和13.20 m²/g,平均孔径为6.22 nm,纳米级微观孔隙大量发育,为烃类气体提供丰富的储集空间;页岩样品微观孔隙结构分形维数D较大,主体大于2.723 2,反映出孔隙结构复杂、非均质性较强;BET比表面积与TOC、石英含量呈一定的负相关性,与分形维数呈一定的正相关性;平均孔径值与石英含量正相关性较好,与分形维数负相关性较好,与黏土矿物含量呈一定的负相关性。石炭系祥摆组页岩微观孔隙的BET比表面积较大、平均孔径较小,微观孔隙结构较为复杂。     

武乡区块山西组泥页岩孔隙结构及分形特征研究

沁水盆地东部煤系伴生泥页岩广泛发育,页岩气资源潜力大,开展该区泥页岩孔隙结构特征的研究对页岩含气性评价及实现煤层气、页岩气合探共采具有重要意义。本文以盆地内武乡区块Y井二叠系山西组泥页岩为研究对象,通过XRD、高压压汞和低温液氮吸附等实验手段对泥页岩孔隙结构特征及分形特征进行了研究。结果表明,Y井山西组泥页岩的矿物组成以黏土矿物和石英为主;泥页岩中小于50 nm的孔隙大量发育,结构形态上以狭缝平板型孔隙和"细瓶颈"孔隙为主;泥页岩样品吸附曲线呈倒S型,属于Brunauer分类方案中的Ⅱ型曲线,其脱附曲线属于IUPAC分类方案中的H2型(兼具H1型及H3型),属De Boer分类方案中的B型(兼具E型及C型); Y井山西组泥页岩分形维数接近3,非均质性较强,矿物成分、总孔体积、平均孔径和TOC含量是影响泥页岩分形维数的重要因素。     

渝东南地区龙马溪组高演化页岩微纳米孔隙非均质性及主控因素

对页岩气赋存的主要场所页岩孔隙的研究是解决页岩气赋存和保存机理的关键,但目前缺少有效的手段去定量刻画高演化页岩微纳米孔隙的非均质性特征。通过低压N2吸附/解吸、高压压汞、场发射扫描电镜(FE-SEM)等实验,运用分形维数对渝东南地区龙马溪组高演化页岩微纳米孔隙非均质性进行了定量分析。结果表明：高演化页岩的微纳米级孔隙非均质性极强。中孔(2.0~50.0 nm)中2.0~4.5 nm 的孔隙分形维数平均2.853 4,4.5~50.0 nm 的孔隙分形维数平均2.7367,这种极强非均质性主要受有机质控制。总有机碳(TOC)含量大于1.7 %时,有机质孔在中孔中占主导地位,粘土矿物含量的增加会在一定程度上增加中孔的非均质性。宏孔(＞50.0 nm)分形维数平均2.8441,非均质性较强,主要受石英和碳酸盐等脆性矿物控制,随着碳酸盐矿物含量的增大,非均质程度增加,有机质对页岩宏孔的非均质性影响不明显。     

陆相页岩微观孔隙结构及分形特征——以徐家围子断陷沙河子组为例

为揭示陆相页岩微观孔隙结构特征,应用低温氮气吸附-解吸实验,结合扫描电镜分析、有机碳测定及X射线衍射等手段,分析页岩有机质和矿物组成,厘清孔隙结构和分形特征,并探究其影响因素。结果表明:沙河子组陆相页岩矿物组成以黏土矿物、石英和长石为主。储集空间类型主要为黏土矿物粒内孔、长石溶蚀孔和颗粒边缘孔,有机孔隙不发育。氮吸附曲线主要呈现为Ⅳ类吸附曲线,发育H2和H3两类迟滞回线,其中H3型比表面积较低,平均孔径较大,宏孔含量较高。页岩孔体积主要由介孔和宏孔贡献,比表面积主要由介孔贡献。孔径分布呈现双峰态,左峰约为2.7 nm,右峰分布在20~70 nm。页岩发育两段分形特征,分形维数显示H3型页岩孔隙结构非均质性及复杂性较弱。孔隙结构主要受矿物组成控制,与TOC无明显相关性,微孔含量与比表面积越高,宏孔含量与平均孔径越高,页岩孔隙结构越复杂,越不利于页岩气的运移及产出。陆相页岩因沉积环境控制下赋存的腐殖型有机质,从本质上影响了其孔隙空间、孔隙结构及页岩气富集特征,与海相页岩区别显著。      

渝东南牛蹄塘组与龙马溪组高演化海相页岩全孔径孔隙结构特征对比研究

中国南方主要富有机质海相页岩寒武系牛蹄塘组和志留系龙马溪组是当前页岩气勘探的重要目标地层,但演化程度普遍偏高,孔隙结构复杂。为加深对这种复杂性的认识,通过场发射扫描电镜、高压压汞实验与低温低压吸附实验(CO_2与N_2),对页岩全孔径孔隙结构特征进行对比研究。研究发现,牛蹄塘组孔体积与龙马溪组页岩的孔体积分别介于0.0202~0.0402 m L/g与0.0255~0.0310 m L/g之间,介孔在两套页岩孔体积中所占比例最大。两套页岩比表面积分别介于13.74~41.26 m~2/g与21.42~27.82 m~2/g之间,微孔与介孔几乎提供了两套页岩全部的比表面。孔隙结构的差异主要表现为牛蹄塘组页岩内溶蚀孔和粒间孔较为发育,有机质孔隙发育不均匀;而龙马溪组页岩内粒内孔、粒间孔和有机质孔隙均较为发育;牛蹄塘组在微孔范围内的孔体积与比表面积占有优势,而介孔与宏孔范围内的孔体积与比表面积均小于龙马溪组。根据实验数据结果与文献的调研,两套页岩孔隙结构差异的主要原因主要是成熟度与埋深的不同影响而形成的。     

鄂尔多斯盆地下寺湾地区延长组页岩气储层非均质性特征

鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7、长9页岩是页岩油气勘探的重要层位,本文在岩心观测、薄片观察、脉冲渗透率测试、有机碳含量测试、气体组分分析、测井解释方法的基础上,对陆相页岩层内岩性、地化参数、微观孔隙结构、力学参数的非均质特征进行研究。研究认为陆相页岩储层砂质纹层发育密度和频率值较高,纹层中的大孔隙与页岩中的中孔和微孔构成复杂的孔隙体系,造成页岩储层层内非均质性极强,可有效改善页岩层系的物性,为游离气的富集和运移提供有利空间和有效通道,对游离气的渗流和富集具有积极意义。非均质程度较弱的页岩段,砂质纹层发育程度低,物性致密,排烃能力最弱,富集较多的吸附气。陆相页岩成储机制受控于其较强的非均质性,同时页岩强非均质性段,脆性矿物含量高,有利于页岩储层的压裂开采。     

徐淮地区二叠系烃源岩地球化学特征及页岩气资源潜力——以宿州3-1钻井剖面为例

徐淮地区在构造上属于南华北板块,拥有华东最重要的煤炭基地徐州煤田、淮北煤田与淮南煤田,二叠系煤系烃源岩普遍发育,但针对该地区二叠系页岩气形成的地质条件的研究成果少见。通过对宿州3-1钻孔二叠系山西组、下石盒子组和上石盒子组泥页岩进行系统采样,开展了有机质丰度、类型和成熟度等地球化学分析测试,揭示该地区二叠系有效的富有机质泥页岩层段发育在山西组和下石盒子组,有机碳含量较高,山西组优于下石盒子组;有机质主要为Ⅲ型干酪根,处于成熟至高成熟阶段,具有较高的生烃潜力。     

沁水盆地武乡区块上古生界煤系页岩气储层孔隙特征和孔隙结构

储层孔隙特征和孔隙结构是影响页岩气赋存与储集的重要因素。为评价海陆过渡相高演化煤系页岩储层性质与页岩气储集性能,应用扫描电子显微镜、高压压汞、低温N₂和 CO₂气体吸附、微米CT扫描、核磁共振实验方法,对沁水盆地武乡区块上古生界煤系页岩气储层孔隙微观特征和孔隙结构进行了研究。结果表明,沁水盆地武乡区块上古生界煤系页岩样品中发育多种类型微观孔隙,常见粒间孔、粒内孔和微裂缝,有机质孔几乎不发育;武乡区块煤系页岩气储层样品孔隙总孔容分布在0.021 9~0.073 5 mL/g之间,平均值为0.039 9 mL/g,总比表面积主要分布在11.94~46.83 m²/g之间,平均为29.16 m²/g,其中介孔(2~50 nm)和微孔(<2 nm)是煤系页岩气储集的主要载体。煤系页岩中的高配位数孔隙数量越多,相应的孔容和孔比表面积越大,孔隙连通性越好;在孔隙数量和总孔容相差不大的前提下,山西组煤系页岩储层孔隙结构与连通性比太原组煤系页岩稍好。     

山东济阳石炭-二叠系煤成气储层沉积研究

在建立层序地层格架的基础上进行煤成气储层沉积学研究。储集在二叠系砂岩(属于致密砂岩)储层内的煤成气藏成为重要的天然气藏。济阳地区上石盒子组万山段、奎山段和孝妇河段,发育河流相、湖泊滨岸相为主要特色的砂质沉积,是煤成气主要储集层。主要储层沉积相为河道滞留与边滩组成的河道充填。煤成气储集空间主要是次生孔隙。本区石炭-二叠系砂岩成岩作用强烈,原生粒间孔保存较少,大部分的粒间孔隙是由于后期溶蚀作用形成的。这种次生的粒间孔隙充填在粒间孔隙之间的杂基或胶结物后期经溶蚀作用形成。二叠系气藏的直接盖层主要是下石盒子组的河漫相、山西组及太原组的三角洲平原和湖沼相沉积的泥岩、煤和炭质泥岩。     

下扬子丰城-乐平地区二叠系乐平组页岩气潜力综合评价

下扬子区萍乐坳陷丰城-乐平地区发育二叠系乐平组海陆过渡相泥页岩。在深入调研其构造、沉积背景的基础上,综合利用多种实验手段对岩心有机地球化学特征、岩石类型和矿物特征、物性条件、储集空间类型和含气性进行了系统归纳,并进一步探讨了影响其含气性的沉积和构造因素。研究认为：丰城-乐平地区二叠系乐平组泥页岩厚度差异较大且非均质性较强,王潘里段和下老山亚段为好烃源岩,上老山亚段和中老山亚段为中等烃源岩;其有机质类型以Ⅱ₂型为主,东区倾油而西区倾气;成熟度具有"东低西高"的特征;孔隙空间以微孔隙和微裂缝为主,物性整体表现为特低孔低渗。研究区二叠系海陆过渡环境为有利烃源岩的发育提供了基础,适中的埋藏深度保障了页岩气的赋存并可降低开采成本;但东区受推覆带改造使得该区构造复杂,变形强烈,页岩气保存条件差,西部丰城地区则构造稳定,具有较好的页岩气勘探前景。     

鄂尔多斯盆地东南部上古生界海陆过渡相页岩储集性与含气性

鄂尔多斯盆地上古生界海陆过渡相页岩是重要的页岩气富集层系,但是含气性及其控制因素研究薄弱,制约了对该地区页岩气的勘探和研究。论文通过对鄂尔多斯东南部本溪和山西组大量页岩样品开展有机地球化学、矿物组成、页岩孔隙及分布的研究,评价了海陆过渡相页岩的储集性;通过含气量现场解吸和等温吸附实验,分析了页岩含气特征和影响因素。结论认为研究区海陆过渡相页岩有机质丰度高(TOC含量0.5%~11%),主要发育III型干酪根,有机质成熟度较高(1.0%~3.0% Ro);矿物组成以富黏土页岩为特征,黏土矿物含量可高达60%以上。总孔隙度分布在2%~8%,部分样品微裂缝发育。孔隙类型以平行板状的狭缝型孔隙介孔为主,在岩石孔隙比表面积和孔体积的贡献占90%以上;TOC含量与孔隙比表面积及孔隙总体积具有密切的相关性,有机质孔隙对岩石总孔隙构成具有重要贡献。现场解吸含气量为0.591~4.05 m3/t,兰氏体积从0.05 m3/t到14 m3/t都有分布,页岩实测含气量与气体吸附能力差异大。TOC含量是控制海陆过渡相页岩含气量和含气能力的重要因素,富黏土矿物的吸附作用可使样品含气能力显著增加。     

淮南煤田二叠系沉积相特征及其与烃源岩的关系

在对淮南地区二叠系岩性、矿物和生物化石进行观测研究以及相关地球化学参数测试的基础上,对淮南地区这一时期的沉积相演化特征及其与烃源岩之间关系进行分析。结果表明:淮南地区早、中二叠世时期海水震荡性后退,总体以水下沉积为主,大致可划分为2种沉积亚相:山西组的三角洲沉积和下石盒子组的水下分流河道沉积,又可以进一步细分为前三角洲、泥炭沼泽、分流河道、决口扇、河漫滩等微相,泥页岩在前三角洲和河漫滩相最发育。岩性和显微组分的组成受沉积微环境变化的控制作用明显,“（腐泥组+壳质组）/∑显微组分”以大于等于70%为主,利于生气;有机碳含量则受沉积亚相和沉积微环境的共同控制,山西组泥页岩中有机碳平均质量分数约2.78%,明显高于下石盒子组泥页岩中的1.11%。综合考虑泥页岩累计厚度、有机碳含量及有机质的显微组成等因素认为,研究区山西组和下石盒子组都可作为页岩气的有利勘探层位,尤以“潘集镇-潘集区-泥河镇-平圩镇”这一带最为有利。      

沁水盆地阳泉区块上古生界煤系页岩气储层特征

页岩储层特征是进行页岩气储集能力评价的基础内容。为探究高演化阶段煤系页岩气储层性质和优选有利储层,运用岩石热解、X射线衍射、扫描电子显微镜、高压压汞、低温N₂和CO₂气体吸附多种实验方法,对沁水盆地阳泉区块上古生界煤系页岩岩心样品进行储层特征研究。结果表明:沁水盆地阳泉区块上古生界煤系页岩,有机碳含量较高(TOC平均为4.9%),处于过成熟阶段(R_ran平均为2.32%),黏土矿物质量分数较高(平均为50.0%),具有低孔低渗的特征(孔隙率平均为6.61%,渗透率平均为0.006 3×10–3μm2),孔隙类型以粒间孔、粒内孔和微裂缝为主,微米–纳米级孔隙为页岩气的赋存提供了储集空间;孔隙总孔容为0.025 5~0.051 7 mL/g,平均0.038 9 mL/g,总比表面积为12.64~40.98 m2/g,平均28.43 m2/g,微孔(<2 nm)、介孔(2~50 nm)的孔容与比表面积呈良好的正相关性,宏孔(>50 nm)孔容与比表面积则相关性不明显,表明微孔和介孔是阳泉区块煤系页岩气储集的主要载体。总体来说,阳泉区块上古生界煤系页岩具有较好的页岩气储集性能,但页岩储层可压裂性较差,影响页岩气的开发。      

川东南武隆地区五峰组—龙马溪组页岩气形成条件及富集区分析

通过野外地质调查资料及样品测试分析,结合前人研究的结果,对川东南武隆地区五峰组—龙马溪组页岩气形成的基础地质条件进行了研究,指出五峰组与龙马溪组底部富有机质页岩形成于深水陆棚环境,富有机质页岩厚度大,分布广,埋深适中(300~3 500 m),脆性矿物含量较高,TOC主要分布于2%~5%之间,热演化程度处于高成熟—过成熟早期阶段,发育溶蚀(微)孔、粒间微孔、粒内微孔、有机质孔及微裂缝等,并通过综合信息叠合分析,提出了5个页岩气富集区。     

鄂尔多斯盆地延长探区延长组页岩气储层孔隙结构特征

为了评价陆相页岩气储层的储集空间和储气能力,以鄂尔多斯盆地延长探区上三叠统延长组长7段、长9段页岩为研究对象,运用电子扫描显微镜、高压压汞、低温CO2和N2气体吸附等实验方法,对陆相页岩气储层孔隙类型特征、孔隙结构及其影响因素进行研究。结果表明：(1)延长探区上三叠统延长组陆相页岩发育多种类型微观孔隙,以粒间孔和粒内孔为主,少量晶间孔和溶蚀孔,有机质孔发育较少,为陆相页岩气赋存提供了储集空间;(2)延长组页岩中介孔(2～50 nm)贡献了其主要的孔容和比表面积,占总孔容的7437%,占总比表面积的6440%,且长9段页岩的总孔容和总比表面积均大于长7段页岩;(3)延长组页岩孔隙结构以狭缝型孔和板状孔为主,孔径主要分布在04～09 nm、3～25 nm和5～200 μm区间段内,延长组页岩平均孔径为853 nm,且长7段页岩平均孔径大于长9段页岩;(4)页岩有机碳含量、有机质成熟度及矿物成分含量共同影响着延长组页岩孔隙的发育,其中矿物成分含量是以介孔孔隙为主的延长组页岩孔隙发育的主控因素,有机碳含量及成熟度的增加主要对页岩中微孔孔隙的发育起到积极作用。     

渤海湾盆地济阳坳陷北部石炭系—二叠系残留地层沉积*

渤海湾盆地济阳坳陷北部石炭系—二叠系残留地层为近年来该地区油气勘探的重点领域。为明确古潜山储集层沉积相带与砂体展布规律,在地层划分对比的基础上,依据测井曲线、沉积构造、岩性特征及沉积序列等资料,对济阳坳陷北部石炭系—二叠系古潜山区沉积特征进行了系统研究。结果发现: (1)古潜山区石炭系—二叠系残留地层厚度变化很大,石千峰组被剥蚀殆尽; (2)石炭纪—二叠纪研究区经历了海陆交互相→海陆过渡相→河流相的演化过程, 其中本溪组及太原组沉积时期研究区发育潟湖、潮坪及障壁岛相,山西组沉积时期发育三角洲相,以三角洲平原亚相为主,可识别出分流河道、分流河道间、天然堤及泥炭沼泽等微相,而上、下石盒子组沉积时期以辫状河沉积为主,可进一步划分为心滩、河床滞留沉积及泛滥平原微相; (3)受沉积环境演化的控制,本溪组—太原组的砂体呈斑块状展布,山西组和上、下石盒子组的砂体呈近北东—南西向条带状展布。对济阳坳陷北部潜山区沉积相与砂体展布规律的研究,为该古潜山区的油气勘探提供了关键地质依据。