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。     

阳泉矿区寺家庄井田太原组煤层气地球化学特征及成因

为了研究阳泉矿区寺家庄井田煤层气地球化学特征及成因问题,系统开展了石炭-二叠系太原组主力产气煤层（8、9和15煤）煤心样品的现场解吸实验,并收集气样进行组分和碳同位素分析。结果表明:8煤含气量高于9煤,平面上15煤含气量不均匀,部分地区几乎不含气;整个解吸过程中,8煤和9煤气体组分含量及变化规律相近,CH₄含量呈先增加后降低、N₂含量呈先降低后升高的趋势,而15煤CH₄含量呈近线性降低、N₂含量呈线性增加趋势;其中,9_上煤CH₄体积分数为27.82%~76.12%,N₂体积分数为21.49%~72.20%,15煤CH₄体积分数38.15%~89.41%、N₂体积分数为6.55%~61.82%;随着解吸的进行,8煤和9煤中的煤层气碳同位素δ13C₁值总体呈增加的趋势,15煤中的煤层气δ13C₁值总体呈现为3个逐渐增加序列,δ13C（CH₄）与δ13C（CO₂）变化无相关关系。研究区煤层气主要为热成因气,生物作用不明显。另外,关于煤层气组分中CH₄含量低异常和N₂含量高异常的原因有待进一步研究。      

沁水盆地阳泉区块太原组煤系页岩孔隙结构特征

页岩孔隙结构是影响页岩气赋存与储集的基本因素之一。为研究高演化海陆过渡相煤系页岩的孔隙结构和评价页岩气储集能力,主要运用扫描电子显微镜、高压压汞、低温N₂和CO₂气体吸附实验方法,对沁水盆地阳泉区块太原组海陆过渡相煤系页岩孔隙微观特征与孔隙结构进行了研究,并分析了太原组煤系页岩孔隙发育的影响因素。研究结果表明:沁水盆地阳泉区块太原组海陆过渡相煤系页岩孔隙度介于2.54%~12.03%之间,平均为6.61%;发育多种类型的孔隙,常见粒间孔、粒内孔和微裂缝,有机质孔不发育;太原组煤系页岩孔隙总孔容介于0.025 5~0.054 7 mL/g之间(平均0.040 1 mL/g),总比表面积介于12.34~43.38 m²/g之间(平均28.74 m²/g),微孔(<2 nm)和介孔(2~50 nm)是页岩气储集的主要载体;有机碳含量、成熟度R_o和黏土矿物含量均对煤系页岩孔隙发育产生积极影响。     

松辽盆地白垩系营城组再搬运火山碎屑与相模式

以松辽盆地东南缘营城组二段两类火山碎屑岩(沉凝灰岩、凝灰质砂岩)为研究对象,进行了火山碎屑粒度特征、碎屑组成和火山碎屑岩相研究.结果显示,火山碎屑搬运除受火山作用激发控制外,还受牵引流、重力流以及牵引流和重力流的双重机制影响.火山碎屑微观特征、成因分析和岩相分析认为,本区火山碎屑堆积主体为热基浪堆积和热碎屑流堆积,部分为空落堆积.火山碎屑组成特征为晶屑含量多,玻屑和岩屑含量少,且岩屑仅在较粗粒级颗粒组成中存在.研究认为,本区发育的火山碎屑为沉积环境中的再搬运火山碎屑,共识别出4种火山碎屑岩相,河流故道上的热基浪,河流故道上的热碎屑流,冲积平原上的热基浪和空落相.建立了松辽盆地东南缘露头区营城组二段河流-冲积平原沉积环境的再搬运火山碎屑岩相模式.     

松辽盆地白垩系营城组再搬运火山碎屑与相模式

以松辽盆地东南缘营城组二段两类火山碎屑岩(沉凝灰岩、凝灰质砂岩)为研究对象, 进行了火山碎屑粒度特征、碎屑组成和火山碎屑岩相研究.结果显示, 火山碎屑搬运除受火山作用激发控制外, 还受牵引流、重力流以及牵引流和重力流的双重机制影响.火山碎屑微观特征、成因分析和岩相分析认为, 本区火山碎屑堆积主体为热基浪堆积和热碎屑流堆积, 部分为空落堆积.火山碎屑组成特征为晶屑含量多, 玻屑和岩屑含量少, 且岩屑仅在较粗粒级颗粒组成中存在.研究认为, 本区发育的火山碎屑为沉积环境中的再搬运火山碎屑, 共识别出4种火山碎屑岩相, 河流故道上的热基浪, 河流故道上的热碎屑流, 冲积平原上的热基浪和空落相.建立了松辽盆地东南缘露头区营城组二段河流-冲积平原沉积环境的再搬运火山碎屑岩相模式.      

海拉尔盆地乌尔逊-贝尔凹陷下白垩统火山碎屑岩成岩作用类型及序列

海拉尔盆地乌尔逊-贝尔凹陷下白垩统发育火山熔岩-正常碎屑沉积岩之间的过渡岩石类型,其成岩作用类型与正常沉积岩相比具有特殊性.采用显微镜下描述与扫描电镜分析相结合的方法对研究区成岩作用类型进行了研究,并总结出成岩作用序列.结果显示火山碎屑岩的成岩作用类型包括熔结作用、机械渗滤作用、压实作用、脱玻化作用、重结晶作用、胶结作用、自生矿物转化和溶蚀溶解作用.其中,熔结作用、脱玻化作用以及凝灰质的溶蚀溶解作用是火山碎屑岩所特有的成岩作用类型.研究区具有成因联系的成岩共生组合主要有4类,分别是:(1)微晶石英和微晶方解石;(2)石英的溶解与结晶;(3)自生白云母、蒙皂石、伊利石和绿泥石;(4)沸石与自生长石.成岩序列可以分为熔结作用阶段、机械渗滤作用阶段、脱玻化作用阶段、凝灰质溶蚀溶解作用阶段、粘土矿物混层阶段、自生白云母阶段、沸石胶结阶段、颗粒强烈胶结阶段以及铁白云发育阶段.研究区下白垩统处于早成岩B期至晚成岩B期,主要为晚成岩A期.      

深部煤储层应力敏感性特征及其对煤层气产能的影响

深部煤储层处于高地应力环境中,其渗透率变化特征与浅部存在较大差异,为研究有效应力对深部煤储层渗透率的差异性影响,以及应力敏感性各向异性特征,以沁水盆地横岭区块15号煤层为研究对象,采样深度1 200~1 700 m,采用覆压孔渗实验,开展平行层理和垂直层理样品在不同有效应力下的渗透率变化规律研究,探究其应力敏感性特征及其对煤层气产能的影响。结果表明:渗透率随有效应力的增加呈幂指函数降低,平行层理面渗透率总体高于垂直层理面,且在2个方向上渗透率变化规律呈正相关性。选取储层孔裂隙压缩系数、渗透率损害率和渗透率曲率3个参数作为煤储层应力敏感性评价指标,其中,孔裂隙压缩系数随有效应力增加,以5 MPa为界限先后呈现正相关性和负相关性,渗透率损害率和渗透率曲率分别与有效应力呈指数上升和下降的规律。基于应力敏感性参数,推导出煤层气井产能模型,模型显示,不考虑应力敏感性的气井产量高于考虑应力敏感性,揭示了应力敏感性对煤层气产量的影响程度,即在5 MPa生产压差下,气井的产量降低幅度随应力敏感性系数的增大整体呈增高趋势。针对应力敏感性的阶段划分,研究区目标煤层在煤层气排采过程中应采用小–中–大的排采方案来控制生产流量。      

海拉尔盆地乌尔逊凹陷南一段物源-沉积体系与构造背景

海拉尔盆地乌南凹陷南一段时期断裂和火山作用强烈, 导致岩石碎屑组成具有多样性。碎屑成分有火山碎屑、变质岩碎屑和其他剥蚀碎屑。碎屑多样性使本区岩性及其分区具有鲜明的特色。岩性丰度、矿物组合、阴极发光及其重矿物组合研究显示, 区内存在4个单岩性区和2个混合区。单岩性区是变质岩碎屑岩区、火山碎屑沉积岩区、熔结火山碎屑岩区和火山碎屑岩区。根据岩石中各碎屑组成的体积分数可将混合区分为正常沉积碎屑占优势的混合区和火山碎屑占优势的混合区。各单岩性区与构造单元相符合, 变质岩碎屑岩区对应乌西断阶带, 火山碎屑沉积岩区和熔结火山碎屑岩区对应巴彦塔拉构造带, 火山碎屑岩区为乌东弧形构造带的一部分。地球化学数据显示本区源岩岩浆属于壳源花岗质岩浆, 同时受到明显的幔源岩浆影响, 重稀土较富集。乌西断阶带具有高的稀土总量和不明显的Eu负异常, 变质源岩岩浆壳幔混染程度高;巴彦塔拉构造带具有低的稀土总量和明显的Eu负异常, 源岩岩浆壳幔混染程度中等;乌东弧形构造带具有高的稀土总量和明显的Eu负异常, 源岩岩浆壳幔混染程度低。Dickinson图解显示, 乌东弧形构造带源区没有深切割, 而巴彦塔拉构造带源区经过了深切割。德尔布干断裂的正滑移导致嵯岗构造片麻岩发育和嵯岗隆起相对隆升, 为乌西断阶带提供变质碎屑沉积物, 形成扇三角洲沉积体系;同时断裂又为幔源岩浆的上升提供了通道。巴彦塔拉断裂的伸展走滑使得幔源岩浆上升发生壳幔混染并发生火山喷发, 在巴彦塔拉构造带发育熔结火山碎屑岩-火山碎屑沉积岩, 塑造了火山碎屑扇三角洲沉积体系。巴彦山隆起区壳幔混染程度低, 但幔源岩浆的底垫作用导致壳源岩浆的强结晶分异作用、火山活动和地表隆升, 在乌东弧形构造带发育火山碎屑岩, 塑造了火山碎屑三角洲沉积体系。     

闽西南地区晚三叠-中侏罗世沉积岩矿物和元素地球化学特征：对盆地构造背景转变的约束

闽西南地区上三叠统-中侏罗统文宾山组、梨山组和漳平组经历了一次大规模的海侵-海退事件.泥岩的常量元素分析和ICP-MS微量、稀土元素测试结果显示的地球化学特征表明,该套沉积物源岩主要为沉积岩和花岗岩.文宾山组和梨山组沉积物源岩是来自被动大陆边缘物源区和酸性岛弧源区的沉积岩和花岗岩(Rb＞ 100×10-6; K20＞ 1％;Hf=5.38×10-6～ 14.17×10-6;La/Th=1.64 ～4.94).漳平组源岩来自酸性岛弧源区和长英质、基性岩混合物物源区的花岗岩(Rb＞300×10-6; K20 ＞2％;Hf=3.75 ×10-6～6.64×10-6; La/Th =2.73 ～4.21).砂岩骨架成分研究表明,文宾山组物源主要来自火山弧造山带;梨山组和漳平组物源来自火山弧造山带和岩浆弧物源区,这与泥岩地球化学特征显示的物源区吻合.不同时代岩性岩相组合、泥岩地球化学特征和砂岩矿物成分特征,以及样品在Zr-Th、La-Th-Sc、Th-Co-Zr/10构造环境判别图解中的位置,说明文宾山组沉积物沉积于既有被动大陆边缘特性,也有大陆岛弧(∑REE =22.51×10-6～152.6×10-6;LREE/HREE=7.21～ 15.01,8Eu =0.69 ～0.90,La/Yb =5.64～ 16.93;(La/Yb)N=3.66～10.99)特性的弧后伸展盆地.梨山组沉积物沉积于靠近大陆岛弧的活动大陆边缘(∑REE=140.4×10-6 ～335.5×10-6,LREE/HREE =9.52～15.90,δEu=0.48 ～0.62,La/Yb=11.04 ～21.13;(La/Yb)N =7.17 ～ 13.72),同时具有被动大陆边缘(∑REE=115.4×10-6～383.4×10-6,LREE/HREE=8.30 ～20.27,δEu =0.55～0.67,La/Yb=8.42 ～30.12;(La/Yb)N =5.47 ～ 19.56)特性的弧后挤压盆地.漳平组沉积物沉积于靠近大陆岛弧的活动大陆边缘(∑REE=98.34×10-6～260.5×10-6,LREE/HREE=11.28～19.38,δEu=0.56 ～0.64,La/Yb=10.19 ～23.91;(La/Yb)N =6.62 ～15.52)特性的弧后挤压盆地.     

与火山作用有关的岩系测井识别与物源分析——以松南十屋油田营城组为例

松辽盆地十屋油田属于构造-岩性油气藏。营城组发育正常沉积岩、火山熔岩、凝灰岩、沉凝灰岩和凝灰质砂岩,岩石中不同程度地含有火山碎屑物质。火山碎屑的含量,不仅决定了岩石类型,而且影响储层物性。与火山作用有关的岩石类型及其分布反映了物源区的特征。岩心的岩性识别虽然精准,但数量与分布有限,影响到确定物源-沉积体系的类型与分布。测井资料的岩性识别,特别是含有火山碎屑岩石的识别可以弥补取心不足造成的限制。十屋油田不同层位岩石中K元素测井值的对比,相同层位岩石中的U、Th元素测井参数交会图,GR、DEN、CNL、AC、R_t、R_MSFL测井参数的玫瑰图和GR-PE、GR-DEN测井参数交会图,对十屋油田营城组Ⅳ-Ⅴ砂组与火山作用有关的岩石实现了有效的岩性识别,形成了测井识别模式。测井识别岩性和岩心识别岩性相结合,确定了研究区5种岩石类型分区,证明了松辽盆地十屋油田营城组Ⅳ-Ⅴ砂组来自火山岩物源、再旋回沉积岩源区的正常碎屑岩物源、受花岗岩影响的正常碎屑岩物源、受花岗岩和火山岩影响的正常碎屑岩物源以及混合区域物源沉积体系的存在与分布范围。