武威盆地上石炭统羊虎沟组页岩气成藏条件

武威盆地上石炭统羊虎沟组是中小盆地海陆过渡相泥页岩层系的典型代表,分析其页岩气成藏条件对揭示该区页岩气潜力和勘探方向具有重要意义.对野外露头和钻井样品进行了采集,并分析了泥页岩的发育特征、有机地球化学、储层物性和含气性.结果表明,羊虎沟组泥页岩单层厚度薄、累计厚度大、连续性差;有机质丰度高、热成熟度适中、类型以Ⅱ１~Ⅱ２ 型为主.Pr/nC１７和 Ph/nC１８相关性揭示羊虎沟组泥页岩形成于还原性较强的沉积环境.矿物组成以黏土矿物为主,质量分数为２８．５％~７３．４％,平均为５３．０７％,其次是石英和少量的菱铁矿.孔隙类型主要为有机质孔和微裂缝,钻井样品的平均孔隙度为４．８９％,渗透率主要分布在０．００１×１０－３ ~０．１×１０－３ μm２,比表面积介于４．７４~２２．２９m２/g.２个钻井样品的解析气含量分别为２．１９cm３/g和２．３９cm３/g,气体组成以 CH４ 为主;泥页岩甲烷等温吸附量为０．６８~８．５７cm３/g.TOC和 Ro 是武威地区海陆过渡相泥页岩物性和含气能力的主控因素,伊蒙混层含量的增加也可使泥页岩孔隙度和含气能力轻微增加.      

鄂西利川地区二叠系吴家坪组富有机质硅质页岩储层特征

通过岩石薄片、X衍射、有机岩石学、氩离子抛光扫描电子显微镜、氮气吸附、气测孔隙度等手段,对鄂西利川地区上二叠统吴家坪组硅质页岩的矿物组成、有机地球化学特征、物性特征等进行了分析研究。结果表明:吴家坪组硅质页岩TOC含量高,为3.07%~11.29%,成熟度适中,干酪根为Ⅱ型,有机质主要由腐泥组分和固体沥青组成;矿物组成以石英为主,占57%~93%,其次为黏土矿物、长石,含少量的碳酸盐矿物和黄铁矿等。吴家坪组页岩微观孔隙类型以有机孔为主,其次为草莓体黄铁矿晶间孔和石英颗粒边缘孔,溶蚀孔和微裂缝发育较差。页岩的比表面积和孔体积分别为6.63~33.12 m2/g和0.015~0.047 m L/g,且与TOC之间具有很好的正相关性,而与长石和黏土矿物之间存在弱负相关性;孔隙度为2.81%~17.40%,整体与石英含量具有较好的正相关性。利川地区吴家坪组页岩的物性特征与涪陵地区下志留统龙马溪组页岩具有很好的可对比性,故推断具有较好的页岩气勘探潜力。     

碳酸盐岩储层原油裂解过程中的钙、硫分子地球化学研究—同步辐射XANES技术的应用

为了研究碳酸盐岩储层原油裂解过程中硫、钙元素赋存状态的变化,采集塔河油田TK772井奥陶系鹰山组产层的原油,通过半开放实验体系"地层孔隙热压生排烃模拟仪"开展仿真地层条件的成气模拟实验,利用同步辐射X射线吸收近边结物(XANES)技术对固体产物中的硫、钙元素的化学赋存状态进行精确检测。结果表明,原油直接裂解(原油+灰岩实验(系列1))固体产物中含硫化合物以噻吩类和硫酸钙为主,是原油裂解过程中部分噻吩类物质被氧化的结果;含钙化合物以碳酸钙为主。有溶解硫酸盐存在的原油裂解(原油+灰岩+硫酸镁实验(系列2))固体产物中含硫化合物以硫酸钙为主,噻吩类为辅,可能是溶解硫酸盐(硫酸镁)的加入、硫酸盐热化学还原反应(TSR)和溶蚀-沉淀作用共同作用的结果。系列2中伴随着温压的升高,H2S的生成和硫酸钙相对百分含量增加,指示原油裂解过程中发生了硫酸盐热化学还原反应(TSR);硫酸钙的生成和富集表明,TSR过程产生的酸性流体可以对碳酸盐岩储层产生明显的溶蚀作用,同时可能会生成次生膏盐。     

下刚果盆地早白垩世巴雷姆晚期深水重力流沉积的发现及意义*

以下刚果盆地下白垩统巴雷姆阶Pointe Indienne组中段为例,采用深水沉积学理论,结合重力流的最新研究进展,利用研究区最新钻井岩心资料及分析测试数据,对其岩性、沉积构造类型和岩石学特征等进行了探讨分析,识别出研究区广泛存在重力流沉积,并总结了该重力流的深水沉积过程及其砂体发育概念模型。结果表明: 重力流沉积以中—细砂岩为主,砂岩底部发育槽模、重荷模、火焰状构造及球枕构造,砂岩内部有正粒序层理、平行层理、爬升波纹层理、包卷层理、泄水构造及漂浮泥砾;重力流砂岩主要为长石岩屑质石英砂岩,分选差、次棱—次圆状,以悬浮搬运机制为主,砂岩粒度累积概率曲线有全悬浮总体的“一段式”和高悬浮总体的“两段式”可识别出滑动、滑塌、砂质碎屑流、泥质碎屑流和浊流5种重力流流体类型及其在垂向上的6种相序组合类型;研究区重力流砂体横向连续性较好,垂向叠置厚度较厚,可形成规模较大的油气藏。     

敦煌盆地五墩凹陷中间沟组下段泥页岩地球化学特征及沉积模式

分析泥页岩形成的沉积环境对页岩气储层评价和甜点区优选具有重要意义。为深入探讨敦煌盆地五墩凹陷中间沟组下段富有机质泥页岩的形成环境和有机质聚集机制,以DY1井为研究对象,开展了总有机碳(TOC)含量、显微组成、碳同位素、主量元素、微量元素和稀土元素等测试。结果表明,五墩凹陷中间沟组下段岩性为灰黑色炭质泥页岩、粉砂质泥页岩夹薄煤层等,泥页岩具有较高的TOC含量,质量分数介于0.53%~25.25%,均值为8.18%,成熟度R_ran介于0.74%~1.21%。Mo含量、P/Ti值和有机质显微组成表明,中间沟组下段沉积水体具有较低的初级生产力,高丰度有机质主要来自于陆源高等植物,反映了研究区浅水三角洲–半深湖环境下泥页岩的古生产力不是有机质聚集的关键控制因素;V/(V+Ni)、Ce_anom、Th/U和U_EF-Mo_EF协变模式等揭示中间沟组下段泥页岩形成于缺氧环境;Sr/Cu、Rb/Sr和气候指数C等指标反映了温暖–半干旱的古气候条件;Sr/Ba、Ba/Ga、Ca/(Fe+Ca)和Al₂O₃/MgO等特征指示古水体为淡水–微咸水;Zr/Al、Rb/K和MnO 含量等指标反映了沉积水体为浅水–半深水。依据DY1井沉积环境参数与有机质聚集的关系,建立了中间沟组下段富有机质泥页岩的沉积模式,自下至上经历2个旋回4种沉积模式,沉积水体由浅水三角洲–半深湖沉积–浅水三角洲–半深湖沉积演变,富有机质泥页岩形成于低初级生产力、高等植物陆源输入为主以及缺氧的半深湖环境,缺氧条件是中间沟组下段泥页岩有机质聚集保存的关键控制因素。该研究为敦煌盆地侏罗系页岩气成藏机理、资源潜力评价和有利区优选提供了理论支持。      

湖相重力流沉积特征及沉积模式

应用深水沉积学和地震沉积学的相关理论,通过岩心观察描述、钻测井资料分析及平面沉积相编图,对下刚果盆地A区块白垩系Pointe Indienne组深水重力流的类型、沉积特征、垂向沉积组合及沉积模式进行了探讨分析,指出该地区发育砂质碎屑流、泥质碎屑流、浊流及与重力流形成过程相关的滑动—滑塌沉积,并总结了该深水重力流的沉积模式。结果表明:砂质碎屑流沉积以块状层理细砂岩为主,含大型漂浮泥砾和泥岩撕裂屑;泥质碎屑流沉积以泥级碎屑为主,含有少量的暗色泥岩碎屑和砂质团块,见“泥包砾”结构;浊流沉积以发育完整或不完整的鲍马序列为特征;滑动—滑塌沉积具有明显的剪切滑移面,可见旋转火焰构造、砂岩扭曲杂乱分布及褶皱变形层;纵向上可识别出4种类型的重力流沉积垂向组合,以多期砂质碎屑流沉积叠置和砂质碎屑流沉积与浊流沉积叠置最为常见;研究区深水重力流沉积可分为上部扇、中部扇和外部扇3部分,上部扇以主水道沉积为主;中部扇以辫状水道和溢岸沉积为主,砂体厚度较大;外部扇以朵叶体沉积和薄层浊积岩为主,砂体厚度相对较薄。     

上扬子区古生界页岩的微观孔隙结构特征及其勘探启示

页岩的微观孔隙是评价页岩气资源潜力以及是否具有开采价值的重要指标。对上扬子区遵义、通江、广元等地下寒武统牛蹄塘组、下志留统龙马溪组和上二叠统大隆组的页岩进行采样,运用扫描电镜、氮气吸附和压汞实验对这些页岩的孔隙结构特征及其影响因素进行了研究。结果表明,大隆组页岩具有很低的比表面积和孔隙度,其中孔径小于100 nm的孔对孔隙度的贡献率在10%左右,主要孔隙类型为草莓体黄铁矿晶间孔;龙马溪组和牛蹄塘组页岩则具有较高的比表面积和孔隙度,50%~80%以上的孔隙度来自小于100 nm孔的贡献,主要孔隙类型是干酪根孔隙和溶蚀孔隙。认为页岩微观孔隙的发育与页岩的类型、溶蚀作用以及成熟度等因素有关。     

武威盆地上石炭统羊虎沟组页岩气成藏条件

武威盆地上石炭统羊虎沟组是中小盆地海陆过渡相泥页岩层系的典型代表,分析其页岩气成藏条件对揭示该区页岩气潜力和勘探方向具有重要意义。对野外露头和钻井样品进行了采集,并分析了泥页岩的发育特征、有机地球化学、储层物性和含气性。结果表明,羊虎沟组泥页岩单层厚度薄、累计厚度大、连续性差;有机质丰度高、热成熟度适中、类型以Ⅱ_1～Ⅱ_2型为主。Pr/nC_(17)和Ph/nC_(18)相关性揭示羊虎沟组泥页岩形成于还原性较强的沉积环境。矿物组成以黏土矿物为主,质量分数为28.5%～73.4%,平均为53.07%,其次是石英和少量的菱铁矿。孔隙类型主要为有机质孔和微裂缝,钻井样品的平均孔隙度为4.89%,渗透率主要分布在0.001×10~(-3)～0.1×10~(-3)μm~2,比表面积介于4.74～22.29 m~2/g。2个钻井样品的解析气含量分别为2.19 cm~3/g和2.39 cm~3/g,气体组成以CH_4为主;泥页岩甲烷等温吸附量为0.68～8.57 cm~3/g。TOC和R_o是武威地区海陆过渡相泥页岩物性和含气能力的主控因素,伊蒙混层含量的增加也可使泥页岩孔隙度和含气能力轻微增加。     

扬子地台寒武系泥页岩甲烷吸附特征

对采自扬子地区寒武系黄柏岭组、幕府山组和牛蹄塘组的泥页岩进行了甲烷吸附性能及影响因素研究。所分析页岩的TOC含量在1.08%～4.16%之间;粘土矿物含量在36.7%～62.3%之间。页岩样品甲烷吸附量测定结果显示,寒武系页岩甲烷最大理论吸附量与页岩TOC含量之间总体上呈正相关性,表明有机质丰度是控制页岩甲烷吸附能力的重要因素。而粘土矿物总含量与页岩甲烷最大理论吸附量之间缺乏相关性,仅蒙脱石含量与页岩甲烷最大理论吸附量呈正相关性,显示个别粘土矿物具有较强的甲烷吸附及影响页岩吸附性能的作用。寒武系不同地区页岩吸附性能存在显著差异,遵义牛蹄塘组页岩甲烷最大理论吸附量在2.76～5.30mL/g之间;南京幕府山组页岩甲烷最大理论吸附量在1.36～4.35mL/g之间;池州黄柏岭组泥页岩甲烷最大理论吸附量在1.63～2.72mL/g之间。此外,寒武系不同地区页岩有机碳含量与甲烷吸附量之间关系变化很大,显示页岩吸附量不仅受有机质丰度类型的影响,而且受有机质成熟度、区域地质演化以及粘土矿物吸附等多种因素制约。     

TSR对碳酸盐岩中沥青生烃影响的模拟实验

利用地层孔隙热压生排烃模拟仪实验装置,对采自四川盆地西北部广元矿山梁地区下寒武统具高有机质含量、高氢指数和低成熟度特征的固体沥青,开展了模拟地层条件下的"沥青+白云岩+去离子水"(系列A)和"沥青+白云岩+硫酸镁+去离子水"(系列B)生排烃实验。结果表明,这两个系列的气体产率具有较大差异,其中,加入硫酸镁的系列(系列B)发生了热化学硫酸盐还原反应(TSR),使气态烃和非烃气体的产率增大,同时也加速了重烃气体的裂解,导致重烃气体大量裂解的温度降低。