基于随机森林算法的泥页岩岩相测井识别

泥页岩岩相识别是页岩油空间分布及勘探目标预测的一项重要工作,受地层非均质性及测井信息冗余的制约,基于测井响应方程的岩相识别十分困难.本文建立了一种基于随机森林算法的岩相识别模型,使用SHAP方法量化测井参数重要性.结果表明：随机森林算法可以很好地识别泥页岩岩相,其准确率高于支持向量机、KNN和XGBoost,并且对数据集中岩相类别不均衡的分类问题更加有效;对模型识别岩相最重要的前3项测井参数是自然电位、井径和声波时差;该模型可快速识别单井岩相,再根据总孔隙度、游离烃S1、TOC等参数可确定有利岩相类型,进而确定研究区有利岩相分布,为后续“甜点”预测提供依据.     

柴北缘石炭系克鲁克组泥页岩岩相特征与沉积环境分析

柴北缘石炭系克鲁克组发育了一套厚层富有机质细粒沉积岩,是研究区页岩气勘探的主力层系。克鲁克组泥页岩形成于陆表海沉积环境,与深海富硅质泥页岩和湖相富碳酸盐泥页岩具有显著差异,目前研究程度相对较低,因此对其开展岩相与沉积环境研究具有十分重要的沉积学与油气地质学意义。通过野外露头和岩心观察,薄片鉴定、X射线衍射分析等技术,以区分标志明显、易于识别为主要原则,综合矿物组成、沉积构造、化石组合及其他混入物等因素,将柴北缘石炭系克鲁克组泥页岩划分出10种主要岩相类型,分别指示不同的沉积微环境。其中,煤岩、水平层理碳质黏土岩、透镜状层理粉砂质黏土岩、波状层理黏土质粉砂岩、脉状层理粉砂岩均属于潮坪沉积;富含菱铁矿结核的块状黏土岩为潟湖沉积;块状泥灰岩和块状生屑灰岩属碳酸盐台地沉积;而含介壳粉砂型泥岩和介壳型泥岩则属于潟湖与局限台地之间的过渡沉积,具有原地混积的特点。由于陆表海平缓的古坡脚,致使区内沉积体系受短期海平面升降变化影响显著,随滨线快速迁移,不同沉积环境的泥页岩在垂向上频繁叠置,交互出现,可总结出3种主要的岩相组合类型,分别形成于局限台地相潟湖相潮坪相组合,局限台地相潟湖相组合和局限台地相生物碎屑浅滩相组合。在泥页岩的岩相类型、特征、沉积环境及垂向演化序列研究的基础上,最终建立了陆表海泥页岩沉积模式。     

川南下志留统龙马溪组页岩岩相表征

页岩岩相表征是页岩气地质评价和选层、选区的基础性研究工作。本文以露头和钻井资料为基础,依据岩矿、薄片、地化和测井资料,建立了海相页岩岩相划分方法,对川南上奥陶统五峰组下志留统龙马溪组主要岩相进行了精细表征,并形成4点认识：(1)应用岩石矿物三端员法+沉积微相划分页岩岩相类型及其组合,是开展海相页岩岩相表征的有效方法;(2)川南五峰组龙马溪组页岩发育6种岩相类型和3种典型岩相组合,其中硅质页岩和钙质硅质混合页岩是(半)深水环境的特有岩相,黏土质页岩和黏土质钙质混合页岩是半深水浅水环境的主要岩相,黏土质硅质混合页岩是浅水深水环境下的共有岩相;(3)随着水体由深变浅和水动力条件逐渐增强以及陆源物质输入量增大,不同成因岩相组合的页岩矿物成分、基质组构、古生物和有机质富集程度、测井响应等基本特征均发生重大变化;(4)受海平面变化控制,主力产层为深水陆棚沉积的硅质页岩、钙质硅质混合页岩和黏土质硅质混合页岩组合,产层顶板为半深水浅水陆棚沉积的黏土质页岩、黏土质硅质混合页岩和黏土质钙质混合页岩组合;前者因富含硅质和有机质,具有良好的脆性和物性,是形成页岩气产层的优质岩相;后者因富含黏土和贫有机质,脆性和渗透性差,是形成页岩气藏区域封盖层的优质岩相;两者自下而上构成良好的自封自储型储盖组合。     

页岩岩相分类表征及对建产区产能的影响

单井产气能力差异大,导致持续稳产困难是页岩气建产区面临的关键难题.围绕页岩气建产区特点,建立了考虑建产区产气能力影响的优质海相页岩岩相分类表征技术流程.首先,分析了建产区优质页岩产气能力差异主控因素,制定了建产区优质页岩岩相分类方案;然后,建立了TOC含量,孔隙度,泥质、硅质、钙质矿物含量等关键参数测井计算模型,结合页...     

鄂尔多斯盆地华池地区三叠系延长组长7段富有机质页岩岩相特征

鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7油层组发育富有机质页岩和泥岩,目前已成为鄂尔多斯盆地页岩油气勘探的重要层位。综合岩心精细描述、薄片微观结构观察和粒度分析结果,将富有机质页岩和泥岩划分为黑色页岩岩相、纹层状泥岩岩相、粉砂质泥岩岩相。粉砂质泥岩岩相的脆性矿物含量高于黑色页岩岩相和纹层状泥岩岩相,后者比前者具有更高的黄铁矿含量,3种岩相的黏土矿物含量较接近。黑色页岩岩相有机质丰度高,有机质类型以I型干酪根为主,是最有利的富有机质岩相类型,其次为纹层状泥岩岩相。长7油层组沉积时期水体为分层的厌氧环境,有利于有机质的保存,低等水生生物是主要的母质来源。黑色页岩岩相和纹层状泥岩岩相形成于安静、缺少陆源碎屑影响的深湖环境下;粉砂质泥岩岩相形成于受陆源碎屑频繁影响的环境,有较多的陆源高等物质输入湖盆中,造成有机质类型复杂。将岩心精细描述和测井信息紧密结合,揭示了各类岩相纵向发育特征。受基准面变化和沉积物供给能力影响,长73以黑色页岩岩相和纹层状泥岩岩相为主,长72和长71以纹层状泥岩岩相和粉砂质泥岩岩相为主。长73暗色泥岩和页岩的岩相类型好,发育页理缝和纹层缝,有机质类型好、丰度高,是最有利的页岩油气勘探目的层系。     

硅质页岩岩粉侵入钻井液体系中泥饼性能研究

钻井液在页岩钻探中对维护孔壁稳定十分重要,其滤失形成的泥饼对保护储层同样有着举足轻重的作用。为了研究页岩岩粉侵入低固相钻井液中对泥饼基本性能的影响,选取湘西北硅质页岩岩粉为研究对象,通过正交试验设计并对结果进行了极差分析和方差分析。研究结果表明：岩粉的含量是影响泥饼厚度的主要因素;影响泥饼韧度的主要因素为滚动时间以及岩粉的粒径;质量分数为6%的200目岩粉在滚动6 h后形成的泥饼最薄;150目的岩粉在质量分数为6%时滚动12 h后形成泥饼的韧度最大;级配为（200+100）目时,质量分数为2%的岩粉滚动24 h后形成泥饼最薄;级配为（200+150）目时,质量分数为4%的岩粉在滚动12 h后形成泥饼韧度最大。研究结论对钻井液现场的固相控制有积极意义。     

鄂尔多斯盆地延长组长7黑色页岩岩相分类与沉积环境恢复

鄂尔多斯盆地延长组长7黑色页岩分布面积广、厚度大、有机质含量高,具有广阔的页岩油勘探前景。在大量岩心、薄片和地化数据分析的基础上,对长7黑色页岩的岩相类型、地质特征与分布规律进行剖析,利用微量元素指标对其形成期古环境和页岩成因机制进行研究。按照“有机质丰度—岩矿组成—沉积构造”分类标准,将长7划分出3类岩相,其中长7₃底部发育极富有机质纹层状页岩,向长7₂过渡为富有机质纹层状黏土/粉砂质页岩,长7₁发育贫有机质块状粉砂质泥岩。自长7₃到长7₁,随着湖盆萎缩和三角洲推进,黏土矿物、有机质和黄铁矿含量以及纹层发育程度逐渐降低。亚热带温暖潮湿气候和长期稳定的深水湖泊环境为藻类大规模发育创造了条件。微量元素研究表明,长7₃极富有机质页岩形成于湖盆生产力极高、水体缺氧甚至硫化的强还原环境,因受火山活动和湖底热液的影响而富含胶磷矿和Ni、Cu、Mo等营养元素,是国内罕见的富铀页岩。结合古地貌、气候、水文条件综合分析,认为长7黑色页岩的成因机制为强烈构造运动下火山活动、...     

上扬子区下寒武统海相页岩岩相类型及沉积模式

上扬子区下寒武统牛蹄塘组页岩是我国南方地区页岩气重要勘探层系之一。通过露头、岩心、薄片、实验测试等资料综合分析,识别了该套页岩岩相类型及相关沉积作用方式,在水体氧化还原条件演变规律分析基础上总结了其沉积演化模式。牛蹄塘组页岩共包含6类岩相：富有机质硅质页岩、含粉砂硅质页岩、粉砂质页岩、黏土质页岩、泥质钙质页岩及粉砂质钙质页岩,主要体现为5种沉积作用方式：砂质机械沉积、钙质化学沉积、硅质生物沉积、泥质絮凝沉积及底流改造沉积。从底到顶,该套页岩表现为一套水体变浅的进积型演化序列,水体还原程度减弱,有机质保存条件变差。牛蹄塘组下段沉积期,盆地相区和陆棚相区分别以硅质生物沉积和钙质化学沉积为主,主体岩相类型为硅质页岩和钙质页岩;上段沉积期,盆地相区和陆棚相区分别以泥质絮凝沉积和砂质机械沉积为主,主体岩相类型为黏土质页岩和粉砂质混合质页岩。提出的牛蹄塘组页岩岩相发育模式及沉积演化规律能为研究区优质页岩的分布预测及页岩气勘探选区评价提供理论依据。     

四川盆地及周缘下古生界五峰组龙马溪组页岩岩相分类

基于涪陵焦石坝地区页岩气高产工业气流的推动,四川盆地及其周缘下古生界五峰组龙马溪组页岩已经成为了中国页岩气研究的重点,至今已取得大量相关研究成果,这进一步推动了页岩气研究工作的深入。但作为页岩及页岩气研究的基础--页岩岩相分类这个问题却一直存在明显争议,为此本文全面梳理了国内外页岩岩相分类方案及相关研究,有机结合了国内五峰组龙马溪组页岩的研究和勘探实例,确定了页岩岩相分类的两个核心指标(石英百分含量、纹层发育程度),构建了五峰组龙马溪组页岩岩相的分类流程,建立了9种不同类型的页岩岩相：(1)贫硅不平行纹层页岩;(2)中硅不平行纹层页岩;(3)富硅不平行纹层页岩;(4)贫硅平行纹层页岩;(5)中硅平行纹层页岩;(6)富硅平行纹层页岩;(7)贫硅不明显纹层页岩;(8)中硅不明显纹层页岩;(9)富硅不明显纹层页岩。在系统的页岩岩相分类基础上进一步提出了四川盆地及周缘进行页岩气勘探最有利层段的页岩岩相的三高特征：高石英含量、高TOC含量及高压裂性。     

东营凹陷沙四上亚段陆相页岩岩相特征、成因及演化

我国陆相湖盆页岩具有较大的生烃潜力,但是对其研究起步较晚,目前存在诸多不足,尤其对富生烃页岩岩相特征及其沉积作用过程、成因演化等方面的研究工作均处于探索阶段.综合岩心、薄片、XRD矿物含量分析、主微量元素和测井等数据,在沉积学、元素地球化学以及-R（湖进-湖退）层序理论的指导下,详细研究了东营凹陷沙四上亚段页岩的岩相特征及其沉积过程、岩相发育与层序耦合关系以及古气候和湖泊的演化过程.结果表明,沙四上亚段页岩自下而上主要由硬石膏薄夹层页岩相、含粉砂富粘土质页岩相、块状灰质页岩相和纹层状灰质页岩相组成,分别沉积于盐湖环境、前三角洲环境、浅湖环境和深湖-半深湖环境.页岩岩相组合的垂向演化与体系域的纵向分布具有明显的耦合关系,揭示了古气候由干旱转为潮湿、湖盆由小型湖泊演化为大型湖泊,并推断古气候的变化和控盆正断层的活动是控制研究区古湖泊演化的两个重要因素.      

威远五峰组—龙马溪组页岩岩相展布及对水平井产量的影响

通过对威远地区14口评价井或导眼井五峰组—龙马溪组地层开展系统的笔石生物地层、岩相地层、测井响应、地球化学、元素地球化学等特征分析,证实了威远地区五峰组—龙马溪组古隆起的发育,指出古隆起发育控制页岩的厚度及岩相展布,明确优质页岩展布受古隆起发育控制,并提出水平井井位优化部署建议。主要结论如下:1）从生物地层、岩性地层、电性特征、地层厚度等方面证实在Z4-Z1—WY1—W5—WX井一带存在（水下）古隆起;2）不同时期地层分布及岩相主要受古隆起发育控制,隆起区及周边地层厚度薄,黏土矿物或碳酸盐矿物含量高,坳陷区沉积厚度大,硅质矿物含量高;3）威远地区五峰组页岩沉积期物源多来自其西部或北部,鲁丹阶早期以生物成因石英为主,物源较少,鲁丹阶晚期物源可能来自川南的黔中古陆,不同的物源方向意味着沉积体系的变化;4）鲁丹阶早期（LM1~LM3）地层储层品质最优,产量高,其储层参数平面展布受隆起发育控制,拗陷区域储层品质最好。建议以鲁丹阶早期地层为目标靶体实施水平井,优先部署该层段厚度较大区域水平井,尽量避开隆起发育区。     

块状硫化物矿床与火山岩岩相的关系

块状硫化物矿床(黄铁矿型矿床、黑矿型矿床)与玄武岩-流纹岩建造的相互关系是由矿石与围岩形成的近似性所决定的,更确切地说,是矿石有规律地产在火山岩一定的岩相中。近年来,火山岩系的岩相分析已成为火山岩地区区域地质调查、块状硫化物矿床普查勘探工作中最重要的方法之一。这是因为,一方面岩相分析和古火山恢复方法,可以对火山体、火山岩系的喷发沉积旋回,以及火山岩的层序进行详细的研究,从而较为客观地总结出     

中国海相页岩岩相精细划分及测井预测:以四川盆地南部威远地区龙马溪组为例

开展海相页岩岩相精细划分及预测研究对页岩气勘探开发层位选择具有重要意义。本文基于页岩储层品质及压裂品质两个要素,提出以TOC含量、矿物组成为基础的"两步法"页岩岩相划分方案。在岩心观察描述的基础上,利用岩石薄片分析、X全岩衍射分析及TOC含量测量等资料,以川南威远地区龙马溪组页岩为例,开展了页岩岩相划分,分析了不同岩相的属性差异。结合测井资料,根据概率神经网络原理,建立了页岩岩相预测模型,开展了该地区单井岩相预测,揭示了威远地区龙马溪组页岩岩相组合及分布特征:(1)威远地区龙马溪组发育11种岩相类型,其中5种富有机质页岩岩相,6种贫有机质岩相;(2)富有机质硅质页岩相、富有机质碳酸盐质-硅质页岩相及富有机质硅质-碳酸盐质页岩相因具有高TOC含量和高脆性特征,保证了页岩良好的生气能力及可压裂性,为最有利岩相类型;(3)有利岩相组合主要分布在龙马溪组底部,平面上自威远地区北西向南东方向,组合厚度增大,组合类型变化。北西部W1井,以富有机质硅质页岩岩相与富有机质碳酸盐质-硅质页岩相组合为主,厚20m;往南东至W2井,以富有机质硅质页岩相、富有机质碳酸盐质-硅质页岩相、富有机质硅质-碳酸盐质页岩相夹薄层状富有机质黏土质页岩相为主,厚30m;至南东部W4井,为富有机质硅质页岩相、富有机质碳酸盐质-硅质页岩相、富有机质硅质-碳酸盐质页岩相夹厚层状富有机质黏土质页岩相组合,厚35m。     

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。     

海相碳酸盐岩岩相的模糊模式识别

基于模糊式识别,本文提出聚类分析与贴近度识别相结合应用于海相碳酸盐岩岩相的分类和识别,聚类用F-PFS法,识别用本文建议的一种带参数的名为加权逆距离贴近度的新公式:S（X_i,Y_j）=sum from k=s_A-1∑ W_k(1-D_ijk)p。其中权重Wk使用一种按单因素判对率确定的新技术。该权重并可用于模糊综合评判。模糊特征向量采用扩展的正则化式计算。上述方法在湖北三叠系海相碳酸盐岩地层得到了应用,并将其划分为六个相.选用12-21个特征因素（颜色、矿物成分、古生物、颗粒组分、填隙物、沉积构造等）,并定量化赋值。聚类分析可分出四个相,贴近度识别的判对率达81.8%,按划分为六个相的贴近度识别,确切判对率达79.2%。     

松辽盆地北部火山岩岩相与测井相关系研究

松辽盆地北部火山岩是最主要的天然气储集岩,可分5相15亚相,钻井均有揭示。主要储集岩岩相测井特征为：爆发相热碎屑流亚相高伽玛、低振幅齿形,中-高阻、低频低振幅齿形且下部振幅增大;喷溢相上部亚相高伽玛、高振幅齿形,中-中高阻值、指状或峰状;侵出相内带亚相高伽玛、中振幅齿形,中高-高阻,中振幅齿形。此外,隐爆角砾岩亚相和外带亚相是较好的储层。气层使电阻率明显增大,气水同层一般也使电阻率增大,水层使电阻率减小。不含流体的火山岩电阻率变化规律为：火山沉积相＜侵出相＜爆发相＜火山通道相＜喷溢相;凝灰岩＜熔岩。     

渝东南下志留统龙马溪组页岩岩相特征及其对孔隙结构的控制

目前对优势页岩岩相的划分尚缺乏明确的标准.另外,合理连接不同孔隙测试方法的结果,实现页岩的全孔径孔隙结构定量化表征,成为现阶段亟待解决的关键问题.基于页岩的有机质丰度和矿物组分建立了岩相划分方案,查明了渝东南下志留统龙马溪组页岩发育硅质页岩、混合质页岩和粘土质页岩3类,根据有机质丰度将每类页岩细分为富、含和贫有机质等共计9种岩相,在此基础上开展了低压N₂吸附和高压压汞实验.研究区龙马溪组中富有机质页岩孔径呈现多峰分布特征,主要孔径峰值位于2~3nm、70~90nm和200~300nm,页岩的孔体积主要来源于中孔（2~0nm）和宏孔（>0nm）,比表面积主要来自中孔和微孔（ < 2nm）;对于孔体积贡献,微孔最高可占12%,中孔占3%,宏孔占2%.对于孔面积贡献,微孔最高占47%,中孔占7%,宏孔占11%.随着粘土矿物含量升高,在200~400nm范围内孔体积显著升高.中孔和宏孔贡献了超过90%的孔体积,微孔和中孔贡献了超过90%的比表面积.富有机质硅质页岩微孔比例高,对比表面积贡献高,孔体积和比表面积最大,有利于页岩气富集,是最有利的页岩岩相.      

潜江凹陷页岩岩相对页岩油储层的控制作用

在岩心观察与岩石薄片鉴定的基础上,结合XRD技术、氩离子抛光扫描电镜、低温氮气吸附实验、高压压汞测试和岩石热解分析,对江汉盆地潜江凹陷潜江组页岩储层的岩石矿物组成、孔渗和孔隙结构、地球化学特征等进行分析.研究表明,潜江凹陷潜江组页岩主要矿物组成为白云石和黏土矿物,主要发育块状灰质泥岩相、纹层状灰质泥岩相、块状云质泥岩相、纹层状云质泥岩相以及块状泥质云岩相和纹层状泥质云岩相.页岩储层主要发育碳酸盐矿物晶间孔和黏土矿物层间孔,孔径主要分布在2～200 nm,孔隙度多低于20%,渗透率主要为0.1×10^-3～100×10^-3μm²,为低孔低渗—特低渗储层.其中黏土矿物有利于页岩储层微孔和介孔的发育,白云石有利于大孔发育,且生物成因的白云石有助于有机碳的富集和滞留烃的赋存.储层整体表现为纹层状页岩比块状页岩具有相对较高的孔径、较好的孔隙连通性和含油性,尤其在纹层状泥质云岩相中,孔隙度介于5%～15%,渗透率处于1×10^-3～10×10^-3μm²,主要孔径为50～2...