鄂尔多斯盆地长7段页岩和泥岩生烃特征及其地质意义——以延安地区为例

以鄂尔多斯盆地长7段泥岩和页岩为例,基于基本地球化学特征,开展封闭体系黄金管热模拟实验,分析泥岩和页岩生烃产率特征及黄铁矿对有机质生烃作用的影响。结果表明：在模拟温度为400℃之前,页岩气态烃产率高于泥岩的,最高相差43.06 mL/g,模拟温度继续升高后,泥岩气态烃产率超过页岩的;泥岩和页岩在350℃达到产油高峰,页岩总产油率比泥岩的高53.25 mg/g;黄铁矿可以显著提高页岩的C₁-C₄产率,并促进C₅的大量裂解,且黄铁矿可促进总油产率的增加,在产油高峰时,最大可增加54.17 mg/g。页岩生烃能力强,黄铁矿对页岩油气的生成具有一定促进作用;在采用原位加热方法开采页岩油气时,高黄铁矿质量分数的富有机质页岩层段是鄂尔多斯盆地延安地区长7段的首选目标。该结果对页岩油气勘探开发选区选层具有指导意义。     

大面积连续分布是页岩层系油气的标志特征——以鄂尔多斯盆地为例

非常规页岩层系油气资源大面积连续分布,是未来全球油气供应的重要接替领域。提出了页岩层系油气的地质内涵,即烃源层系生成、滞留或就近聚集在生烃层系内部或紧邻生烃层系的致密储集层中,利用新技术可实现工业开采的连续分布油气资源,包括源储一体型和源储紧邻型两种资源类型。鄂尔多斯盆地是致密油气、页岩油气等非常规页岩层系油气资源的有利发育区,中生界三叠系延长组、上古生界石炭系—二叠系源储接触面积大,页岩油气、致密油气主要在源内或近源大面积连续分布,具有“普遍含油气、储层致密、低压、低丰度”的典型地质特征,具有稳定平缓的构造面貌、较高成熟源岩广布式生排烃和大面积致密储层叠置分布的有利成藏地质背景,致密油气“甜点区(段)”主要受生烃中心和厚层砂岩分布共同控制,页岩油气“甜点区(段)”主要受富有机质页岩规模、热演化程度、天然裂缝等共同控制。随着页岩层系油气的深入勘探开发,以大面积连续分布为标志特征的页岩层系油气地质理论将深入发展,成为石油天然气地质学的下一次大飞跃。     

陆棚相黑色泥岩发育特征、沉积演化及页岩气勘探前景——以瓮安永和剖面牛蹄塘组为例

牛蹄塘组黑色页岩主要发育于陆棚沉积环境,研究瓮安永和剖面,将牛蹄塘组黑色页岩划分为海侵体系域(TST)和高位体系域(HST);结合连井剖面、黑色页岩分布规律、地球化学元素分析,分析黔北地区沉积特征.结果表明:牛蹄塘组下覆为震旦系灰色白云岩,牛蹄塘组底部沉积一套黑色硅质岩,向上为黑色泥岩,上部为泥质粉砂岩、粉砂岩.总体呈...     

珠江口盆地惠州凹陷泥岩压实特征及其成因

为了弄清楚珠江口盆地惠州凹陷新生界地层泥岩压实与油气生成和聚集的关系,首先探讨了该地区泥岩压实的特征,并运用最高热解温度和生烃指数等对欠压实的成因进行了讨论。研究表明:从纵向上来看,惠州凹陷内发育浅部快速压实段、正常压实段和低幅度欠压实段等3种类型,浅部快速压实段主要发育在深度小于700 m的万山组和第四系地层,正常压实段自万山组底部或者粤海组顶部到珠海组底部或者恩平组顶部(1 800～3 200 m),低幅度欠压实段自恩平组顶部向深部延伸到文昌组(2 400～4 000 m);从横向上来看,惠州凹陷划分为东北部和中西部两个具有不同欠压实特征的区域,东北部欠压实区地层发育珠江组—韩江组和文昌组—恩平组2个低幅度欠压实段,中西部欠压实区只发育文昌组—恩平组欠压实段;珠江组—韩江组欠压实段主要由泥质高含量和快速沉积沉降引起,文昌组—恩平组欠压实段主要由沉积作用、高地热值和生烃作用共同引起,后者为有效生油段;惠州凹陷新生界地层砂岩不存在超压。     

广西中三叠世沉积特征与微细粒金矿的探讨

广西中三叠世沉积盆地是一个受晚古生代以来继承性断裂控制的断陷盆地。下段百逢组及上段河口组,沉积了一套以陆源碎屑为主的半深水—深水盆地相重力流沉积,以浊流沉积为主体,其中局部地区夹少量水下泥石流及等深流沉积。浊流呈海底扇式分布,面积广、厚度大,一般200—3000余m,大者近万m。浊积岩鲍马层序发育、岩石颗粒较细、底面构造发育,水平和垂直方向具有岩层并层和层厚、粒度有规律变化。桂西广大地区多处于浊积扇的中扇及外扇部份。岩石中蕴藏着丰富的微细粒型金矿。 该区地表岩石含金不高,接近于地壳的平均含金丰度,但金常沿一些同沉积断裂带附近分布,与黄铁矿等硫化物关系密切,附着这些矿物表面,金的形成与富集,是由于地下热水携带着地下基性岩石、火山碎屑岩及其他含金岩石的金元素,沿着断裂由深处向浅处运移,并受到浊积岩中泥质岩、含泥质较高的岩石阻挡,使其逐步停止流动,金元素随硫化物一起充填于细粒岩石孔隙中被吸附交代。有的地段富集成矿床。因此,深入研究广西中三叠世沉积海盆的形成、演化及沉积作用,对找寻微细粒型金矿有着十分重要的意义。     

浙北龙潭组中高岭石泥岩特征及其成因分析

浙北龙潭组C2煤层底板高岭石泥岩经差热、X线衍射、红外吸收光谱和电镜分析，表明它含丰富的粘土矿物，以高岭石和7埃洛石为主，而石英、菱铁矿、蒙托石和有机质等为次。文中对粘土矿物的特征及形成环境和成因进行了讨论。高岭石泥岩层位稳定、蕴藏量大，对煤系对比、煤层勘探开采和综合开发利用均有重要的地质意义。     

黔北地区龙马溪组富有机质泥岩储层特征与勘探前景

利用黏土矿物及全岩X线衍射分析、有机碳质量分数和显微组分、镜质体反射率、气体法—脉冲法孔隙度和渗透率测定、核磁共振孔隙度、氩离子抛光扫描电镜等方法,测试黔北地区下志留统龙马溪组钻井和剖面富有机质泥岩段岩石样品,研究其储层特征。结果表明,龙马溪组富有机质泥岩岩石类型主要为含粉砂炭质泥岩、粉砂质炭质泥岩,矿物组分中黏土矿物平均质量分数为23.5%,脆性矿物以石英为主(占43.9%)。干酪根类型以I型为主,有机碳质量分数介于2.0%~6.0%,有机质成熟度介于1.51%~2.58%。富有机质泥岩总孔隙度介于2.7%~9.9%,渗透率较低,一般为(0.001~5.960)×10-4μm2。微观储集空间以微裂缝、少量残余粒间孔为主。黔北地区龙马溪组富有机质泥岩具有脆性矿物质量分数高、黏土矿物质量分数低、有机质丰度和有机质成熟度高、低孔低渗的储层特征,具备良好的页岩气勘探潜力。     

轮南地区石炭系砂泥岩段S3层储层特征与评价

从沉积环境入手,依据岩芯、铸体薄片、测井解释、压汞试验、物性分析等资料,并结合区域地质背景对塔里木盆地北部轮南地区石炭统卡拉沙依组砂泥岩段S3砂组进行了研究。结果表明:该区砂泥岩段S3砂组优质储层的岩性为岩屑砂岩、含砾不等粒砂岩、粉砂岩等;储层孔隙类型以粒间孔、粒间溶孔为主,发育少量粒缘缝;碳酸盐岩胶结物在轮南地区砂泥岩段S3砂组储层中较为普遍;钙质体积分数较高。钙质主要以方解石、铁方解石、铁白云石胶结物的形式存在;优质储层的分布受控于沉积环境,集中发育在砂泥岩段S3砂组上部的三角洲前缘相的分流河道与前缘席状砂和砂泥岩段S3砂组下部潮坪相的潮道和砂坪微相里,所以这些区域是油气勘探的重点目标区。     

川渝鄂地区龙马溪组页岩沉积环境及储集特征

根据8条野外油气地质基干剖面调查、测井资料、岩心观察,以及薄片分析、X线衍射和扫描电镜等,分析川渝鄂地区龙马溪组黑色页岩沉积环境、分布规律及储集空间特征。结果表明:早志留世龙马溪组为受古隆起围限的浅海深水沉积的古地理格局,主要为深水陆棚相、浅海陆棚相、潮坪潟湖相沉积环境。优质黑色页岩主要发育于陆棚相,厚度为20~120m,呈北东向展布。龙马溪组页岩段黏土矿物质量分数分布在18.80%~30.19%之间,平均为26.50%,以伊/蒙混层为主,对CH4吸附性强。泥页岩孔隙度分布在0.47%~16.50%之间,平均为4.57%,渗透率为(0.004~0.917)×10~(-3)μm~2,页岩储集空间主要包括微孔隙和微裂缝2种类型,有机质孔最为发育,与含气量呈正相关关系。该结果为川渝鄂地区页岩气勘探和开发提供依据。     

吉木萨尔凹陷页岩油赋存特征及含油下限

页岩油赋存状态及含油下限制约储层的含油丰度及可采程度。通过激光共聚焦扫描电镜、2D核磁共振及抽提前后的高压压汞对比实验,定性定量表征页岩油的赋存特征,厘定研究区页岩油储层孔隙和喉道的含油下限。结果表明：吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油重质组分含量较高且主要附着在孔壁上,轻质组分主要赋存于孔隙内部;随孔径尺寸变小,重质组分含量逐渐增多;非新鲜岩心样品由于弹性释放排油和挥发散逸作用,残留原油多为重质组分,在2D核磁谱上主要分布在T₂>0.5 ms、T₁/T₂=3～100的区域,以小—中孔为主;微孔内多为吸附态水,主要分布在T₂<0.2 ms、T₁/T₂=1～10的区域;基于常压自发渗吸和加压饱和原油实验恢复饱和状态下流体的分布特征,揭示“大孔多可动、中孔多束缚、小孔多吸附”的原油赋存特征,2D核磁显示含油下限在T₂=0.2～0.5 ms,对应喉道半径约为15 nm,且含油的孔隙半径下限并不固定,受岩性和物性双重控制,分布范围为24～...     

Stress response characteristics of BFRP anchors on loess mudstone slope under rainfall conditions

To investigate the stress response characteristics and shear stress transfer mechanism of BFRP(basalt fiber reinforced plastics) anchors under rainfall conditions and to explore the reinforcement effect of BFRP anchors, a comparative indoor physical model test was conducted in this study using loess mudstone slope as a typical case, and multi-attribute response data, such as slope displacement, BFRP anchor strain and axial force, were obtained. Based on the variation law of slope displacement, i...     

Laboratory investigation of disintegration characteristics of purple mudstone under different hydrothermal conditions

Disintegration of rock is one of the primary processes of soil formation and geomorphology and is affected considerably by water and heat.This study focused on the disintegration characteristics under laboratory conditions of typical purple mudstone from the Tuodian group of Jurassic red beds(J3t) in Tuodian Town,Shuangbai county,Yunnan Province of southern China.The fresh mudstone was subjected to alternating applications of water,heat and hydrothermal interaction during five treatments:wetting-drying(WD),saturation(ST),refrigeration-heating(RH),a combination of wetting-drying and refrigeration-heating(WDRH),and a combination of saturation and refrigeration-heating(STRH).Each treatment was run in twenty-four cycles.The results showed that there are three types of disintegration:collapsing disintegration,exfoliation disintegration and imperceptible disintegration.The cumulative disintegration rate(percentage of cumulative disintegrated mass to the initiative sample mass passed through a 2 mm sieve) produced a ’S’-shape function when related to treatment cycle time and closely fit a logistic model(R2 > 0.99).The rank order of the cumulative disintegration rate resulting from the five treatments was as the following:WDRH > STRH > ST > WD > RH.Because of alternating periods of moisture and dryness,WD caused the most disintegration,while RH alone resulted in imperceptible disintegration.Additionally,there was a negative correlation between the disintegration rate of each treatment cycle(percentage of disintegrated mass to the treated sample mass) and treatment cycle number.There was a positive correlation between this rate and temperature change under moist conditions,indicating that a change in temperature greatly accelerates the disintegration of parent rock when water was supplied.     

雪峰隆起西缘下寒武统牛蹄塘组页岩裂缝发育特征及主控因素

要:基于雪峰隆起西缘下寒武统牛蹄塘组页岩地表露头、岩心、薄片和扫描电镜下天然裂缝特征参数的观察与统计,并借助相应样品的实验测试数据,对牛蹄塘组页岩裂缝的发育特征与主控因素进行了深入分析,并探讨了裂缝发育与含气性之间的关系。结果表明:研究区牛蹄塘组页岩宏观裂缝以构造缝为主,成岩缝次之,构造缝包括高、中角度剪切缝,低角度滑脱缝及少量张裂缝,主要为6期形成,其中第1期高角度剪切缝最为发育,裂缝优势方位为NWW向、NNW-近SN向与NE向。微裂缝主要为层间缝和顺层缝。岩心宏观裂缝多被充填,后期裂缝的充填程度低于前期裂缝。裂缝的发育受构造作用、岩性和矿物组分、岩层厚度、有机碳含量、成岩作用及异常流体高压等多种因素影响,其中构造应力与构造部位是裂缝发育的主要控制因素,区域构造应力决定了裂缝的性质与整体发育特征,局部构造应力与构造部位使裂缝的分布具有差异性,应力相对集中且变化梯度大、地层变形强烈的构造部位更易形成裂缝。此外,页岩在脆性矿物含量高、单层厚度小、成岩阶段晚、有机碳含量高、存在异常高流体压力时,裂缝更发育。研究区牛蹄塘组天然裂缝的发育及伴生的大量微裂缝有效改善了页岩的储渗性能,对提高含气量起重要作用。      

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷页岩油地球化学特征及油—源对比

选取准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组典型原油及烃源岩样品,利用气相色谱— 质谱分析技术(GC—MS),结合生物标志化合物谱图分析和参数对比,对芦草沟组上、下段原油进行精细刻画、类型划分和油—源对比.结果表明:吉木萨尔凹陷芦草沟组一段原油来源于芦草沟组一段烃源岩,芦草沟组二段原油来源于芦草沟组二段烃源岩.芦草沟组一段和二段...     

鄂尔多斯盆地云岩地区山西组泥页岩岩石类型及储集空间特征

利用岩石学特征、全岩分析、扫描电镜及孔吼特征测试,分析储层矿物岩石学特征、有机地球化学和储层孔隙体系特征,确定鄂尔多斯盆地云岩地区山西组泥页岩主要的岩石类型和储集空间特征,明确各岩石类型的物性主控因素。结果表明:山西组泥页岩层系划分为高TOC黏土质页岩、低TOC黏土质页岩和粉砂质页岩3种类型。不同岩石类型的物性、孔吼特征及孔隙类型存在差异,同一类型岩石中不同类型孔隙的孔径及发育特征也有所不同。高TOC黏土质页岩的中孔和微孔最为发育,大孔孔体积相对最低;低TOC黏土质页岩的中孔孔体积相对最低,大孔和微孔孔体积介于粉砂质页岩和高TOC黏土质页岩之间;粉砂质页岩的中孔体积相对最高,微孔孔体积比例最低,中孔孔体积介于低TOC黏土质页岩泥岩和高TOC黏土质页岩之间。高TOC黏土质页岩和粉砂质页岩孔隙度受有机质质量分数影响,前者孔隙体积呈线性增大趋势,后者呈线性降低趋势;低TOC黏土质页岩孔隙发育的主要因素是石英、长石等刚性颗粒占比,随刚性颗粒的增加,孔隙体积增大明显。不同岩石类型储层的原始组分对预测孔隙度具有重要意义。     

鄂西宜昌地区五峰组-龙马溪组页岩储层特征及其脆性评价

依据鄂西宜昌地区五峰组-龙马溪组页岩X射线衍射全岩分析、X射线衍射黏土矿物分析、物性分析、含气性测试和地球物理测井等资料,对区内页岩储层发育特征和页岩脆性特征进行了研究和综合评价。结果表明:宜昌地区五峰组-龙马溪组页岩依次主要由石英、黏土矿物、长石、白云石、方解石、黄铁矿等组成;具有自底部“高硅、低黏土”页岩向上过渡为“低硅、高黏土”页岩的发育特征。页岩孔隙度主要为1.01%~1.77%,平均1.29%,渗透率主要为0.001×10-3~0.843×10-3 μm2,平均0.234×10-3 μm2,属于低孔特低渗储层;五峰组-龙马溪组下部页岩含气量普遍大于1 m3/t,厚度可达20 m。脆性矿物含量法脆性分析结果显示,页岩脆性指数分布于39.6%~89.6%之间,平均55.4%,其中底部10 m厚的页岩脆性指数均大于60%,利于储层压裂改造后形成复杂的裂缝网络系统。弹性参数法脆性分析结果显示,五峰组-龙马溪组页岩杨氏模量主要为25.2~67.5 GPa,平均38.9 GPa;泊松比主要为0.177~0.327,平均0.297;脆性指数主要介于8.5%~97.3%之间,平均33.2%;其中底部13 m厚的页岩具有典型高杨氏模量、低泊松比和高脆性指数的特征。页岩脆性综合评价结果表明,五峰组-龙马溪组底部9 m厚的页岩发育相对最优杨氏模量和泊松比条件,脆性属于中-高等程度,造缝能力强,可压裂性好。将页岩段划分为4类可改造储层,其中底部2 714.4~2 723.4 m段页岩具有泊松比相对最小、含气性最好、脆性最优和有机质含量高等特征,构成研究区最优改造层段。      

基于测井方法的辽河坳陷沙河街组页岩发育特征评价

以辽河坳陷沙四段—沙三段富有机质页岩为研究对象,根据测井、录井和有机地球化学实验分析等资料,采用多元线性回归及Δlg R方法,识别富有机质页岩;从纵向发育、横向分布和平面展布等方面,对页岩发育特征进行综合评价.结果表明:研究区富有机质泥页岩呈现"展布面积广、连续厚度大"特点,其中西部凹陷沙三下亚段富有机质页岩平均厚度约为75.20m,且厚度大于90m的富有机质页岩分布面积达到210.26km2,为页岩油气勘探的首选层位.该结果为研究区乃至东部渤海湾地区寻找新的天然气勘探领域具有指导作用.     

The deformation and permeability of Yanji mudstone under cyclic loading and unloading

During the constructions of motorways and high-speed railway lines in the Yanji Basin, large amounts of excess mudstones due to the enormous tunnel excavations and slope cuts would be deposited as landfills. Assessing the deformation and permeability of Yanji mudstone became important for the design, construction and operation of the landfills.This paper presents an experimental study on the deformation and permeability of Yanji mudstone by carrying out a series of oedometer tests with loading/unloading cycles. The results show that the sample with a lower initial water content exhibited greater swelling deformation after inundation, a lower yield stress, greater deformation and a higher hydraulic conductivity during the loading/unloading cycles. As the number of loading/unloading cycles increased, the yield stress and accumulated plastic deformation increased, while the compression index,rebound index and hydraulic conductivity decreased.The samples became stiffer and their hydromechanical behaviour tended to be stable after three cycles. The compression curves could be divided into pre-yield and post-yield zones. The post-yield zones of compression curves and the rebound curves could be normalized into a unique line, and the pre-yield zones of the compression curves could be described as lines.Basic equations were developed to predict mudstone deformation under cyclic loading and unloading.Additionally, an empirical relationship between the hydraulic conductivity and void ratio was also proposed. The ability of the proposed methods was verified by the overall good agreement between the experimental results and predicted values.