成岩作用对泥页岩储集性能的影响: 以东营凹陷古近系沙四上亚段为例*

陆相页岩油储集层孔隙结构特征及储集能力受泥页岩在埋藏过程中经历的复杂成岩改造影响,纵向上表现出显著的差异性,但相关研究仍不够深入。以渤海湾盆地东营凹陷古近系沙河街组沙四上亚段典型陆相富有机质泥页岩为研究对象,基于岩心观察描述、岩石薄片鉴定、扫描电镜等多尺度观察手段,结合X射线衍射分析、同位素地球化学分析、物性分析及能谱分析等测试资料,开展泥页岩成岩作用特征及其控储差异研究。研究结果表明: (1)研究区可识别出7种成岩作用类型,其中,建设性成岩作用以方解石重结晶、黏土矿物转化及白云石化作用为主; 沙四上亚段整体处于中成岩A阶段。(2)方解石重结晶、黏土矿物转化及白云石化作用在垂向上表现出显著的差异性演化特征,重结晶成因的亮晶方解石主要发育于纯上3小层与纯上2小层,黏土矿物转化所形成的晶间中—高孔区主要发育于纯上2小层; 研究区主要发育2种类型的白云石,其中,泥晶白云石主要发育于纯上3小层,微晶铁白云石主要发育于纯上1、2小层。(3)方解石重结晶和黏土矿物转化的协同使得纯上2小层产生了大量微孔,同时适量的铁白云石可作为骨架矿物支撑孔隙,有利于中深层孔隙的保存,是该小层成为优质储集层的关键。     

济阳坳陷古近系泥页岩成因相划分

系统岩心观察和高密度薄片鉴定等分析测试资料研究结果显示,济阳坳陷沙三下-沙四上泥页岩成分组成及构造类型主要受沉积作用控制,岩石结构特征主要受成岩作用控制。根据泥页岩中方解石成因及重结晶程度,结合岩石成分及构造特征,将济阳坳陷沙三下-沙四上泥页岩划分为沉积主控型、沉积-成岩双控型及成岩主控型三大成因相。沉积主控型分布最为广泛,岩相类型多样,构造特征反映成因环境;沉积-成岩双控型主要见于纹层状岩相,由泥质纹层与显晶粒状方解石纹层互层构成;成岩主控型以柱状、柱纤状方解石垂直层面呈脉状、透镜状产出为特征。成岩主控型和沉积-成岩双控型泥页岩与页岩油气关系密切,是重要的有利成因相类型。     

陆相煤系页岩气储层孔隙特征及其主控因素

认识储层特殊性并遴选优质层段是进行陆相煤系页岩勘探开发的首要工作。本文运用TOC、Ro、有机岩石热解、XRD、SEM、高压压汞、低温液氮吸附等实验,对大同组陆相页岩储层特征进行定性与定量表征,探讨孔隙结构特殊性及主控因素。结果表明,宁武地区大同组泥页岩厚度大,成熟度中等,具有生烃潜力,按照岩性可划分为4个层段。大同组微纳米孔隙可划分为“双峰型”、“单峰型”和“弱峰型”,孔隙比表面积与TOC呈正相关趋势,比表面积与黏土矿物含量正相关,相关性较好,大孔和微孔分别由脆性矿物和黏土矿物提供。陆相页岩孔隙主要受沉积成岩和构造改造影响,分流河道沉积表现为由下至上黏土矿物含量增多,沉积物颗粒变细,泥页岩孔隙度逐渐减小,深湖相沉积表现为由下至上黏土矿物含量降低,碎屑矿物颗粒增多,沉积物颗粒变粗,孔隙度增大,成岩作用对页岩有机质生烃孔隙具有贡献,同时发生压实作用使孔隙率降低,构造改造对页岩气渗流和逸散利弊并存。     

柴达木盆地西部古近系干柴沟组页岩储层特征

岩心观察和岩石薄片鉴定显示,柴达木盆地西部古近系干柴沟组存在层状-非层状泥页岩、层状-非层状灰质泥页岩、泥灰岩、层状-非层状粉砂质泥岩和泥质粉砂岩5种岩相。总有机质含量（TOC）为0.2%~1.4%,有机质以Ⅱ型干酪根为主,普遍处于成熟阶段。泥页岩矿物成分以碎屑石英和粘土矿物为主,并含有不等量的方解石、白云石、长石、黄铁矿等;发育原生孔隙、有机质生烃形成的孔隙、次生溶蚀孔隙、粘土矿物伊利石化体积缩小形成的微孔隙及微裂缝5种页岩气储集空间类型。研究表明,储集空间发育主要受岩相类型、矿物成分、成岩作用、有机碳含量和有机质成熟度的影响。虽然研究区泥页岩中有机质含量普遍较低,但有机质普遍处于成熟阶段,储层中发育多种储集空间类型,并富含脆性矿物和富伊利石的粘土矿物。因此,柴达木盆地西部干柴沟组泥页岩为良好的页岩气储集层,具有一定的页岩气勘探前景。     

胜利油区牛庄洼陷沙河街组烃源岩和砂岩的协同成岩作用及其石油地质意义

在含油气盆地中,烃源岩在成岩演化过程中排出的孔隙流体对砂岩储层的成岩作用有着重要的影响.本文对牛庄洼陷沙四上烃源岩、沙三下烃源岩及沙三段砂岩中成岩特征进行了分析研究.在牛18-牛20断层附近及其南侧井位中,砂岩胶结物以铁白云石、绿泥石和绿/蒙混层矿物为主,含有较高含量的Ca、Mg、Fe、Sr等元素,说明该成岩期的孔隙流体中富含Ca、Mg、Fe等元素,且盐度较高,这与沙四上烃源岩排出的孔隙流体具有明显的相似性,推测其成岩流体可能主要来自沙四上烃源岩.而在牛18-牛20断层北侧,砂岩胶结物以含铁方解石为主,绿泥石和绿/蒙混层矿物仅少量存在,可见沙四上烃源岩的影响有所减弱,而沙三下烃源岩的贡献明显增加,可以认为其成岩流体为沙四上和沙三下烃源岩的混源.     

基于热模拟实验的富有机质泥页岩成岩作用及演化特征

富有机质泥页岩蕴含丰富的油气资源,但成岩研究基础薄弱,已成为制约页岩油气勘探开发进程的重要因素。通过开展成岩热模拟实验,结合扫描电镜观察、流体成分测试及有机酸测试等实验测试手段,全面描述实验过程中所发生的水-岩化学反应,试图揭示泥页岩成岩过程及成岩演化规律。研究结果显示,有机质热演化过程中存在一个较宽的有机酸生成窗口,对孔隙流体性质具有重要影响;长石和方解石存在接力溶蚀现象,长石溶蚀高峰过后紧接着出现方解石溶蚀高峰,但方解石溶蚀窗较窄,此后出现方解石重新沉淀结晶;黏土矿物转化及长石的溶蚀过程中会产生大量自生微晶石英,成链状或簇状胶结泥页岩骨架。泥页岩地层作为一个相对封闭体系,各类成岩作用之间相互关联,相互影响,构成错综复杂的成岩体系,进一步增加其成岩作用研究难度。     

鄂尔多斯盆地北部太原组海陆过渡相页岩孔缝特征及油气地质意义

鄂尔多斯盆地太原组海陆过渡相泥页岩是非常规天然气的储集层.通过采集太原组泥页岩样品,利用氩离子抛光-扫描电镜技术,观察抛光后泥页岩样品微孔隙、微裂缝的微观结构特征,分析其成因,认为沉积作用、成岩作用、有机质变质作用、干酪根生烃作用、溶蚀作用、构造应力作用是太原组页岩孔隙、裂缝发育的主控地质因素.同时参考国内外学术界对海相和陆相页岩的孔隙、裂缝类型的划分方案,将太原组海陆过渡相泥页岩孔隙、裂缝初步划分为有机孔、无机孔和微裂缝三大类.有机孔细分为化石孔、生烃孔;无机孔细分为粒间孔、晶间孔和溶蚀孔;微裂缝细分为收缩缝、应力缝和黏土矿物层间缝.太原组页岩中发育的微孔隙、微裂缝,为页岩气（尤其是游离气）提供了良好的储集空间和渗流通道,有利于页岩气的成藏.为页岩气的压裂开采及高产稳产提供了有利条件.     

塔里木盆地西北缘下寒武统黑色岩系差异性成岩演化及其影响因素

尽管泥页岩在埋藏过程中经历的复杂成岩改造会显著影响页岩油气储层发育潜力,但对其成岩作用,特别是泥页岩中成岩矿物的类型、成岩演化及其影响因素、成岩矿物元素在低孔低渗孔隙系统中的迁移等问题的认识仍很薄弱,因而制约了对泥页岩储层的深入认识。为此,本文以塔里木盆地西北缘下寒武统玉尔吐斯组发育的两套黑色岩系为例,在沉积环境认识的基础上,通过矿物组分、黏土矿物组合、有机碳含量及有机质成熟度等测定分析,着重研究了黑色岩系自生矿物的分布及在成岩演化阶段的变化特征,阐述了成岩变化的时空分布及其影响因素。研究结果表明：（1）在浅水缓坡台地环境下,玉尔吐斯组受两个较为完整的海进-海退沉积旋回控制而形成的两套黑色岩系主要经历了早成岩阶段和中成岩阶段;（2）受沉积环境和热液作用的影响,这两套黑色岩系在石英、重晶石、碳酸盐胶结物和黏土矿物等自生矿物的组合、分布及形成顺序上存在显著的差异,呈现出差异性成岩演化的特点;（3）伊利石、伊蒙混层、绿泥石、白云石、石英胶结等中成岩阶段成岩产物的广泛分布,反映出在成岩过程中特别是中成岩阶段低孔低渗的泥页岩仍存在一定程度的内部和外部来源的矿物元素迁移。本次研究对深入认识塔里木西北缘下寒武统黑色岩系成岩机制,以及分析页岩储层发育特征提供了重要的依据。     

渝东南下志留统龙马溪组页岩储集层成岩作用及其对孔隙发育的影响*

以重庆綦江、南川和涪陵地区的下志留统龙马溪组下部页岩样品为例,通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜、TOC测试、R_O测试、高压压汞和低温氮吸附等手段,对研究区龙马溪组下部页岩储集层的矿物成分、有机组分、孔隙特征及成岩作用进行研究。实验结果表明,龙马溪组页岩成岩作用类型主要包括机械压实作用、化学压实作用、溶蚀作用、交代作用、破裂作用及矿物转化等,演化阶段介于晚成岩作用与极低级变质作用之间;成岩作用对页岩储集层的孔渗特征、孔隙成因类型、非均质性和形貌特征均有显著影响。对成岩作用与孔隙演化进行了匹配,认为机械/化学压实作用、溶蚀作用及过程中的有机生烃、矿物转化对孔隙发育影响最为显著,并将储集层成岩作用划分为溶蚀作用等建设性成岩作用与压实作用等破坏性成岩作用。     

渝东南下志留统龙马溪组页岩储集层成岩作用及其对孔隙发育的影响

以重庆綦江、南川和涪陵地区的下志留统龙马溪组下部页岩样品为例,通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜、TOC测试、RO测试、高压压汞和低温氮吸附等手段,对研究区龙马溪组下部页岩储集层的矿物成分、有机组分、孔隙特征及成岩作用进行研究。实验结果表明,龙马溪组页岩成岩作用类型主要包括机械压实作用、化学压实作用、溶蚀作用、交代作用、破裂作用及矿物转化等,演化阶段介于晚成岩作用与极低级变质作用之间;成岩作用对页岩储集层的孔渗特征、孔隙成因类型、非均质性和形貌特征均有显著影响。对成岩作用与孔隙演化进行了匹配,认为机械/化学压实作用、溶蚀作用及过程中的有机生烃、矿物转化对孔隙发育影响最为显著,并将储集层成岩作用划分为溶蚀作用等建设性成岩作用与压实作用等破坏性成岩作用。     

渤海湾盆地东营凹陷沙河街组页岩油储层微观孔隙特征

通过场发射环境扫描电镜、低温氮气吸脱附实验、高分辨率背散射电子图像定量分析等技术方法,对渤海湾盆地东营凹陷沙河街组页岩油储层的微观孔隙类型、结构特征及孔隙分布进行了系统研究。结果表明:沙河街组页岩油储层微观孔隙类型多样,包括粒间孔、粒内孔、晶间孔、溶蚀孔和晶内孔5类孔隙。有利储集空间为孔径在100~3000nm的孔隙,以粒间孔、粒内孔和溶蚀孔为主。泥岩类和灰岩类孔隙形态包括细颈瓶状(墨水瓶状)和平行板状;白云岩类孔隙形态为平行板状,连通性最好。白云岩类定量面孔率最大且孔隙发育最好,其次为泥岩类,灰岩类较差。影响微观孔隙特征的主要因素包括矿物成分及含量、有机质生排烃和热液作用,其中黏土矿物和泥级颗粒有利于储层微孔发育,方解石的胶结作用和重结晶作用不利于孔隙发育。生排烃产生的有机酸和热液作用增进了次生孔隙的形成。     

二连盆地额仁淖尔凹陷下白垩统湖相云质岩优质储层特征及控制因素

二连盆地多个凹陷的下白垩统均发育一套湖相白云岩.它不仅是一个重要的地层对比标志层,还是一套有效的储集层.这套储层孔隙结构复杂,非均质性强.寻找优质储层是油气勘探的关键.研究以二连额仁淖尔凹陷的下白垩统湖相云质岩为研究对象,研究了云质岩储层的储层特征和成因.本次研究采用岩心观察、岩石学、扫描电镜(SEM)、X射线衍射、稳...     

鄂尔多斯盆地奥陶系盐下白云岩储层特征、成因及分布

奥陶系盐下白云岩储层是鄂尔多斯盆地中东部天然气勘探的重要接替领域.基于钻井岩心、微观薄片、物性分析及地球化学特征等资料,应用微区多参数实验分析方法,对奥陶系盐下白云岩储层特征、成因与分布开展了系统研究.结果表明:①奥陶系盐下主要发育颗粒滩白云岩和微生物白云岩储层,其中颗粒滩白云岩储层岩性为砂屑白云岩、鲕粒白云岩和粉—细...     

下扬子地区幕府山组陆缘海-台地黑色细粒沉积岩系沉积学和孔隙结构特征

黑色细粒沉积岩系沉积学和孔隙结构研究对于沉积环境恢复、页岩气储层评价和有利储层预测具有重要意义.利用下扬子地区最新完钻的XYZ-1钻井资料,综合钻井岩心、岩石薄片、XRD分析、氩离子-场扫描电镜等手段,开展幕府山组细粒沉积岩系的沉积学和孔隙结构研究.结果表明,幕府山组岩性组成以块状、纹层状深色(碳质)泥岩、浅灰色纹层状...     

六盘山盆地固页1井白垩系马东山组泥页岩储层特征

以六盘山盆地固页1井白垩系马东山组泥页岩为研究对象,通过岩心编录、铸体薄片鉴定、X衍射、扫描电镜及等温吸附等手段,对六盘山盆地固页1井白垩系马东山组泥页岩储层特征进行综合研究。结果表明:马东山组泥页岩具有丰富的岩相组合,包括页岩相、泥质碳酸盐岩相、白云岩相、含碳酸盐质泥岩相、含白云质泥岩相、白云质泥岩相及灰质泥岩相;其中含白云质泥岩相和碳酸盐质泥岩相TOC含量最高。马东山组泥页岩为低孔低渗类储层,其矿物组成以黏土矿物含量低、长石类和碳酸盐类矿物含量高为特征,易于压裂。镜下及扫描电镜观察显示,马东山组泥页岩孔裂隙可概括为顺层分布、网状分布、溶蚀和粒间4种微裂缝与粒间、晶间和溶蚀3种孔隙;其孔隙具有丰富的溶蚀现象,且溶蚀孔多被炭质、方解石、白云石、斜长石、伊利石及石膏等充填,形成丰富的粒间孔、晶间孔、溶蚀孔及晶体间微裂缝;孔隙大小集中分布于2~10μm,个别可达10~33μm。等温吸附表明,马东山组泥页岩最大甲烷吸附能力介于0.96~4.6 m^3/t,均值2.29 m^3/t;Langmuir压力中等偏低,变化范围为1.27~2.21 MPa,平均1.74 MPa,显示马东山组泥页岩具有较强的储气能力。总之,马东山组泥页岩储层孔裂隙发育丰富、泊松比低、脆性好、储气能力好且易于压裂,是良好的页岩油气储层。     

渗透回流模式白云石化作用对碳酸盐岩储层的影响

白云石化作用对含油气的碳酸盐岩储层有明显的改造作用,而前人的研究大部分是针对白云石的成因模式,未对其形成过程给出具体描述,更未对白云石化作用对储层的改造程度做出定量分析。针对白云石化中的“渗透回流模式”,建立了白云石化作用的一维模型,利用多组分、多相流溶质运移模拟软件TOUGHREACT,研究渗透回流模式对储层物性影响的深度范围。结果表明,当高Mg/Ca比的浓缩海水进入含水层后,导致方解石溶解,白云石沉淀,储层孔隙度与渗透率均比初始值大,模拟5万年时,依靠重力作用,渗透回流白云石化作用能够影响到50 m深的储层范围,产生一定规模的白云岩储层。     

塔里木盆地寒武系膏盐岩对盐下白云岩储层的影响

塔里木盆地寒武系盐下白云岩作为重要的战略接替区已成为近年来的研究热点.前人主要集中对寒武系白云岩的形成机制和膏盐岩的封盖作用进行了研究,而关于膏盐岩对白云岩储层的影响则少有涉及.本文总结了塔里木盆地寒武系白云岩储层特征,同时探讨了膏盐岩对白云岩储层的影响机制,以期为寒武系盐下白云岩勘探提供指导.塔里木盆地寒武系白云岩主...     

潍北凹陷孔店组二段含页岩气层矿物特征及其意义——以昌页参1井为例

运用X射线衍射技术,对潍北凹陷昌页参1井孔店组二段泥(页)岩岩芯样品进行了分析。结果表明,孔店组二段泥(页)岩中矿物主要有：黏土矿物、石英、方解石,平均含量分别为517%、293%、96%;还有长石及少量白云石、黄铁矿等矿物。该矿物组成反映出孔店组二段属潮湿气候条件下的深湖 半深湖相沉积环境,为页岩气藏的形成与储存提供了一定的沉积条件;黏土矿物特征反映出孔店组有机质演化进入成熟—高成熟阶段,具有页岩气形成的成熟度条件。孔店组二段两层含页岩气岩层厚分别为6048m、6809m,伊利石和绿泥石含量低、相应孔隙率高且颗粒状矿物(石英+方解石)含量多在30%～50%之间,是较理想的页岩气重点勘探开发层位。     

碳酸盐岩早期差异成储路径及其对储集性能的影响:以滨里海盆地N油田石炭系KT-Ⅰ与KT-Ⅱ层系为例*

以滨里海盆地N油田石炭系KT-Ⅰ与KT-Ⅱ层系碳酸盐岩储集层为例,综合岩心、薄片、扫描电镜、高压压汞、常规物性分析以及各类测试资料,对碳酸盐岩储集层特征以及早期成储路径展开系统研究,并进一步探讨成储路径与储集层孔喉结构和质量的关系。结果表明,KT-Ⅰ层系以云岩类储集层为主,颗粒灰岩次之,其中云岩类储集层以晶间(溶)孔、小型溶洞为主,孔喉连通性好,为高孔—高渗的孔洞型储集层, 而颗粒灰岩类储集层以粒内溶孔、铸模孔及生物体腔孔发育为特征,孔喉连通性差,属中孔—低渗的孔隙型储集层。KT-Ⅱ层系以粒间(溶)孔和生物体腔孔发育的颗粒灰岩为特征,为中高孔—高渗的孔隙型储集层。进一步分析表明,KT-Ⅰ层系云岩与灰岩储集层单旋回厚度小,皆受高频海平面升降变化驱动的早成岩期岩溶的控制, 而KT-Ⅱ层系单旋回厚度大,颗粒滩未经历早期岩溶的改造。 3类储集层的成储路径分别为: (1)KT-Ⅰ云岩类储集层,准同生期白云石化作用导致矿物相转变并使得部分矿物更易遭受溶蚀→早成岩期岩溶作用控制储集层的形成→云岩抗压溶岩石骨架有利于储集层的保护; (2)KT-Ⅰ颗粒灰岩储集层,早成岩期岩溶作用优化储集层→初期压实控制胶结流体通道进而控制胶结作用—粒间孔与粒内孔差异胶结控制储集层的保护; (3)KT-Ⅱ颗粒灰岩储集层,原始沉积环境控制储集层的形成→初期压实与早期胶结作用控制储集层的保护。成储路径差异控制了不同的孔渗特征与孔喉结构,而孔喉结构进一步控制了早期岩溶型云岩、早期岩溶型颗粒灰岩、原生孔保存型颗粒灰岩3种储集层的质量。研究结果将为具类似特征的碳酸盐岩储集层成因分析提供参考,也因发现了云岩较灰岩更易早期溶蚀的现象而具有较为重要的岩溶地质学意义。