柴北缘中侏罗统大煤沟组七段泥页岩储层特征

柴达木盆地是中国西北地区重要的含油气盆地,盆地北缘中侏罗统大煤沟组七段页岩广泛发育。2013年在柴北缘实施第一口页岩气勘探井柴页1井,获得了良好的油气显示,页岩层段累计厚度达141 m,为半深湖深湖相沉积。页岩岩石主要类型为纹层状碳质页岩、纹层状含碳酸盐粉砂质页岩、纹层状页岩、纹层状含粉砂云质页岩、纹层状含砂页岩、纹层状粉砂质页岩、纹层状云质页岩。富有机质黑色页岩矿物特征表现高硅质矿物含量、高黏土矿物含量、低碳酸盐矿物含量。有机质类型主要为Ⅰ型,Ⅱ、Ⅲ型次之,Ro均大于0.8%,处于成熟阶段,TOC含量为1.41%～9.35%,烃源岩品质较好。大煤沟组页岩岩心孔隙度为0.8%～3.4%,比表面为11.1～21.9 m2/g,扫描电镜下孔隙直径为0.27～21.38 μm。微孔隙发育,依据成因划分为晶间孔、溶蚀孔、有机质孔、生物碎屑体内微孔隙。此外,页岩中发育的裂缝和微裂缝,为页岩气的运移和储层提供了通道和储集空间,形成复杂孔缝交叉储集系统。页岩孔隙储层的形成机理主要为有利的沉积环境、有利的矿物组合和有机质热解作用。     

高丰度低演化程度湖相页岩储层特征——以柴达木盆地北缘中侏罗统为例

页岩储层特征对于页岩气的赋存状态、含气量和后期开发均具有重要意义。湖相页岩多处于生油窗阶段,其储层特征与海相页岩区别较大。以柴达木盆地北缘中侏罗统页岩为研究对象,利用岩芯观察、有机地球化学分析、XRD矿物成分分析、低温氮气吸附、FE-SEM以及甲烷等温吸附等手段分析页岩储层的岩石类型、地化、矿物组成、孔隙结构和含气性特征。结果表明,与海相页岩相比,柴达木盆地北缘中侏罗统页岩具有"两高两低两种类型"的特点,即有机碳含量高、黏土矿物含量高,热演化程度低、脆性矿物含量低,有机质类型以Ⅱ、Ⅲ型为主。较低的热演化程度导致样品有机质孔隙发育较少;有机酸的溶蚀作用及矿物的转化作用是次生孔隙形成的主要因素。与海相页岩不同的是,高丰度低演化程度导致该演化阶段以产液态烃为主,且样品中可溶有机质含量较高,它对于样品的孔隙结构和甲烷赋存状态都有影响,表现为随比表面积增大,样品等温吸附实验结果呈现下降的趋势。对于高丰度低演化程度湖相页岩储层特征的研究,不仅为柴达木盆地北缘中侏罗统页岩气的勘探开发提供地质依据,同时也完善了页岩气地质理论。     

柴北缘东段克鲁克组泥页岩储层特征

柴北缘东段石炭系克鲁克组为一套海陆过渡相碎屑岩和碳酸盐岩混合沉积,其中泥页岩较为发育。通过野外剖面踏勘和实测对克鲁克组泥页岩纵向发育特征进行了研究,发现克鲁克组一段泥页岩累计厚度为60 m,泥地比达92.6%,是泥页岩发育最好的层段。通过精细岩心观察描述、全岩X射线衍射分析、岩石薄片鉴定、扫描电镜观察及物性分析等,对泥页岩矿物组成、岩相、储集空间类型及物性特征进行了研究,结果表明,泥页岩矿物组成以石英和黏土矿物为主;黑色纹层状泥质中粉砂岩相、灰黑色条带状泥质粗粉砂岩相、灰黑色条带状含灰灰质泥质粗粉砂岩相和黑色纹层状含生物碎屑泥质中粉砂岩相为主要的岩相类型;储集空间主要发育顺层裂缝、溶蚀孔隙、黏土矿物晶间孔、有机质粒内孔隙及生物碎屑粒内孔;孔隙度在1%~3%,渗透率分布在0.01~1 mD。储层的发育主要受沉积环境、矿物组成和成岩作用的影响,黑色纹层状泥质中粉砂岩相和灰黑色条带状泥质粗粉砂岩相由于沉积厚度大、碳酸盐胶结作用弱、脆性指数较高、储集性能良好,有利于泥页岩储层的发育。     

柴北缘盆地YQ-1井中侏罗统石门沟组泥页岩纳米孔隙特征及影响因素

柴达木北缘(柴北缘)盆地侏罗纪是典型的陆相湖沼盆地,是目前具有页岩气潜力的盆地之一。本文运用氮气吸附、有机碳含量、有机质成熟度、全岩X衍射分析等方法,对柴北缘鱼卡地区YQ - 1井中侏罗统石门沟组泥页岩的纳米孔隙特征及控制因素进行研究。结果表明,石门沟组泥页岩纳米孔隙结构复杂,根据吸附回线及孔径分布特征可划分为两类,第一类以一端不透气性孔和开放性平行板状狭缝孔为主,孔径主要集中在3～5 nm范围内,呈单峰状分布;第二类则以一端不透气性孔和开放性倾斜板狭缝孔为主,孔径主要分布在3～5 nm和8～14 nm范围内,呈双峰状分布。孔径小于50 nm的微孔和介孔是比表面积和孔体积的主要贡献者;黏土矿物含量与微孔、介孔、总孔体积呈正相关;在较低的成熟度制约下,泥页岩有机质孔隙基本不发育,有机质丰度较高的石门沟组上段H9泥页岩TOC含量与微孔、介孔、总孔体积呈负相关性,有机质丰度较差的下段H8泥页岩TOC含量与孔体积相关性则不甚明显;孔隙结构及孔径分布受沉积环境水动力条件影响;黏土矿物是石门沟组泥页岩纳米孔隙的主要提供者,是孔隙发育的主控因素,TOC含量与沉积环境也会对泥页岩孔隙发育产生一定影响。     

柴达木盆地北缘柴页1井中侏罗统大煤沟组页岩储层测井评价

页岩储层测井评价是后期压裂改造工程的基础,通过分析柴页1井常规测井曲线特征,结合特殊测井和岩心样品分析化验数据,综合评价了中侏罗统大煤沟组页岩岩性、物性、地球化学、含气性、可压裂性等特征,获得了储层评价及工程改造参数。柴页1井中侏罗统大煤沟组至少发育128.1m厚的富有机质页岩,具有高伽马、高声波时差、高中子、高电阻、低密度的特点;测井计算有利的富有机质页岩的总有机碳含量介于3.20%~4.20%之间,总含气量介于1.50~4.50m3/t之间,有利页岩层段脆性矿物含量介于45%~75%之间,划分出3个有利层组,第Ⅰ层组和第Ⅱ层组具有杨氏模量高、泊松比低的特点,有利于后期射孔压裂。     

柴达木盆地北缘柴页1井中侏罗统大煤沟组页岩储层测井评价

页岩储层测井评价是后期压裂改造工程的基础,通过分析柴页1井常规测井曲线特征,结合特殊测井和岩心样品分析化验数据,综合评价了中侏罗统大煤沟组页岩岩性、物性、地球化学、含气性、可压裂性等特征,获得了储层评价及工程改造参数。柴页1井中侏罗统大煤沟组至少发育128.1m厚的富有机质页岩,具有高伽马、高声波时差、高中子、高电阻、低密度的特点;测井计算有利的富有机质页岩的总有机碳含量介于3.20%~4.20%之间,总含气量介于1.50~4.50m3/t之间,有利页岩层段脆性矿物含量介于45%~75％之间,划分出3个有利层组,第Ⅰ层组和第Ⅱ层组具有杨氏模量高、泊松比低的特点,有利于后期射孔压裂。     

川南地区下古生界页岩气储层矿物组成与脆性特征研究

应用X射线衍射(XRD)分析技术,对川南地区下古生界下寒武统筇竹寺组和下志留统龙马溪组两套海相页岩气储层岩心样品进行了矿物组成与脆性特征研究。结果表明,川南地区筇竹寺组和龙马溪组海相页岩具有差异的矿物组成和含量特征。筇竹寺组页岩中,石英含量最高(28.4%~42.8%,平均35.7%),黏土矿物含量次之(25%~35.3%,平均28.7%),碳酸盐矿物含量较低(1.4%~21.7%,平均11.2%)。龙马溪组页岩中,黏土矿物和碳酸盐矿物含量高,前者为13.4%~66.1%(平均34.7%),后者为14.6%~80.0%(平均35.9%),石英含量相对较低(5.2%~41.4%,平均21.0%)。另外,这些页岩中还含有少量黄铁矿、长石、白云石等其他矿物。总的来说,该区下古生界海相页岩的矿物组成特征与北美海相页岩比较相似。川南地区筇竹寺组和龙马溪组页岩中脆性矿物丰富、含量高,前者为55.6%~73.9%(平均64.1%),后者为26.9%~86.6%(平均62.5%),整体上具有良好的脆性和可压性,有利于该区海相页岩气的压裂改造。     

柴北缘鱼卡地区中侏罗统石门沟组页岩段稀土元素地球化学特征与地质意义

对柴达木盆地北缘(简称柴北缘)鱼卡地区鱼油页1井(YYY-1)页岩段稀土元素地球化学分析,揭示了其对古环境、古物源和古气候的响应,并探讨了对油页岩成矿的影响。分析结果表明:石门沟组页岩段稀土元素总量(ΣREE)为(139.16~342.59)×10~(-6),平均值为236.66×10~(-6),高于北美页岩(NASC)和后太古宙页岩(PASS)。ΣLREE/ΣHREE和(La/Yb)_N等地球化学参数表明,轻重稀土元素分异明显;分布模式为轻稀土元素富集、重稀土元素相对亏损。地球化学参数以及La/Yb-ΣREE图解表明,研究区物源主要为上地壳沉积岩和火山岩的混合来源。元素Eu具有明显的负异常,指示沉积水体为缺氧的还原环境,为油页岩中有机质的富集提供良好的保存条件。根据高含量的ΣREE值以及δEu异常值,结合前人对该地区的孢粉研究成果,石门沟组页岩段形成于暖湿的气候条件,为油页岩的形成提供良好的物质来源和保存条件。     

泥页岩储层岩石力学特性及脆性评价

泥页岩储层的岩石力学特性对油气开发影响极大,进行泥页岩力学特性和脆性评价方面的研究,可以为泥页岩油钻井和压裂设计工作提供技术支撑。实验研究表明,泥页岩抗压强度与围压、杨氏模量成正相关;体积应变量随杨氏模量减小而增大,随泊松比增加而增加;泥页岩破坏在低围压下以劈裂式破坏为主,高围压时多出现剪切式破坏。泥页岩的脆性与其弹性参数和矿物组成关系密切,通过数值模拟和实验测量,综合弹性参数和矿物组分两种方法提出了一种新的脆性评价方法-弹性参数与矿物成分组合法(EP &; MC Method),并实现了单井脆性评价,效果较好。脆性评价既是储层岩石力学特性分析的重要内容,也是压裂选层的重要依据。

     

柴北缘鱼卡地区中侏罗统石门沟组油页岩品质特征及开发利用前景

柴达木盆地是中国西北地区重要的含油页岩盆地,其中柴北缘鱼卡地区油页岩潜力巨大。为查明柴北缘鱼卡地区中侏罗统石门沟组油页岩品质特征,对研究区鱼油页1井(YYY-1)岩芯进行系统取样和测试,分析结果表明研究区油页岩为中等含油率、中等发热量、高灰分、中等挥发分、低水分、低密度和低硫型油页岩。鱼卡地区交通便利、地质条件好,结合一系列工业分析指标,认为鱼卡地区油页岩品质好、埋藏浅、具有较高工业开发价值。建议对鱼卡油页岩含矿区可采用一套联合干馏炼油-发电-二氧化硅-建材的一体化工业开发流程,进而建设鱼卡地区油页岩综合开发利用工程,不仅可以改善柴达木盆地当前能源短缺的局面,还有利于促进柴达木地区的农牧业生产。     

柴达木盆地北缘侏罗系页岩气资源潜力分析

柴达木盆地北缘侏罗系是中国西北地区重要的含煤岩系,同时也是重要的烃源岩层段。在柴北缘侏罗系有多个厚层泥页岩分布区,整体来看西北部泥页岩厚度大于东南部,其中鄂博梁—冷湖地区在中侏罗世长期处于沉积中心,沉积环境主要为浅湖和半深湖,水体稳定,碎屑物质供给充足,沉积了一套厚—巨厚层泥页岩,有效泥页岩厚度在600~1200m。根据干酪根元素组成等测试结果,研究区侏罗系泥页岩中的有机质类型为Ⅱ—Ⅲ2型,以生气为主生油为辅。泥页岩有机碳平均含量为2.02%,其中冷湖地区泥页岩有机质含量最高,可达8.26%。中、下侏罗统烃源岩除鱼卡、大煤沟成熟度较小外,其它地区均进入生气高峰期,个别地区已达过成熟阶段。柴北缘侏罗系泥页岩厚度大、有机质含量较高,成熟度适中,初步认为具备形成页岩气藏的良好地质条件。     

皖南地区下寒武统荷塘组页岩矿物组成及脆度分析

为了研究皖南地区下寒武统荷塘组页岩的矿物组成和页岩气储集层物性,本文对采自荷塘组的页岩样品进行了X射线衍射分析和有机地球化学实验。结果表明,皖南地区荷塘组页岩有机碳含量较高(多为1.0%~10.0%),有机质类型为Ⅰ型,热演化程度处于过成熟阶段(Rom为4.2%~5.3%);荷塘组页岩矿物组成复杂,以石英、黏土矿物和碳酸盐矿物为主,平均含量分别为68.2%、24.5%和3.3%,部分样品中含有少量的长石、菱铁矿、黄铁矿和石膏。与北美地区页岩相比,皖南地区荷塘组页岩的脆性矿物含量较高(平均73.9%),脆性指数较大(平均71.7%),表明该区荷塘组富有机质页岩具有良好的脆度,有利于页岩气储集层的可压裂性。     

柴达木盆地北缘侏罗系页岩气地质条件

侏罗系泥页岩是柴达木盆地的主力烃源岩之一,具备形成页岩油气的地质条件。对采自柴北缘鱼卡、大煤沟、小煤沟、开源、绿草沟、大头羊等煤矿附近地表露头的11块中侏罗统泥页岩样品进行单样品多参数实验分析,探讨了陆相页岩有机地化、储层物性、含气量等参数之间的关系,建立了页岩气资源评价参数体系。结果表明,柴达木盆地北缘中侏罗世处于浅湖-半深湖湖相沉积,断裂较发育,泥页岩富含有机质,具有低孔、低渗、低熟、较高含气量等特点,具备形成页岩油气的地质条件,进一步的勘查开发需优选地层压力系数高、保存条件较好、脆性矿物含量高的页岩气甜点区。     

柴达木盆地北缘侏罗系页岩气地质条件

侏罗系泥页岩是柴达木盆地的主力烃源岩之一,具备形成页岩油气的地质条件。对采自柴北缘鱼卡、大煤沟、小煤沟、开源、绿草沟、大头羊等煤矿附近地表露头的11块中侏罗统泥页岩样品进行单样品多参数实验分析,探讨了陆相页岩有机地化、储层物性、含气量等参数之间的关系,建立了页岩气资源评价参数体系。结果表明,柴达木盆地北缘中侏罗世处于浅湖-半深湖湖相沉积,断裂较发育,泥页岩富含有机质,具有低孔、低渗、低熟、较高含气量等特点,具备形成页岩油气的地质条件,进一步的勘查开发需优选地层压力系数高、保存条件较好、脆性矿物含量高的页岩气甜点区。     

柴北缘大煤沟矿区侏罗纪煤系层序地层及其煤岩变化特征

为揭示陆相盆地成煤沼泽内基准面变化与煤岩组分的关系,应用层序地层学理论和方法,对柴北缘大煤沟矿区侏罗纪煤系层序格架下的煤岩变化规律进行了研究。研究区共识别出区域不整合面、河流下切谷、区域构造应力转换面和地层颜色突变面等9个层序界面;将侏罗纪煤系划分为3个二级层序、8个三级层序。研究区主要煤层(F煤)形成于三级层序SⅢ6湖侵体系域中晚期的废弃辫状河冲积平原之高位沼泽环境,煤岩显微组分以高惰质组(平均57.7%)和低镜质组(平均32.0%)为特征。根据垂向上煤岩显微组分的变化特征,将F煤划分为1个四级层序和5个五级层序。垂向上F煤镜质组含量总体向上呈增加趋势,反映了泥炭沼泽内三级层序SⅢ6湖侵体系域基准面上升速率逐渐加快的动力学背景。