贵州上二叠统龙潭组煤系地层地球化学特征及物源分析:来自黔普地1井的证据

为厘清贵州上二叠统龙潭组煤系地层的物源,以黔西南地区黔普地1井为研究对象,采集了上二叠统龙潭组的岩心进行稀土元素分析。结果表明,龙潭组的稀土总量较高(177.03×10^-6～592.58×10^-6),轻、重稀土分馏明显,稀土元素配分模式呈轻稀土富集、重稀土相对亏损的右倾型;(La/Sm)_N为2.63～4.72,(Gd/Yb)_N值为1.47～2.218,表明轻稀土分馏较重稀土严重;δEu无异常。研究表明,其形成的构造环境与大陆边缘与大陆弧相近,推测黔普地1井二叠系龙潭组物质来源以玄武岩为主。     

巢湖地区龙潭组过渡相煤系页岩储层发育特征

应用有机碳测试、X射线衍射、氩离子抛光-场发射扫描电镜、液氮吸附及高压压汞等实验技术手段,对巢湖地区龙潭组过渡相煤系页岩储层特征进行了研究。结果表明:龙潭组煤系页岩主体TOC质量分数为0. 5%～12. 5%,垂向向下有机碳含量呈现增长趋势,镜质组反射率Ro为1. 2%～2. 8%,有机质类型属腐殖型;矿物主要由黏土矿物和石英组成,其平均质量分数分别为35%,27%;龙潭组页岩孔隙主要发育有机质孔隙、黏土矿物片间孔隙、矿物溶蚀孔等多种类型;微孔、小孔极为发育,提供了主要的孔隙比表面积与孔体积。龙潭组储层孔隙特征主要受控于沉积环境与成岩作用,黏土矿物组分和有机质的演化控制纳米孔隙发育,三角洲沼泽相、泥坪相与泻湖相是有利于龙潭组煤系页岩储层发育的沉积环境。     

滇东老厂背斜（滇富地1井）二叠系龙潭组获良好“三气”显示

正1研究目的(Objective)滇东老厂背斜位于云南省东部,地处师宗—弥勒大断裂东南侧,南邻南盘江断裂,总体为一北东走向的不对称复背斜构造。区内广泛发育海陆过渡相二叠系龙潭组,该组泥页岩厚度大,有机质丰度高,具备良好的页岩气成藏条件。前人的研究工作主要针对老厂矿区龙潭组煤层气,缺乏其他层段的系统评价参数,页岩气富集层段尚不明确。本次于滇东老厂背斜实施地质调查井—滇富地1井,目的是系统获取龙潭组相关参数,评价页岩气、煤层气和致密砂岩气资源潜力,探索本区"三气"勘查开发方向。     

沁水盆地武乡地区煤系泥页岩储层特征及勘探建议——以山西武乡地区ZK-42井为例

我国沁水盆地发育多套富有机质泥页岩,是煤系气勘探的有利目标层系。以山西武乡地区ZK-42井钻遇泥页岩为研究对象,利用X射线衍射、扫描电镜、总有机碳含量测试、泥页岩含气量测定等测试方法,系统研究了太原组泥页岩的空间展布、矿物组成和储层物性特征,评价了煤系泥页岩勘探潜力。结果表明：(1)矿物组分以黏土矿物和石英为主,黏土矿物质量分数平均为52.8%,主要为伊/蒙混层,石英质量分数平均为26.2%。(2)有机质类型属于Ⅲ型干酪根,具有较强的生气潜力;有机质丰度TOC含量为1.9%～4.8%,平均为2.84%;R_o为1.9%～2.9%,平均为2.48%,处于过成熟干气阶段,该区有机质整体成熟度较高。(3)储层物性特征,泥页岩储层孔隙度总体较低,平均为4.34%;渗透率为0.000 123 96～0.009 361 3mD,平均为0.003 935mD;泥页岩实测总含气量较小,为0.35～0.60m³/t,平均为0.47m³/t。(4)本区煤系气勘探建议以太原组15^#煤层为主,泥页岩可作为辅助气源补充,采用煤...     

贵州织金县以那地区龙潭组煤质特征及其沉积环境指示

成煤环境与煤质特征关系紧密,泥炭沼泽期陆源输入强度、海水进退以及氧化还原条件对煤中元素分布和组成具有重要影响。本次研究利用贵州织金县以那地区三个煤矿勘查区共46口钻孔主采煤层的煤质分析结果,分析了龙潭组自下而上煤质参数分布特征,并在此基础上探讨了硫分和灰成分指数对成煤环境的指示作用。研究结果表明：(1)以那地区无烟煤全硫分含量较低,平均为2.19%,以无机硫为主,煤灰分中主量元素以SiO₂为主,Al₂O₃和Fe₂O₃次之,其他含量较低;(2)各煤层全硫含量、有机/无机硫在全硫中占比、主量元素组合(Fe₂O₃+CaO+MgO和SiO₂+Al₂O₃)含量呈现相互匹配的变化规律,煤灰成分指数变化规律不明显;(3)以那地区龙潭组自下而上经历了三期海水进退过程,发育潮坪下三角洲平原、三角洲分流间湾和潮坪-瀉湖三种成煤环境,硫分与灰成分指数在成煤环境指示作用上具有较好的一致性。     

典型煤系叠合型气藏生产模拟研究——以黔西地区龙潭组为例

【目的】煤系叠合型储层开发过程中储层组合影响了煤系气井的产气效果。煤系叠合型储层层间岩石力学性质和物性差异大,导致流体运移规律相对于单一储层更加复杂。因此,开展数值模拟研究是一种有效的解决方案。【方法】以黔西地区龙潭组典型煤层—砂岩—泥页岩互层型储层为研究对象,考虑叠合型储层的基质收缩效应、有效应力作用及层间流体流动对储层流体运移规律以及渗透率等储层物性参数的影响,建立煤系叠合型气藏流固耦合数学模型,开展煤系气生产数值模拟,分析不同储层组合排采下储层孔隙压力、基质含气量、渗透率等叠合型储层特征参数的演化规律以及层间流动差异对产气效果的影响。【结果】与单层排采相比,（煤+泥页岩）排采、（煤+砂岩）排采、全层段排采下,累计产气量分别提高了1.26倍、1.42倍、1.62倍;四种储层组合排采下均存在层间能量与物质传递;煤、砂岩和泥页岩储层在不同储层组合排采下,储层孔隙压力与传导方向、基质含气量以及渗透率比例均存在明显差异。【结论】全层段的储层组合排采下产气效果最好,砂岩层中游离态甲烷更易产出,有效减弱储层间垂向孔隙压差的影响,更有利于叠合型储层孔隙压力径向传导,促进煤与泥页岩基质中甲烷解吸,...     

页岩气储层孔隙发育特征及主控因素分析:以上扬子地区龙马溪组为例

运用扫描电镜、氩离子抛光场发射电子扫描显微成像与核磁共振测试技术,对渝东南地区Y1井龙马溪组页岩的微米级孔隙、纳米级孔隙和微裂缝发育特征3个层面分别进行定量表征。结合总有机碳含量、有机质显微组分及成熟度、黏土矿物及全岩X射线衍射分析等测试数据,对孔隙发育特征主控因素进行分析。对页岩微米级孔隙发育有促进作用的因素有石英含量和伊利石含量,具有抑制作用的因素有碳酸盐含量和埋藏深度;对有机质纳米级孔隙发育有促进作用的因素有有机质成熟度和伊蒙混层含量,具有抑制作用的因素为方解石含量;对微裂缝发育有促进作用的因素有石英含量、有机质成熟度和总有机碳含量,具有抑制作用的因素是碳酸盐含量。     

浅层页岩气储层孔隙分形特征及控制因素——以云南昭通地区龙马溪组为例

为定量表征云南昭通国家级页岩气示范区龙马溪组页岩孔隙结构复杂程度及对页岩气影响,通过对24块龙马溪组页岩进行TOC质量分数、全岩矿物组分、低温氮气吸附测试,从页岩孔隙结构及矿物组分两个方面分析讨论二者对页岩孔隙分形维数的影响。结果显示：昭通地区龙马溪一段不同小层之间孔隙发育,非均质性强,有机质质量分数在1小层最高,纵向上具有降低—升高—降低的“三段式”变化,页岩孔隙分形维数具有分段特点,其中分形维数D₂介于2.699 4～2.912 4之间,平均为2.826 5,分形维数D₁介于2.617 4～2.719 4之间,平均为2.673 4,孔隙结构复杂,分形维数在1小层最高,向上逐渐减小。页岩分形维数与孔隙结构参数及地质因素相关性分形显示：TOC质量分数及石英体积分数控制微孔的发育,提供主要的比表面积,与分形维数具有良好正相关关系,有利于页岩气的赋存,总含气量及吸附气比例高;黏土矿物及白云石体积分数主要控制介孔及宏孔的发育,提供主要的孔体积,与分形维数呈负相关。结合生烃、储集及开发因素可知,1小层及3小层因其TOC质量分数高、分形维数大、脆性强的...     

豫西地区山西组—太原组页岩孔隙结构及其影响因素——以ZXY1井为例

页岩孔隙结构是储层评价的关键,对页岩气的勘探、开发以及页岩储层改造等都具有十分重要的意义。本文以ZXY1井太原组—山西组页岩为例,利用低温氮吸—脱附实验、X衍射、扫描电镜等实验手段研究页岩孔隙结构及其影响因素。结果表明,太原组—山西组页岩孔隙复杂,发育有机孔、微裂缝和多种无机孔;孔隙孔径主要为2~50 nm,以介孔为主,其次为微孔;孔容和比表面几乎全部由微孔和介孔提供。有机质、黏土矿物及其组合对孔隙结构影响分析表明,孔容与TOC含量、孔容与黏土矿物含量、比表面积与TOC含量、比表面积与黏土矿物含量均具有较为显著的正线性相关关系;TOC含量和黏土矿物含量数值乘积与孔容、比表面积表现为非常显著的正线性相关关系;TOC含量和黏土矿物含量双参数回归孔容与比表面积,相关系数高,误差较小。综合分析认为,有机质和黏土矿物对孔隙结构的影响并非简单正线性相关关系,而是复杂的正向关系。     

下扬子地区“三气一油”钻探发现及成藏地质条件——以皖南港地1井钻探发现为例

下扬子地区经历了多期构造运动,地质条件复杂,对油气保存条件产生了重要影响。页岩油气具有自生自储的特性,与常规油气相比,对保存条件的要求较低,在下扬子地区具备形成页岩油气藏的潜力。通过港地1井钻探,在下扬子地区二叠系大隆组和龙潭组获得了页岩油、页岩气、煤层气和致密砂岩气"三气一油"的发现,与常规油气"上气下油"不同,港地1井油气呈现"上油下气"式非常规油气储集方式。大隆组富有机质页岩厚度约70m,地层倾角10°～20°,现场解吸获取的页岩气样品甲烷含量达80%,有机质丰度为1.9%～2.3%,平均值约2.0%,有机质成熟度(Ro)为1%～1.25%,平均值约1.2%,具备生成页岩油气的良好基础。基于港地1井的钻探发现,认为下扬子地区构造运动影响弱、盆地规模小、保存条件好的"小而整"的坳陷或盆地具备形成页岩油气藏的地质条件。     

基于恒速压汞技术研究页岩气储层孔隙结构:以湘西北地区五峰组页岩为例

页岩气储层孔隙结构是页岩气富集成藏、储层评价和优选有利区的关键参数,区分孔隙和喉道是表征页岩气储层孔隙结构的关键。本文选择4块具有不同渗透率的湘西北地区奥陶系五峰组页岩为研究对象,基于恒速压汞实验讨论孔隙和喉道的大小、分布特征及其相互关系以及与渗透率的联系。结果表明:具有不同渗透率的页岩样品表现为较为相近的孔径分布特征但差异较大的喉道分布特征。页岩样品渗透率的大小与孔隙半径没有明显相关关系;喉道大小及其分布特征是控制低渗储层孔隙结构的关键要素之一。渗透率较低页岩样品的喉道以喉道半径小且集中分布为特征,而渗透率较大页岩样品的喉道以喉道半径大呈分散分布但主要以大喉道为特征。喉道特征是研究页岩气储层储集空间和吸附能力的重要部分,在以后对页岩气的勘探开发中应特别注意及重视。     

页岩气储层孔隙类型及特征研究:以渝东南下古生界为例

通过薄片分析、扫描电镜及氩离子抛光技术,对渝东南下古生界含气页岩中的孔隙类型及特征进行了分类观察、描述,结合有机碳含量、X衍射、岩石物性、氮气吸附及甲烷等温吸附实验测试,分析了页岩气储层中各类孔隙的储气贡献,探讨这些孔隙对页岩中烃类运移的影响。研究认为,有机质孔隙、颗粒内孔、粒间孔隙及微裂隙是页岩气储层孔隙的4种类型,有机质表面的分散状孔隙多为nm级,石英碎屑可形成粒内或粒间孔隙,黄铁矿颗粒内部小晶体排列分布产生孔隙空间,黏土絮状沉淀形成片粒状结构孔隙,微裂隙普遍发育在页岩基质中,可达mm级。不同类型的孔隙能够为页岩气的赋存提供不同尺度的储集空间,页岩吸附含气量与表征孔隙特征的参数(TOC、BET比表面积、BJH总孔体积)具有显著的正相关关系。微裂隙与粒间孔隙对页岩中烃类的运移最有利。     

砂砾岩储层特征及控制因素:以红山嘴地区三叠系克拉玛依组上段为例

为了有效地在准噶尔盆地红山嘴地区克拉玛依组上段(克上段)寻找有效储集体,利用岩心、铸体薄片、扫描电镜及压汞等资料的综合分析,对研究区的储层特征和储层发育的控制因素进行了研究。结果表明该区克上段储层岩屑含量高,结构成熟度和成分成熟度偏低;分析了控制储层发育的因素,沉积因素(基质含量、岩性及砂砾岩成因类型)是内因,砂砾岩储层中,基质含量与物性成反比;牵引流物性好于洪流型,碎屑流型最差;成岩作用(压实、胶结及溶蚀作用)为外因,压实作用造成砂砾岩孔隙结构变差,胶结作用在富基质和含基质型具有破坏作用,而对于贫基质型起保护作用;通过对砂砾岩储层特征与控制因素综合分析,将研究区的储层分为4类,并绘制了有利储层分布图,扇三角洲前缘内带物性最好,外带次之,平原物性较差。     

黔北地区下寒武统牛蹄塘组页岩储层发育特征:以岑巩区块为例

依据矿物学、有机地球化学、孔隙结构、甲烷吸附性、岩石力学性质、裂缝发育特征和保存条件等方面的资料,对研究区下寒武统牛蹄塘组页岩储层发育特征进行了系统研究。结果表明,牛蹄塘组页岩具有较高的有机质丰度、脆性矿物含量、热演化程度和甲烷吸附能力。与北美主要产气页岩及龙马溪组页岩相比,牛蹄塘组页岩以Ⅰ型有机质为主,有机孔发育规模较小,孔径多小于5nm,甲烷吸附/脱附能力强。矿物粒间与粒内孔缝是牛蹄塘组页岩储集空间与渗流通道的主要来源,高TOC含量伴随的高石英(刚性矿物)含量有利于微观孔缝的发育、保存及游离气的富集。牛蹄塘组宏观裂缝以构造缝为主,其次为层间缝,微观上主要为层间、粒间和粒内缝;方解石与石英等裂缝充填物内部发育开启的次级微裂缝、解理和溶蚀孔隙,滑脱缝与压扭/张扭性裂缝面糜棱化矿物粒间孔缝发育,增加了充填裂缝的有效性。在良好保存条件下,裂缝的发育对牛蹄塘组页岩含气性与渗透性均具有贡献,而对渗透性的改善是其最主要贡献。当TOC含量低于6.5%,TOC含量与孔隙度、总孔体积、脆性、兰氏压力、裂缝密度和游离气含量等储层参数具有正相关关系;当TOC含量大于6.5%时,正相关关系逐渐变为负相关。有机质类型、含量、成熟度及成岩作用对页岩储层宏观(脆性、裂缝发育程度)与微观(孔隙类型、孔隙结构、甲烷吸附性)性质均有重要影响。     

上扬子地区下寒武统牛蹄塘组页岩储层脆性评价:以贵州岑巩区块为例

页岩的脆性决定页岩储层的可压裂性,对页岩气的勘探开发影响重大。南方地区发育多套高脆性海相富有机质页岩,是我国页岩气勘探部署的重要战略地区。与已获得页岩气突破的龙马溪组页岩相比,下寒武统牛蹄塘组具有更大的沉积厚度与更广泛的分布面积,是我国页岩气勘探开发亟待突破的另一重点层系。为此,利用研究区牛蹄塘组岩心岩石力学实验、阵列声波测井、矿物组分和裂缝发育程度等资料,运用弹性参数法与脆性矿物含量法对牛蹄塘组页岩脆性特征与主控因素进行评价与分析。研究表明:牛蹄塘组页岩脆性与以石英为主的脆性矿物含量间并非呈单一正相关关系。页岩脆性与可压裂性受控于页岩的脆性矿物含量、TOC含量、热演化程度(成岩阶段)和天然裂缝发育程度。由于石英与TOC含量具有正相关性,当TOC含量小于6.5%时,牛蹄塘组页岩脆性与石英和TOC含量呈正相关关系;当TOC含量大于6.5%时,TOC对塑性贡献速率大于石英对脆性贡献速率,页岩脆性随石英与TOC含量的增加出现降低趋势。此外,岩心裂缝发育程度与页岩岩石力学脆性特征相关性较好,在过高TOC含量层段页岩脆性较低,岩心裂缝发育程度较差。对于中国南方海相页岩脆性评价,应结合不同地区、不同层位的实际地质条件进行多因素综合评价,以优选出最佳钻井与压裂层段。     

滇东宣威地区宣威组“三气兼探”储层地质条件初步分析

以煤层气、页岩气、致密砂岩气为主的煤系"三气"在非常规油气资源中具有重要的地位。通过滇东宣威地区野外地质调查,发现宣威组煤系地层以河流及三角洲相煤、泥页岩、粉砂岩等岩性为主,地层厚100～270 m,含煤25～60层。结合钻井地震资料,岩性及岩相分析,优选出四个"三气"连续储层;储层煤层气含量较大,泥页岩瓦斯含量最高可达4 m3/t,具备较好的地质和资源潜力。通过分析煤层气、页岩气、致密砂岩气勘探开发特点,结合滇东宣威地区煤炭开发现状,认为在本区进行"三气共探共采",能够实现地质资源的最大价值,大大提高生产效益,成为云南省非常规天然气勘探开发的新突破口。     

咸化湖盆碳酸盐岩储层特征及孔隙形成机理——以柴西地区始新统下干柴沟组为例

近年来,柴达木盆地柴西地区始新统致密油勘探取得了重要进展,其主要岩石类型为混积的湖相碳酸盐岩,其中白云石化岩类为最优质的储集岩。通过系统的岩石学、结构学以及地球化学特征研究发现,白云岩以泥晶结构为主,发育少量藻云岩,具有"中孔—特低渗"型的物性特征,孔隙类型以晶间孔为主,含少量溶蚀孔。电子探针能谱面扫描分析结果显示,藻云岩中Mg元素富集区与藻纹层分布高度吻合显示其为微生物成因的原生白云岩,因微生物活动能够克服动力学障碍,为白云石形成营造出有利的微环境;偏光显微镜观察和X射线衍射分析结果显示,泥晶白云岩中均含碎屑颗粒和泥质组分,因周缘辫状三角洲沉积带来的碎屑物质混积而成,电子探针岩石组分分析结果显示其具有"高铝硅低铁锰"特征,Fe O的平均含量为0.942%,Mn O的平均含量为0.052%,明显低于文献报道的热液成因的白云岩中的铁锰含量,为准同生交代成因的典型特征。白云石化过程中产生了大量弥散性收缩晶间孔,孔隙半径小而数量众多是其孔隙度较高而渗透率较低的主要原因,这一发现对于柴达木盆地始新统的致密碳酸盐岩油气勘探具有重要意义。     

塔里木盆地柯坪地区奥陶系鹰山组台内滩储层地层特征对比研究:以石灰窑和大湾沟剖面为例

塔里木盆地碳酸盐岩礁滩体储层已经成为当前油气勘探的热点.以塔里木盆地柯坪地区石灰窑和大湾沟露头剖面为例,对奥陶系鹰山组台内滩地层的岩相组成及层序地层特征两个方面进行深入对比研究,并在此基础上分析了碳酸盐岩台内滩地层发育的控制因素.结果表明:(1)石灰窑地区和大湾沟地区鹰山组地层发育特征存在差异,石灰窑剖面以薄层颗粒灰岩...     

川东南石宝矿区龙潭组页岩气(煤层气)潜力分析 ——以SD1井为例

二叠系龙潭组是四川盆地最主要的海陆过渡相页岩气勘探层位。通过钻井岩芯和薄片观察、X射线衍射、扫描电镜、有机地球化学分析、孔渗测试、现场解吸和等温吸附等手段, 以SD1井为例, 对川东南石宝矿区龙潭组烃源岩特征和页岩气潜力进行研究。结果表明: 1)研究区SD1井龙潭组泥页岩累计厚度约47.74 m, 与煤层及粉-细砂岩交互出现, 主要为分流间湾和沼泽微相沉积; 2)泥页岩总体黏土矿物含量高(平均值为49.7%), 富菱铁矿、黄铁矿和锐钛矿, 缺乏长石和其他碳酸盐矿物; 3)有机质主要由镜质组构成, 干酪根δ13C集中分布在–22.8‰ ~ –24.2‰之间, 以Ⅲ型干酪根为主, 有机质丰度高(TOC平均值为7.37%), 处于过成熟生干气阶段, 生烃潜力大; 4)储集空间主要包括微裂缝、有机质孔、溶蚀孔和晶间孔, 孔隙度变化在3.05%~4.35%之间, 平均值为3.79%; 渗透率约为0.486 μD, 远小于0.1 mD, 具超低孔超低渗特征; 5)现场解吸泥页岩含气量为0.61～4.70 m3/t, 平均值为2.16 m3/t, 含气性相对较好, 饱和吸附气含量均大于2.00 m3/t, 显示出良好的吸附性能。综合研究认为, 川东南石宝矿区龙潭组页岩气开发潜力较大, 龙潭组上段中部C14–C17碳质泥岩夹煤层组合和龙潭组中段上部C20–C24碳质泥岩夹煤层组合为主力勘查层段。     

基于核磁共振实验对页岩孔隙结构及分形特征研究——以荆门地区YT2井五峰组—龙马溪组为例

页岩气是化石能源低碳化革命的重要能源补充。孔隙结构特征是衡量和评价页岩储层的重要指标。以荆门地区五峰组—龙马溪组页岩为例,通过选取荆门地区页岩样品进行有机地球化学、矿物组成等分析的基础上,基于核磁共振(NMR)测试和分形分析,对比了核磁孔隙度与常规水测孔隙度的相关性,研究了页岩全尺寸孔隙结构和分形特征。结果表明：荆门地区研究层位核磁共振孔隙度与常规孔隙度具有较好的相关性。荆门地区YT2井核磁共振孔径主要为2～100nm,孔隙体积主要由中小孔提供。孔径为2～100nm范围内提供的孔隙度从样品YT2-4、YT2-18、YT2-2、YT2-11、YT2-12依次减小。NMR模型分形曲线并非直线,具有明显的转折点,页岩中小孔和大孔微观孔隙结构特征呈现出明显的各向异性分形特征。有机质含量与矿物组成对分形维数有明显的控制作用。应用核磁共振技术可以有效对页岩微观孔隙结构与形态特征进行分析,为页岩储层评价和页岩孔隙非均质性研究表明了新的思路。