皖南地区古生界页岩孔隙特征及影响因素

为了评估下扬子皖南地区古生界页岩气储层性质,应用扫描电子显微镜、高压压汞法、N₂和CO₂气体吸附法,对皖南地区古生界页岩孔隙特征和孔隙结构进行研究,并探讨页岩孔隙发育的主要影响因素。结果表明,皖南地区古生界页岩孔隙度和渗透率低,页岩样品中常见粒间孔、凝絮孔、溶蚀孔、基质晶间孔和有机质孔,并且发育微米-纳米级孔隙。古生界页岩孔隙中50%以上为微孔和介孔;孔隙结构主要为圆柱孔、狭缝型孔和混合型孔,平均孔径范围为4.17~12.06 nm。页岩孔容和比表面积随着有机碳(TOC)含量的增大而增大;页岩孔隙度随着有机质成熟度(R_o)的增大而减小;页岩孔容随着黏土矿物含量的增加而增大,随着脆性矿物含量的增加而减小。     

上扬子区古生界页岩的微观孔隙结构特征及其勘探启示

页岩的微观孔隙是评价页岩气资源潜力以及是否具有开采价值的重要指标。对上扬子区遵义、通江、广元等地下寒武统牛蹄塘组、下志留统龙马溪组和上二叠统大隆组的页岩进行采样,运用扫描电镜、氮气吸附和压汞实验对这些页岩的孔隙结构特征及其影响因素进行了研究。结果表明,大隆组页岩具有很低的比表面积和孔隙度,其中孔径小于100 nm的孔对孔隙度的贡献率在10%左右,主要孔隙类型为草莓体黄铁矿晶间孔;龙马溪组和牛蹄塘组页岩则具有较高的比表面积和孔隙度,50%~80%以上的孔隙度来自小于100 nm孔的贡献,主要孔隙类型是干酪根孔隙和溶蚀孔隙。认为页岩微观孔隙的发育与页岩的类型、溶蚀作用以及成熟度等因素有关。     

下扬子地区大隆组页岩孔隙发育特征及主控因素

为了研究下扬子地区二叠系大隆组页岩孔隙结构特征,联合扫描电镜、高压压汞、N₂/CO₂气体吸附实验手段对页岩储层孔隙结构进行了研究。结果表明,研究区二叠系大隆组页岩孔隙类型以有机质孔、粒间孔、粒内孔、溶蚀孔和微裂缝为主;孔隙结构为多峰态-多尺度孔隙并存,微孔-介孔-宏孔都有发育,各个尺度的孔隙对孔容都有所贡献,其中以0.75～1.5 nm的微孔、10～35 nm的介孔及大于100 nm的宏孔为主。通过拟合孔体积、比表面积与埋深、有机碳(TOC)、成熟度(R_O)以及矿物含量的相关性发现,微孔表面积与埋深、TOC呈正相关;微介孔体积和表面积均与R_O呈负相关;宏孔体积与埋深、TOC、黏土矿物含量呈负相关,与R_O呈较正相关;宏孔表面积与埋深成正比,与R_O成反比。研究结果说明下扬子地区大隆组页岩孔隙发育主要受控于埋深、TOC、R_O、黏土矿物含量等因素。     

下扬子地区高家边组底部黑色页岩与北美Marcellus页岩地质特征对比

从地层形成的构造古地理环境、地层的厚度及空间展布以及烃源岩的岩性特征等方面,对美国东部阿巴拉契亚盆地中泥盆统Marcellus页岩和下扬子地区的下志留统高家边组黑色页岩作对比研究。结果发现,两套地层形成于相似的古地理环境,都沉积于前陆盆地早期缺氧的闭塞水体中,都是有利于细粒的有机质保存形成黑色页岩的环境。两套地层的分布和埋深都受到同沉积构造及其后期改造作用的相互影响,同时也对其中页岩的空间分布和勘探前景起重要的控制作用。两套页岩都是较好的烃源岩,含有较高的总有机碳(TOC)和脆性矿物,且都达到了高成熟阶段,生气和产气潜力大。相对于Marcellus页岩,高家边组黑色页岩TOC含量较低,埋深更大,而且受到多次构造作用的改造,使得其勘探风险相对较大。     

中扬子地区下古生界页岩气的勘探潜力

页岩气有别于已经大量开采的常规天然气,在成藏机理和赋存特征方面都有其独特的特点,识别与评价页岩气的方法也有别于以往对常规天然气气藏的评价模式。泥页岩厚度、埋深、总有机碳含量、成熟度是其重要的判别指标。对比美国东部典型页岩气产出地区页岩气藏地质条件,湘鄂西的恩施—建始、桑植—石门地区为下寒武统、志留系页岩气勘探有利地区。     

中扬子地区下古生界页岩气的勘探潜力

页岩气有别于已经大量开采的常规天然气,在成藏机理和赋存特征方面都有其独特的特点,识别与评价页岩气的方法也有别于以往对常规天然气气藏的评价模式.泥页岩厚度、埋深、总有机碳含量、成熟度是其重要的判别指标.对比美国东部典型页岩气产出地区页岩气藏地质条件,湘鄂西的恩施一建始、桑植一石门地区为下寒武统、志留系页岩气勘探有利地区.     

中扬子地区下古生界页岩气的勘探潜力

页岩气有别于已经大量开采的常规天然气,在成藏机理和赋存特征方面都有其独特的特点,识别与评价页岩气的方法也有别于以往对常规天然气气藏的评价模式。泥页岩厚度、埋深、总有机碳含量、成熟度是其重要的判别指标。对比美国东部典型页岩气产出地区页岩气藏地质条件,湘鄂西的恩施—建始、桑植—石门地区为下寒武统、志留系页岩气勘探有利地区。     

扬子陆块下古生界页岩发育特征与沉积模式

为了深入探讨扬子陆块下古生界页岩发育与分布特征、建立沉积模式,系统收集与整理了扬子陆块下寒武统牛蹄塘组与上奥陶统-下志留统五峰-龙马溪组两套富有机质页岩大量数据,选取贵州省三都县渣拉沟及四川省筠连县昭104井两个典型剖面与井岩芯进行了系统观察与采样,对扬子陆块范围内两套富有机质页岩岩性与沉积相发育特征进行了系统分析.研究表明,早古生代以来,扬子陆块受被动大陆边缘扩张与陆缘造山挠曲坳陷两类成盆环境影响[1-2],牛蹄塘组页岩沉积于被动大陆边缘扩张环境,缘于上升洋流与缺氧事件复合沉积模式,富有机质页岩以扬子陆块东南缘深水陆棚-斜坡相区最为发育、厚度最大、有机碳含量最高;五峰-龙马溪组页岩沉积于加里东期周缘前陆造山环境,缘于浅水陆棚-闭塞滞留海湾沉积模式,富有机质页岩以中上扬子陆块东南缘深水陆棚区最为发育、厚度最大、有机碳含量最高.     

湘西北下古生界黑色页岩扫描电镜孔隙特征

利用扫描电镜对湘西北下古生界下寒武统牛蹄塘组和下志留统龙马溪组的黑色页岩样品进行了观察,进一步分析了黑色页岩中的微观孔隙类型、特征及其形成演化过程。区内两套黑色页岩内部发育多种储集空间类型,可概括分为3大类:矿物基质孔、有机质孔、微裂缝,其中矿物基质孔又可细分为粒间骨架孔、凝絮成因孔、溶蚀孔和基质晶间孔,有机质孔主要包括生物骨架孔和生烃残留孔。原始的沉积环境与成岩过程决定了泥页岩中的孔隙和微裂缝系统,不同的成岩阶段控制着页岩中孔隙结构的演化过程,进而影响着页岩气的赋存状态。泥页岩中这种复杂的微观孔隙网络系统为油气储集提供了有效空间,也为页岩气的渗流提供了主要通道,对页岩气的成藏和开发有重要意义。     

上扬子地区寒武系牛蹄塘组页岩有机质孔隙发育特征及主控因素

上扬子地区下寒武统牛蹄塘组页岩气勘探开发程度较低,且不同沉积区域有机质孔隙发育具有明显的差异性。本文针对位于上扬子板块东部鄂西裂陷槽的EYY1井、板块西部浅水陆棚相的W001-4井以及板块北部汉南古陆的SNY1井3个不同沉积区域的钻井样品进行分析,根据矿物组成划分了岩性;利用扫描电镜观察分析了有机质类型及有机质孔隙发育特征,并在此基础上讨论了有机质孔隙发育的主控因素。研究发现：(1)不同区域牛蹄塘组页岩矿物及岩性组成有差异,EYY1井、W001-4井页岩取样段岩性包括硅质页岩、钙质页岩和过渡型页岩3类,而SNY1井取样段岩性均为硅质页岩;(2)牛蹄塘组有机质分为原生有机质和运移有机质,原生有机质均具有较高的C/O比值,平均为6.74;运移有机质C/O值相对较低,平均为2.71;(3)EYY1井与SNY1井有机质孔隙发育较好,面孔率达到6%～28%,而W001-4井有机孔发育较差,面孔率为3%～10%。牛蹄塘组有机孔孔径分布均为单峰型,EYY1井和SNY1井有机质孔隙直径主要分布在2～50 nm, W001-4井样品有机质孔隙大小普遍在5～25 nm;硅质页岩有机质面孔率普遍高于钙质页岩...     

上扬子地区不同构造位置牛蹄塘组页岩孔隙特征的对比研究

对位于不同构造位置的两条下寒武统牛蹄塘组页岩采石场剖面进行了垂向系统采样研究,并进行了有机地球化学、矿物学及孔隙度测试。酉阳丹泉剖面富有机质层段集中在牛蹄塘组下部,厚度在25 m以上,总有机碳含量(TOC)均大于5.65%,遵义松林剖面仅对下部富有机质页岩进行采样,但基于富有机质层段地球化学垂向变化趋势可进行对比研究。结果表明,页岩微孔体积主要由有机孔提供,且基本不受构造作用影响。松林剖面TOC值越高,伊利石含量越低,介孔体积越小;而构造稳定区页岩介孔体积除部分样品与松林剖面重合外,仍有部分样品介孔体积明显偏高,说明构造位置的差异对页岩介孔具有明显的影响。宏孔体积在TOC大于6.4%时有减小的趋势,但不同构造位置的两剖面样品受构造应力差异影响不明显。构造应力对孔隙的影响主要与岩石的力学性质及伊利石矿物孔的保存能力有关。     

Lithofacies and depositional characteristics of gas shales in the western area of the Lower Yangtze,China

The Lower Yangtze is considered as a potentially productive shale gas area in China, but only limited research has thus far been carried out there. On the basis of a detailed investigation of fourteen outcrops, eight lithofacies in the Hetang Formation (510–541 Ma), the Gaojiabian Formation (430–443.4 Ma), the Gufeng Formation (270–281 Ma) and the Dalong Formation (252–263 Ma) have been identified: silicalite, siliceous non‐calcareous mudstone, siliceous shale, carbonaceous shale, calcareous mudstone, silty–shaly interlaminated mudstone, siltstone and limestone. Three types of fossils were also found in the four formations: sponge spicules, radiolarians and graptolites. Moreover, four key outcrops of the fourteen were suitable for more additional detailed analyses and interpretation of their depositional environments and plausible sequence of the stratigraphic system tracts. As a result, the four potential shale gas formations were all divided into third‐order sea‐level sequences. Every third‐order sequence was further divided into four system tracts, corresponding to an early transgressive system tract (ETST), a late transgressive system tract (LTST), an early highstand system tract (EHST) and a late highstand system tract (LHST). On the basis of the interpretation of the lithofacies and depositional environments in the western area of the Lower Yangtze, sediments can be related to hydrothermal and biological processes, terrigenous clastic input and calcium compensation. These processes were interpreted to occur in a sequential order that we divide into three stages. The ETST period was the first stage, in which hydrothermal upwelling from the open ocean produced a siliceous lithological combination. During the second stage corresponding to the LTST + EHST, our results suggest that some biological communities in the stable deep water provided plenty of organic‐rich matter. The LHST period was the third stage, in which terrigenous clastic material was deposited close to the land, and some carbonate sediments began appearing near the platform. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

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。     

下扬子地区奥陶纪页岩气地质条件及远景区优选

由于下扬子地区中奥陶世胡乐组和早奥陶世宁国组是具有页岩气勘探潜力的新层系,进而开展了该区页岩气地质条件分析和远景区优选工作.从胡乐组和宁国组黑色页岩构造及沉积背景入手,利用区域地质调查和钻井资料,分析奥陶纪页岩的地球化学、储层及展布特征.下扬子地区中奥陶世胡乐组和早奥陶世宁国组泥页岩有效厚度大,单层厚普遍>30 m,有机质含量高且热演化程度存在适中区,脆性矿物含量高.下扬子地区奥陶纪页岩具备页岩气形成、富集的地质条件,具有较好的资源潜力,划分出安徽宁国奥陶纪页岩气远景区和浙江淳安—桐庐奥陶纪页岩气远景区.     

Geochemistry and geological significance of the Upper Paleozoic and Mesozoic source rocks in the Lower Yangtze region

The Lower Yangtze region is one of the important marine sedimentation areas of oil and gas distribution in southern China,for its favorable source rocks,reservoirs and covers.However,the intense tectonic movements and complex hydrocarbon generation process made it highly impossible to form large-sized oil and gas reservoirs.So it was divided to different hydrocarbon-bearing preservation units in oil-gas exploration.Recent study shows that the Permian and Lower Triassic source rocks in the Lower Yangtze region are complicated in lithology.The hydrocarbon generation potential of limestone there is low while argillaceous source rocks are overall of high abundance with excellent organic types,now in the process of hydrocarbon generation,so differences in high maturity influence the evaluation of organic matter abundance and type.Biomarker characteristics indicate a reductive environment.n-alkanes are marked by a single peak,with no odd-even predominance.The composition and distribution of the carbon numbers of n-alkanes,and the high abundance of long-chain tricyclic terpanes are indicative of marine sedi-mentation.The high contents of pregnane,homopregnane,rearranged hopane suggest that the source rocks are of high maturity.There is a good linear correlation between methylphenanthrene index and vitrinite reflectance.The correlation of oil-source rocks indicated that the oil of Well HT-3 may come from the Permian Longtan Formation in the Huangqiao area,the oil of Wells Rong-2 and Juping-1 came from the Lower Triassic Qinglong Formation in the Jurong area.The exploration here is promising in those different source rocks which all have great potential in hy-drocarbon generating,and oil and gas were produced in the late stage of hydrocarbon generation.     

上扬子黔北地区下寒武统海相黑色泥页岩特征及页岩气远景区评价

依据大量野外页岩实测地质剖面和2口页岩气钻井、样品岩石矿物组分分析、有机地球化学实验等大量分析测试资料,系统研究了上扬子黔北地区下寒武统牛蹄塘组黑色泥页岩的发育特征与分布,并结合北美海相页岩气形成地质条件及我国页岩气选区评价标准,预测了黔北地区页岩气勘探的有利区。结果表明:黔北地区下寒武统牛蹄塘组海相黑色泥页岩厚度大、分布广泛,早期海侵体系域水体相对较深,沉积和沉降中心位于研究区的东南部,主要的物源来自西北部,沉积相类型主要为砂质陆棚、浅水陆棚和深水陆棚相沉积,深水陆棚相分布在东南部地区,呈北西-南东向带状展布。晚期高位体系域,水体深度逐渐降低,随着相对海平面的下降,研究区陆棚砂体范围进一步扩大,浅水陆棚和深水陆棚向东南迁移,范围缩小。黑色页岩的有机质类型为Ⅲ型干酪根,有机碳含量很高,平均值为4.880%,普遍大于2%;有机质成熟度平均值为2.7%,总体演化程度较高; 黑色页岩的矿物成分主要为碎屑矿物和粘土矿物,碎屑矿物含量平均值为61.3%,成分主要为石英和少量的长石;粘土矿物含量平均值为31.1%,主要为伊利石和伊蒙混层矿物。与美国产气页岩的各项指标相比较,黔北地区下寒武统海相黑色页岩具有厚度较大、有机质丰度平均值高、热演化成熟度高、脆性矿物含量低、粘土矿物含量中等,页岩孔隙度低的特征。具备了页岩气形成的基本地质条件,是我国海相页岩气勘探的主要地区之一。综合评价预测了黔北地区下寒武统牛蹄塘组页岩气的有利、较有利远景区。     

下扬子地区上二叠统页岩气成藏条件分析

【研究目的】下扬子地区上二叠统广泛发育龙潭组-大隆组暗色页岩,是中国页岩气调查的重点层位。目前该区勘探程度低,导致对该区页岩气成藏条件认识不清。【研究方法】通过龙潭组和大隆组页岩地球化学特征、储集性能,以及保存条件等方面的研究,对该区页岩气资源潜力进行了评价,对有利区进行了优选。【研究结果】龙潭组和大隆组有机质丰度高,TOC含量普遍大于2.0%,热演化程度适中(介于1.3%～2.5%),储集空间以墨水瓶和狭缝状中孔为主,脆性矿物含量普遍高于50%,具有较好的生烃物质基础和可压裂性。龙潭组页岩累计厚度较大,具有良好的自封闭能力,保存条件总体优于大隆组。二者均发育多种类型的裂缝,是页岩气逸散的主要通道,此外,后期岩浆活动较为频繁,对于页岩气有很强的破坏作用,保存条件是页岩气富集的关键。【结论】下扬子地区上二叠统页岩气选区评价应以沉积环境、生烃能力、储集性能等为基础,以页岩气保存条件为关键,采取“强中找弱”的原则进行,最终在下扬子地区大隆组和龙潭组分别划分了5个有利区。