川东南丁山地区龙马溪组富有机质页岩脆性评价

开展页岩储层的脆性评价对优选页岩气藏有利层段具有重要意义。综合利用岩心、测井、Ｘ 射线衍射、岩石力学实验等资料,采用岩石矿物组分法和弹性参数法对丁山地区龙马溪组页岩脆性特征进行了综合研究,进而开展了页岩储层可压裂性评价。结果表明:研究区龙马溪组页岩矿物脆性主要受石英、长石、黄铁矿等矿物的影响,矿物脆性指数为３６．２％～６２．７％,平均４８．１％;不同围压条件下,页岩受力破坏主要有劈裂型、双剪切型、单剪切型 ３种模式,力学脆性指数为 ４０．７％ ～６１．６％,平均５２．６％。与国内外其他页岩产气区相比,研究区页岩脆性指数级别为中等偏上,脆性矿物、脆性指数与 ＴＯＣ含量具有较好的相关性,岩石可压裂性较好。ＤＹ１井龙马溪组脆性较强井段位于２０２７．０～２０５４．２ｍ,脆性指数均超过５０％,可实施压裂求取产能,与实际生产情况匹配性较好。      

页岩气储层研究新进展

随着页岩储层研究的不断深入,取得了一系列重要进展和认识,主要体现在对页岩储层孔隙空间类型、储层物性控制因
素以及页岩气预测与评价3方面。主要的认识有:①页岩储层中的纳米孔隙及微裂缝是重要的储集空间;②矿物组成是影响储层
储集性能及产能的重要因素,黏土矿物含量是影响页岩气吸附性及孔隙大小的主要因素,而脆性矿物可以有效改善储层物性并提
高压裂的成功率;③有机质含量和热成熟度是影响页岩储层有机质纳米孔隙发育的关键因素;④基于页岩岩性精细划分,可以根
据页岩储层岩性及岩相层段预测有利层段;⑤提出了利用层序地层学的方法对页岩储层进行研究的理念。这些成果和认识推动
了页岩气储层研究的步伐,但仍存在许多科学难题尚未解决。      

威信凹陷龙马溪组页岩成藏条件分析

下志留统龙马溪组是威信凹陷页岩气重点勘探评价层系之一。以威信凹陷下志留统龙马溪组为研究对象,通过5口井的孔渗、比表面、X衍射矿物分析、有机质含量、镜质体反射率、三轴应力实验和常规测井以及ECS测井数据分析了该页岩储层的地球化学特征、储存能力、矿物成分以及储层力学特性。结果表明:与北美及四川礁石坝页岩比较,该页岩储层有机质丰度一般,成熟度高,地球化学特征有利于大量生烃;吸附性较好,孔渗性较低,表现出较好的存储特性和较差的物性;脆性矿物含量适中,杨氏模量适中,但泊松比较小,储层表现出较好的脆性;在纵向上,龙马溪组下部泥岩层具有较大的w(TOC)值与较好的孔渗特性,且脆性矿物含量普遍高于上部,较上部表现出更好的开发潜力。      

莱阳凹陷水南组页岩气储层特征及可压性分析

莱阳凹陷水南组是山东省中生代暗色泥页岩发育最好的层位之一,为了获取水南组泥页岩可压性,对水南组页岩气储层开展岩性特征、有机地化特征、裂缝发育特征、脆性/黏土矿物特征、脆性指数等方面研究。结果表明：莱阳凹陷水南组泥页岩发育厚度为200～443m,泥地比大于70%;有机碳含量平均为1.38%,生烃潜量平均为4.42mg/g,干酪根以Ⅱ型为主,Ⅰ型次之,镜质体反射率为0.70%～1.30%,泥页岩中宏观裂缝和微裂缝发育,利于后期压裂诱导缝的产生;泥页岩脆性矿物平均含量为75.2%～94.1%,脆性矿物含量较高,采用改进岩石脆性指数评价方法计算水南组泥页岩样品脆性指数为28%～63%,水南组泥页岩脆性很强,说明水南组泥页岩具有较好的可压性,利于人工压裂改造形成网状体积裂缝,研究成果对水南组页岩气储层改造具有很好的借鉴意义。     

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Adam-神经网络的致密砂岩脆性评价方法:以南堡凹陷高北边坡为例

致密砂岩储层脆性评价对于“甜点”区预测和压裂改造都有重要作用。针对目前脆性评价力学机理不足、脆性矿物组分分析准确性不高的问题，提出了一种考虑岩石力学性质、脆性矿物组分和岩石成熟度的Adam-神经网络脆性综合评价方法。根据南堡凹陷高北边坡27块岩样的三轴力学实验结果，分析了岩石应力-应变曲线和破坏形态得出Rickman脆性指数，根据全岩矿物X-衍射实验分析得到反映成熟度的黏土矿物和反映脆性组分的非黏土矿物的含量，然后以反映力学性质的Rickman脆性指数为目标函数，以黏土矿物和非黏土矿物含量为训练参数，通过改进的Adam算法建立神经网络脆性评价模型，最后用测井曲线验证模型的准确性。研究表明，该地区脆性矿物以石英、长石为主，中等脆性程度，岩石区域各向异性较强，测井动态力学参数计算的脆性指数与模型相吻合。该Adam-神经网络算法结合力学、地质和矿物学因素, 可以快速得到更加准确的区域脆性指数，对指导选井选层，压裂施工都有很好的指导意义。      

陆相页岩气的泥页岩评价——以延长下寺湾区上三叠统延长组长7段为例

以鄂尔多斯盆地的延长下寺湾区中生界延长组长7段陆相泥页岩为研究对象,在样品实验数据分析和单井岩心观察的基础上,根据泥页岩的发育与分布特点和有机地球化学特征对陆相页岩气的泥页岩进行评价.结果表明:延长下寺湾区延长组长7段泥页岩主要为浅湖—深湖相沉积,泥页岩累计厚度适宜,有机质类型以Ⅱ1为主,有机质丰度较高,具备页岩气生成的物质基础,有机质演化主要处于成熟阶段.分析美国海相产气页岩与中国陆相产气页岩的综合特征,长7段泥页岩脆性矿物质量分数大于25%,有利于储层的后期改造.相对美国储层物性较好的页岩,根据现场解析法测得的长7段泥页岩含气量较高(平均为4.5m3/t),埋深适中,分布稳定,具有勘探潜力和开发前景.     

渤海湾盆地济阳拗陷沙三段页岩气地质条件分析

沙河街组三段的湖相富有机质泥页岩是济阳拗陷常规油气的主力烃源岩,也是该拗陷页岩气勘探的重点研究层系.分析沙三段暗色泥页岩的地球化学指标、页岩储层特征、含气性等,探讨济阳拗陷沙河街组湖相泥页岩形成页岩气的地质条件.结果表明:沙河街组湖相泥页岩沉积厚度大,平均大于200m;有机碳含量高,干酪根类型好,以Ⅰ型为主,Ⅱ1和Ⅱ2为辅;成熟度以成熟—高熟为主,与美国产气页岩和中国南方上扬子地区海相富有机质页岩地球化学特征具有可比性.湖相泥页岩脆性矿物质量分数高,石英与碳酸盐岩所占比例大,黏土矿物质量分数为10%～30%,页岩储层裂缝类型多样.由于砂泥岩互层频繁,粉砂或砂质夹层孔隙可以有效改善页岩储层储集性能,为页岩气提供有效的储集空间.泥页岩层段气测显示异常,指示其良好的含气性.沙三段富有机质泥页岩是济阳拗陷页岩气勘探的优选层系,具有良好的页岩气勘探潜力.     

海陆过渡相页岩气储层非均质性及其主控因素——以鄂尔多斯盆地东缘大宁—吉县区块山西组为例

海陆过渡相页岩沉积受海相与陆相环境的双重控制,页岩气储层具有较强的非均质性。在岩心观察的基础上,采用X线衍射全岩矿物分析、干酪根显微组分鉴定、TOC质量分数测试、场发射扫描电镜、低温气体吸附及高压压汞等方法,分析鄂尔多斯盆地东缘大宁—吉县区块山西组山₂³亚段(P₁s₂³)页岩气储层非均质性特征。结果表明：山西组页岩气储层非均质性包括矿物组分、有机质质量分数及类型、微观孔隙类型、微观孔隙结构。P₁s₂³上段为潮控三角洲相页岩,脆性矿物质量分数低(平均为39.2%),TOC质量分数较低(平均为2.3%),有机质类型为Ⅲ型,有机质孔发育不佳,孔隙结构参数较差,为中等页岩气储层。P₁s₂³下段为河口海湾相页岩,其中封闭潟湖、海湾微相页岩脆性矿物质量分数高(平均分别为74.1%、67.2%),TOC质量分数高(平均分别为7.3%、11.2%),有机质类型为Ⅱ...     

四川长宁页岩总有机碳地震定量预测方法

页岩总有机碳(TOC)质量分数是评价页岩储层生烃能力的重要参数,也是页岩气"甜点"预测的关键要素。以四川盆地长宁地区下志留统龙马溪组页岩气储层为研究对象,提出一种页岩TOC地震定量预测方法。首先,通过测井解释和地震资料处理分析,明确页岩优质储层地震和测井响应特征;然后,通过地震岩石物理分析和测井资料分析,确定TOC的敏感参数为密度,并建立它与TOC质量分数之间的拟合关系,得到研究区TOC质量分数经验公式;最后,结合叠前地震反演技术获得的密度体和经验公式,将密度体转化为TOC数据体,进而定量预测TOC质量分数。结果表明,利用叠前反演获得的密度体可进行TOC质量分数定量预测,并且预测的TOC质量分数相对误差小。该技术在研究区页岩气勘探中有很好的适应性。     

四川盆地长宁示范区龙马溪组页岩岩石力学特性及脆性评价

页岩的岩石力学特性对页岩气开发效果具有重要影响,因此以四川盆地长宁示范区志留系龙马溪组泥页岩层段为研究对象,分析其力学与脆性特性。采用矿物组分分析、地球物理测井分析和实验室力学实测相结合的方法,比较了龙马溪组龙一段和龙二段的脆性矿物含量、泊松比、杨氏模量、岩石脆性、三轴压力等力学特性。结果表明:龙二段比龙一段具有更高的脆性矿物含量,龙一段的泊松比明显高于龙二段,利用纵横波时差比可以反映泊松比的变化,纵横波时差关系图的斜率与泊松比具有相反的变化趋势。龙一段样品的杨氏模量低于龙二段样品,通过杨氏模量和泊松比关系图发现龙一段与龙二段发生分离,龙二段页岩段的脆性指数大于0.5,应力、应变曲线的负坡较陡。综合评价分析表明:龙二段具有较低的泊松比、纵横波时差比和较高的杨氏模量,龙一段比龙二段更易变形。因此龙二段脆性优于龙一段脆性,有利于后期的压裂改造。      

页岩气资源潜力评价的几个关键问题讨论

综合国内外的页岩气研究现状,认为页岩气是未来重要的补充能源,但其发展尚需要大量的工作;中国学者对页岩气的概念和资源评价方法的认识逐渐趋向于统一,关注的泥页岩评价指标主要是总有机碳、成熟度、连续厚度和泥页岩中脆性矿物含量.在对页岩气的定义进行限定的基础上,提出了含气泥页岩层段和泥页岩含气系统的概念,应用这种概念更有利于页岩气的资源评价和开发.除了常规的泥页岩评价指标外,应对泥页岩层段和系统中顶、底板的研究给予高度重视;提出了顶、底板主要特征,特别是不渗透岩层能封堵泥页岩中形成的天然气.在页岩气资源量计算中,应考虑到烃源岩纵横向上的非均质性,应用权重系数考虑不同厚度烃源岩的有机质丰度参数;同时,提出了一种新的泥页岩含气系统纵向单元精细划分方法.由于国内对页岩气中吸附气和游离气的测试方法尚不统一,对同一样品测试结果相差较大,缺乏相应的分析测试标准,因此提出了按照泥页岩总有机碳含量及氢指数确定含气量的方法;该方法尽管结果不一定很精确,但对于目前测试数据误差较大或缺乏的情况,能提供重要参考.页岩气资源评价总体上应兼顾评价方法的科学性、合理性、可靠性和可操作性;依据勘探程度选择评价方法,分类评价与分级评价相统一.最后,建议采用镜质体反射率与总有机碳的乘积和开采系数的关系图,来预测开采系数.     

鄂尔多斯盆地东南部下寺湾—云岩区二叠系山西组页岩气形成条件

鄂尔多斯盆地东南部下寺湾—云岩区页岩气资源量较大,二叠系山西组作为主要的目的层系之一.基于钻井资料和暗色泥页岩样品化验资料,从暗色泥页岩生烃条件、储层特征、含气性等方面研究研究区山西组暗色泥页岩中页岩气的形成条件.结果表明:山西组暗色泥页岩分布广泛,且厚度大,平均厚度为80m,有机碳质量分数较高(平均为2.37%),有机质类型以Ⅰ、Ⅱ型为主,成熟度处于成熟—过成熟阶段,具有很强生烃潜力.矿物组成以石英和黏土矿物为主,黏土矿物中主要为伊蒙混层,吸附能力强.硅质、碳酸盐岩等矿物较多,岩石脆性大,造缝能力强.研究区山西组泥页岩中裂缝极为发育,储集条件优越,泥页岩段气测显示活跃,结合页岩含气层显著的测井响应,显示暗色泥页岩段含气性好,页岩气资源潜力较大.鄂尔多斯盆地东南部下寺湾—云岩区二叠系山西组具有良好的页岩气形成地质条件,厚层泥页岩分布区如下寺湾区、云岩区北部黑家堡、关庄及研究区中部延安等,是页岩气成藏的有利发育区.     

陆相沉积盆地泥页岩含气量影响因素探讨—以潍北凹陷为例

页岩气以游离态和吸附态赋存于泥页岩中,泥页岩含气量的多少是页岩气资源潜力评价的重要指标,也是勘查开发过程中最重要的制约因素。该文利用潍北凹陷大量实测数据,分别建立泥页岩含气量与有机地化参数、储集物性参数、矿物成分等相关关系图,探讨各参数与泥页岩含气量的相关性和影响因素。研究表明:含气量与有机碳含量相关性最好,相关强度达到中等正相关;孔隙度与含气量无相关关系;岩石密度与含气量、有机碳含量均具有中等程度的负相关。提出了间接获取泥页岩含气量的方法和手段,为准确地评价页岩气资源潜力提供依据。     

下扬子地区海陆过渡相页岩气成藏条件与主控因素:以萍乐坳陷二叠系乐平组为例

萍乐坳陷二叠系乐平组是典型的下扬子地区海陆过渡相泥页岩的发育层系。通过野外地质调查、样品采集和分析测试等对萍乐坳陷二叠系乐平组泥页岩的发育特征、有机地球化学特征、储层特征和含气性等页岩气成藏地质条件进行了分析。结果表明:萍乐坳陷二叠系乐平组页岩单层厚度小、累积厚度大,横向、纵向连续性差;有机质丰度较高,w(TOC)以1.0%~2.5%为主,有机质类型以Ⅲ型和Ⅱ2型为主,有机质成熟度R_o分布在0.6%~4.5%之间,以高成熟-过成熟为主。页岩矿物组成中黏土矿物较为富集,[JP2]储层孔隙类型主要为微孔隙和微裂缝,储层物性较差;总含气量和最大吸附气含量都较小。在页岩气成藏地质条件研究的基础上,结合区域沉积-构造背景的分析表明,页岩气成藏控制因素为:沉积环境、构造运动和保存条件。综合分析表明萍乐坳陷二叠系乐平组页岩气成藏条件一般,但在有机质丰度高、物性较好、埋藏适中的构造稳定地区仍然有较好的页岩气资源前景。      

川南地区深层页岩气储层特征及含气性主控因素

深层页岩气是非常规天然气勘探的重要目标。以川南威荣页岩气田五峰—龙马溪组为研究对象,利用地球化学测试、X线衍射矿物分析、场发射扫描电镜、气体吸附实验及含气性测试等方法,分析深层页岩气储层特征及含气性,探讨含气性主控因素。结果表明：深层页岩气储层具有高TOC、高孔隙度、高含气量和高脆性矿物质量分数的特征;深层五峰—龙马溪组页岩主要孔隙类型为迁移有机质孔,存在黏土矿物层间孔,中孔和微孔约占孔体积的88%。纵向含气量具有差异性,呈底部含气量高、顶部含气量低的特征,页岩含气性受多种地质因素控制,TOC质量分数是控制含气性主要因素之一,与含气性呈正相关关系;低矿物质量分数对含气量有利,石英对含气量具有积极作用,黏土和碳酸盐矿物对含气量具有双重作用;岩相对含气量影响明显,富碳硅质页岩含气量最好,为优质岩相类型;高角度裂缝对含气量不利,水平裂缝发育区含气量较高;地层压力越大,页岩含气量越高。该结果对深层页岩气勘探开发具有指导意义。     

辽河盆地东部凸起太原组页岩气聚集条件及有利区预测

从辽河盆地东部凸起太原组泥页岩发育的沉积背景、地球化学条件、储集物性及含气性等方面分析页岩气聚集的基础条件,采用多信息叠合法对该区太原组页岩气富集有利区进行预测.结果表明:太原组地层发育潮坪、沼泽及泻湖相,富有机质暗色泥页岩、碳质泥页岩,单层厚度大,分布面积广,连续性好,有机碳平均质量分数为3.3%,有机质类型以Ⅲ型为主的混合型,生烃潜力较大,热演化程度高,处于大量生气的阶段;泥页岩脆性较好,孔隙和裂缝发育,含气性好,具备页岩气聚集的地质、地球化学条件及储集物性条件,有利于页岩气的生成、富集及后期储层改造.根据页岩气富集的多种因素分析结果,认为王家南部地区页岩气聚集条件和储集性能较优越,是辽河盆地东部凸起太原组页岩气勘探开发的有利区域.     

湘中及湘东南地区泥盆纪榴江组页岩气成藏条件及前景分析

对湘中及湘东南泥盆纪榴江组页岩气有利层位进行了地球化学、物性特征分析,结合地质保存条件对榴江组含气页岩层进行综合解析。主要物化指数:TOC介于0.44%~2.35%之间,平均值为1.50%;Ro值范围为2.17%~2.59%,均值为2.42%;有机质类型为Ⅱ型,具有良好的生油生气潜力;脆性矿物含量46%~90%,脆性矿物含量较高;其有效孔隙度度为2.4%,渗透率小于0.04×10-3μm2;厚度变化在整个盆地形成"中间薄两头厚"的特点,主要范围为50m~500m。依据物化特征及成藏地质背景划分了三个有利区,以期更好的重点突破。     

湖南永顺区块牛蹄塘组页岩气勘探前景及选区评价

永顺区块位于中上扬子地台牛蹄塘组页岩气富集区,整体勘探程度较低,页岩气勘探前景不明。利用露头、岩心、测试和地震等资料,分析研究区牛蹄塘组页岩气勘探前景,以页岩气富集理论为指导,结合地球化学分析技术、地质评价—地球物理联合预测技术,评价有利勘探区块。结果表明:永顺区块牛蹄塘组具有优越的烃源供给条件,厚度大,分布广,燕山期是其主要的聚集及成藏期;页岩储层低孔低渗特征明显,储集类型多样,脆性矿物丰富,有利于页岩气储集及压裂改造;研究区构造样式相对简单,断裂、盖层发育分区性明显,关键构造事件控制源盖动态匹配。残留向斜斜坡是研究区有利的勘探目标,Ⅰ类有利区面积为102.1km~2,Ⅱ类有利区面积为88.2km~2。     

重庆黔江地区下寒武统牛蹄塘组页岩气成藏条件

下寒武统牛蹄塘组是重庆黔江地区继下志留统龙马溪组之后,最有望取得页岩气勘探突破的重点层系之一,但其页岩气勘探方向仍不明确。通过钻井岩心和野外露头剖面观察,采用显微薄片、扫描电镜、全矿物-黏土矿物X衍射、有机地球化学参数等多项实验测试方法,系统分析了区内牛蹄塘组沉积环境、富有机质页岩的分布与埋深及其有机地球化学指标、储集性特征、保存条件与含气性特征等页岩气成藏条件。研究表明区内牛蹄塘组处于浅水陆棚-深水陆棚过渡沉积环境,富有机质页岩分布于地层下部,沉积厚度40～80 m;有机碳质量分数介于2.0%～6.0%,热演化程度达过成熟阶段,有机质类型以Ⅰ型为主,生烃强度5×108～20×108 m3/km2,生烃潜力较大;脆性矿物含量较高,黏土矿物以伊利石和伊/蒙混层为主,页岩储层储集空间类型多样,具低孔-超低渗特征,具备了页岩气藏发育的良好地质条件。综合各种页岩气选区评价指标表明,黔江-濯水-酉阳以西、彭水以东、北抵郁山-黔江、南至洪渡-酉阳等区域的牛蹄塘组页岩气成藏条件优越,为区内页岩气勘探有利区带。