柴达木盆地北缘中段侏罗系页岩有机质孔隙演化特征

柴北缘侏罗系页岩的有机碳含量高、厚度大、分布广,但有机质成熟度总体处于未成熟—低成熟阶段,制约了研究区页岩气的表征与评价。通过开放体系下的加热实验,系统刻画了不同温度下的页岩有机质孔隙发育特征及演化过程。分析认为,热模拟温度200~400℃是有机质孔隙发育的优势温度区间,孔隙数量多,从微孔到宏孔都非常发育,孔隙间可形成网状连通。之后随着温度进一步升高,孔隙会出现"塌陷"现象,对页岩气的赋存起到抑制作用。与此同时,有机质的孔隙发育也具有不均一性,不同有机质显微组分孔隙发育能力存在差异,以镜质组、壳质组等为主的有机质显微组分孔隙发育较迟缓,有机质转化不彻底,而以沥青质体、藻类体、无定形体等为主的有机质显微组分孔隙发育时间早、强度大、孔隙之间的连通性好,是页岩气储集空间的主要贡献者。另外,结合能谱分析,认为元素的重量百分比及Ca、Mg等碱土元素的含量也是影响有机质孔隙发育的主要因素。     

柴达木盆地北缘东部侏罗系发育特征

侏罗系是柴达木盆地主力生油层,主要分布于盆地北缘。通过对柴北缘侏罗系标志层、岩性特征和沉积体系的综合研究,明确了主要露头剖面侏罗纪不同时期的沉积相类型。本区侏罗系主要发育 5 种类型沉积相,包括冲积扇、辫状河、扇三角洲、辫状河三角洲和湖泊,相带的展布和古地理演化均与区域构造运动密切相关。根据侏罗系内部及其与上下地层的接触关系和沉积旋回演化,柴达木盆地北缘东部经历了早--中侏罗世断陷湖盆沉积到晚侏罗世挤压坳陷沉积两大沉积演化阶段。     

中国页岩有机质类型及相关孔隙特征

近年,大量研究发现有机质孔的发育特征与有机质类型密切相关,本文系统总结了我国海相五峰-龙马溪组、陆相沙河子组页岩层系的有机质类型及相关孔隙特征:①海相页岩中现存的有机质成分主要包括浮游生物、底栖生物、真菌以及疑源类;②多细胞藻类和固体沥青相关的孔隙比较发育,且通常成群出现,连通性较好;③单细胞藻类和笔石相关孔隙不发育,且规模通常又较小,主要为几十nm的孤立孔隙;④陆相页岩现存的有机质成分主要包括镜质体、惰质体以及固体沥青;⑤镜质体和惰质体整体孔隙不发育,仅发育少数分散的有机质大孔,而固体沥青相关的孔隙比较发育,但固体沥青个体孔隙发育程度存在差异。     

柴达木盆地北缘麻粒岩的发现及地质特征

在柴达木盆地北缘东段,首次从古元代达肯大坂岩群中发现太古宙麻粒岩,并取得３４５０Ｍａ Ｓｍ－Ｎｄ等时线同位素年龄。该麻粒岩以包体地元古代变质出于元古代变质侵入体中,原岩为拉斑玄武质岩石,其形成于大洋岛弧构造环境,经高温高压麻粒岩相变质作用形成。     

陆相页岩热演化过程中孔隙分形特征

分形维数可定量表征储层孔隙结构的复杂性,为页岩储层评价提供思路。以热模拟获得的不同热演化阶段的鄂尔多斯盆地长7段页岩为研究对象,应用场发射扫描电镜观察了各演化阶段孔隙变化特征,并通过低温液氮吸附实验,研究各个演化阶段页岩孔隙分形特征,运用FHH模型计算页岩孔隙分形维数,探讨了分形维数与有机碳、矿物成分、孔隙结构参数的关系。研究结果表明：低成熟阶段页岩中纳米级有机质孔发育有限,随着成熟度的增加,在有机质内部开始逐渐发育孔隙,同时黏土矿物颗粒间的有机质也开始分解,出现纳米级层间孔,主要发育墨水瓶状孔和少部分的平行板状孔;孔径峰值主要在2~4 nm和40~50 nm,随着成熟度增加,上述2个孔径段的孔隙相对数量增加,分形维数依次增大,分形维数为2.592~2.717,孔隙非均质性增强。分形维数随着有机碳含量的减少而增加,而与石英、黏土矿物含量相关性不明显;随着成熟度增加,微孔和中孔比例增加,平均孔径减小,孔隙表面越复杂,比表面积和分形维数增加;分形维数与总孔隙体积、微孔体积、中孔体积具有很好的正相关性,而与大孔体积相关性较差。     

柴达木盆地北缘侏罗系页岩油气成藏条件地质地球化学分析

基于柴达木盆地北缘侏罗系中下统富有机质泥页岩厚度、有机地化特征、物性及泥页岩含油气性等的分析研究,探讨了该地区页岩油气成藏的地质条件,对有利的勘探层段和区带进行了预测。结果表明,柴达木盆地北缘湖西山组和大煤沟组富有机质泥页岩厚度大,有机碳含量多在1.5%以上;有机质类型主要为Ⅱ和Ⅲ型;有机质成熟度从未成熟至过成熟皆有;泥页岩中脆性矿物含量约占50%,孔隙度多在1%~8%之间,孔隙类型多样。湖西山组和大煤沟组泥页岩显示出较强的吸附气体能力,多口钻井在泥页岩段存在明显全烃异常。综上表明,柴达木盆地北缘地区湖西山组、大煤沟组2个层位具备形成页岩油气的地质条件,其中湖西山组中上部泥页岩段为页岩油气有利层段,有利区在冷湖4号-5号构造一带;大煤沟组五段为页岩气有利层段、大煤沟组七段为页岩油有利层段,有利区分布于苏干湖坳陷、鱼卡断陷、红山断陷、欧南凹陷和德令哈断陷东部、南部区。     

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。     

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。     

中国陆相页岩油富集特征

文章对页岩油的富集机理、富集过程和富集主控因素等进行了研究。页岩油比页岩气的发育条件苛刻,分布区域比页岩气局限,勘探难度较大。美国目前勘探开发的页岩油赋存于海相页岩,具有分布范围大、成熟度高、石油密度小、含蜡量低和黏度低等特征,为轻质油;我国页岩油主要为陆相页岩,具有分布范围小、成熟度低、石油密度大、含蜡量高和黏度高等特征,为稠油。美国产油页岩的矿物组成的石英和碳酸盐多为生物来源,石英含量、碳酸盐含量与有机碳含量有很好的正相关关系,与页岩油的含量也是正相关关系,且有利于后期压裂改造;我国陆相含油页岩的石英多为碎屑来源,碳酸盐多为化学沉积,石英含量、碳酸盐含量与有机碳呈负相关关系,与页岩油的含量也是负相关关系,且不有利于后期压裂改造。海陆相页岩油特征的差异可能是导致我国页岩油产量较低的原因,制约了页岩油的勘探开发。我国陆相断陷盆地页岩油勘探应寻找页岩有机质成熟度相对较高的深凹区和砂岩夹层发育的斜坡区,深凹区具有“油稀、高压和可改造”等特点,斜坡区具有“夹层发育、可改造”等特点。     

柴达木盆地北缘侏罗系大煤沟组7段油页岩低放射性控制因素

以探讨柴达木盆地北缘侏罗系大煤沟组7段(J2d7)油页岩低放射性的控制因素为目的,选取鱼卡地区典型井目的层段的油页岩和暗色页岩为研究对象,结合测井资料及含油率、有机地球化学、X射线衍射、元素地球化学等岩心测试分析资料,对二者的组构、水体介质条件、放射性物质供给特征及其与岩石放射性的关系进行详细对比分析。结果表明：与暗色页岩段相比,油页岩整体具有低的自然GR值,具有高的含油率、有机质丰度及沉积期还原性较强水体介质条件,具有较低的黏土矿物含量及沉积期母岩区较弱的风化程度。初步分析得出,有机质富集及贫氧水体介质条件对于区内油页岩的低放射性无明显影响,而古气候条件由温湿到逐步干热,导致陆源黏土矿物及放射性物质输入有限是油页岩低放射性形成的关键。     

宁武盆地山西组过渡相页岩孔隙特征及影响因素

为了研究宁武盆地山西组过渡相页岩的孔隙特征和影响因素,对宁武盆地山西组过渡相页岩进行了系统采样,并针对性地进行了扫描电镜分析、低温氮吸附实验、TOC含量测试、有机质成熟度（R_max）测试、全岩矿物X衍射分析和孔隙度测试,探讨了页岩孔隙类型、孔隙特征及影响因素。结果表明：研究区页岩孔隙类型主要以粒间孔、晶间孔、有机质气孔、有机质原生孔、溶蚀孔及裂缝为主,大小以2~50 nm的介孔为主,孔隙形态包括开放的尖壁形孔、平行壁孔、锥型管状孔、墨水瓶孔等;页岩平均孔隙度为3.64%,平均孔径为7.78 nm,BET比表面积平均为11.70m²/g,总孔体积平均为0.022 2 cm³/g,具有较强的储集性和吸附性;页岩孔隙具有分形特征,分形维数为2.61~2.77,分形维数与微孔体积分数表现出良好的正相关性;页岩孔隙发育受TOC含量、成熟度（R_max）和矿物组成的影响。     

柴北缘东部北大滩地区中侏罗统石门沟组控煤因素

青海省北大滩地区煤炭勘查工作的关键是沉积期的聚煤环境和沉积前后构造作用对煤层赋存的控制作用。为明确柴北缘东部北大滩地区石门沟组的控煤因素,有效指导该含煤区的煤炭勘查工作,基于野外露头、钻孔、地球物理勘探等地质资料,在分析北大滩地区石门沟组聚煤环境和构造作用的基础上,从聚煤环境、古隆起和断裂、向斜等方面深入探讨了石门沟组的控煤因素。其中,扇三角洲平原分流河道间的泥炭沼泽和滨湖环境的滨湖沼泽是有利的成煤环境,控制着煤层横向发育、分布特征;古隆起控制着有利聚煤区和煤层分布区;北大滩向斜内部次级背斜和逆断层的上盘控制着煤层埋藏深度,煤层埋藏浅降低了后期煤炭勘查的难度。     

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。     

鄂尔多斯盆地东缘海陆过渡相页岩气储层孔隙特征及影响因素

为了研究鄂尔多斯盆地石炭—二叠系海陆过渡相页岩气储层孔隙特征,选取页4井、页1井和DT803井海陆过渡相泥页岩样品进行了扫描电镜、低温液氮吸附实验以及相关的地球化学实验,分析了海陆过渡相页岩气储层的孔隙类型、特征及其影响因素。实验结果表明:研究区页岩孔隙以粒间孔和有机质孔最为发育;页岩孔形态以狭窄的平行板状为主,孔隙微观孔径分布范围为1~60 nm,主孔径分布介于1~6 nm和40~60 nm,介孔为孔体积和比表面积的主要贡献者,但微孔对比表面积的贡献不容忽视;有机碳和黏土矿物含量是海陆过渡相页岩孔隙发育的主要影响因素,脆性矿物对孔隙发育影响不明显。     

Methane adsorption comparison of different thermal maturity kerogens in shale gas system

To determine the effect of thermal maturity on the methane sorption in shale gas system, two different thermal maturity kerogens of type II isolated from Barnett shale of Fort Worth Basin were used to measure the methane adsorption amount under the pressure ranging from 0 to 14 MPa at constant temperatures. One kerogen was called Lee C-5-1 with 0.58% of vitrinite reflectance; the other was called Blakely#1 kerogen with 2.01% of vitrinite reflectance. The results suggested that the methane sorption capacity of kerogen Blakely#1 was higher than the immature kerogen Lee C-5-1, and its Langmuir constant and Langmuir maximum sorption amount, which were reached by fitting the measured data for at least square method, greater than the immature kerogen Lee C-5-1. This may be associated with that nanopores opened up during the degradation of organic matter, and which increased the specific surface area of kerogen. Therefore, the over mature kerogen has greater methane adsorption capacity.     

青藏高原北羌塘盆地胜利河上侏罗统海相油页岩的发现

随着研究程度的深入,藏北羌塘盆地的油气勘探潜力越来越受到国家的重视。但是由于自然地理条件的制约,羌塘盆地内还有许多有待于发现的问题。2006年在胜利河西、玛尔果茶卡东南上侏罗统索瓦组中发现一套优质的油页岩,该套油页岩有2层,稳定延伸大于2.5km。该套油页岩的发现,不仅为分析北羌塘盆地晚侏罗世盆地演化和古地理格局具有重要意义,而且丰富了羌塘盆地侏罗纪烃源岩的类型,对进一步评价羌塘盆地的油气资源潜力具有重要意义。     

柴北缘东段石炭纪沉积特征及原型盆地恢复

在残留盆地展布、地层发育特征及大地构造背景分析的基础上,恢复了柴北缘东段石炭纪的原型盆地格局。研究表明:石炭纪时期,柴北缘处于"三洋夹两陆"的构造背景,经历了早石炭世的两次海侵和晚石炭世的持续海侵;受NWW向断裂系统的控制,盆地整体为昆仑弧后裂谷盆地,但由南向北构造发育特征表现为弧后陆表海盆地-陆表海盆地内低隆起-弧后裂谷盆地的组合特征。石炭系沉积以后,柴北缘经历了多期不同性质的构造运动,石炭纪后期变形强烈,原型盆地特征被彻底改造。