海陆过渡相泥页岩储层特征研究——以沁水盆地为例

通过扫描电镜、X射线衍射、压汞实验及等温吸附实验等对沁水盆地太原组泥页岩进行了实验分析,从地球化学特征、岩石学特征、物性与储集空间特征等方面对泥页岩储层特征进行了研究。结果表明,研究区太原组页岩气储层泥页岩厚50~70 m,储层有利层段为太原组上段,最大连续厚度为10.7~25.13 m;有机碳质量分数为0.12%~22.78%,平均为2.5%以上;成熟度为1.72%~3.6%,总体偏高,处于高-过成熟阶段;矿物成分以黏土矿物和石英为主,脆性矿物平均为32.12%~45.25%;微孔裂隙发育,类型多样。孔隙结构以微孔、小孔和超大孔为主,孔隙间连通性比较好。沁水盆地太原组泥页岩具有储层埋藏深度适中,泥页岩累计厚度大,有机碳含量高,脆性矿物含量高,微孔裂隙发育,孔隙间连通性好等特征,是页岩气的有利储集层。其不利条件主要表现在单层厚度小,黏土矿物含量高,成熟度较高等。     

禹州煤田煤系泥页岩矿物组成与脆性分析

为了研究禹州煤田煤系泥页岩的矿物组成和页岩气储集层物性,对采自该区石炭二叠系的泥页岩样品进行了X射线衍射分析和有机地球化学实验。结果表明,禹州煤田煤系泥页岩有机碳含量高,有机质类型为Ⅱ型,热演化程度处于成熟—高成熟阶段(平均值为1.62%);泥页岩矿物组成以石英、黏土矿物为主,平均含量分别为31.9%、63.2%,部分样品中含有少量的长石、菱铁矿、黄铁矿。通过与海相页岩对比,海陆过渡相煤系泥页岩黏土矿物含量为40%~80%,其中高岭石含量高是煤系泥页岩储层的重要特征,平均含量达到29.6%左右。此外,煤系泥页岩的石英脆度和总脆度均比海相页岩要低,其中禹州煤田煤系泥页岩石英脆度为32%,总脆度为36%,与国内其他地区煤系泥页岩脆度相当。表明禹州煤田煤系泥页岩具备较好的页岩气储集层可压裂性。     

萍乐坳陷上二叠统乐平组泥页岩储层特征

为了探讨萍乐坳陷地区乐平组泥页岩的储层特征,以野外地质调查、老井复查资料及样品的分析测试结果为基础,对研究区泥页岩的分布特征、地球化学特征、矿物组成特征及微孔隙特征等进行了较深入分析。结果表明:乐平组泥页岩在研究区分布广泛,平均厚度在100 m以上。泥页岩的有机碳含量较高,介于0.21%~23.4%,平均为1.74%,Ro为0.7%~4.06%,平均为1.88%,处于成熟—高成熟阶段,干酪根类型以II2型为主。泥页岩中脆性矿物含量较高,以石英为主,平均为47.94%,表明泥页岩具有好的压裂潜力。黏土矿物含量中等,平均为34.93%,主要为伊利石和伊蒙混层。泥页岩的孔隙度平均为3.5%,渗透率平均为0.01×10-3μm2,反映了乐平组泥页岩储层物性较好。扫描电镜下观察泥页岩微孔隙类型主要为粒间孔、粒内孔和有机质孔。孔隙形态呈较开放状态,以细颈状墨水瓶孔和四边开放的平行板状孔等为主。进一步分析表明乐平组泥页岩微孔隙发育主要受有机碳含量和石英矿物含量控制,有机碳含量越高,微孔和中孔越发育,石英含量则对宏孔贡献明显。     

煤系页岩气储层非均质性研究——以宁武盆地太原组和山西组为例

储层非均质性是影响煤系页岩气勘探开发的主要瓶颈之一。以宁武盆地太原组和山西组泥页岩为研究对象,通过钻孔资料、TOC、XRD、扫描电镜、压汞及低温液氮测试,划分泥页岩发育层段,分析煤系页岩TOC、矿物成分、孔隙度、孔容、比表面积参数宏观非均质性及孔隙结构非均质性,探讨宏观—微观非均质性影响因素。研究表明:太原组和山西组泥页岩平均厚度分别为32.77m和67.68m,可划分为5个层段和4种暗色泥页岩类型,黑色页岩具有TOC、孔隙度、水敏性中等,脆性高特点,是最利于开发的优质储层段;微孔主要受黏土矿物含量影响,呈现出正相关关系,在黏土矿物含量较低时,微孔与TOC呈现正相关;煤系泥页岩宏观非均质性主要受沉积和构造影响,微观非均质性受成岩演化影响。研究成果可为优选煤系页岩气优质储层段和压裂工艺提供可靠依据。     

渝东南彭水地区彭页1井龙马溪组储层特征及含气性研究

渝东南地区是我国页岩气勘探开发的重点地区.以彭水地区彭页1井龙马溪组泥页岩为研究对象,结合钻井资料、全岩分析、薄片观察、扫描电镜、核磁共振与氮气吸附等实验,对页岩岩矿特征、有机地球化学、储层特征与含气性进行系统分析.研究表明：彭页1井龙马溪组泥页岩厚度约80 m,脆性矿物含量高,以石英为主,约占48%,其次为长石与碳酸盐矿物;黏土矿物占29%,以伊利石为主,占黏土矿物总量的65%,与美国Barnett页岩矿物成分及含量相近,有利于后期压裂.该井区页岩有机质类型为II₂型,TOC为1%～3%,平均1.84%,成熟度2.5%～4.4%.储集空间多为纳米级—微米级孔隙,有机质孔和粒间孔为主,可见粒内溶蚀孔、微裂隙、黏土矿物层间孔和少量晶间孔,平均孔隙度2.43%,孔径以微小孔为主,介于2～80 nm,渗透率主要集中在0.005～0.01 mD,含气性中等—偏低,解析气量平均1.15 m³/t,饱和吸附量（V_L）平均2.56 m³/t,均低于Barnett页岩和焦页1井的含气量,有机质丰度、储层孔隙度是该区页岩含气量的主控因素,其次还受脆性矿物和黏土矿物含量影响.     

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...     

沉积环境对页岩气储层的控制作用——以渝东北地区五峰组-龙马溪组为例

以"沉积控相,相控储层"为研究思路,基于野外露头剖面实测与室内实验测试,以及前人的研究成果,探讨渝东北地区上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组沉积环境对页岩气储层的控制作用。研究表明,渝东北地区五峰组-龙马溪组富有机质泥页岩主要发育于滞留浅海陆棚相中,沉积中心页岩厚度可达70~80m,有机碳含量(TOC)最高可达7.56%,平均3.09%。静水缺氧还原沉积环境岩石类型主要以富含有机质的含碳质含粉砂泥(页)岩、含碳质含硅质泥(页)岩、含硅质泥(页)岩、含碳质泥(页)岩、含粉砂泥(页)岩及硅质泥(页)岩为主。页岩矿物成分以石英(平均达62.76%)和黏土矿物(平均达22.61%)为主。缺氧还原环境下沉积的大量黄铁矿形成的黄铁矿晶间孔、黏土矿物层间微孔隙、有机质生烃形成的微孔隙以及脆性矿物控制形成的微裂缝为页岩气提供了良好的储集空间。沉积环境控制的储层发育特征的研究可为页岩展布、有机质丰度、储集空间及其之后有利区评价等研究提供基础。     

木里煤田煤系泥页岩储层特征研究

为深入研究青海省木里煤田聚乎更矿区三露天井田煤系泥页岩储层孔渗特征并评价其优级,通过孔径、X射线衍射、扫描电镜、孔渗等实验和测试分析,针对含煤岩系中泥页岩储层层位、储集层性质方面,对三露天井田中侏罗系煤系泥页岩储层孔隙类型及其特征做出定量分析。研究表明,研究区泥页岩储层存在粒间孔、粒内孔、溶蚀孔及微裂缝等4种微观孔隙类型。以黏土矿物聚合体粒间孔和层间粒内孔最为发育;Ⅳ型等温线和滞后回线表明泥页岩储层主体孔隙大小为2~50nm,孔隙类型以狭窄型为主,属中孔级别。样品主要组成矿物为石英和黏土矿物,其中黏土矿物以蒙脱石和伊利石为主;泥页岩储层更容易在外力作用下形成天然裂缝和诱导裂缝。储层的矿物组成和物性特征均表明木里组更有利于煤系页岩气的富集;所研究的三露天井田泥页岩储层的评价为后续的勘探开发提供了基础。     

煤系页岩气储层研究进展

煤系页岩气是煤系非常规天然气的重要类型。储层研究可为煤系页岩气开发提供理论基础。基于国内外文献调研分析,从煤系页岩分布与地化特征、储层特征与含气性、煤系页岩气赋存状态、富集影响因素、有利储层优选方面,阐述了煤系页岩气储层研究进展。研究表明:煤系页岩单层厚度薄,累计厚度大,有机质类型以Ⅲ型为主,储层矿物中黏土矿物含量相对较高,含气量具备商业开发所需条件。煤系页岩气赋存状态本质上取决于储层孔隙结构,页岩气在微孔中主要以吸附态的形式存在,而在中孔和宏孔中游离态是其主要存在形式。煤系页岩气富集主要受到有机质特征、储层矿物组成、储层结构特征、岩性组合的影响。有机质含量高有利于页岩气赋存;黏土矿物具有较强的吸附能力,多发育微孔和中孔,有利于页岩气富集;储层孔隙度的增加有利于页岩气富集;煤系页岩与煤层互层时,存在压力封闭和煤层气充注,利于富集。煤系页岩气有利储层优选为:TOC含量>2%,R o>0.7%,孔隙度>2%,脆性矿物含量>30%,黏土矿物含量<50%,含气量>1 m 3/t,煤系页岩有效厚度定为>30m、埋深>1000m,同时应考虑气藏封闭性及构造稳定性。     

柴北缘中侏罗统湖相泥页岩储层矿物组成与脆性特征

运用X射线衍射技术,对柴北缘中侏罗统46块岩心泥页岩样品和15块露头泥页岩样品进行了定性和定量分析。结果表明研究区泥页岩矿物成分中黏土矿物含量最高,介于33%~79.7%之间,平均54.3%;其次为石英,含量介于14.5%~57.8%之间,平均35.4%;碳酸盐矿物含量较少,总量一般介于0~13%之间,个别样品大于15%,露头样品与岩心样品矿物成分有差别。黏土矿物组合特征反映出研究区进入中成岩阶段,对应有机质演化的成熟阶段,具有适宜页岩油气形成的成熟度条件。扫描电镜显示,研究区泥页岩发育3种孔隙类型。与海相页岩相比,柴北缘中侏罗统泥页岩黏土矿物含量高但敏感性矿物含量低,石英、长石等脆性矿物含量偏低但达到湖相泥页岩开发标准,脆性指数平均为42.6%,整体上具有较好的脆性和可压性,有利于该区湖相页岩的压裂改造。     

潍北凹陷孔店组二段上亚段页岩气储层压裂可行性研究

始新统孔店组二段上亚段泥页岩是济阳坳陷潍北凹陷良好的页岩气储层,为了了解孔店组二段上亚段页岩气储层压裂可行性,在岩芯观察、有机地化分析、测井、扫描电镜分析、X衍射、岩石力学测试分析的基础上,对孔店组二段上亚段岩性特征、有机地化特征、地应力特征、裂隙发育特征、矿物含量特征、岩石力学特征、脆性指数等进行了研究。结果表明:潍北凹陷孔店组二段上亚段泥页岩发育厚度为40～160m,泥地比大于70%;有机碳含量一般为1%～3%,镜质体反射率为0. 78%～1. 04%,干酪根类型以Ⅱ1型为主,现场解析含气量平均值为1. 2m3/t;现今最大水平主应力方向为近东西向;泥岩中裂缝发育,微裂缝沿矿物间隙延伸,连通性较好;脆性矿物含量为43. 4%～65. 2%,以脆性矿物计算的岩石脆性指数为42. 5%～64. 7%,脆性很强,黏土矿物含量为34. 8%～56. 6%,不含水敏性较强的蒙脱石;岩石力学计算获取的岩石脆性指数在6%左右,显示脆性较差;综合分析认为潍北凹陷孔店组二段上亚段页岩气储层具有较好的可压性,利于人工压裂改造,但也存在一定风险。     

湘西北地区寒武系牛蹄塘组页岩气资源前景

湘西北地区牛蹄塘组黑色页岩展布广泛,为寒武纪纽芬兰世—第二世滞留还原条件的沉积产物,适中的埋深和较大的厚度为其提供了良好的气藏条件。对其有机地化参数进行试验分析:TOC值为0.59%～13.05%,均值3.75%,有机质丰富;R_o值为1.87%～4.00%,均值3.05%,成熟度高;干酪根类型以Ⅰ型为主,少量为Ⅱ型,具有良好的生气潜力;矿物组成中脆性矿物含量为33%～87%,平均含量为68%,而黏土总量为13%～43%,平均为26%,脆性矿物/黏土矿物值高,有利于储层改造;页岩孔隙度为0.3%~8.0%,平均为3.3%,渗透率均小于0.04×10^-3μm²,为低孔低渗类型。综合研究表明,牛蹄塘组具有良好的页岩气生储潜力,同时运用条件概率体积法对其资源量进行评估计算,资源量十分可观。在此基础上对湘西北地区牛蹄塘组划分出6个页岩气有利区,为进一步实施页岩气勘查提供依据。     

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。     

临兴地区海陆过渡相页岩及页岩气地球化学特征

为揭示鄂尔多斯盆地东缘上古生界海陆过渡相页岩及页岩气地球化学特征,选取临兴地区页岩样,开展薄片鉴定、全岩和黏土含量、扫描电镜、有机碳、岩石热解、干酪根显微组分和干酪根碳同位素测试,分析页岩解吸气的气体组分和碳同位素组成。结果表明:临兴地区过渡相页岩矿物组分主要是石英和黏土矿物,含少量方解石、斜长石、钾长石、白云石和黄铁矿等。受矿物成因、沉积环境等多方面的影响,不同矿物组分与有机质赋存方式各异。石英与有机质存在2种赋存方式,黏土矿物存在3种赋存方式,黄铁矿存在4种赋存方式。有机质类型为Ⅱ₂–Ⅲ型,有机碳含量平均值大于2.0%,干酪根碳同位素介于–24.5‰~–23.2‰。镜质体反射率介于0.92%~1.30%,t_max值介于427~494℃,有机质热演化达到成熟阶段。页岩气中烃类气以甲烷为主,含有少量乙烷、丙烷,总体属于干气。甲烷碳同位素均值为–40.0‰,介于海相页岩气和陆相页岩气甲烷碳同位素之间;乙烷碳同位素值介于–26.8‰~–22.56‰,均大于–29‰,整体呈现出δ13C₁＜δ13C₂＜δ13C₃正碳序列。研究认为,该区页岩具备大量生成页岩气的潜力,页岩气主要来源于上古生界偏腐殖型页岩,属于由干酪根裂解而生成的有机热成因煤成气。      

黔南代页1井下石炭统打屋坝组页岩气地质条件及勘探前景

近年来发现黔南地区下石炭统打屋坝组发育厚度较大的黑色页岩层,该地层已经成为黔南地区重要的页岩气目标地层。为进一步了解该地层的页岩气参数,评价其页岩气勘探潜力,对代页1井打屋坝组黑色页岩进行观察和取样分析,显示该井打屋坝组黑色页岩钻厚为80 m,总体为一套深水陆棚相沉积; 干酪根显微组分以腐泥组、壳质组和镜质组为主,Ⅰ型-Ⅲ型干酪根均有发育,有机碳(TOC)含量主要分布在1.5%3.3%之间,镜质体反射率(R_o)为2.15%2.66%; 矿物组成以石英、黏土矿物为主,脆性矿物(不含方解石)含量在35%64%之间; 含气量在0.494.97 m³/t之间,平均为2.20 m³/t。通过露头剖面观察,显示黔南下石炭统打屋坝组黑色页岩厚度均较大,代页1井含气量较高,有机地化、储集物性参数较好,反映打屋坝组具有良好的勘探前景,可进一步加强该地层的基础地质、页岩储层改造和页岩气富集规律研究工作。     

准噶尔盆地南缘柴窝堡凹陷泥页岩地球化学和矿物学特征研究

利用XRD、Rock-eval和气相色谱—质谱仪对准格尔南缘柴窝堡凹陷上石炭统、上二叠统及下侏罗统的泥页岩进行了地球化学和矿物学特征分析。有机地球化学实验结果指示,柴窝堡凹陷石炭纪至二叠纪经历了较长时期的淡水—微咸水沉积环境,有机质来源具有相似的母源输入特征,干酪根类型具有II型混合母质特征;有机质热演化特征表明,下侏罗统泥页岩处于低熟阶段,上石炭统与上二叠统泥页岩具有机质丰度较高、有机质类型丰富、热演化处于成熟—高成熟阶段等特点;矿物学特征显示,上二叠统泥页岩长石、石英等脆性矿物含量为73%,粘土矿物次之,指示其脆性指数较高,具有较好的可压裂性和粘土表面吸附性。结合前人认识,预测该段泥页岩中可能蕴藏着一定规模的页岩气资源,具有较好的页岩气资源前景和勘探潜力。