渝东南地区海相页岩有机质孔隙发育特征

有机质孔隙是高—过成熟海相页岩主要的气体储集空间。基于四川盆地东南部(渝东南地区)五峰组—龙马溪组页岩研究,将有机质划分为干酪根和沥青两种基本类型,其中,干酪根可进一步划分为无结构型干酪根和结构型干酪根两种类型,沥青可划分为固体沥青和复合有机质;根据有机质孔隙的分布和发育特征,将其划分为干酪根内孔隙、海绵状孔隙和气泡状孔隙3种类型。通过扫描电镜实验和ImageJ软件提取有机质孔隙,结合圆度、凸性、伸长率、分形维数等孔隙形态参数分析不同类型有机质孔隙发育特征。结果表明:①随总有机碳的增加,有机质面孔率逐渐增加;②当总有机碳低于2%时,随总有机碳的增加,平均孔径、分形维数逐渐减小,有机质孔隙趋于均一;当总有机碳高于2%,随总有机碳的增加,平均孔径、分形维数逐渐增大,有机质孔隙趋于复杂;③无结构型干酪根有机质孔隙以微孔(孔径小于25 nm)和小孔(孔径为25～100 nm)为主,发育少量中孔(孔径为100～1 000 nm);结构型干酪根有机质孔隙以微孔为主,小孔其次,中孔发育较少;沥青有机质孔隙以小孔为主,发育部分中孔和大孔(孔径大于1 000 nm);④与沥青有机质孔隙相比,干酪根有机质孔隙圆度、凸性较大,伸长率较低;但由于干酪根有机质孔隙的平均孔径较小,小孔含量高,分形维数相较于沥青偏高。     

南方下古生界海相页岩极低电阻率成因及其地质意义

基于测井电阻率和有机地球化学数据，利用页岩极化率测试和干酪根激光拉曼测试等技术手段，对导致南方下古生界高演化海相页岩呈现极低电阻率（测井电阻率低至10~1Ω·m及以下）的主控因素进行了分析，深入探究了其内在成因，并对其地质意义进行了探讨。结果显示:有机质丰度和成熟度是影响极低电阻率测井的主要因素；w（TOC）与测井电阻率和实测电阻率均呈现出良好的负相关关系；成熟度越高，达到极低电阻率所需要的最低w（TOC）界限值越低，页岩的极化率也随之增加。石墨化的有机质是致使高演化页岩出现极低电阻率的主要"导电矿物"，有机质开始发生石墨化的"临界点"对应的_Rmc R_o约为3.5%。极低电阻率特征是页岩有机质结构发生显著变化、向石墨化演进的重要标志。极低电阻率测井响应预示着页岩储层品质极可能遭受了巨大的损害:生烃能力枯竭、有机质孔隙大幅减少、吸附性能降低、含气性骤降。因此，圈定极低电阻率页岩范围，排除"有机质石墨化"的高风险区，对下古生界高演化海相页岩选区评价具有重要意义。      

黔北地区龙马溪组富有机质泥岩储层特征与勘探前景

利用黏土矿物及全岩X线衍射分析、有机碳质量分数和显微组分、镜质体反射率、气体法—脉冲法孔隙度和渗透率测定、核磁共振孔隙度、氩离子抛光扫描电镜等方法,测试黔北地区下志留统龙马溪组钻井和剖面富有机质泥岩段岩石样品,研究其储层特征。结果表明,龙马溪组富有机质泥岩岩石类型主要为含粉砂炭质泥岩、粉砂质炭质泥岩,矿物组分中黏土矿物平均质量分数为23.5%,脆性矿物以石英为主(占43.9%)。干酪根类型以I型为主,有机碳质量分数介于2.0%~6.0%,有机质成熟度介于1.51%~2.58%。富有机质泥岩总孔隙度介于2.7%~9.9%,渗透率较低,一般为(0.001~5.960)×10-4μm2。微观储集空间以微裂缝、少量残余粒间孔为主。黔北地区龙马溪组富有机质泥岩具有脆性矿物质量分数高、黏土矿物质量分数低、有机质丰度和有机质成熟度高、低孔低渗的储层特征,具备良好的页岩气勘探潜力。     

钼催化作用下的煤成烷烃气碳同位素演化

为了阐释钼催化作用下的煤成气碳同位素演化特征和机理,采用在原煤中添加单质钼的方式,开展催化生气模拟试验,测定模拟系列气样的单体烷烃气碳同位素组成,并对其演化规律和模式进行探讨.结果表明:无论加钼与否,模拟气甲烷碳同位素组成(δ(13C1))均以镜质组反射率1.1%为界分为演化趋势截然相反的2个阶段,乙烷碳同位素组成(δ(13C2))不存在明显的演化阶段性,但加钼煤样δ(13C2)由在较低成熟度阶段重于原煤样变为在较高成熟度阶段轻于原煤样;加钼条件下,模拟烷烃气呈现出正碳同位素系列,δ(13C1)为(-25~-45)×10-3,δ(13C2)重于-29×10-3,表明钼催化成因气属于有机热成因气范畴.对比模拟烷烃气碳同位素组成与镜质组反射率之间的关系,发现模拟烷烃气碳同位素组成演化规律与前人模式有所不同.加钼煤样的不同单体烷烃气碳同位素组成随有机质成熟度变化速率的不同而不同,指示生气作用在钼催化作用下得到增强,这一效应在裂解气生成过程中更为显著;加钼煤样δ(13C2)在较高成熟度条件下轻于原煤样δ(13C2)的原因可能在于钼催化效应促进了煤中壳质组裂解生气.     

铀对古老烃源岩有机质生烃影响——以华北花园地区下马岭组元古界烃源岩为例

选取华北花园地区下马岭组元古界低成熟泥页岩为代表的低成熟古老烃源岩,制备成干酪根,分别在正常和含铀条件下进行高压釜黄金管生烃模拟实验,探讨铀对古老烃源岩有机质生烃的影响。结果表明:铀影响古老烃源岩有机质生烃产率和热演化,降低有机质生烃中甲烷的形成,使液态烃的生成滞后,并在成熟—过成熟阶段抑制液态烃的裂解,总烃产率不变;二氧化碳和氢气产率明显提升;含铀条件下生成的甲烷、乙烷、丙烷和二氧化碳的δ~(13)C值比正常条件的轻,铀可抑制有机质生烃的热演化,降低有机质成熟度,与铀共生的古老烃源岩生成的油气更容易保存。     

平庄凹陷烃源岩有机质成熟度评价

平庄凹陷盖层中发育九佛堂组、沙海组和阜新组3套烃源岩,虽然以往围绕煤矿生产展开了大量的煤田地质勘探工作,但石油、天然气勘探工作较少,研究程度较低.为了客观评价平庄凹陷的油气资源,需对烃源岩有机质成熟度进行评判.在对平庄凹陷烃源岩岩石热解、镜质组反射率、生物标志物参数分析的基础上,对平庄凹陷九佛堂组、沙海组烃源岩有机质热演化特征及演化阶段进行了系统研究.结果表明:平庄凹陷烃源岩各参数随埋藏深度的增加变化明显,具有纵向上的连续性和横向上的不均匀性;平庄洼陷烃源岩有机质成熟度处于未成熟-低成熟-成熟阶段,其中,九佛堂组烃源岩是盆地的主要成油岩系;四龙洼陷烃源岩有机质成熟度较低,对盆地成烃贡献不大.     

渤中地区不同热解实验条件下的烃源岩生烃动力学研究

为了对比不同类型烃源岩样品在不同的热解模拟实验条件下生油和生气的活化能,选取渤中地区多个湖相泥质烃源岩原岩和干酪根样品进行了开放体系无水热解和封闭体系加水热解实验,烃源岩样品取自不同的洼陷和烃源层位,具有不同的有机质丰度、类型和成熟度。对比结果表明,有机质类型和成熟度对烃源岩生油活化能有重要影响,平均生油活化能随有机质类型变差和成熟度增大而增大。不同的洼陷、烃源层位和样品类型对平均生油活化能无明显影响,而样品类型则影响活化能的分布,原岩活化能分布相比干酪根更加集中。处于成熟阶段烃源岩的生气活化能比处于低熟阶段烃源岩的生油活化能高11~17 kJ/mol。相对于开放体系无水热解实验,封闭体系加水热解实验活化能分布集中且能够包含初次裂解和二次裂解过程。本研究应用封闭体系加水热解模拟实验,分别选择低熟烃源岩原岩样品和成熟烃源岩干酪根样品进行生油和生气活化能研究,取得了良好的效果。      

川东南石林地区五峰组—龙马溪组黑色页岩特征

川东南石林地区五峰组—龙马溪组黑色页岩为四川盆地页岩气勘探重点地区重点层位,应用野外观察、镜下鉴定、化学测试等方法分析石林地区页岩特征.结果表明:川东南地区五峰组—龙马溪组主要为陆棚相黑色页岩、硅质泥页岩和粉砂质泥岩沉积,且黑色页岩段富含黄铁矿和笔石化石;以Ⅱ型干酪根为主,有机碳质量分数大于2.0%,有机质成熟度大于2.0%,具备大量生气条件;脆性矿物质量分数大于50%,有利于人工造缝;储集空间类型丰富,以纳米级孔隙及微裂缝为主,测试孔隙度为2.5%.与焦石坝地区对比,川东南地区五峰组—龙马溪组黑色页岩整体表现为有机质质量分数高、成熟度高、页岩脆性好和生气能力强的特点,较有利于页岩气的形成和富集,为勘探远景有利区.     

未成熟油气的生成

未成熟油气是指那些埋藏深度浅于成熟门限深度的沉积有机质生成的油气．该类油气由岩石中可溶有机质直接衍生和干酪根早期热降解作用共同作用的结果。其形成条件，包括有利于有机质堆积和保存的环境、良好的有机质类型、有机质丰度高、富含有利于早期成烃的特殊组分、并长期处于低演化阶段等．     

低成熟度富有机质页岩微观孔隙结构特征表征——以广东茂名盆地油柑窝组为例

以广东茂名盆地油柑窝组富有机质页岩为例,采用氩离子抛光—场发射扫描电镜(AIP-FESEM)图像处理技术(Image Processing)、MATLAB软件,对微观孔隙进行定量统计,预测页岩微观孔隙发育特征。结果表明:研究区样品大量发育微纳米孔,包括有机质孔、粒间孔、粒内孔及微裂隙。页岩孔隙度低,约为1.56%。孔隙中,粒间孔最发育,孔隙率占比为94.82%,孔径为0.01～2.40μm;其次为有机质孔,孔隙率占比为4.22%,孔径为0.01～10.00μm,其中60%的孔隙孔径在50 nm以下;粒内孔最不发育,孔隙率占比小于1.00%。受沉积环境及储层成岩作用的影响,油柑窝组有机质及有机孔隙演化程度低,有机质成熟度介于0.40%～0.55%,与龙马溪组页岩储层相比,发育最广泛的纳米孔类型为矿物孔隙而非有机质孔,有机质质量分数与热演化程度是塑造优质页岩储层孔隙系统的关键因素。该结果可为低成熟度富有机质页岩储层孔隙结构演化提供依据。     

陇东地区延长组细粒沉积物特征

在大量钻井、测井资料的基础上,采用岩心分析、地球化学测试等方法,从湖泊演化过程中水体盐度、氧化还原条件、生产力变化及地球化学特征等方面,对鄂尔多斯盆地陇东地区细粒沉积物特征、分面规律及其主控因素进行了研究,取得的主要认识有:鄂尔多斯盆地陇东地区延长组长7段沉积期,气候温暖潮湿,半深湖-深湖大面积分布,富有机质细粒沉积物发育,该期形成的富有机质页岩主要受湖盆底形、砂体沉积模式的影响。尤其长7₃亚段沉积期为细粒沉积物主要发育期,快速湖侵,湖水深度和范围急剧增加,湖泊表层水体与底层水体存在盐度分层,形成大面积缺氧环境,有利于大规模发育富有机质页岩。深湖区平缓地带,陆源碎屑供给不足,有机碳含量高,有机质类型好(以Ⅰ、Ⅱ型为主),半深湖区斜坡带发育物源来自于陆地的粉砂质泥岩,干酪根以Ⅱ型为主,同时发育Ⅲ型干酪根。      

东北地区上二叠统暗色泥岩展布及生烃潜力分析

中国东北地区晚古生代地层具有油气资源潜力,是东北地区深部油气勘探的接替层系。基于野外观察、测井等资料,结合东北地区上二叠统构造、沉积等方面的研究成果,分析研究区上二叠统暗色泥岩发育展布特征及其生烃潜力。结果表明:东北地区上二叠统暗色泥岩分布范围广,构成以松辽盆地四站地区、内蒙古索伦地区、官地地区为沉积中心的暗色泥岩展布特征,暗色泥岩厚度整体上具有南厚北薄、西厚东薄的特点;297件暗色泥岩样品有机碳质量分数为0.03%～2.42%,其中中等—好暗色泥岩占比为68.68%;暗色泥岩有机质类型以Ⅱ型干酪根为主,发育Ⅰ型及少量Ⅲ型干酪根;镜质体反射率分布在0.86%～5.47%之间,其中属于过成熟阶段的样品占69.72%,106件暗色泥岩样品最高热解温度分布在402.00～593.00℃之间,处于高熟阶段的样品占比为51.89%,暗色泥岩有机质成熟度整体为过成熟阶段;中国东北地区上二叠统有良好的油气资源前景,可成为中国东北地区深部油气勘探的新层系。该结果为中国东北地区晚二叠世地层的勘探与开发提供参考。     

广西大瑶山西侧泥盆系有机质演化与铅锌矿的关系

本文取材于《广西大瑶山西侧泥盆系铅锌黄铁矿控矿条件及成矿预测研究》成果。根据含矿岩系普遍含有机质,富铅锌矿石结构中含有沥青,说明有机质的演化或干酪根的热解效应与多金属成矿作用密切相关。在研究有机质的丰度、类型和演化的基础上,结合镜质体反射率的分布规律,提出多金属矿化阶段:即成岩铅锌矿床和石油演变阶段的湿气-干气保存阶段相当,R_0值为2-2.7,成矿温度为185°-200℃;成岩-后生铅锌矿床为干气保存阶段,R_0值为2.7-3.5,成矿温度为200°-230℃;后生重晶石矿床为干气裂解阶段,成矿温度 > 230℃。     

陕南西乡—镇巴地区下古生界页岩有机地球化学特征

根据有机碳质量分数、碳同位素、热演化程度和生物标志化合物等资料,分析陕南西乡—镇巴地区下古生界龙马溪组与牛蹄塘组页岩有机地球化学特征,探讨两套页岩的生烃潜力、有机质沉积环境及母质来源。结果表明:研究区两套页岩有机质质量分数高,为优质烃源岩;有机质类型好,主要为生烃能力强的Ⅰ型;成熟度高,为过成熟裂解生气阶段,具有良好的生烃潜力,且牛蹄塘组较龙马溪组生烃能力更强。生物标志化合物参数中低Pr/Ph、高伽马蜡烷/C30藿烷反映水体盐度较高,形成的缺氧强还原环境是有机质得以保存的重要条件。两套页岩的有机质母质输入主要为细菌和藻类等低等水生生物,其中细菌生源的贡献更大,藻类生源也占较大的比例;规则甾烷的优势分布特征、有机碳同位素及C27/C29表明两套页岩在生源构成上有一定的差异,其中龙马溪组以代表浅海环境C27甾烷占优势的浮游藻类为主,牛蹄塘组以代表半深水—深水环境C29甾烷占优势的浮游绿藻输入为主。     

鄂尔多斯盆地东缘临兴地区天然气成因类型及气源分析

鄂尔多斯盆地东缘临兴地区致密砂岩气勘探程度低,对其天然气地球化学特征及天然气源岩的认识较为局限。通过对天然气组分和碳同位素特征分析,利用生烃动力学实验计算煤岩、碳质泥岩、暗色泥岩3类烃源岩生烃强度,结合3类烃源岩生烃潜力,建立天然气源岩生气贡献率计算模型。结果表明:临兴地区烃源岩母质类型以Ⅲ型、Ⅱ2型干酪根为主,有机质丰度高,全区烃源岩大都处于热演化成熟阶段;天然气碳同位素值较重,显示出煤型气特征;天然气碳同位素值在纵向运移过程中未发生分异作用,在平面比值变化上未发生倒转,表现出近源、持续充注的特点;天然气主要来源于本溪组—太原组煤岩,其生气贡献率分别为43.3%、43.8%;天然气与烃源岩具有良好的垂向关系,有效烃源岩区可在一定程度上控制临兴地区天然气有利区的勘探。     

珠江口盆地白云凹陷东部凝析气藏成因机制

根据油气有机地球化学特征、储层流体包裹体和流体PVT相态资料,研究珠江口盆地白云凹陷东部凝析气藏的成因机制。结果表明:白云凹陷东部凝析油具有高Pr/Ph、高丰度的奥利烷和双杜松烷的特征,热演化处于成熟阶段,凝析油主要来源于富陆源有机质的浅湖—三角洲相泥岩;凝析气藏天然气成熟度在1.30%～1.80%之间,为富陆源有机质的浅湖—三角洲相烃源岩高成熟阶段的产物。凝析气藏中计算凝析油成熟度约为1.00%,远低于原生凝析油成熟度(1.30%)的热力学门限;天然气为高成熟凝析气。研究区至少发生两期油气运聚,晚期形成的高成熟凝析气侵入早期充注的油藏,使油藏中的轻质组分溶于凝析气,形成次生凝析气藏。该结果为白云凹陷凝析气藏的勘探开发提供指导。     

鄂尔多斯盆地上古生界非常规天然气综合勘探前景

在充分调研国内外页岩气研究方法及早期页岩气研究成果的基础上,综合利用钻(测)井资料及样品分析测试资料,分析了鄂尔多斯盆地上古生界页岩气成藏地质特征。研究结果表明:鄂尔多斯盆地上古生界富有机质泥页岩、砂岩及煤层交互发育,泥页岩单层厚度小,但层数多,累积厚度大,有机质干酪根类型以Ⅱ型和Ⅲ型为主,有机质成熟度高,保存条件好,形成页岩气资源潜力巨大;泥页岩全岩矿物中石英、长石含量较高,泥页岩层脆性大,压裂后容易形成裂缝,有利于页岩气开发;页岩气资源有利区域与致密砂岩、煤层厚度叠合图显示,盆地内非常规天然气资源丰富,垂向分布相对集中,有利于未来非常规天然气集中高效开发。该研究成果为非常规天然气深入勘探开发提供了有益借鉴。      

山东鲁西地区上古生界泥页岩特征及页岩气远景区预测

基于区内石油、地矿、煤田勘查开发等与页岩气有关地质矿产资料和基础地质勘查成果,以上古生界石炭-二叠系暗色泥页岩沉积环境与分布特征、有机地球化学特征为重点,对鲁西地区上古生界页岩气资源勘探远景进行初步预测。研究表明山东鲁西地区上古生界发育山西组、太原组和黑山组3套厚度较大的暗色泥页岩层系,形成于有机质丰富的沉积环境,总体表现为由克拉通盆地陆表海沉积演化为近海河流-三角洲-湖泊沉积;厚度31~193 m,埋深240~4 000 m;有机碳(TOC)含量1.8%~2.6%;有机质类型主要为Ⅱ2,Ⅲ型干酪根;且以Ⅲ型干酪根为主;镜质体反射率(Ro)平均值为0.7%~1.0%,处于成熟阶段。综合各种成藏条件,认为鲁西地区上古生界暗色泥页岩具有良好的页岩气形成条件。根据非常规能源(页岩气和油)远景区(带)划分主要技术指标,初步预测了曹县煤田、鱼台凹陷、黄河北煤田、阳谷-茌平煤田共4个远景区。     

断陷湖盆页岩油形成的地质要素匹配: 以辽河西部凹陷沙三段为例

为了研究我国断陷湖盆陆相页岩油发育的地质条件和富集机理,以辽河西部凹陷沙三段为例,归纳总结了断陷湖盆页岩油聚集的有效性。通过沉积构造分析,岩心观察,岩矿、地球化学、含油量、生烃模拟等实验测试方法研究了泥页岩的生烃潜力、赋存空间和富集条件。结果表明沙三段页岩有机质丰度较高,w(TOC)平均在2%左右;有机质类型以Ⅰ和Ⅱ₁等偏腐泥型干酪根为主;有机质热演化程度偏低,Ro介于0.4%~0.9%之间,干酪根以生油为主;岩心和薄片扫描电镜均观察到各类孔隙和微裂缝的大量存在,反映断陷湖盆背景下发育的厚层泥页岩具有较好的页岩油聚集条件匹配关系,页岩油资源前景较好。脆性矿物含量较低的特征也为陆相页岩油的开采技术提出了挑战。      

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.