涪陵地区页岩含气量计算模型及应用

目前页岩含气量的预测获取方法主要包括现场解吸法、测井解释法、等温吸附法、线性拟合法以及地震反演法等,但每种方法都存在不足,因此研制了涪陵地区页岩含气量计算模型,为页岩资源量评价奠定基础.以岩心实验为基础,筛选并分析了研究区页岩游离气含量和吸附气含量的主控参数,分别建立了游离气含量和吸附气含量的计算模型,最终利用该模型得到了研究区页岩含气量与孔隙度、OC和深度的演化图版以及单井页岩含气量分布特征.当孔隙度和OC一定时,页岩含气量随深度的增加而增加,但是增加幅度逐渐降低;当深度一定时,页岩含气量随孔隙度和OC的增大而增加.A井五峰组-龙马溪组页岩气储层含气量呈现上低下高且随深度的增加而明显增加的特征;其中下部Ⅰ段储层段,总含气量高达7.76m3/t,游离气含量占60.7%,为优质层段.      

GL-1井抗260 ℃白油基油包水钻井液的应用研究

GL-1井完钻井深为6300.83 m,预计井底温度高达260 ℃。至完钻使用抗260 ℃高温白油基油包水钻井液施工6个月。应用结果表明：该钻井液具有抗温性（260 ℃ ）、抗污染能力强、有利于井壁稳定、润滑性好和对油气储层损害程度小等优点。该井的成功为大庆油田下一步高温深层顺利勘探开发提供了安全有效的技术保障。     

鄂尔多斯盆地延长探区延长组页岩气储层孔隙结构特征

为了评价陆相页岩气储层的储集空间和储气能力,以鄂尔多斯盆地延长探区上三叠统延长组长7段、长9段页岩为研究对象,运用电子扫描显微镜、高压压汞、低温CO2和N2气体吸附等实验方法,对陆相页岩气储层孔隙类型特征、孔隙结构及其影响因素进行研究。结果表明：(1)延长探区上三叠统延长组陆相页岩发育多种类型微观孔隙,以粒间孔和粒内孔为主,少量晶间孔和溶蚀孔,有机质孔发育较少,为陆相页岩气赋存提供了储集空间;(2)延长组页岩中介孔(2～50 nm)贡献了其主要的孔容和比表面积,占总孔容的7437%,占总比表面积的6440%,且长9段页岩的总孔容和总比表面积均大于长7段页岩;(3)延长组页岩孔隙结构以狭缝型孔和板状孔为主,孔径主要分布在04～09 nm、3～25 nm和5～200 μm区间段内,延长组页岩平均孔径为853 nm,且长7段页岩平均孔径大于长9段页岩;(4)页岩有机碳含量、有机质成熟度及矿物成分含量共同影响着延长组页岩孔隙的发育,其中矿物成分含量是以介孔孔隙为主的延长组页岩孔隙发育的主控因素,有机碳含量及成熟度的增加主要对页岩中微孔孔隙的发育起到积极作用。     

碳质页岩水力压裂模拟实验研究

为了分析碳质页岩的水力压裂过程,采用天然页岩岩块,制作了边长30cm立方体试样,采用实验室大型实验设备,设置了两种不同的割缝注射方向,对试样进行了水力压裂模拟实验。对比分析了试样的破坏形态;可以看出割缝注射方向对裂缝的发育有着重要影响;水力压裂的极限强度与裂纹和层面之间的夹角有一定的关系,当裂纹方向接近层面时,对应的水力压裂的强度较小。结合水力压裂的水压曲线,阐述了裂纹发育和压裂液压力之间的关系。声发射监测碳质页岩的水力压裂存在一定的不足,需要进一步提高探测精度。页岩水力压裂过程受多种因素影响,需要开展相应的模拟实验进行研究。     

利用纳米透射X射线显微成像技术研究页岩有机孔三维结构特征

页岩纳米级孔隙的三维结构特征直接决定页岩气微观渗流机理,是完善页岩储层流动模型亟需解决的核心问题。本文以龙马溪组页岩有机孔样品(直径约7μm)为研究对象,分别利用同步辐射纳米CT和实验室纳米CT重建有机孔三维空间结构,针对两个装置获得的孔隙结构参数进行对比研究,结果表明:(1)龙马溪组页岩有机孔样品呈蜂窝状,孔隙度约60%,连通性较好;孔径分布呈双峰模式,集中于60~150nm和500~1400 nm;孔径大于500 nm的孔隙对样品的总孔隙度贡献较大。(2)同步辐射纳米CT与实验室纳米CT结果相较,孔隙度和孔隙总数两参数基本一致,喉道总数和喉道半径偏差较大;孔径分布和配位数分布规律虽然类似,但具体数值存在明显差异,值得进一步深入比较分析和研究。(3)纳米CT方法在页岩纳米孔隙三维结构表征方面存在阈值划分难度大与扫描视场过小的问题,可从切片重构算法、三维数据处理、表征单元体三方面进行改进。     

页岩孔隙空间的形成与演化及孔隙对含气性的影响

虽然页岩气的勘探已经在北美以及中国取得了突破,但是对页岩中孔隙空间的形成与发育仍然存在较大的争议,页岩中是否存在有效的孔隙,这些孔隙与气体的赋存有何联系都需要解答。本文对不同地区、不同岩石类型以及不同热成熟度的页岩进行微观分析,对比前人的研究,同时结合四川盆地龙马溪组页岩的实际分析数据,将页岩划分为富有机质页岩和含粉砂质泥页岩。富有机质页岩中有机质纳米孔是主要的孔隙类型,同时也是气体聚集与吸附的主要空间,有机质孔隙度与有机质含量、热成熟度密切相关;含粉砂质泥页岩中以粒间、粒内溶蚀孔为主,由于有机质含量较少,因而受热成熟影响很小。对页岩的孔隙形成机理分析发现,富有机质页岩孔隙度与有机质含量呈正相关,特别是与初始有机碳含量密切相关,因此恢复初始有机碳的含量是评价页岩含气量与含气性的关键。在热演化程度较低时（Ro < 0.6%）,页岩中有机质孔隙不发育,页岩几乎不含气;随着热演化程度升高（Ro = 0.8%）,页岩微孔隙发育,此时页岩以吸附气为主;随着热演化程度增大（Ro > 1.2%）,微孔逐渐向中孔和宏观孔转化,总的比表面积减小,页岩中游离气含量开始增加,吸附气含量减少。     

四环聚异戊二烯类化合物:中国东部断陷湖盆新分子化石

渤海湾盆地海域断陷湖盆歧口凹陷古近系烃源岩及原油样品中,检测出丰富的四环聚异戊二烯类化合物。四环聚异戊二烯类化合物（C₃₀TPP）具有两个异构体,能有效地区分渤海湾盆地海域歧口凹陷沙三段（Es₃）烃源岩和沙一段（Es₁）烃源岩形成的混源原油,是湖相原油的油源对比研究中的新分子化石。四环聚异戊二烯类化合物与水体盐度之间有密切关系,沉积环境水体盐度越高,其丰度越高。随热演化程度增大,原油的四环聚异戊二烯类化合物（TPP）丰度逐渐降低。四环聚异戊二烯类化合物（TPP）具有湖相有机质输入的很强专属性,可用于判识湖相原油研究,在研究湖相沉积环境有机质的油源对比、沉积环境及热演化规律中具有重要地质-地球化学意义。     

松辽盆地北部青山口组致密油特征及聚集模式

通过钻井、测井、岩芯及实验数据综合分析,对松辽盆地北部青山口组致密油特征与聚集模式进行了深入研究。结果表明,松辽盆地北部青山口组致密油分布在三角洲前缘及湖相区,储集层属于片状浊流形成的致密储层,孔隙度一般小于10%,局部可达到15%,渗透率普遍小于0.1×10-3 μm2。储集空间为粒间孔、粒内溶孔、铸模孔、微裂缝等,孔隙直径分布在5~200 μm,孔喉半径小于0.5 μm。烃源岩是青山口组一段和二段湖相泥岩,具有广覆式分布特点,干酪根为Ⅰ型或Ⅱ₁型,平均有机碳含量(TOC)为1%~3%,热成熟度(R_o)为0.9%~1.1%,属优质成熟烃源岩。聚集模式为储层平面上大面积连续分布,无明显边界,纵向上储层与源岩交互叠置形成千层饼状,具有紧密接触的源储共生型成藏组合。因此,致密油聚集宏观上受成熟烃源岩控制,其次取决于致密储层分布。致密油储层普遍超压,含油级别为油斑和油迹,不存在油浸和富含油,原油属于低黏度轻质原油,单井无自然产能,采取水平钻井并进行大规模分段体积压裂才能获得工业产能。对其沉积及聚集模式的认识为松辽盆地北部致密油勘探拓展了新的空间,具有实际指导意义。     

吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油储层沉积相分析

利用岩芯、薄片、录井和测井等资料,在识别各级次基面旋回界面类型及特征的基础上,将准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组划分为1个长期旋回,6个中期旋回,44个短期旋回,建立高分辨率层序地层对比格架。在总结地球化学、岩性、沉积构造、电性特征的基础上,综合分析古生物化石、测井等资料,以识别沉积相标志为主,进行单井、连井及平面沉积相分析。研究结果认为,吉木萨尔凹陷芦草沟组为咸化湖泊-三角洲沉积体系,岩性复杂多变,在机械、化学、生物等沉积作用共同影响下,形成由细粒碎屑岩、泥岩、碳酸盐岩构成的混积岩层。芦草沟组发育上、下两个致密油甜点体,上甜点体（SSC37-SSC42）为咸化湖相沉积,微相类型以滩坝为主;下甜点体（SSC6-SSC17）以三角洲前缘沉积为主,微相类型为席状砂、远砂坝等。利用开发试验区及水平井部署区的井多、井密的有利条件,对沉积相边界进行控制,从而实现平面微相的精细刻画,研究表明芦草沟组优质甜点以滩坝主体微相为主,主要集中发育在凹陷中心低隆起处。     

塔里木盆地阿克苏地区下寒武统玉尔吐斯组两套黑色岩系的差异及成因

玉尔吐斯组黑色页岩是塔里木盆地寒武系盐下最具有潜力的烃源岩之一,普遍认为其沉积于统一、相似的沉积环境(斜坡相),而作者的研究结果与上述结论不符。为了探讨两套在岩石矿物组合方面完全不同的黑色岩系分布规律和成因,并重建其各自的沉积模式,本文对研究区12条剖面进行了详细描述、测量,从沉积学特征、岩矿鉴定入手,结合扫描电子显微镜、X-衍射、地球化学等分析手段,着重研究了库勒剖面和于提希剖面两套黑色岩系的沉积学特征和地球化学特征差异。沉积层序、岩石矿物组合、微量元素富集系数、氧化还原敏感元素比值(V/(V+Ni)、V/Cr、U/Th)、REE+Y配分模式、有机质含量以及饱和烃色谱特征分析结果表明:两套黑色页岩均为有机质高度富集的,处于热成熟生油阶段的海相优质烃源岩(干酪根类型Ⅱ1-Ⅱ2型,第一套黑色页岩TOC均值为5.37%,第二套TOC均值为1.46%),均沉积于海水氧化-还原分层的还原环境,但各自的空间展布规律和控制因素差异较大。建立了热液喷流缺氧模式和斜坡缺氧沉积模式:第一套黑色页岩主要沉积于第一个旋回海侵高峰期水体较深、沉积速率较高的内缓坡,其发育主要受热液喷流活动、微生物活动以及氧化还原条件影响,分布范围广,台内厚,缓坡带薄,靠近台内或台地内部热液喷流中心的裂洼陷主要控制着该套黑色页岩的展布,成烃生物以底栖藻类、细菌为主,少量浮游藻类为辅;而第二套黑色页岩主要沉积于第二旋回海侵初期水体不断变深的中-外缓坡低能带,其发育主要受古生产力、氧化还原条件以及古地形(斜坡陡缓)控制,分布范围局限,外缓坡带厚度较稳定,靠近台内不发育,成烃生物以浮游藻类为主,微生物和低等水生生物为辅,其发育条件则在台缘中-外缓坡更为有利。