页岩气储层的形成条件与储层的地质研究内容

应用沉积学和层序地层学的理论和方法,综合考虑页岩气系统形成的有利条件,结合国内和国外的实例,总结了有利于泥页岩,特别是可作为页岩气储层的富有机质暗色泥页岩形成的时期和沉积环境,认为富有机质暗色泥页岩主要形成在相对海(湖)平面上升时期的海侵(湖侵)体系域,特别是密集段附近的位置;陆相盆地中的湖湾、半深湖—深湖与海相盆地中的半深海—深海盆地、台地边缘深缓坡和半闭塞—闭塞的欠补偿海湾地区是富有机质暗色泥页岩发育的有利地区。通过对美国Barnett等页岩气系统的分析,认为制作暗色泥岩等厚图、TOC等值线图、Ro等值线图、暗色泥岩埋深图等单因素基础地质图件,对其进行叠加综合分析, 对页岩气的勘探具有很好的指导意义。     

页岩型氦气富集机理与资源潜力——以四川盆地五峰组-龙马溪组为例

中国氦气资源严重依赖进口.富铀钍、富有机质页岩储层普遍含氦,丰度虽低但储量较大,有效开发利用页岩型氦气资源是提升中国氦气资源保障水平的现实途径.本文以四川盆地及周缘五峰组-龙马溪组页岩为研究对象,基于氦气成因机制和分布地质特征,分析了页岩型氦气的生成机理、来源与含量、运移方式和通道、富集主控因素、分布规律及资源潜力,提出了页岩型氦气资源的勘探开发对策.结果表明:四川盆地五峰组-龙马溪组页岩U、Th含量高,具备良好的生氦能力,生成的氦气为典型的壳源氦气,具有自生自储、大面积分布特征,氦气资源潜力受其含量和伴生天然气资源量共同控制.持续供氦和有效保存是控制页岩型氦气富集的主要地质因素.经初步评价,四川盆地及周缘五峰组-龙马溪组已探明页岩气储量中氦气储量为10.8×10⁸m³,为特大型氦气田,每年因页岩气开发而附带的氦气产量为0.0912×10⁸m³.建议尽快开展全国页岩型氦气资源潜力、富集机理与分布规律研究,攻关贫氦-含氦天然气的提氦技术,避免氦气资源浪费,提高氦气自我保障能力.     

考虑裂尖塑性区影响的水力压裂缝高计算模型

储层可压性的准确评价是储层压裂设计和压后产能评估的重要前提。目前,采用岩石力学参数进行页岩可压裂性评价取得了较好的现场应用效果。因此,如何准确获取岩石力学参数成为至关重要的问题。通过建立一种基于物理信息约束的神经网络模型,该模型采用物理和数据双驱动,仅使用少量数据就能够实现岩石力学参数的准确预测。为验证模型性能的优异性,采用人工神经网络、随机森林和XGBoost模型与之进行对比。结果表明,物理信息约束的神经网络在少量数据下预测岩石力学参数的平均准确率高于95%,性能远优于其他模型。采用物理信息约束的神经网络预测得到弹性模量、泊松比、抗拉强度和断裂韧性4种岩石力学参数,基于岩石力学参数对储层可压性的影响,建立了基于脆性指数和力学参数的可压性评价方法。最后,以渤海湾盆地沧东凹陷K2段不同储层可压性为例进行验证。结果表明：研究区整体可压性较好,其中,纹层状混合质页岩可压裂指数高于0.7,可压性良好;纹层状长英质页岩、厚层状灰云质页岩和薄层灰云质页岩可压裂指数均处在0.4~0.7,可压性中等。评价结果与实际施工现场各储层日采油量进行对比,证实了可压性智能评价方法的可靠性,该方法可以推广至页岩储层可压性评价工作中。

     

东营凹陷古近系升藿烷生物标志物参数分布及演变规律

为研究实际地质体或地质剖面中的C31到C3517α(H), 21β(H)升藿烷生物标志物构型转化参数22S/(22S+22R)及升藿烷指数C35/∑（C31—C35)等的分布、演化特征,对东营凹陷主要烃源岩层系古近系沙河街组三段（淡水—微咸水层系）和沙河街组四段（咸水层系）的系列样品进行了研究,分析样品来源于1 300~4 000的暗色泥岩,其中2 800~4 000 m的样品对应于东营凹陷古近系烃源岩的生油初期到生油晚期。研究结果表明,C31、C32、C33、C34、C35升藿烷（17α(H), 21β(H)）构型转化参数的分布除与异构体之间的手性碳立体构型转化作用有关外,不同异构体之间降解或裂解速率和新生成速率的差异也是其主要控制因素,沉积环境（如高盐环境）也在一定程度上影响了其分布;从未熟—低熟状态到成熟状态,相关升藿烷构型转化参数22S/(22S+22R)总体均表现出随埋藏深度增大而加大的特点,并从离散状态聚集到热演化的平衡状态附近;在到达成熟状态后,相关升藿烷的构型转化参数22S/(22S+22R)从缓慢增大过渡到一个持续的热演化平衡状态,并且该构型转化参数的热演化平衡状态对应于生油门限附近;在高盐环境中除C33升藿烷保持不变的热演化平衡状态外,其它升藿烷均呈现不同幅度的逆转特征,表明高含量的盐类矿物对升藿烷成熟度参数亦具有抑制作用或迟缓效应;C31、C32、C33、C34、C3517α升藿烷之间的22S/(22S+22R)分布型式复杂多变,其中对于成熟源岩样品,C35升藿烷22S/(22S+22R)值变化强烈,表现出“翘尾”状的上升型特征和“坠尾”状的下降型特征,而对于低熟—未熟样品, C32升藿烷的22S/(22S+22R)显示相对高值,并且多数样品显示为C31C33C35的偶数碳优势的特征;研究显示C31到C33升藿烷的构型转化参数S/(S+R)热演化平衡值均为0.6,而C34 S/(S+R)及C35S/(S+R)热演化平衡值相对较高,沙三段、沙四段的C34 S/(S+R)及沙四段的C35S/(S+R)分别达到0.63、0.62、0.65;升藿烷指数C35/∑（C31—C35)受热演化影响也比较明显,在生油期间随着埋藏深度增加而减小,在高盐环境中表现出相对高值,研究表明该指数的变化与其22R异构体演化有关,并且参数C31/∑（C31—C35）、C32/∑（C31—C35）、C33/∑（C31—C35）、C34/∑（C31—C35）、C35/∑（C31—C35)演化特征截然不同。     

Mineral characteristics and their geological significance of black shales in southeastern Ordos Basin by X-ray diffraction analysis

X-ray diffraction analysis of black shale of Upper Triassic Member Chang 7 of the Yanchang Formation in southeastern Ordos Basin showed that black shales were deposited in brackish, strongly reducing, semi-deep-deep lacustrine facies, and mainly composed of quartz, feldspar, carbonate （dolomite）, clay minerals （illite and il- lite/smectite） and a certain amount of pyrite. The mineral composition characteristics of this set of black shales are similar to those of highly productive shale gas in North America, for example shallow burial, low clay mineral and abundant brittle mineral, so the strata are conducive to the development of cracks and fractures. Thus, this area is favorable for shale oil/gas exploration and development.     

FLU-net：用于表征页岩储层微观孔隙的深度全卷积网络

页岩孔隙是页岩气储集的主要空间,孔隙的形状、大小、连通性与发育程度很大程度上决定了页岩储集层的储集性能,因此,页岩气开采首先需要对其孔隙有充分的认识。基于阈值分割法获取页岩孔隙结构参数是目前页岩微观结构表征的一种重要手段,但是受扫描电镜图像灰度分布差异的影响,该方法需要逐一修改图像的最佳分割阈值以达到最好的孔隙分割效果,且阈值分割方法无法直接划分孔隙类别,这给后续的页岩微观结构定量表征带来了麻烦。为了实现页岩孔隙的智能识别和分类,笔者设计基于像素级语义分割的深度全卷积神经网络FLU-net,对页岩孔隙识别并分类为有机孔、无机孔（粒内孔、粒间孔）及裂缝,并结合孔隙尺度分类统计方法,分析不同类型孔隙发育数量、孔径大小、孔隙度等参数,实现页岩储层微观孔隙结构的自动化定量表征。以重庆渝西区块足201井区和四川盆地威远地区威204井区的页岩扫描电镜图像为研究对象,在对1 600幅页岩扫描电镜图像原始数据进行人工标注并划分数据集后,使用FLU-net进行孔隙识别,结果表明,本方法具有较高的准确率,同时自动化程度和泛化能力均高于传统预测方法。因此,扫描电镜与基于深度学习的语义分割模型结合是定量研究页岩微观结构表征的有效手段。     

四川盆地涪陵地区五峰组-龙马溪组页岩孔隙特征及演化模式

本文以四川盆地涪陵地区五峰组-龙马溪组富有机质页岩为研究对象,通过FE-SEM扫描电镜、高压压汞、低温N2吸附和低温CO2吸附相结合的方法对页岩孔隙结构特征进行表征,明确了页岩孔隙发育的主控因素,并探讨了页岩孔隙演化特征.研究认为龙马溪组页岩微观孔隙类型以有机质孔隙为主,页岩气吸附的主要场所是纳米级微孔和中孔.页岩储层...     

柴达木盆地第三系咸水湖相生油岩古沉积环境地球化学特征

在系统分析柴达木盆地西部第三系咸水湖相生油岩样品的微量元素、有机物、粘土矿物组成的基础上,揭示了研究区生油岩的无机元素和有机质组成特征;并结合沉积环境的无机与有机地球化学指标,重建了生油岩沉积时的古沉积环境。生油岩的B、Cl-及伽玛蜡烷含量表明,沉积时的水介质条件是半咸水—咸水环境,并伴随湖盆沉积中心北迁过程各层位地层的盐度发生规律性时空]化;生油岩的Fe2 /Fe3 、S2-、Pr/Ph比值、藿烷碳数分布模式及黄铁矿含量反映其沉积时的沉积环境为强还原性;粘土矿物组合特征及含量揭示这些生油岩的沉积相带介于中心咸湖相和边缘咸湖相之间。     

华北北部中元古界洪水庄组物源和沉积环境分析

为探讨华北地区中元古界洪水庄组黑色泥页岩物源和沉积环境,采集了燕辽地区清河剖面洪水庄组样品,进行元素地球化学测试和分析.结果表明:洪水庄组沉积物来源不仅有陆源碎屑物质,还有海水沉积物贡献.Y/Ho和ΣREE交会图版分析认为海水沉积物来源占比为10％～20％.此外,稀土元素分布模式以及Ce和Eu异常表明沉积物来源有火山热...