鄂尔多斯盆地三叠系延长组陆相页岩测井评价

探究页岩的空间分布及有机质丰度特征是评价页岩气资源潜力的一项重要任务,但由于实验分析的局限性,需借助测井信息对页岩的空间分布进行精细刻画。总结前人提出的各种评价模型的基础上,应用这些方法对研究区长7、长9段页岩的有机碳含量(TOC)进行了拟合。通过将拟合结果与岩心样品实测TOC进行对比,发现大多数模型驱动方法具有经验性与局限性。结合研究区实际条件,优选出Δlog R作为该区陆相页岩评价的主要方法。评价结果显示长7段富有机质页岩(TOC2.0%)在研究区西南部最为富集,厚度80m,TOC主要分布在3.5%~6.5%;长9段分布中心位于研究区中部,富有机质页岩主要分布于长9段顶部,厚度范围在10~30m。     

陆相页岩与泥岩特征对比及其意义——以鄂尔多斯盆地延长组7段为例

鄂尔多斯盆地延长组7段富含大量页岩油,但由于对页岩与泥岩特征差异缺乏深入了解,阻碍了该层系页岩油的有效开发。为此,采用岩心观察、薄片鉴定等直接观察手段与XRD、Rock-Eval、TOC、氯仿沥青“A”抽提、主微量元素等实验相结合,对研究区长7段页岩和泥岩的岩石学、矿物学、有机地球化学与无机地球化学特征进行了深入研究。结果表明：长7段页岩的颜色较深,发育明显页理,切面光滑,而泥岩不具有纹层和页理,断口不整齐且切面粗糙;页岩的有机质以顺层富集为主,泥岩有机质以分散赋存为主;页岩的粘土矿物含量较高,泥岩的石英含量较高;页岩的TOC平均值为18.5%,约为泥岩的5倍,生烃潜量是泥岩的5～8倍;氯仿沥青“A”组分对比显示页岩含较多的芳烃,泥岩则含有较多的饱和烃;页岩沉积水体的盐度相对泥岩略低,且水深相对较浅。长7段页岩呈西北-东南走向分布,厚度主要为15～30 m,与泥岩呈互补式分布。页岩油“源内聚集”的特点使长7段的页岩油宏观分布受到页岩相控制。开展泥岩与页岩的对比研究,对准确预测富有机质页岩分布及指导页岩油气勘探具有重要意义。     

延长组陆相页岩含气量及其主控因素——以鄂尔多斯盆地柳坪171井为例

运用直接解吸法和间接法计算柳坪171井延长组长7段、长8段、长9段页岩游离气含量、吸附气含量和总气量,结合分析延长组页岩岩矿组分、有机地球化学特征、孔隙结构与孔隙体积,确定了延长组陆相页岩含气量及主控因素,并对含气量与主控因素之间关系做了定性及半定量研究。结果表明:延长组页岩含气量以吸附气量为主,其中长7段页岩含气量为3.71~6.26m3/t,游离气百分比为22.53%~35.29%,平均为29.22%;长8段页岩含气量为3.68~5.19m3/t,游离气占总含气量的24.43%;长9段页岩含气量最高,为5.57~7.80m3/t,游离气含量比例为31.64%。随着有机碳含量的增加,可供天然气吸附的比表面增大,页岩吸附气量也增大,同时有机质成熟度的提高促进有机组分纳米级孔隙的产生,从而增加页岩气储集空间,因此有机碳含量、镜质体反射均与含气量呈正相关关系。与海相页岩不同,延长组陆相页岩石英主要来源于陆源碎屑,含气量与石英含量呈负相关关系。黏土矿物含量与含气量呈弱正相关,主要表现在伊蒙混层、伊利石对页岩气的吸附能力。含气量与微孔体积相关性不明显,与中孔和宏孔均具有正相关关系。     

陆相页岩孔隙结构特征研究——以鄂尔多斯盆地延长组页岩为例

鄂尔多斯盆地三叠系延长组张家滩陆相页岩层系中发育大量粉砂质纹层,与相邻纯页岩呈薄互层状产出。为了更全面地研究页岩层系的孔隙结构发育特征,采用物理方法分离页岩岩心中的粉砂质纹层和纯页岩层,综合采用二氧化碳吸附法、氮气吸附法和压汞法获得全孔径范围内的孔隙结构特征。结果表明:粉砂质纹层孔径分布特征呈多峰分布,发育微米级孔隙,孔径较大,总孔体积平均为2.02mL/g,孔隙度平均为5.40%,大孔(50nm)是其孔体积的主要贡献者;纯页岩孔径分布特征呈双峰分布,主要分布在100nm以下孔径区间,孔径较小,总孔体积平均为1.41mL/g,孔隙度平均为3.67%,中孔(2~50nm)是其孔体积的主要贡献者。粉砂质纹层的实测孔隙度是纯页岩孔隙度的1.2~1.8倍,估算渗透率比纯页岩大2~4个数量级。因此,页岩层系中的粉砂质纹层相对纯页岩具有较大的孔径和孔体积,有利于提高页岩层系整体的储渗能力。     

鄂尔多斯盆地延长组陆相页岩孔隙类型划分方案及其油气地质意义

鄂尔多斯盆地延长组陆相页岩储层作为一种非常规储集体,对于其孔隙类型划分,当前国内尚无针对性的划分方案。为此,充分调研了国内外页岩储层孔隙类型分类方案,并从中优选出Loucks和于炳松的分类方案,结合延长组陆相页岩孔隙类型扫描电镜观察结果,对Loucks和于炳松的分类方案适当修改,提出了针对性更强的延长组陆相页岩孔隙类型划分方案,以期为延长石油陆相页岩气的发展提供理论支撑。此外,通过氩离子抛光扫描电镜观察,分析了延长组陆相页岩储层孔隙类型发育特征,系统研究了各类孔隙的形成机制、发育规模及油气地质意义。实验结果表明,延长组陆相页岩中粘土集合体内矿物片间孔隙油气地质意义最大;其次为黄铁矿晶间孔隙、有机质孔隙、裂缝孔隙和粘土矿物片间孔隙;再次为刚性颗粒粒间孔隙及边缘孔;石英颗粒溶孔孔径小、连通性差,油气地质意义最小。     

湖盆深水区细粒沉积成因研究进展——以鄂尔多斯盆地延长组为例

对于以中新生代陆相湖盆勘探为主的中国,随着勘探领域由湖盆的浅水区转向深水区,打破了深水区为油气勘探禁区的观念。而深水细粒沉积的研究程度低,早期大多集中于烃源岩生油潜力分析。为了更好地认识深水区细粒沉积类型及成因,为非常规油气勘探提供指导,该文以鄂尔多斯盆地延长组为例,在调研大量文献资料的基础上,结合现代分析测试技术,对深水区的沉积相及岩石沉积成因进行了研究。主要探讨了深水原地沉积、凝灰岩、深部热液、远端浊积岩、放射性铀等的特征及成因,认为岩矿分析、地球化学分析是研究细粒沉积的主要手段,而纳米技术将是当前和今后的重要研究方法。深水区细粒沉积中发育一定量的孔隙,且由于其紧邻烃源岩,很容易聚集成藏,今后可作为重要的油气勘探对象之一。     

鄂尔多斯盆地清泉区延长组裂缝探讨

通过岩心观察、薄片观察和测井资料解释,在清泉区发现了大量的裂缝.这些裂缝在各个层位均有分布,在长3油层组分布最多,占全部发现裂缝的41.79%;长6油层组和长(4+5)油层组裂缝发育相对较少,占全部发现裂缝的58.21%.研究发现裂缝主要发育在砂岩中,而在泥岩中很少发育.通过研究裂缝的产状,结合构造演化史,最终确定清泉区裂缝是印支构造期产生的,之后的燕山和喜马拉雅构造期对其具有一定的改造.裂缝与油气运移的时空配置良好,可以成为油气运移的重要通道.     

不同黏土矿物胶结的低渗透储层渗透率应力敏感性对比——以鄂尔多斯盆地延长组储层样品为例

通过应力敏感性实验,研究鄂尔多斯盆地延长组富含绿泥石和富含高岭石的低渗透砂岩储层的渗透率应力敏感性。结果表明,富含绿泥石储层的渗透率应力敏感性较弱,而富含高岭石储层的渗透率应力敏感性较强;富含绿泥石的不同岩样,随着初始渗透率减小,应力敏感性显著增强,而富含高岭石砂岩的渗透率应力敏感性与初始渗透率大小的相关性较差,这与高岭石的生长模式有关。因此,富含高岭石的低渗透砂岩油藏的开发应采用超前注水技术,尽可能地保持地层压力,降低开发过程中渗透率应力敏感性对产能的不利影响。     

湖相页岩液态烃对页岩吸附气实验的影响——以鄂尔多斯盆地延长组页岩为例

通过全岩和黏土矿物X-衍射、索氏抽提、离子抛光、扫描电镜、低温氮气吸附、等温吸附等实验分析,研究了鄂尔多斯盆地延长组湖相页岩储层中的液态烃对吸附气含量的影响。结果表明,延长组湖相页岩储层正处于中成岩阶段A期;有机质演化程度相对较低,不足以形成大量的有机质孔隙,却足以形成大量的液态烃,液态烃占据了页岩中直径约4 nm左右的孔隙。由于氮气不溶于液态烃,而甲烷易溶解于液态烃,使得抽提前后样品低温氮气吸附实验得到的比表面积和吸附量变化大,但抽提前后样品等温吸附实验测得的甲烷"吸附"量变化不大,这表明等温吸附实验中有一部分甲烷以溶解态赋存于页岩样品中。因此在用等温吸附实验研究低成熟度页岩吸附气含量的过程中,必须注意液态烃的影响。     

鄂尔多斯盆地延长组页岩含气量测井评价

以鄂尔多斯盆地甘泉地区三叠系延长组泥页岩为研究对象,通过现场含气量解析及等温吸附实验分别对页岩含气量及页岩吸附能力进行研究。根据TOC、实测含气量、孔隙度及含气饱和度等实验分析数据与测井曲线进行拟合,建立了页岩吸附气含量和游离气含量解释模型。利用改进的△lgR法对研究区内延长组页岩TOC进行了计算,并利用多参数法及阿尔奇公式分别预测区内页岩孔隙度和含气饱和度。根据解释模型对吸附气和游离气含气量分别进行了测井解释。测井解释结果与实测数据相关性较好,证明了解释方法在研究区具有较强的适用性。     

鄂尔多斯盆地延长探区延长组泥页岩有机地球化学特征及评价

鄂尔多斯盆地三叠系延长组在特殊的构造运动和沉积背景下发育了长7和长9两套暗色泥页岩层系,成为了延长组油气成藏的重要烃源岩。鉴于此,本文运用有机地球化学手段对其进行系统的特征描述并进行评价。结果表明,本区延长组泥页岩有机碳含量总体较高,质量分数为3.2%~15.2%,平均为6.8%;氯仿沥青“A”的含量为0.31%~1.15%,平均为0.71%;生烃潜量为10.20~69.93 mg/g,平均为18.28 mg/g;总体评价为好—最好烃源岩。通过热解参数和干酪根显微组分综合分析,延长组泥页岩有机质类型总体以Ⅰ型和Ⅱ1型为主,少量为Ⅱ2型。延长组泥页岩镜质体反射率R o值为0.48%~1.32%,最大热解峰温T max分布在431~474℃,平均为450.9℃,大部分进入生烃门限,主要处于低成熟—成熟阶段。该成果对中生界油气藏的勘探部署和评价有一定的借鉴意义。     

鄂尔多斯盆地延长组致密油特征

通过综合研究鄂尔多斯盆地延长组致密油储集层与烃源岩展布、岩石学、地球化学等资料,分析鄂尔多斯盆地延长组致密油特征,评价其勘探潜力.鄂尔多斯盆地中生界延长组低渗透油气资源丰富,截至目前空气渗透率小于2×10?3μm2的致密油探明地质储量约20×108 t,主要赋存于与油页岩互层共生或紧邻的延长组长6—长8油层组致密砂岩储集层中,石油未经过大规模长距离运移.其中,湖盆中部长7和长6油层组大面积分布的重力流砂岩储集层尤其致密,空气渗透率一般小于0.3×10?3μm2.延长组致密油具有多成因砂体复合叠加规模大、储集层致密、孔喉结构复杂、刚性组分含量高、裂缝发育、含油性和原油物性较好、低压低产等特征.优质烃源岩与大面积厚层储集体互层共生,以及地史期生烃增压强排烃作用控制了延长组大面积叠合致密油的形成.鄂尔多斯盆地致密油资源潜力大,是近期建产的现实目标和未来勘探开发的重要领域.图6表2参37     

鄂尔多斯盆地延长组储层致密化及其影响下的致密油充注特征

通过对鄂尔多斯盆地延长组储层成岩作用、致密历史、油水分布特征的分析,并结合充注动力与阻力的计算,探讨了储层早期致密化影响下的致密油充注特征。结果表明,延长组长6-长8段储层孔隙演化经过4个阶段,在中成岩阶段A1期基本达到致密,而此时油气大规模充注尚未开始。储层早期致密化形成的高充注阻力导致浮力难以成为驱替致密油运移的有效动力。同时,结合该区具有紧邻源岩的致密砂岩普遍含油、"甜点"富油且流体分异性差的特征,认为广泛发育的长7段烃源岩与长6和长8段储层间的剩余压力差是致密油充注的主要动力,且是导致致密砂岩含油而甜点富油的重要因素。     

鄂尔多斯盆地延长组葡萄藻的石油地质意义

鄂尔多斯盆地西峰地区中、上三叠统延长组发现极其丰富的葡萄藻化石.葡萄藻分布的高丰度层位恰好是本地区的主要烃源岩层延长组长7,2-长7,3段.葡萄藻不仅是烃源岩中藻类体和无定形体的重要组成部分,而且其丰度与有机碳含量成正比,表明葡萄藻是鄂尔多斯盆地三叠系延长组湖相优质烃源岩形成的重要母质.延长组原油和烃源岩中均检出特征极为相似的以补身烷、高补身烷为主的两环烷烃和以3位、4位甲基取代为特征的短链一长链单甲基支链烷烃.前一系列碳数分布在C12-C16,后一系列碳数分布在C15-C34.研究表明沉积物中这些生物标志物的出现与葡萄藻母质输入有关,进一步证明鄂尔多斯盆地三叠系延长组烃源岩及原油的形成与古湖泊中葡萄藻的大量发育有密切关系.图10参35     

鄂尔多斯盆地延长组长2油藏成藏控制因素综述

鄂尔多斯盆地延长组长2油藏是盆地中生界的一套主力含油层,前人学者对长2油藏的成藏主控因素进行了多方面的研究,但其研究存在两点不足之处:一是未结合上下层系综合研究长2油藏成藏控制因素;二是对于经历了长距离侧向运移的长2油藏成藏原因研究不清楚,缺乏对断层的研究。综合前人研究认为,盖层及遮挡条件是油气成藏的一个主控因素,但是很难去定义某个地层是否为有效的盖层或遮挡条件;应考虑延长组内部可能发育小的断层,而不是许多学者所说的盆地内部断层不发育。     

鄂尔多斯盆地姬塬地区延长组长2低阻油层成因机理

根据大量铸体薄片、扫描电镜、物性分析、压汞曲线、含油饱和度及矿化度等资料,对鄂尔多斯盆地姬塬地区延长组长2低阻油层的形成机理进行了详细研究。长2油层组低阻油层形成的主要原因有3个方面,即:高束缚水饱和度、低含油饱和度及高矿化度地层水。孔隙结构复杂、高岭石晶间微孔发育及细粒岩石骨架,造成喉道偏细、孔喉半径小,形成高束缚水饱和度;低幅度构造背景、低油柱高度及低油气充注程度,是造成油层低含油饱和度、油水分异差的主因;高矿化度的地层水,降低了油层与水层的电阻率对比度。根据研究区长2地化热解参数统计,结合试油资料及测井孔隙度数据,建立了热解参数轻质油含量与孔隙度的关系图版,以此判断油层、油水同层、水层和干层。     

鄂尔多斯盆地姬塬地区延长组长3 油组成岩作用分析

姬塬地区延长组长3 油组是陆相三角洲背景下的岩性油藏,骨架砂体是三角洲前缘水下分流河道。储层岩性为长石砂岩和岩屑质长石砂岩,岩石成分成熟度偏低,结构成熟度较好。孔隙度均值为12. 62 % ,渗透率均值为0. 8 ×10^{- 3} μm² ,是典型的低孔、低渗油藏。根据扫描电镜、铸体薄片、阴极发光及X 衍射等资料,对研究区的成岩作用进行了研究,认为长3 油组现处于早成岩期B亚期向晚成岩期A 亚期过渡时期。研究区成岩各阶段均为酸性(p H < 6. 5) 环境,在早成岩期为开启型弱酸性水循环环境,在晚成岩期为封闭型弱酸性水循环环境,这都为溶蚀作用提供了良好的条件。机械压实作用、胶结作用和交代作用是造成长3 油组储层物性变差的主要原因。溶蚀作用在一定程度上改善了储层物性。     

鄂尔多斯盆地延长组长9油层组勘探潜力分析

近年来,鄂尔多斯盆地延长组石油勘探在战略接替层系长,获得了新发现,为此综合分析长,烃源岩条件、储集条件及成藏组合,探讨其勘探潜力.长9顶、底发育了2套优质烃源岩,有机质丰度较高(总有机碳含量平均值为4.36%),成熟度适中(Ro值为0.66%～1.01%),正处于生油高峰阶段,总资源量约4.02×108t,有较强的供烃能力;储集条件较好,存在以三角洲前缘水下分流河道和河口坝砂体为主的成片砂带,储集空间主要为残余原生孔隙,储集性能较好.长9发育了自生自储式、下生上储武和上生下储式3种成藏组合类型,其中,自生自储式成藏组合以长9暗色泥岩或油页岩为烃源岩,以长9自身的砂岩为储集层,勘探潜力最好.图5表2参19     

鄂尔多斯盆地西峰地区延长组烃源岩干酪根地球化学特征

为了确定鄂尔多斯盆地西南部西峰地区延长组烃源岩有机质类型及其生烃潜力，对长8-长7段烃源岩干酪根显微组分、元素组成和碳同位素组成进行了研究。分析表明，长7段（尤其是长7^2和长7^3段）烃源岩有机质类型好，包括大量的腐泥型和腐殖-腐泥型有机质，是形成于深湖相还原环境的富有机质沉积，代表高生产率阶段藻类母质输入特征。由于湖底浊流的影响，长7^3段烃源岩混入较多的陆源高等植物母质。长8段烃源岩有机质类型较差，以混合型有机质为主，形成于靠近陆源的滨浅湖相，既有陆源高等植物母质输入，又有部分藻类母质输入，由于沉积环境的差异，部分井内样品以腐殖型有机质为主。延长组长7^2-长7^3段烃源岩具有很好的生烃潜力，是本区油藏已发现原油的可能来源。图4表2参15