高频燃烧红外吸收法测定页岩中有机碳

有机碳(TOC)是页岩气勘探开发的重要基础指标,准确测定页岩中有机碳含量在页岩气开发过程中十分重要。应用LECO CS230型红外碳硫测定仪测定页岩中总有机碳。利用高纯蔗糖建立校准曲线,解决了页岩中有机碳含量范围大的问题。实验表明,该方法检出限为0.003%,对于检测线性为0.14%~28.07%页岩的测定,相对标准偏差在0.46%~2.58%。该方法操作简单、成本低、分析精度高,能够满足页岩中有机碳含量测定的分析要求。     

页岩气吸附量校正及其吸附性影响因素

为探究页岩矿物组分、孔隙结构及其分形维数对页岩吸附特性的影响,开展龙马溪组、五峰组以及延长组页岩总有机碳(TOC)含量测试、X射线衍射(XRD)测试、低温N2吸附测试,CH4等温吸附实验,基于吸附相体积Va恒定、吸附相密度ρa恒定2种方法对页岩气绝对吸附量进行了校正,并采用Langmuir模型对绝对吸附量进行了拟合,在...     

考虑多因素的页岩气吸附模型——以川东南五峰组—龙马溪组页岩为例

甲烷在页岩中的吸附同时受页岩本体物理性质和外部储存条件的综合影响,为了建立考虑多种因素影响的页岩气吸附模型,以川东南五峰组—龙马溪组页岩为例,开展了不同总有机碳含量(TOC含量)的页岩在多个不同温度、不同含水率下对甲烷的吸附实验,采用Langmuir吸附模型对吸附数据进行了拟合,分析了饱和吸附量及Langmuir压力分别与温度、TOC含量及含水率的定量关系,最终建立了考虑温度、压力、TOC含量及含水率综合影响的多因素页岩气吸附模型,并通过与实测吸附数据对比验证了该模型的准确性。结果表明:Langmuir模型能很好的拟合五峰组—龙马溪组页岩在不同特定条件下的吸附数据,拟合精度较高,决定系数R²介于0.9728~0.9982。饱和吸附量与TOC含量呈正线性相关,与温度及含水率呈线性负相关。Langmuir压力与TOC含量呈线性负相关,与温度及含水率呈线性正相关。30℃下TOC含量为4.17%的页岩干样吸附量比TOC含量为2.95%的页岩干样吸附量高约39%。当温度由30℃增至80℃时,TOC含量为4.17%的页岩干样其饱和吸附量降低约30.6%。对于TOC含量为3.66%的含水页岩,当含水率由0增至4.2%时,30℃和60℃下页岩气的饱和吸附量分别降低了23.1%和11.4%。基于Langmuir模型建立的考虑多因素的吸附模型能准确的计算不同TOC含量、不同温度及不同含水情况下的页岩气吸附量。经与2组实测吸附数据对比验证,整个实验压力范围内的相对误差均小于6%,平均误差分别为3.67%和2.48%。经采用其他文献中不同物性的页岩吸附数据验证,表明多因素吸附模型对不同页岩有很好的适用性。     

总有机碳分析仪测定土壤中的有机碳

总有机碳(TOC)用于指示土壤中有机质的含量,准确测定土壤中的TOC,对于研究土壤碳转化、调整和优化土壤管理具有重要意义。土壤样品经酸处理去除无机碳,通过总有机碳分析仪的TOC-Solid模式绘制TOC标准曲线,并测定土壤国家标准物质GSS-1~16,验证了该方法的精密度和准确度,通过本法与重铬酸钾容量法和红外碳硫测定仪,比对了高氯土壤样品中TOC的含量。TOC分析仪法操作简便,干扰小,检出限低,精密度好及准确度高,结果准确可靠,适用于测定土壤中的TOC。     

页岩气储层有机碳含量与测井参数的关系及预测模型

页岩气储层总有机碳(TOC)含量是页岩气评价的重要参数,如何准确确定TOC含量是页岩气勘探开发研究的一个关键问题。以黔江地区下志留统龙马溪组为研究对象,通过页岩气储层有机碳含量测试和钻井测井资料的统计分析,研究了TOC含量的测井响应特征,优选了体积密度（DEN)、自然伽马(GR)、自然电位（SP)和声波时差（AC)4条测井曲线作为特征向量,建立了TOC含量的BP神经网络预测模型,改进了BP神经网络算法,并对黔江地区1口页岩气井下志留统龙马溪组TOC含量进行了预测和对比分析。结果表明：基于测井参数的BP神经网络模型具有极强的非线性逼近能力,能真实反映页岩气储层TOC含量与测井参数之间的非线性关系,预测结果与实测值之间误差小,相对误差一般小于10%。     

多因素的页岩吸附气量计算及影响因素效应分析

页岩吸附气含量评估是气藏储量预测和目标区优选的关键。总有机碳含量(TOC),干酪根成熟度(Ro),温度(T)与压力(P)是影响页岩吸附气量(V)的主要因素,其中T与P随深度(H)的增加同时增大,故H反应两者的综合作用。基于等温吸附实验结果,建立考虑TOC、Ro、H三因素的吸附气量计算模型,并结合正交分析法分析各因素影响效应及敏感性,结果表明:V与TOC、Ro呈正相关,与H的关系存在转折点。所取样品对吸附气量敏感性排序依次为HTOCRo,且在一定深度以浅,压力的敏感性大于温度;在此深度以深,温度的敏感性大于压力。该计算模型可评估任意H、TOC、Ro条件下的页岩气藏储量,分析方法也可为页岩储层评价参数优选提供依据。     

河套盆地吉兰泰地区固阳组烃源岩测井评价

河套盆地临河坳陷固阳组发育一套咸化湖盆烃源岩,总有机碳含量（TOC）评价对认识该区烃源岩特征具有重要意义。通过分析烃源岩的测井响应特征,综合分析总有机碳含量与测井曲线之间的关系,发现研究区烃源岩TOC与电阻率有较明显的正相关关系,与DEN、GR和AC相关关系依次变弱。对于研究区固阳组烃源岩TOC评价来说,多元拟合法预测效果优于ΔlgR法及其改进法,同时四元和二元回归公式效果差别不大,仅使用声波时差、电阻率2种测井数据的二元回归公式即可有效评价烃源岩TOC特征,参数易取,且相关系数更高,预测效果更好。     

考虑多因素的页岩吸附气量计算及影响因素效应分析

页岩吸附气含量评估是气藏储量预测和目标区优选的关键。总有机碳含量(TOC),干酪根成熟度(R_o),温度(T)与压力(P)是影响页岩吸附气量(V)的主要因素,其中T与P随深度(H)的增加同时增大,故H反应两者的综合作用。基于等温吸附实验结果,建立考虑TOC、R_o、H三因素的吸附气量计算模型,并结合正交分析法分析各因素影响效应及敏感性,结果表明：V与TOC、R_o呈正相关,与H的关系存在转折点。所取样品对吸附气量敏感性排序依次为H＞TOC＞R_o,且在一定深度以浅,压力的敏感性大于温度;在此深度以深,温度的敏感性大于压力。该计算模型可评估任意H、TOC、R_o条件下的页岩气藏储量,分析方法也可为页岩储层评价参数优选提供依据。     

页岩有机碳含量测井评价方法及应用——以贵州岑巩区块下寒武统牛蹄塘组为例

我国页岩气资源丰富,目前已在四川盆地及周缘下志留统龙马溪组页岩获得突破。与龙马溪组相比,下寒武统牛蹄塘组黑色页岩具有更大的沉积厚度和更广泛的分布面积,是我国页岩气勘探开发亟待突破的重点层系。页岩气“源储一体”的特性使对总有机碳（TOC）含量的连续定量评价成为其勘探开发中一项重要的研究内容。本次研究依据岑巩区块下寒武统牛蹄塘组页岩的测井响应特征,采用ΔlogR法、自然伽马与自然伽马能谱测井法、密度测井法和多元参数回归分析法对研究区牛蹄塘组页岩TOC含量进行计算,并对模型计算精度与适用性进行对比分析。结果显示：ΔlogR法计算精度较低,对南方构造复杂、保存条件差异较大地区的过成熟海相页岩适用性较低;自然伽马与自然伽马能谱法和密度测井法计算精度较高;通过选取与TOC含量具有相关性的测井参数进行多元回归分析可进一步提高模型计算精度。此外,地层电阻率与声波时差对含气性及保存条件响应敏感,可作为页岩含气性与保存条件的判识性指标。     

基于主成分分析的烃源岩测井评价技术

有机碳含量(TOC)是常用的有机质丰度评价指标,目前测井评价有机碳含量的方法有很多,分别根据不同的测井曲线与烃源岩中TOC的相关关系,计算得到烃源岩有机碳含量。其中由于ΔlgR方法能够充分利用电阻率曲线和声波时差曲线的叠合幅度差来消除孔隙度对有机碳含量计算的误差,得到广泛应用,但是其计算过程繁琐,需要人为判定的参数过多,使其应用范围受到限制。本文提出了基于主成分分析的曲线融合方法,使用声波时差与电阻率曲线的第一主成分代替其叠合幅度差ΔlgR,并充分利用岩芯实验室热解分析测试数据,进行有机碳含量的预测,为快速准确的预测烃源岩有机碳含量提供了一项非常实用的技术。     

鄂尔多斯盆地张家滩页岩元素地球化学特征及与有机质富集的关系

选择鄂尔多斯盆地中南部张家滩页岩的64块岩芯样品,开展了有机碳和主、微量元素等地球化学测试工作。在分析其主、微量元素等地球化学特征的基础上,对张家滩页岩的古气候、古氧化还原条件和古生产力等古沉积环境进行了研究,讨论了控制鄂尔多斯盆地张家滩页岩有机质富集的主要因素。研究结果表明:张家滩页岩有机碳含量(TOC)较高,达2.14%~11.44%。与贫有机质页岩段相比,富有机质页岩段的Na_2O,CaO,U,V,Ba,Cu富集而Al_2O_3,TiO_2,K_2O,MgO含量低。古沉积环境指标表明张家滩页岩沉积时位温暖潮湿-半干旱的古气候,沉积底水氧化还原环境为贫氧-厌氧环境,表层水具有中—高的古生产力。有机质含量与氧化还原指标间的正相关关系表明,有机质含量主要受水体的氧化还原程度的控制,有机质富集属于"保存条件"模式。进一步研究显示,张家滩页岩有机质的富集主要是由古气候变化所造成湖水缺氧程度所控制。     

山西省域石炭二叠纪煤系泥页岩气储层评价指标体系

针对煤系泥页岩气地质资源量估算偏大的问题,选择山西省域石炭二叠纪煤系泥页岩气储层,通过页岩气日均产气量衰减率和经济下限产气量分析,提出了独立储层和组合储层的概念;基于492件实测泥页岩样品,评价了煤系泥页岩干酪根类型和TOC含量;通过泥页岩单位TOC含量吸附量和实测泥页岩含气量评价了泥页岩有机质成熟度和含气量的关系;基于与海相页岩气剖面资源量等量原则评价了煤系泥页岩厚度;基于煤层Ro、含气饱和度与埋深的正相关趋势,将煤系泥页岩埋深划分为1 000,1 000~1 500和1 500 m三种类别;基于128件实测泥页岩样品,将煤系泥页岩脆性矿物含量划分为30%,30%~40%和40%三个类别。基于煤系泥页岩有机质成熟度、总有机碳含量、含气量、埋深、厚度及脆性矿物含量6个参数,将山西省域石炭二叠纪海陆交互相煤系泥页岩储层划分为组合有利储层、组合较有利储层和组合不利储层。     

下扬子地区二叠系富有机质泥页岩孔隙结构特征

应用先进技术与方法,对取自该地区的典型二叠系岩芯样品,进行了系统的地球化学、矿物组成、孔隙度及孔隙结构等方面分析。结果表明,这套二叠系烃源岩孔隙发育,平均孔隙度可达5.37%;纳米级孔隙发育,并以微孔和介孔为主;泥页岩总有机碳含量（TOC）和黏土矿物含量是控制吸附能力和孔隙大小的关键因素。二叠系富有机质泥页岩孔隙度较高,发育大量的纳米级孔隙及具有较大的比表面积,为页岩气储存提供了良好条件。     

江西萍乐坳陷三家冲段泥页岩地球化学特征

通过采样测试分析研究安源组三家冲段泥页岩地球化学特征,认为三家冲段泥页岩的有机碳含量较高,TOC含量一般在0.41%~13.99%之间,平均为2.98%;干酪根类型以Ⅱ2-Ⅲ型为主;Ro大部分在1.0%~2.0%之间,处于成熟-高成熟阶段。安源组三家冲段页岩有机质丰度高、成熟度适中,有机质生烃能力较好,是今后江西萍乐坳陷页岩气研究的重要目标层之一。     

陕南镇巴地区牛蹄塘组页岩气地质条件与含气性特征:以镇地1井为例

为深入研究陕南镇巴地区下寒武统牛蹄塘组页岩气地质条件与含气性,以镇地1井钻井资料为基础,结合样品分析测试结果,对研究区页岩岩石矿物学、有机地球化学和孔隙特征等地质条件进行了系统分析。研究表明:镇地1井牛蹄塘组富有机质页岩厚90m,发育硅质页岩、黏土质硅质混合页岩和黏土质页岩等3种岩相;有机碳含量高,平均为3.37%;热演化成熟度相对适中,平均为2.66%;脆性矿物含量较高,平均为53.6%;页岩孔隙发育程度较好,孔隙类型以为矿物溶蚀孔隙为主。含气量测试结果表明镇地1井牛蹄塘组总含气量为1.84~6.04m~3/t,具有较好的含气性,与TOC含量有较好的相关性。上述诸多有利条件充分说明了该地区具有较好的页岩气勘探前景和资源潜力。     

湘西北龙马溪组页岩气地质条件及有利区优选

为了研究湘西北地区下志留统龙马溪组页岩气成藏条件,优选有利区,从有机地化特征、孔裂隙特征等方面对页岩样品进行了测试分析。结果表明:该地区龙马溪组页岩平均厚24 m;有机碳含量(TOC)为0.7%~1.5%;干酪根类型为Ⅰ型,镜质组反射率Ro为1.06%~3.95%,平均值为1.99%,处于成熟-过成熟阶段;孔裂隙发育,孔隙度平均为5.6%。总体认为,湘西北龙马溪组黑色页岩具备页岩气勘探开发的良好条件,有利区位于张家界—桑植—永顺一带。     

煤系烃源岩有机碳含量测井响应特征与定量预测模型

煤系地层富含有机岩石,导致测井响应特征复杂。以实测TOC含量数据为基础,分析了煤系烃源岩中煤岩、炭质泥岩和泥岩有机碳含量的测井响应特征,发现电阻率、声波时差、自然伽马、密度和中子孔隙度等测井参数与有机碳含量相关性较高,并基于此建立了针对不同岩性煤系烃源岩有机碳含量计算模型,即多元回归模型和Δlog R模型。结合研究层段,分别建立了一元、二元、五元线性回归模型及重叠法模型,进行TOC含量计算并做了误差分析。结果表明：五元回归模型的计算误差最小,但在没有实测TOC含量数据层段计算误差较大;重叠法计算误差最大,但其整个层段的TOC含量预测值更符合岩性特征。煤系地层有机碳预测研究旨在为后续煤系烃源岩综合评价提供参考。     

川南地区龙马溪组页岩气“甜点区”地震预测技术

为寻找页岩气勘探开发的"甜点"区,以四川盆地南部下志留统龙马溪组页岩气层为研究对象,从页岩储层总有机碳(TOC)含量、脆性和裂缝发育带等方面,就页岩气"甜点区"地震预测关键技术进行了研究。TOC含量预测采用地震岩石物理分析和叠前反演技术相结合的方法;裂缝发育情况利用叠后地震曲率体技术进行预测;脆性方面通过叠前反演技术预测高脆性指数发育区,来确定有利压裂品质区。综合TOC含量、裂缝、脆性预测结果,表明龙马溪组龙一1亚段是TOC含量高、裂缝发育、脆性好的"甜点"发育层位,川南长宁地区N201区块的中部、南部及西南部地区为"甜点"发育区。通过该套地震预测技术,可优选出页岩气"甜点"区,为页岩气勘探开发井位部署提供依据。     

中国南方海相页岩气与华北煤系页岩气储层特征差异

我国海相页岩气的勘探开发已经取得了一定的进展,相比之下,煤系页岩气研究成果较少,本文以贵州凤冈区的海相页岩和沁水盆地的煤系页岩为例,通过干酪根类型、总有机碳含量、矿物组成、孔隙等四方面进行储层特性对比,分析海相页岩气储层和煤系页岩气储层差异,查明不同沉积环境下页岩气储层特点,为煤系页岩气的进一步勘探开发奠定基础。结果表明两者既有相似又有所区别：海相页岩和煤系页岩干酪根类型存在明显差异,前者以Ⅰ型、Ⅱ型为主,后者主要为Ⅲ型干酪根;海相页岩较煤系页岩总有机碳含量和脆性矿物含量高;两者均发育有机质孔,且以中孔(2~50nm)为主,低温氮气吸附曲线都为Ⅳ型,但海相页岩孔隙比表面积较高。加之煤系页岩单层厚度薄,连续性差,因此对煤系煤岩的勘探开发不能完全照搬海相页岩的开发模式,可以考虑与煤层气致密砂岩气一起勘探开发,提高资源利用率,实现经济开采。     

复杂构造区页岩孔隙结构、吸附特征及其影响因素

随着我国页岩气勘探开发的不断深入，构造复杂区已成为下一步勘探的重要方向。以渝东北复杂构造区龙马溪组页岩为例，开展了扫描电镜、压汞、低压气体吸附、等温吸附等试验，系统性地表征了渝东北地区不同构造变形带龙马溪组孔隙结构及吸附特征，分析了复杂构造区页岩孔隙结构和吸附特征的影响因素，阐明了构造变形对于孔隙结构和吸附能力的作用机制。结果表明：(1)滑脱褶皱带和断层褶皱带龙马溪组页岩中发育较多的有机质孔，而叠瓦断层带龙马溪组页岩仅发育少量有机质孔隙，但发育更多矿物相关的孔裂隙；(2)滑脱褶皱带龙马溪组页岩中微孔（<2 nm）、介孔（2～50 nm）及宏孔（> 50 nm）均有发育，而断层褶皱带和叠瓦状冲断带龙马溪组页岩样品中微孔不是很发育，而介孔和宏孔相对比较发育；(3)龙马溪组页岩“过剩”吸附量都是随着压力的增大迅速增加，达到最大值（6～9 MPa）后开始缓慢降低，而绝对吸附量则随着压力的增大单调增大；(4)孔隙结构主要受控于TOC（总有机碳）和黏土矿物含量，而吸附能力主要与TOC和微孔密切相关，此外，构造变形也可以通过改造孔隙结构来影响吸附能力。该研究成果为复杂构造区页岩气勘探提供...