渤海湾盆地东营凹陷古近系富碳酸盐矿物页岩储集特征及其控制因素

综合运用岩心观察、薄片观察、氮气吸附和X衍射等分析方法，对渤海湾盆地济阳坳陷东营凹陷牛页1井、樊页平1井古近系沙河街组四段上亚段的湖相页岩的矿物组成、沉积构造、纹层类型、孔径分布、孔体积、比表面积、纹层数量及溶蚀孔形态等特征进行了精细刻画。在此基础上总结了该地区主要岩相类型及纹层特征，不同岩相的孔径、孔体积及比表面积，富碳酸盐矿物页岩的孔隙及纹层特征。东营凹陷主要发育富有机质纹层状泥质灰岩、富有机质纹层状砂质灰岩、含有机质纹层状砂质灰岩、含有机质块状灰岩4种岩相类型。纹层镜下特征主要有平直状、透镜状、夹层状、波状等特征。实测氮气吸附数据显示东营凹陷富碳酸盐矿物页岩具有更大的孔体积及比表面积。同时，溶蚀孔和纹层的发育使得富碳酸盐矿物页岩具有更高的储集能力和水平渗透率。因此，富碳酸盐矿物页岩是东营凹陷优质储集单位。     

泥页岩沉积特征与生烃能力——以东营凹陷沙河街组三段中亚段—沙河街组四段上亚段为例

泥页岩的沉积环境与形成方式都将控制其矿物、有机质特征并影响岩石的生烃潜力。选取东营凹陷古近系沙河街组泥页岩,开展岩石薄片观察、X射线衍射和热解等检测,研究岩石的矿物学特征和有机质特征,解析各类泥页岩成因与生烃能力的差异。研究发现,研究区的块状、纹层状和含石膏构造泥页岩中构造特征各异,矿物成分(碎屑、黏土、碳酸盐矿物和石膏类矿物等)含量变化大,有机质特征也各不相同。综合分析矿物与有机质的特征及组合关系,发现细纹层页岩和断续纹层页岩是以生物作用为主导形成的沉积产物,生烃能力最强;宽纹层页岩和均匀块状泥岩属化学沉积作用的产物,具有较强的生烃能力;含碎屑块状泥岩主要通过机械作用沉积而成,含石膏构造泥岩则在蒸发环境下通过化学沉淀形成,两者的生烃能力较弱。比较东营凹陷沙河街组三段中亚段—沙河街组四段上亚段的泥页岩类型,发现沙河街组三段中亚段和沙河街组四段纯下次亚段以机械和化学作用形成的含碎屑块状和含石膏构造泥岩为主,导致2个层段的生烃能力较弱;沙河街组三段下亚段和沙河街组四段纯上次亚段以生物或化学沉积作用形成的纹层状页岩为主,导致2个层段的生烃能力较强。因此,关注泥页岩矿物和有机质组合关系,从机械、化学和生物等沉积方式差异的角度探讨各类泥页岩的成因和生烃能力的变化,能够为非常规油气勘探提供新的思路。     

东营凹陷古近系页岩组构及典型岩相储集特征

基于岩石薄片、扫描电镜、显微荧光和阴极发光等图像学分析方法,结合核磁共振、氮气吸附等测试技术,对东营凹陷古近系碳酸盐矿物类页岩相和混合类页岩相2种典型岩相进行研究。根据矿物组分和产状将页岩划分为碳酸盐纹层和泥质纹层2类结构单元,通过分析两者的矿物类型及相关孔隙发育特征,揭示了2种典型岩相储集特征,并根据埋藏过程中地质要素的相对变化,讨论了页岩层系储集空间发育条件。研究结果表明：东营凹陷古近系页岩矿物组分多样,以多组分碳酸盐矿物普遍发育、多来源长英质碎屑颗粒局部集中以及黏土矿物和有机质等流变性组分塑性充填为特征。骨架颗粒限定了有机组分的分布边界,有机组分内部又包含部分自生矿物,孔隙充填物受原油沥青质和蜡质含量高、地表凝固点高等因素的影响,有机组分与无机矿物间显示出多重嵌合特征。页岩组构与复杂的演化过程共同决定了孔隙类型和发育机制的多样性,碳酸盐矿物类页岩相发育纳米级晶内孔隙和微米级晶间孔隙及溶蚀孔隙,以孔隙大且连通好为特征,孔隙度相对偏低;混合类页岩相发育纳米-微米级黏土矿物片间孔隙,孔隙小且连通差,孔隙度相对偏高。层间缝发育区具有良好的储集性,储集空间由富含基质孔隙的多尺度孔缝网络构成...     

东营凹陷古近系碎屑岩储层次生孔隙发育规律

东营凹陷古近系碎屑岩储层的孔隙经历了由原生到次生的演化过程,主要储集空间为次生孔隙,不同深度范围分别发育不同的孔隙组合类型。平面上,次生孔隙发育的深度由北向南有增大趋势,但发育程度明显减弱。碳酸盐矿物溶蚀作用、长石矿物溶蚀作用、粘土矿物脱水作用是东营凹陷古近系碎屑岩储层次生孔隙的主要成因,储层物性主要受沉积条件及压实、碳酸盐胶结和溶蚀作用控制,各因素之间存在一定制约关系。     

东营凹陷古近系泥页岩中存在可供开采的油气资源

利用地球化学、岩石矿物、测井及录井等资料系统研究东营凹陷古近系沙河街组泥页岩,认为东营凹陷古近系沙三下亚段—沙四上亚段泥页岩厚度大,有机质丰度高、类型好、成熟度分布范围广,与北美地区已发现页岩气系统地质地球化学参数具有一定的可比性,具备形成页岩气的物质基础:东营凹陷沙三下亚段和沙四上亚段泥页岩全岩矿物组成具有较高石英和碳酸盐含量,粘土矿物含量低于50%,具有一定的脆性特征,且普遍发育微裂隙,有利于页岩油气的开采;东营凹陷古近系湖相泥页岩气测资料的调查发现,钻至沙三下亚段、沙四上亚段2套泥页岩发育段的探井气测显示均表现为高异常,钻井过程中频繁发生井涌和井漏现象,预示着气体的存在;2套泥页岩罐顶气轻烃(C1—C4)丰度随埋深增加而增加,在3 400m以深重烃/轻烃值较低,一般低于0.15,结合对2套泥页岩气油比的研究认为,东营凹陷针对泥页岩的勘探应采取油气兼探的方针。3 400m以浅以勘探泥页岩油藏为主,页岩气的勘探应在3 400m以深。研究表明,东营凹陷古近系泥页岩中存在可供开采的油气资源,是一个值得关注并投入风险勘探的新领域。     

东濮凹陷古近系致密砂岩气成因与充注差异

中国东部深层古近系致密砂岩气是今后油气勘探的重要接替领域。以东濮凹陷深层古近系致密砂岩气为例,根据天然气组分、碳同位素及储层沥青等分析了天然气成因,从储层致密化及油气充注期等方面,研究了深层洼陷带、斜坡带致密砂岩气充注差异,并划分了气藏成因类型。结果表明,东濮凹陷洼陷带以腐泥型干酪根裂解气为主,并混有原油裂解气,储层在东营组沉积期和明化镇组沉积中期均演化为致密储层,普遍存在东营组沉积中后期—东营组抬升初期、明化镇组沉积后期—第四纪2期油气充注;东濮凹陷斜坡带以原油裂解气为主,储层在明化镇组沉积中期演化为致密储层,以东营组沉积中后期—东营组抬升初期油气充注为主。根据天然气成因、储层致密化进程及其与油气充注期的关系,将东濮凹陷深层古近系致密砂岩气藏划分为2种成因类型:洼陷带2期致密混合型气藏,斜坡带晚期致密原油裂解型气藏。     

黄骅坳陷南堡凹陷古近系沙一段页岩油储层特征及油气意义

南堡凹陷古近系沙一段页岩油藏为黄骅坳陷南堡凹陷未来勘探的重点领域.利用岩心及薄片观察、扫描电镜、核磁共振、X射线衍射等多种分析测试手段,研究了南堡凹陷沙一段页岩储层的岩石学特征、储集空间类型及孔隙结构特征.研究结果表明:①研究区页岩发育灰暗相间水平纹层长英质页岩、深灰色块状混合质页岩、灰色粒序纹层混合质页岩、黑灰色水平...     

湖相泥页岩中碳酸盐成因及页岩油气地质意义——以东营凹陷沙河街组四段上亚段—沙河街组三段下亚段烃源岩为例

利用岩心、薄片、全岩矿物组分、元素、同位素等资料,对东营凹陷沙河街组四段上亚段—沙河街组三段下亚段深湖相烃源岩中碳酸盐成因机理进行了研究,认为深湖主要发育透镜状粗晶、纹层状微细晶、纹层状隐晶和块状隐晶4种类型碳酸盐。其中,透镜状粗晶碳酸盐为成岩重结晶的产物;纹层状微细晶碳酸盐和纹层状隐晶碳酸盐为藻类光合作用不断从水中萃取CO_2,导致水体CO_3~(2-)浓度升高,与湖水表层携带的Ca~(2+)相互作用的产物,咸水环境有利于碳酸盐晶粒保存,碳酸盐多呈微细晶纹层状分布,微咸水环境水体较深,碳酸盐晶粒在碳酸盐补偿深度面以下通常会发生溶蚀,大多呈隐晶纹层状保存下来;块状隐晶碳酸盐是浅水地带沉积碳酸盐由重力流搬运至深水地带的产物。碳酸盐一定程度上控制了东营凹陷沙河街组四段上亚段—沙河街组三段下亚段泥页岩的储集性和可压性,也将为古湖泊沉积环境恢复提供重要信息。     

泌阳凹陷核桃园组钙质页岩中晶粒灰质纹层成因分析

泌阳凹陷页岩油甜点富集与钙质页岩具有一定的关联性,研究页岩中晶粒灰质纹层的成因具有较大的意义。通过岩心观察、岩石薄片、电镜能谱等实验分析,从矿物成分、物理特性、岩石结构、构造特征等方面综合研究了钙质页岩纹层成因,结果表明,泌阳凹陷钙质页岩中的晶粒灰质纹层形成于同生早成岩期,为淡水溶解早期形成的泡碱纹层,后期被富钙碳酸盐流体通过黏土渗流、过滤、结晶、交代或填充作用形成。     

纹层状细粒沉积岩特征及主控因素分析——以渤海湾盆地东营凹陷沙四上—沙三下亚段为例

针对页岩油选区评价研究的需要,以东营凹陷为例,基于东营凹陷沙四上-沙三下亚段岩心、岩石薄片、钻井和录井资料,开展了纹层状细粒沉积岩特征及主控因素分析。对比现代和古代湖泊纹层状细粒沉积物,总结出东营凹陷细粒沉积岩中发育的5种纹层类型,包括粉砂质纹层、泥质纹层、碳酸盐纹层、富有机质纹层和混合纹层,分析了各纹层的成因及形成环境。将宏观和微观相结合,从物质来源、搬运动力和沉积环境3个因素为出发点考虑,认为构造、气候和物源共同决定纹层的发育特征:（1）从沙四上段到沙三下亚段,纹层状细粒沉积岩发育区自东向西迁移,与构造沉降中心的演化趋势一致,另外,不同的构造单元发育不同的纹层类型,富有机质纹层主要位于开阔湖中的深洼区和内斜坡,粉砂质纹层分布于中央背斜带和南部斜坡带,碳酸盐纹层位于内斜坡区,混合纹层位于中央背斜带和南部斜坡带,泥质纹层分布范围广泛,在以上构造带均发育;（2）干旱的气候条件容易形成碳酸盐纹层,沙四上亚段碳酸盐纹层相对更发育;湿润的气候更容易形成富有机质纹层,在沙四上和沙三下湖扩体系域中,富有机质纹层十分发育;（3）物源对灰质纹层的分布范围具有明显的控制作用。在此基础上,提出了沙三下亚段纹层状岩相的发育模式。      

渤海湾盆地东营凹陷古近系泥页岩孔隙特征及孔隙度演化规律

基于现代实验手段,对渤海湾盆地东营凹陷古近系沙河街组沙三下亚段和沙四上亚段泥页岩孔隙进行观察分析,研究其孔径分布和孔隙度与埋深的变化关系。指出黏土矿物晶间孔、方解石晶间孔、砂质粒间孔、黄铁矿晶间孔和有机孔隙等是东营凹陷古近系泥页岩的主要孔隙类型;泥页岩中纳米级孔隙非常发育,25 nm以下孔隙占孔隙总体积的49.7%~86.3%;并阐明了孔隙度随深度的变化规律。通过对东营凹陷古近系孔隙度演化特征和影响因素的系统研究,建立了泥页岩孔隙演化模式,把东营凹陷古近系泥页岩孔隙演化划分为基本面貌形成阶段、调整改造阶段和结构滞变阶段,深入剖析了各阶段孔隙度演化规律和主控因素,认为第二和第三阶段对页岩油气储集性能的影响最大;指出具有较大的厚度、较高的有机质丰度、黄铁矿较为发育、热硫酸盐还原作用较强是泥页岩储集空间发育的有利条件。     

湖相纹层状细粒岩特征、成因模式及其页岩油意义——以三塘湖盆地马朗凹陷二叠系芦草沟组为例

以三塘湖盆地马朗凹陷二叠系芦草沟组为例,通过高分辨率岩心图像扫描、常规薄片、扫描电镜、能谱分析等岩石学研究方法,结合微量元素、生物标志化合物等地球化学指标,对湖相富有机质纹层状细粒岩的岩石学特征、沉积成因进行了研究,并分析了其页岩油气/致密油气勘探意义。研究结果表明,纹层具有硅质碎屑富集层、碳酸盐富集层、凝灰质富集层及有机质富集层4种类型,通过组合可以形成3种层偶类型。有机质呈纹层状富集或分散状分布于碳酸盐纹层及凝灰质纹层中。缺少陆源碎屑供给的封闭盐湖沉积体系,形成了分层的古湖泊水体,加之湖底的热水活动和季风性气候共同控制了有机质的富集保存及湖相多元纹层状细粒岩的形成。由于该类细粒岩有机质丰度高,具有较好的生烃潜力,碳酸盐纹层微孔及纹层间微裂缝发育,使其具有丰富的储集空间类型,且脆性矿物含量高而易于后期压裂改造,具备形成页岩油气/致密油气的有利条件,勘探意义重大。     

东营凹陷古近系页岩成岩事件及其对页岩储集空间发育特征的影响

以东营凹陷古近系页岩为研究对象,通过岩心和岩石薄片观察、扫描电镜分析、电子探针分析及碳氧同位素测试等方法,研究页岩成岩事件及其对页岩储集空间发育特征的影响。结果表明:(1)东营凹陷页岩纹层特征显著,矿物岩石类型复杂,碳酸盐矿物尤其是方解石含量普遍较高,有机质含量高,镜质组反射率中等;纹层状泥质灰岩孔隙度相对较高;游离相油主要分布在微孔隙与裂缝中。(2)页岩主体处于中成岩阶段,3 000～3 600 m是孔隙发育演化的关键深度区间,黏土矿物收缩转化、碳酸盐矿物重结晶以及有机质持续生烃、酸性溶蚀等是页岩成岩史中的关键成岩事件,也是页岩成储的重要因素。(3)重结晶可形成解理缝及晶间孔,伴随生排烃过程的溶蚀作用产生碳酸盐矿物内部溶蚀孔,形成有效的储集空间组合,从而增加了储层孔隙度。(4)层理缝并不是严格意义上的裂缝,其发育与超压及超压引起的渗流力有关,当埋深大于3 000 m时,单纯靠流体超压无法克服上覆岩层压力将裂缝撑开,酸性溶蚀、有机质生烃超压及黏土矿物脱水收缩等成岩事件的继承与匹配,形成更易于流体流动的储集空间(组合),从而成为有效的渗流通道和储油空间。     

微量元素分析在南堡凹陷南部的应用

摘要：以南堡凹陷南部缓坡带沙河街组和东营组样品中微量元素测试结果为基础,选用对沉积环境反映比较敏感的微量元素作为指标,分析研究区内地层中的微量元素含量及其比值与沉积环境之间的关系,进而探讨整个南堡凹陷古近系的沉积环境。 结果表明,南堡凹陷古近系为微咸水相的淡水环境,沙河街组沉积时期的古盐度略高于东营组沉积时期;沙河街时期为偏干热环境,到东营组沉积时期,气候越来越温暖、潮湿;垂向上水体分层中等,形成不强的厌氧环境。     

东营凹陷页岩油游离资源有利区预测

基于东营凹陷典型页岩油探井的有机地化参数,提出了一种页岩油有利区预测方法,即利用烃源岩游离烃量(S1)与总有机碳质量分数(TOC)关系的"三分性"、Δlog R测井模型及烃指数(100S1/TOC)剖面,对东营凹陷古近系沙河街组进行页岩油资源分级评价、泥页岩有机非均质性研究及页岩油有利区预测。结果显示:东营凹陷古近系沙四上纯上次亚段-沙三下亚段页岩油,按富集程度分为饱和资源(Ⅰ级)、低效资源(Ⅱ级)和无效资源(Ⅲ级);游离烃主要来源于Ⅰ级和Ⅱ级资源,Ⅲ级资源基本不含游离烃;研究区页岩油游离资源赋存下限为100 mg/g,Ⅰ级游离资源强度在利津洼陷最高。综合分析认为,较高的有机质成熟度、较好的封存条件和纹层状泥页岩发育是页岩油Ⅰ级游离资源分布于利津洼陷的主要原因。     

渤中凹陷A2-1构造东营组储层物性控制因素分析

根据岩石薄片、扫描电镜、物性和测井等资料,分析了渤中凹陷A2-1构造东营组砂岩储层品质控制因素,探讨了测试段产能差异的原因.通过分析认为:渤中凹陷古近系东营组储层物性主要受压实作用、沉积条件、碳酸盐胶结、溶蚀作用和黏土转化阶段控制.在负胶结物投点图上,大部分砂岩都落在压实作用区间,显示了压实作用是减少孔隙的主要因素;沉...     

东营凹陷古近系岩性圈闭分布及成藏条件

东营凹陷的古构造、古地貌、古地理环境与沉积体系较好的时空配置,创造了良好的岩性圈闭成藏条件.该区古近系岩性圈闭分为三角洲成因的浊积岩岩性圈闭、砂砾岩体近岸水下扇及滑塌浊积扇岩性圈闭和与滩坝砂体有关的岩性圈闭3种类型.受盆地结构、构造-沉积演化史及主裂陷期发育特征的控制,不同的岩性圈闭具有不同的分布规律和成藏条件.     

江汉盆地潜江凹陷古近系潜江组白云岩成因

潜江凹陷位于江汉盆地，其古近系潜江组以含有由富有机质白云岩和蒸发岩组成的193个韵律层为特征。然而，潜江凹陷古近系潜江组白云石的成因一直存在争议，限制了进一步对非常规油气的勘探工作。根据盐间层岩相与矿物特征研究潜江组盐间层富白云石岩相的沉积成因。根据沉积特征观测（岩心和薄片）和矿物组分数据，可识别出3种主要的岩相结合：薄层-纹层状泥晶白云岩、纹层状含云泥晶灰岩和夹钙芒硝层状泥晶白云岩。研究发现前两种岩相组合纹层特征明显，可见有机质纹层与无机纹层交互现象，说明形成于水体较深的还原环境。白云石与方解石晶体含有有机质降解孔，且白云石与黄铁矿和有机质薄膜共生，说明其成因与微生物诱导活动有关。浮游微生物和底栖藻分别控制了方解石和白云石的沉淀。这些岩相组合含有较高的有机质含量。最后一种岩相组合具有较高的蒸发矿物含量和陆源碎屑物质，说明其形成于相对浅水环境。高盐度和强烈陆源输入不利于有机质的保存。此次研究发现盐湖内白云石的形成受微生物活动和蒸发环境控制，不同的成因对岩相沉积特征和有机质富集产生重要影响。     

渤海湾盆地东营凹陷古近系页岩油主要赋存空间探索

以GRI孔隙度和含油饱和度测定、高压压汞分析和地球化学测试为基础,建立了页岩油有效赋存空间的研究方法,并探索了东营凹陷古近系泥页岩孔径分布特征、含油孔径下限以及可动油赋存的有利物性条件。孔隙度与孔径分布关系表明,东营凹陷古近系泥页岩的孔隙度与10 nm以下孔隙所占比例负相关,与10 nm以上孔隙所占比例正相关,10 nm以上孔径的孔隙则是较高孔隙度泥页岩孔隙的重要贡献者;含油饱和度与不同孔径孔隙所占比例关系表明,古近系泥页岩中的油主要赋存在10 nm以上孔径的孔隙中;OSI指数与孔隙度关系表明,孔隙度在6.5%以上,且在生油窗范围内的泥页岩,是可动页岩油的有利储层。      

东营凹陷泥页岩层序地层划分

东营凹陷的页岩油显示出较好的勘探潜力,但目前对泥页岩的系统研究还较少,地震及测井资料难以识别出有效的层序界面,制约了区域层序地层格架的建立。充分借鉴传统水进—水退层序划分的思路,将古水深变化的界面作为泥页岩层序界面识别的理论依据,将元素层序与GR层序划分方法相结合,探索出适合东营凹陷泥页岩层序地层划分的方法,建立了东营凹陷泥页岩层序地层格架。利用古环境、岩相、有机质丰度等资料,分析认为东营凹陷准层序组3与准层序组4界面和准层序组6与准层序组7界面之间的纹层状岩相、有机质富集段为有利的页岩油甜点段,且其横向连续性好。同时提出合理的钻采方式,可进一步提高页岩油勘探开发的经济效益。