江汉盆地潜江凹陷盐间页岩油储层不同岩相微观储集特征——以古近系潜江组三段4亚段10韵律为例

通过岩石薄片鉴定、扫描电镜、压汞—液氮吸附联合测定及微米CT三维重构等实验手段,对江汉盆地潜江凹陷潜江组页岩油储层的矿物组成、岩相组合、孔缝类型、孔隙结构及孔隙发育规律进行研究。盐间古近系潜江组三段4亚段10韵律页岩油储层主要岩相有纹层状泥质白云岩相、纹层状云(灰)质泥岩相和钙芒硝充填纹层状云质泥岩相;储集空间主要包括层间缝、晶间孔、晶间溶孔等。盐间页岩油储层孔隙的发育主要受岩性、岩相控制,钙芒硝充填纹层状云质泥岩相—纹层状云(灰)质泥岩相—纹层状泥质白云岩相孔隙发育程度依次增强。纹层状泥质白云岩相孔隙中宏孔最为发育,孔隙连通性最优,含油性最佳,为盐间页岩油储层中的优势岩相,是盐间页岩油最有利的勘探目标。     

潜江组盐间地层岩性岩相分布规律研究

潜江凹陷潜江组沉积时期受北部单向物源、古气候频繁交替、高盐度、强蒸发环境影响,沉积了一套最厚6000m的盐系地层,纵向上发育了193个盐韵律层,盐韵律主要由盐岩层与盐间地层组成,截止目前,在该地层中见到了丰富的油气显示,其中多口自喷井及工业油流井,展现出良好的勘探开发前景,但是盐间地层中岩矿组合复杂,岩性岩相纵横向分布规律不明确,制约了盐间非常规油勘探开发。本文充分利用大量的钻井、测井、分析化验等资料,分别从岩矿、单井、连井、地震及平面相四个方面进行岩性岩相的研究,从而明确了潜江组盐间地层岩性岩相纵向上呈多期次级旋回,总体体现为从淡化-咸化的过程,纵向上呈现出由盐岩-钙芒硝岩-白云岩-泥岩-白云岩-钙芒硝岩-盐岩有规律的变化,横向上表现出砂泥岩相-泥岩相-白云岩相-钙芒硝岩相呈环带状分布的特点。     

江汉盆地潜江组与沙市组盐间非砂岩油气藏勘探潜力对比

在江汉盆地潜江凹陷潜江组发育盐间非砂岩油气藏。江陵凹陷沙市组也沉积了一套含盐地层，但盐间非砂岩油气藏发育程度不如潜江组。沉积特征、成藏条件和成藏机制研究发现，两套含盐地层及其盐韵律特征的差异受构造环境、古气候环境控制。潜江组沉积时期，断陷活动强，形成补偿或欠补偿的深水沉积环境，利于有机质堆积，盐韵律特征由纯盐岩层和盐间深灰色泥岩、油页岩、含芒硝白云岩和白云岩等组成，深灰色泥岩、油页岩为有利烃源岩，含芒硝白云岩和白云岩等为有利储集层，具备形成盐间非砂岩油气藏的条件。沙市组沉积时期，断陷活动弱，气候干旱，形成补偿到过补偿的沉积环境，盐韵律由含膏盐岩、膏质盐岩和盐间紫色、灰色泥岩或含芒硝泥岩组成，烃源岩和储集层条件较差，但其下段上部的一套灰色盐岩、膏岩夹灰色泥岩组成的盐韵律层存在勘探潜力。图6表1参18     

江汉油田潜江组盐间非砂岩储层钻探及开发实践浅析

江汉盆地盐间特殊油藏赋存于上、下盐岩夹持的非砂岩地层中，其岩性为钙芒硝泥岩、石膏质泥岩、泥晶含铁碳酸盐岩和泥质岩以及它们的混合物，以薄层状、页片状韵律性沉积为特点。通过对潜江组盐间非砂岩储层成因、空间分布特点、钻探响应以及开发动态响应的分析，力求形成一套适合该特殊油藏开发的经济有效的方法。     

潜江凹陷潜江组盐间页岩油储层发育特征及影响因素

以江汉盆地潜江凹陷潜江组潜3~4油组盐间页岩油储层为研究对象,通过岩心观察、岩石薄片鉴定、氩离子抛光-扫描电镜、低温氮气吸附及高压压汞等技术手段对泥页岩的岩相特征、储集空间类型、储层物性特征及影响因素进行研究。结果表明:潜江组潜3~4油组盐间页岩油储层矿物组成复杂,主要发育层状云(泥)质钙芒硝岩相、纹层状泥质云岩相、纹层状云质泥岩相、纹层状泥质灰岩相、纹层状灰质泥岩相和块状云岩相等6种岩相类型;储集空间包括层间缝、晶间孔、晶间溶孔及黏土矿物晶间孔;储层孔隙度平均为11.4%～18.9%,渗透率平均为2.635～4.827mD,属于中孔、特低渗透储层;纹层状泥质云岩相和块状云岩相的物性和含油性好,为最有利的岩相;压实作用及后期硫酸盐矿物的充填作用是造成储层物性变差的主要原因。     

江汉盆地潜江凹陷潜江组盐间页岩油储层特征研究——以潜34-10韵律为例

江汉盆地始新统潜江组盐间页岩油是近年来研究的热点和难点。为了明确盐间页岩储层岩相及其储集物性,综合运用岩心观测、岩石薄片鉴定、X衍射、高压压汞和页岩孔渗等资料,对潜江凹陷潜江组盐间页岩油储层岩相发育特征及其对储集物性的影响进行了研究。该区盐间页岩油储层主要包括富碳纹层状泥质白云岩相、富碳纹层状云/灰质泥岩相和钙芒硝充填富碳纹层状云质泥岩相3种不同类型的岩相类型,前2种岩相的孔隙度明显高于后者。不同岩相孔径分布差异明显,富碳纹层状泥质白云岩相以孔径大于41 nm的孔隙为主,中值孔喉半径为219 nm;而富碳纹层状云/灰质泥岩相和钙芒硝充填富碳纹层状云质泥质相则以孔径小于41 nm的孔隙为主,中值孔喉半径为21 nm。富碳纹层状泥质白云岩相岩性均一,具有良好的储集空间和较大的孔喉结构,页岩储层中的含油性较高,为盐间页岩油储层中的优势岩相,是研究区最有利的页岩油勘探目标。      

潜江凹陷古近系盐间地层沉积环境与有机质富集——以潜江组三段下亚段10号韵律为例

潜江凹陷潜江组发育多套富有机质的盐间细粒沉积岩,是潜在的页岩油勘探目标,对盐湖环境有机质富集机制的认识不清制约了页岩油成藏机理的研究。以潜江组三段（潜三段）下亚段10号韵律盐间层为研究对象,综合岩心、岩石薄片、X射线衍射矿物分析与常量、微量、稀土元素分析等地质资料,探讨了潜江凹陷盐间地层有机质的富集机理。根据物质组成和岩相类型,将潜三段下亚段10号韵律盐间层划分为3段,其中,上段、下段由层状白云质泥岩和钙芒硝岩组成,总有机碳（TOC）平均含量为0.83%;中段由纹层状白云质泥岩和纹层状灰质泥岩组成,TOC平均含量为1.35%。盐间层中段黄铁矿的晶体形态、元素地球化学特征反映热液活动参与其沉积。盐间层中段沉积期,古气候相对湿润,水体还原性较强、盐度偏低、生物生产力高;盐间层上段和下段形成于干热古气候条件,沉积水体还原性较弱、盐度高、生物生产力低。潜江凹陷盐间层有机质的富集是热液活动和气候变化共同作用的结果。其中,热液活动为表层水体带来营养物质,利于盐湖生物繁盛和生产力水平提高;古气候的干湿变化通过改变盐湖水体的氧化还原性和盐度,进而影响沉积有机质的保存。     

江汉盐湖盆地储集层的成岩演化模式及深层有利孔隙带预测（国家85-103-07-02-01）

江汉盆地潜江凹陷王、广、高地区为多种类型局部构造的交接部位。盐间储层的岩性以泥质碳酸盐岩、碳酸盐质泥岩为主，并含有较多的泥质钙芒硝岩和少量碳酸盐—泥质—钙芒硝混合岩类。用测井方法对盐间储层的泥质含量研究表明．泥质含量低的盐间储层中裂缝相对发育。     

江汉盆地潜江凹陷古近系潜江组盐间非砂岩储层评价

以Ⅳ级盐韵律(单个韵律尺度:几厘米到几十厘米,韵律组合可达几米)为基本尺度,对广泛分布于潜江凹陷的盐间(包括盐岩层内)非砂岩储层进行储集岩、储集空间、储集物性及储层纵向分布等方面的精细描述和研究,得出盐间相对淡化段中的Ⅳ级盐韵律及其组合是最有利、最有希望获得工业油流的储层。孔隙度受钙芒硝(Gb)含量的影响具体表现为:当钙芒硝的含量在10%～50%时,随其含量的增加,白云岩类和泥质岩类的孔隙度有所下降;而当其含量超过50%成为主要成分时,所形成钙芒硝岩的孔隙度则稳定在10%左右。在各类储集岩中,以白云岩类的孔隙度最高(平均达19%),泥质岩类次之(平均达13.4%),钙芒硝岩类最低(平均为10.6%),但渗透率却以泥质岩类最高(平均达68.8×10-3μm2),钙芒硝岩类次之(平均达36.2×10-3μm2),白云岩类最低(平均为25.3×10-3μm2),表明渗透率的高低不完全取决于孔隙度的大小,而主要与孔隙结构的分选性以及构造裂缝等有关。盐间非砂岩储层的孔吼半径普遍较小,大径孔喉仅占很小比例,渗透性普遍较差。因此,欲有效开发此类非砂岩储层,有必要根据盐类矿物的溶解习性,以改善渗透性为目标对储层作适当的改造以利开发。      

江汉盆地潜江凹陷古近系盐间页岩层系湖相白云岩储层发育特征及形成机理

以江汉盆地潜江凹陷盐间页岩层系潜江组三段下亚段4油组第10韵律层（潜三^{下（4-10）}韵律层）为研究对象,以钻井、岩心及测井数据为基础,结合薄片鉴定、扫描电镜、压汞、X衍射、岩石冷冻热解及饱和烃色谱-质谱等分析测试数据,对韵律层白云岩储层发育特征及形成机理进行研究。结果表明：①目的层矿物组成复杂,主要发育有富炭泥质白云岩相、富炭泥质灰岩相、富炭白云质泥岩相和富炭、钙芒硝充填云质泥岩相4种岩相类型,其中富炭泥质白云岩相为最有利岩相类型,具有有机质丰度高（有机碳含量3.3%~6.3%）、脆性矿物含量高（50%~76%）、粘土矿物含量低（18%~33%）和孔隙度高（10.8%~26.3%）的特点;②白云岩类储层储集空间以晶间孔隙为主,溶蚀孔、缝极少发育,孔隙之间的连通性差,孔隙结构不好;③泥质白云岩储层宏观分布受沉积环境控制明显,富炭泥质白云岩相主要出现在湖平面下降中期水体盐度适中的区域内,微观上,孔隙发育受压实作用控制明显,胶结和溶蚀作用影响较小;④早成岩作用阶段较弱的压实作用、准同生期白云石化作用及储层中油气的充注作用对晶间孔隙的保存具有积极的作用,是研究区储层形成的主要原因。     

潜江凹陷潜江组高分辨率层序地层的研究

运用高分辨率层序的基本理念与原理,结合潜江凹陷潜江组测井、地震及岩心资料,将潜江组划分为8个三级旋回层序,同时建立了该凹陷高分辨率层序地层学模式。潜江组沉积时期。潜江凹陷为一北陡南缓的箕状凹陷,受沉积物源分布和古地形的影响,潜江组各层序发育时岩性分布各有差异,除凹陷北部及西北部为碎屑岩分布区外。其他大部分地区则被盐岩、泥膏岩所占据。因此,在进行层序地层研究时,分为碎屑岩层序和盐岩层序2种沉积类型。     

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。     

江汉盆地潜江凹陷潜江组非砂岩储层改造实验

组成江汉盆地潜江凹陷潜江组盐间段非砂岩储层的岩石主要为泥晶白云岩、钙芒硝岩、泥岩及其混积岩,孔渗性普遍较差。实验选用饱和盐水、饱和盐水+醋酸及饱和盐水+醋酸+盐酸等3种不同溶液,对王云10—6井潜二段的4号样(含钙芒硝泥晶白云岩)和王平1井潜三段的8号样(含云细—中晶钙芒硝岩)进行处理。由毛管压力曲线分析可知,处理后的岩样排驱压力明显减小,4号岩样降幅达62%,8号岩样达88%;最大孔喉半径显著增加,4号和8号岩样的增幅分别为187%和743%,孔喉分选系数得到明显提高;2个岩样的孔隙度分别增加了1倍多。实验结果表明,处理后的岩样骨架保持完好,孔渗性得到了有效改善。      

深部膏泥岩盖层动静态岩石力学弹性性质分析

基于矿物组分分析和动、静态岩石力学弹性参数同步测试实验,对塔里木盆地西南部玉北地区古近系厚层膏泥岩盖层进行系统的实验岩石力学分析。研究结果表明,在单轴应力条件下,膏泥岩的变形呈现出明显的弹性变形特征;而在三轴应力条件下,则表现为明显的弹-塑性特征。在地层围压条件下,随着轴向载荷的增加,膏泥岩依次经历了初始压密、线弹性变形、非线性稳定延展变形、非线性非稳定延展变形及峰后应变共5个阶段。硬石膏质泥岩相比泥质硬石膏岩具有更高的纵波波速、横波波速以及纵横波波速比。纵横波波速比与硬石膏组分含量之间具有较好的正相关性。随着硬石膏含量从10%增至90%,其纵横波波速比约从1.63增至1.88,增幅明显。进而确定膏泥岩的纵、横波时差转换关系,且具有较高的精度。泥质硬石膏岩的动态杨氏模量、泊松比及剪切模量均明显高于硬石膏质泥岩。最终建立膏泥岩盖层的动、静态岩石力学弹性参数转换关系。     

盐间页岩油形成有利条件与地质甜点评价关键参数——以潜江凹陷潜江组潜34-10韵律为例

江汉盆地潜江凹陷潜江组潜34-10韵律盐间细粒沉积岩是页岩油勘探开发有利层系。基于页岩油专探井/兼探井取心段分析结果与前人资料,阐述潜34-10韵律盐间细粒沉积岩总体是一套好—优质烃源岩,有机质以腐泥组无定形体组分为主,类型主要为Ⅱ₁、Ⅰ型,现今处于生排油高峰期;其储集条件优越,与国内外主要页岩油产层储集条件相当,尤以白云岩、泥质白云岩相最佳;盐间细粒沉积岩上部和下部连续分布的厚层盐岩构成了盐间页岩油优质的顶板和底板封盖层。潜34-10韵律盐间细粒沉积岩层系发育层内侧向运移富集型和原位—近源聚集富集型2类页岩油,前者发育于王场背斜构造带,后者发育于蚌湖洼陷的深洼与南斜坡带。提出了2类页岩油富集类型的地质甜点评价关键参数与指标,为潜江凹陷其他盐间细粒沉积层系页岩油勘探开发评价提供依据与借鉴。      

江汉盆地潜江组盐间页岩油藏储层盐析伤害特征

针对盐间页岩油藏开发过程中存在盐颗粒析出、沉淀、进而堵塞储层流动通道问题,选取江汉盆地潜江凹陷典型岩性样品,开展动态及静态盐析实验,定量分析盐析对盐间页岩油藏储层孔隙度和渗透率的影响,同时结合场发射扫描电镜观察盐析伤害前后岩样孔隙结构的变化情况。研究表明：盐析对泥质钙芒硝岩的孔隙度伤害最大,云质泥页岩的孔隙度伤害次之,泥质白云岩的孔隙度伤害最小;泥质钙芒硝岩样的物性伤害主要由于固态盐颗粒的堵塞,云质泥页岩样品则主要是由于吸收高矿化度地层水后骨架胶结弱化、崩解所引起;盐颗粒在储层中的运移导致储层渗透率降低,造成渗透率约为9.2个百分点的附加伤害。盐析后大量生成直径达数个微米的盐颗粒集合体,这些盐颗粒集合体卡堵裂缝和孔隙,破坏盐间页岩油藏储层流动通道。该项研究为中国陆相盐间页岩油藏有效开发提供了依据。     

潜江凹陷潜四下段页岩油储层力学性质特征研究

采用矿物成分测定,孔隙结构分析,单-三轴力学参数测定,抗拉强度、界面抗剪切强度测定,以及地应力测定等方法对潜江凹陷潜江组潜四下段典型页岩油储层进行研究。研究结果表明:①矿物成分特征主要是“低黏土矿物、低石英、高碳酸盐、局部高蒸发岩”。孔隙主要以次生孔隙为主,包括晶间孔、粒内孔;②潜四下段24韵律储层抗压强度较大,6韵律储层抗压强度较小,其余韵律抗压强度基本相当。弹性模量为4.16~18.11 GPa,泊松比为0.146~0.331,围压与峰值应力、弹性模量呈正相关关系,温度与峰值应力、弹性模量呈负相关关系,温度、围压与泊松比并无明显变化;③层理面抗拉强度小于基质抗拉强度,表明层理面更容易开启;随着法向应力增大,钙芒硝-泥岩界面抗剪切强度小于层理界面,钙芒硝-泥岩界面的黏聚力为0.57 MPa,内摩擦角为21.78°,层理界面黏聚力为0.99 MPa,内摩擦角为31.99°;④潜四下段15韵律层最大水平主应力为74.25 MPa,最小水平主应力为71.74 MPa,水平应力差为2.51 MPa,32韵律层最大水平主应力为80.61 MPa,最小水平主应力为78.01 MPa,水平应力差为2.6 MPa,均有形成压裂体积缝网的应力条件。     

东濮凹陷古近系含盐地层层序特征及成因分析

东濮凹陷古近系含盐地层的层序划分除了依据常规的层序边界识别标志之外,还应该考虑盐韵律的发育特征,使其层序地层划分更为符合含盐地层的实际情况,据此将东濮凹陷古近系含盐地层划分为2个二级层序,10个三级层序,使得盐韵律的发育过程与层序的发育过程得到了统一。含盐地层的三级层序(低频层序)结构中表现出特有的规律:湖侵体系域和高水位体系域中的盐岩层横向展布面积大于低水位体系域中盐岩层的横向展布面积。在高频层序特别是五级层序对应的准层序地层单元中,盐岩层与砂岩层表现出同时异相的沉积关系,它们与下部的暗色泥岩层构成一个完整的准层序地层单元,盐岩的高频层序发育模式为准层序地层高位蒸发成盐。     

潜江凹陷潜江组盐间页岩油岩石物理建模研究

潜江凹陷潜江组地层盐间页岩层矿物类型复杂,相关的岩石物理建模研究较少,因此仅利用常规测井资料进行地层参数解释的难度较大,后期甜点预测存在风险。首先,选择合适的有监督的机器学习方法解决利用常规资料难以准确求解多种矿物含量的问题,具体如下:①将LithoScanner岩性成果作为样本数据进行训练及预测,并建立多个矿物含量的预测模型;②将随机森林算法作为研究区较为准确的机器学习方法,并将矿物含量预测结果用来直接约束测井评价模型进行优化求解;③得到的测井解释成果与实验室X衍射成果数据基本一致,说明了该机器学习方法用于解决研究区复杂岩性问题时的可行性和优势。然后,由实验室岩石物理测试分析确定盐间页岩层大部分岩石为各向同性介质,饱油条件下其速度存在较为明显的频散现象,考虑到盐间页岩层矿物类型多且主要发育矿物的含量相对均等,故将以多种矿物为骨架的自洽各向同性介质模型作为矿物和干岩石混合模型,结合Boris全频段流体置换模型,建立了研究区盐间页岩层岩石物理模型及建模流程。最后得到的模型预测结果和实际测井数据吻合度高,验证了模型的准确性和可靠性,也为潜江组页岩油"甜点"的地震预测提供了科学依据。     

东濮凹陷沙三段盐岩成因及含盐地层层序划分

东濮凹陷沙三段高水位期沉积深灰色、暗色泥岩与少量重力流砂体,低水位期沉积盐岩、膏岩、低位三角洲与扇三角洲,从而形成纵向上深湖泥岩与蒸发岩、低位砂岩的频繁互层沉积。根据岩心资料、盐岩沉积序列特点及沙三段沉积期古气候和古环境特点,认为盐岩为浅水蒸发成因。深水相泥岩与浅水成因的盐岩频繁互层表明沙三段沉积期湖平面变化频繁。基于盐韵律特征划分准层序的方法,使得层序地层划分更为符合东濮凹陷含盐地层的实际情况。