纹层方向对泥页岩纵、横波速度及弹性参数影响的试验研究

纵、横波速度是研究页岩各向异性的重要参数。为了研究纹层方向对纵、横波速度及动态弹性参数的影响,以我国东部中新生代的湖相泥页岩为研究对象,对不同纹层方向的取芯样品进行纵、横波速度实验。结果表明:纵横波波速比与纹层方向不具有相关性,与微裂缝的主要延伸方向有关;纵、横波传播方向与纹层的夹角越小,纵横波速度越大;不同纹层方向下的纵波速度和横波速度始终保持线性相关,其线性曲线的斜率、截距分别与纹层界面、微裂缝相关;动态弹性模量和纹层方向有良好的相关性,其主要受纹层界面影响,而动态泊松比与纹层方向无关,其主要受微裂缝影响。     

渤海湾盆地渤中凹陷油藏断裂特征及对成藏的控制作用

渤中凹陷是环渤海湾盆地的沉积沉降中心,也是环渤海湾盆地重要的富油气凹陷之一。目前在凹陷周边所发现的油藏绝大部分是受断裂控制的构造或构造-岩性油气藏,这些断裂对油气藏的控制方式和影响程度,直接决定构造圈闭的评价结果和勘探部署方案。对渤中凹陷目前已发现的237个中浅层油气藏构造特征进行精细解剖,统计对比了断裂的级别、成因类型、断距、断层活动性、断层产状、组合样式、平面形态、遮挡类型、断层泥比率等指标与相应的油藏发育程度,发现在主断裂与次级断裂的合理配置的前提下,渤中凹陷中浅层有利于成藏的断裂特征为：走向NNE、近EW和NE,倾角66°~80°,断距20~150 m,断层活动速率在10~30 m/Ma,断层泥比率SGR大于0.3,断裂带泥质含量R_m大于0.35,组合样式为斜交式、雁列式、Y字形、似花状和阶梯状,并且断裂以反向遮挡为主。平面上在断裂相交处、凸形增压段更有利于油气聚集成藏。本质上说,断层封闭性是控制构造圈闭成藏的关键,断裂活动速率、规模和断裂类型是影响封闭性的根源。     

湖相细粒沉积岩纹层结构差异对可压裂性的影响

细粒沉积岩纹层结构（如纹层发育程度、厚度大小、厚度差异性和连续度）是影响岩石力学性质以及裂缝扩展的内在因素。通过对中国东部中生代-新生代的湖相细粒沉积岩开展研究，以常规三轴实验和断裂韧性实验为基础，结合图像分析和处理技术，分析了不同纹层结构与岩石力学参数之间的对应关系，综合评价了湖相细粒沉积岩纹层结构差异对可压裂性的影响。研究表明，细粒沉积岩的可压裂性指数与纹层数量、连续度呈负相关，但与纹层厚度方差、颗粒垂向分布方差呈正相关。纹层发育且连续性强的细粒沉积岩，其塑性较强，压裂缝以沿纹层界面或塑性纹层（黏土纹层或有机质纹层）扩展为主，裂缝易再次闭合，从而导致岩石的可压裂性降低。纹层厚度差异性较大、颗粒垂向分布均匀度较高的细粒沉积岩，其脆性较高，在压裂过程中易形成复杂有效的网状缝，从而提高岩石的可压裂性。此外，细粒沉积岩组分、颗粒结构以及成岩作用对可压裂性也具有重要的控制作用。     

济阳坳陷古近系页岩文石含量与烃源岩热演化的对应关系

文石在济阳坳陷古近系湖相页岩中较为常见,多发育于富碳酸盐矿物的页岩中,属于化学成因。统计发现,济阳坳陷古近系湖相页岩文石含量的变化包络线与埋藏深度具有明显对应关系。在埋深2 300 m以上的地层中,文石含量变化不大;当埋深超过2 300 m时,文石含量包络线随埋藏深度的加大而快速降低;埋深达到约3 000 m,文石含量包络线降低的速率达到最大;当埋深超过约3 500 m时,页岩中的文石大部分消失。文石含量包络线的这种变化趋势与烃源岩热演化阶段基本一致,表明页岩地层中文石的含量变化明显受有机质热演化的控制。为进一步验证该解释,将研究区富文石和富方解石的页岩样品分别与有机酸(乙酸)和油层水在高温高压下进行多组溶解实验,测试实验前后碳酸盐矿物的溶解程度,结合不同埋藏深度烃源岩热演化的流体特征分析文石含量的变化趋势。分析认为:文石含量与有机质成熟演化过程中排出的有机酸浓度成反相关,有机酸生成的越多,文石的溶解越严重。当埋深大于3 500 m时,烃源岩进入高成熟—过成熟阶段,有机酸的生成逐渐停止,文石含量的减少也趋于停滞,并在页岩孔隙水中开始重新结晶出较稳定的方解石。     

湖相细粒沉积岩成分对可压裂性的控制作用

湖相细粒沉积岩的成分普遍存在差异,这种差异使得岩石在可压裂性的控制规律上存在明显的不同.本论文以岩石力学实验为基础,对我国东部中新生界湖相细粒沉积岩的可压裂性进行评价,认为细粒沉积岩的可压裂性随长英质矿物或碳酸盐矿物含量的增多均呈先减弱后增强的趋势.黏土矿物和有机质含量增多一般会降低细粒沉积岩的可压裂性,但随成岩作用增强,塑性较强的高岭石和蒙脱石向硬脆性较高的伊利石和绿泥石转化,岩石的脆性增强,可压裂性变好.研究结果表明:长英质矿物或碳酸盐矿物的质量分数小于30%时,可压裂性与该矿物含量呈负相关或相关性较弱;质量分数高于30%时,呈良好的正相关.钙质生物碎屑对裂纹的扩展具有促进作用,而长英质颗粒和以微晶或细晶形式发育的碳酸盐矿物则会为阻碍裂纹的单向扩展,使裂纹尖端方向容易发生偏转,利于发育复杂有效的网状缝而提高细粒沉积岩的可压裂性.