修武盆地构造热演化史对下寒武统页岩含气性的影响

构造热演化史可以确定泥页岩在不同地质时期的成熟度状态及构造演化特征,对页岩含气性研究和资源评价都具有重要意义。综合运用包裹体测温法、构造热演化法以及盆地模拟软件Petromod对修武盆地的热演化史和埋藏史进行研究和重建。修武盆地JY1井的剥蚀厚度计算结果为4 142.75 m;自晚古生代以来热流值经历了低—高—低的变化过程;王音铺-观音堂组页岩在早志留世(434 Ma)进入生烃门限,早志留世-中志留世(434~422 Ma)为生油阶段,晚志留世-早二叠世(422~265 Ma)为生湿气阶段,早二叠世-晚侏罗世(265~145 Ma)为生干气阶段;王音铺组-观音堂组页岩早期大量生烃、长期深埋、生气时间早和抬升时间早,使得JY1井王音铺组-观音堂组页岩含气量(0.28~0.93 m3/t)并不理想。     

泥页岩天然裂缝特征及其对页岩气成藏、开发的控制作用

中国及北美地区页岩气勘探开发实践表明,泥页岩中发育种类繁多的天然裂缝,对于页岩气成藏和开发有着重要的控制作用,但各类裂缝所起的作用尚存在争议。首先根据产生裂缝的应力来源和触发机制的不同,将泥页岩内的天然裂缝分为构造裂缝和非构造裂缝两大类,进一步又划分出张裂缝、剪裂缝、构造压溶缝合线、层间页理缝、成岩缝和流体超压缝6类,并总结了每类裂缝的成因及发育特征。在此基础上,结合国内外页岩气勘探开发实例,认为泥页岩内部的微裂缝对页岩气的储集空间贡献微弱,大型天然开启裂缝可能破坏封存性能,不利于成藏;裂缝密度是页岩气开发的重要控制因素,一定范围内,裂缝密度越大,页岩气产量越高,超过一定范围,产量反而下降;被方解石充填的裂缝网络有利于水力压裂,而大型开启裂缝可能导致压裂液的漏失,诱发工程事故。     

页岩纳米孔隙分形特征及其对甲烷吸附性能的影响

为了更好地了解页岩纳米孔隙特征及其对甲烷吸附性能的影响,对四川盆地上三叠统须五段的6个页岩样品进行了分形分析。通过对氮气吸附/解吸等温线的分析表明,页岩在相对压力为0~0.5和0.5~1时具有不同的吸附特征。利用Frenkel-Halsey-Hill(FHH)方程计算得到两个分形维数D_1和D_2。甲烷的吸附性能随着D_1和D_2的增加而增强,其中D_1对吸附有着更显著的影响。进一步研究表明,D_1代表由于页岩表面不规则性产生的孔隙表面分形特征;而D_2代表的是孔隙结构分形特征,其主要受页岩组分(有机碳含量、石英、黏土矿物等)和孔隙参数(平均孔径、微孔含量等)控制。更高的分形维数D_1对应更不规则的孔隙表面,为甲烷吸附提供更多的空间。而更高的分形维数D_2代表更复杂的孔隙结构以及孔隙表面更强烈的毛细凝聚作用,进而增强甲烷的吸附能力。因此,页岩孔隙表面越不规则,孔隙结构越复杂,甲烷吸附能力越强。     

准噶尔盆地西北缘中拐凸起断裂发育特征及构造变形过程

中拐凸起地区经历了多期构造运动,构造叠加效应强烈,断裂系统复杂,亟待厘定。针对上述问题,采用断裂系统分析技术,建立了中拐凸起早期发育压扭断层、晚期发育正断层的"两期叠加断裂发育模式"。平衡剖面分析认为,受区域性构造转换影响,该地区主要经历了5个构造演化阶段:基底隆升阶段、挤压变形阶段、构造转换阶段、伸展改造阶段和构造定型阶段。中拐凸起形成于挤压应力环境,内部发育压扭断层;在晚期伸展条件下,凸起内部发育大量正断层。浅部正断层与深部压扭断层构成纵向叠加,沟通源储,影响成藏。