上扬子地区寒武系牛蹄塘组页岩有机质孔隙发育特征及主控因素

上扬子地区下寒武统牛蹄塘组页岩气勘探开发程度较低,且不同沉积区域有机质孔隙发育具有明显的差异性。本文针对位于上扬子板块东部鄂西裂陷槽的EYY1井、板块西部浅水陆棚相的W001-4井以及板块北部汉南古陆的SNY1井3个不同沉积区域的钻井样品进行分析,根据矿物组成划分了岩性;利用扫描电镜观察分析了有机质类型及有机质孔隙发育特征,并在此基础上讨论了有机质孔隙发育的主控因素。研究发现：(1)不同区域牛蹄塘组页岩矿物及岩性组成有差异,EYY1井、W001-4井页岩取样段岩性包括硅质页岩、钙质页岩和过渡型页岩3类,而SNY1井取样段岩性均为硅质页岩;(2)牛蹄塘组有机质分为原生有机质和运移有机质,原生有机质均具有较高的C/O比值,平均为6.74;运移有机质C/O值相对较低,平均为2.71;(3)EYY1井与SNY1井有机质孔隙发育较好,面孔率达到6%～28%,而W001-4井有机孔发育较差,面孔率为3%～10%。牛蹄塘组有机孔孔径分布均为单峰型,EYY1井和SNY1井有机质孔隙直径主要分布在2～50 nm, W001-4井样品有机质孔隙大小普遍在5～25 nm;硅质页岩有机质面孔率普遍高于钙质页岩...     

页岩孔隙结构研究进展及下扬子古生界页岩孔隙特征

天然气可以吸附或以游离态赋存在富有机质泥页岩及其夹层中,使页岩成为一种重要的非常规储集体。页岩的微米—纳米级孔隙是页岩气富集的重要场所,常规孔隙研究手段难以适用,目前,国际上尚没有关于页岩孔隙类型的统一分类方案。因此,页岩的孔隙结构特征成为页岩气勘探开发中的关键问题。总结近年来页岩孔隙结构的主要研究手段和分类,并初步分析了浙西—皖南下扬子地区古生界页岩的孔隙特征。     

下扬子巢湖-泾县地区上二叠统大隆组泥页岩储层特征

基于实测剖面资料,对下扬子巢湖-泾县地区上二叠统大隆组泥页岩储层特征进行了研究.结果表明,研究区大隆组厚12 ～ 35m,沉积时期处于水体贫氧-厌氧的静水还原环境,为一套黑色碳质硅质泥页岩建造.页岩中钙硅质脆性矿物含量为65％ ～93％,粘土矿物含量5％ ～ 30％,总有机碳含量在2.05％～13.9％,有机质成熟度为1.45％ ～2％,属于成熟-过成熟演化阶段.大隆组泥页岩储层孔隙度为0.476％,渗透率为0.001×10-3 μm2,主要发育四类微孔(裂)隙:残余原生孔隙、次生溶蚀孔隙、次生晶间孔和微裂隙(缝).“高硅、高脆、高有机质丰度、孔隙发育”的四大储集特性表明大隆组海相黑色岩系具良好的勘探开发前景.     

页岩气储层孔隙发育特征及主控因素分析:以上扬子地区龙马溪组为例

运用扫描电镜、氩离子抛光场发射电子扫描显微成像与核磁共振测试技术,对渝东南地区Y1井龙马溪组页岩的微米级孔隙、纳米级孔隙和微裂缝发育特征3个层面分别进行定量表征。结合总有机碳含量、有机质显微组分及成熟度、黏土矿物及全岩X射线衍射分析等测试数据,对孔隙发育特征主控因素进行分析。对页岩微米级孔隙发育有促进作用的因素有石英含量和伊利石含量,具有抑制作用的因素有碳酸盐含量和埋藏深度;对有机质纳米级孔隙发育有促进作用的因素有有机质成熟度和伊蒙混层含量,具有抑制作用的因素为方解石含量;对微裂缝发育有促进作用的因素有石英含量、有机质成熟度和总有机碳含量,具有抑制作用的因素是碳酸盐含量。     

渝东南—黔北地区牛蹄塘组页岩微-纳米级孔隙发育特征及主控因素分析

以渝东南-黔北地区牛蹄塘组页岩岩心及野外新鲜露头样品为研究对象,运用低温液氮吸附实验和氩离子抛光扫描电镜观察,划分页岩微纳米级孔隙类型,并对其发育程度和形态结构进行定量表征,结合页岩样品地球化学测试数据,明确页岩微观孔隙发育主控因素,试图建立微纳米级孔隙发育程度与主控因素定性或半定量关系。结果表明：研究区牛蹄塘组页岩微纳米级孔隙分为有机孔、无机孔和微裂缝3大类,包括7个亚类。有机质粒内孔结构特征为球状、细瓶颈状和墨水瓶状,无机孔主要为串珠状、球状和楔状,微裂缝呈四方开口的平行板状、夹板状。有机质粒内孔、矿物粒间孔和微裂缝为主要孔隙类型,且具有较好连通性,可作为页岩气赋存空间和渗流通道。页岩孔隙以中孔为主,其次为宏孔,孔隙直径分布范围主要在1~50 nm。比表面积主要由孔径≤5 nm孔隙所提供,页岩孔隙孔径越小,对比表面积贡献越大,越有利于页岩气吸附聚集,随着孔隙体积的增加,比表面积不断增加。有机碳含量是控制页岩微纳米级孔隙发育和比表面积的最重要内因,特别体现在对微孔和中孔发育的控制上;黏土矿物含量增加能增强页岩吸附能力,但对孔隙体积和比表面积主控作用不明显;脆性矿物含量主要控制宏孔发育,对页岩吸附的贡献可以忽略;热演化程度过低或过高均不利于有机质孔隙的发育,微纳米孔隙体积随着成熟度增加呈现出先增后减的趋势,对于高过成熟页岩,不同干酪根类型的有机质孔隙发育程度和比表面积大小次序为Ⅰ型＞Ⅱ型＞Ⅲ型。     

上扬子地区不同构造位置牛蹄塘组页岩孔隙特征的对比研究

对位于不同构造位置的两条下寒武统牛蹄塘组页岩采石场剖面进行了垂向系统采样研究,并进行了有机地球化学、矿物学及孔隙度测试。酉阳丹泉剖面富有机质层段集中在牛蹄塘组下部,厚度在25 m以上,总有机碳含量(TOC)均大于5.65%,遵义松林剖面仅对下部富有机质页岩进行采样,但基于富有机质层段地球化学垂向变化趋势可进行对比研究。结果表明,页岩微孔体积主要由有机孔提供,且基本不受构造作用影响。松林剖面TOC值越高,伊利石含量越低,介孔体积越小;而构造稳定区页岩介孔体积除部分样品与松林剖面重合外,仍有部分样品介孔体积明显偏高,说明构造位置的差异对页岩介孔具有明显的影响。宏孔体积在TOC大于6.4%时有减小的趋势,但不同构造位置的两剖面样品受构造应力差异影响不明显。构造应力对孔隙的影响主要与岩石的力学性质及伊利石矿物孔的保存能力有关。     

中上扬子地区碳酸盐岩储层发育分布规律及主控因素

以构造一层序地层学理论和动态演化现为指导,对中上扬子区震旦纪-中三叠世储层发育分布规律进行新一轮的分析,认为纵向上碳酸盐岩储层与层序格架发育具有良好的对应关系,即对应于全球二级海平面变化旋回中的高水位体系域;储层非均质性强;下古生界以溶蚀、岩溶、白云化和构造缝形成的次生孔隙为主要储集空间,上古生界原生孔和次生孔均为储集空间.横向上层序格架内储层发育和分布的有利区域具有差异性;优质储层多发育于潮坪、缓坡、岩溶斜坡和台内、台缘礁滩环境中,且与白云化作用、溶蚀作用、岩溶作用和构造改造作用密切相关;上二叠统-中三叠统储层分布在纵横向上均具有特殊性.综合分析认为层序地层格架控制了碳酸盐岩储层发育和分布规律,即主要储层的发育与全球二级海平面升降旋回中的高位期具有明显的一致性,而且二级海平面旋回中的三级海侵旋回也为有利区域性储层发育的层位;海退旋回的晚期有利于古岩溶型的碳酸盐岩储层发育,而海侵旋回的初期-早期,有利于台地边缘或台内滨外滩的碳酸盐岩储层发育;层序格架中的高能沉积环境、有利的岩溶和成岩环境,以及构造复合作用是形成优质储层的主控因素.     

上扬子地区下寒武统海相富有机质页岩形成环境与主控因素分析

对上扬子地区下寒武统富有机质页岩发育主控因素的研究是进行该区页岩气勘探有利区预测的基础问题之一。通过对上扬子地区下寒武统黑色页岩典型露头剖面样品特征的分析,运用岩石、矿物、有机质特点、特征元素等指标对该区海相富有机质页岩在早寒武世时的古环境进行恢复,建立上扬子地区下寒武统海相富有机质页岩沉积环境判别综合表,认为该套黑色页岩在早寒武世是典型的缺氧环境。上扬子地区下寒武统富有机质页岩的发育是古构造、古气候和古海平面变化、古洋流及海底热液活动等因素综合作用的结果。建立了上扬子地区古海平面上升―上升洋流―热液活动―水体分层―缺氧环境的页岩发育模式,指出海底热液活动和上升洋流促进生物体的勃发,为富有机质页岩形成提供物质基础;海平面上升和上升洋流不仅造成水体分层,而且共同影响富有机质页岩的分布范围。     

皖南地区古生界页岩孔隙特征及影响因素

为了评估下扬子皖南地区古生界页岩气储层性质,应用扫描电子显微镜、高压压汞法、N₂和CO₂气体吸附法,对皖南地区古生界页岩孔隙特征和孔隙结构进行研究,并探讨页岩孔隙发育的主要影响因素。结果表明,皖南地区古生界页岩孔隙度和渗透率低,页岩样品中常见粒间孔、凝絮孔、溶蚀孔、基质晶间孔和有机质孔,并且发育微米-纳米级孔隙。古生界页岩孔隙中50%以上为微孔和介孔;孔隙结构主要为圆柱孔、狭缝型孔和混合型孔,平均孔径范围为4.17~12.06 nm。页岩孔容和比表面积随着有机碳(TOC)含量的增大而增大;页岩孔隙度随着有机质成熟度(R_o)的增大而减小;页岩孔容随着黏土矿物含量的增加而增大,随着脆性矿物含量的增加而减小。     

下扬子宣泾地区二叠系大隆组页岩含气量主控因素分析——以港地1井为例

下扬子地区发育了寒武系、志留系和二叠系3套有利成藏的页岩,资源潜力大,但存在页岩含气量主控因素不明确的问题。为此,以下扬子宣泾地区港地1井为依托,钻遇的70.1 m厚上二叠统大隆组富有机质页岩为目的层,对岩心系统取样并应用对比分析法,在纵向上连续动态地进行包括矿物成分、孔隙结构、总有机碳(Total Organic Carbon,TOC)、镜质体反射率(vitrinite reflectance,Ro)和有机质类型等研究工作,深入分析TOC、Ro和有机质类型等地球化学指标与含气量之间的对应关系,从而厘定了影响含气量的关键地球化学参数。分析结果表明:TOC与页岩含气量之间存在强正相关关系;在有机质成熟阶段中期,Ro与含气量之间相关性偏弱,对含气量变化没有明显的影响;有机质类型对页岩含气量有重要影响,但是两者的相关性弱于TOC。通过对大隆组页岩从顶部到底部的系统分析,探索了用一套完整页岩在纵向上分析含气量影响因素的新方法。     

下扬子地区上泥盆统五通组沉积构造及其地球化学特征

总结了下扬子区晚泥盆世五通组典型的沉积构造,如风暴砾滩、冲洗交错层理、滩脊、三脊波痕、植物化石及遗迹化石埋藏相特征等。全定量分析了泥岩类的主化学组成及微量元素,其主化学组成具有高SiO₂含量。高K₂O/Na₂O比值,低MgO, Zr, Hf组合特征显示近源沉积特征,与下伏下古生界有显著差别,B, Ga, Ba, Sr, Rb等元素反映出滨海及海陆交互的沉积环境。综合分析沉积构造、沉积地球化学及区域地质特征,认为五通组形成于弧后前陆盆地,其沉积过程是一个海侵过程,这一大地构造背景一直延续到早石炭世末。     

下扬子地区奥陶纪页岩气地质条件及远景区优选

由于下扬子地区中奥陶世胡乐组和早奥陶世宁国组是具有页岩气勘探潜力的新层系,进而开展了该区页岩气地质条件分析和远景区优选工作.从胡乐组和宁国组黑色页岩构造及沉积背景入手,利用区域地质调查和钻井资料,分析奥陶纪页岩的地球化学、储层及展布特征.下扬子地区中奥陶世胡乐组和早奥陶世宁国组泥页岩有效厚度大,单层厚普遍>30 m,有机质含量高且热演化程度存在适中区,脆性矿物含量高.下扬子地区奥陶纪页岩具备页岩气形成、富集的地质条件,具有较好的资源潜力,划分出安徽宁国奥陶纪页岩气远景区和浙江淳安—桐庐奥陶纪页岩气远景区.     

中扬子北部上震旦统陡山沱组地质特征及页岩气资源潜力分析

依据野外实测剖面和页岩气钻井资料,结合样品有机地球化学、矿物成分、扫描电镜及物性等大量分析测试资料,系统研究了中扬子地区北部上震旦统陡山沱组暗色泥页岩的沉积环境、发育规模、地球化学及储集层特征。结果表明:暗色泥页岩厚度在53.3~114.7 m,平均为87.3 m,主要发育在台内盆地沉积环境;暗色泥页岩的有机碳含量(TOC)普遍大于1%,有机质类型主要为I-Ⅱ1型,成熟度(Ro)平均为1.85%,Tmax在353~609℃;矿物成分主要为碎屑矿物和粘土矿物,碎屑矿物含量平均为56.3%,成分主要为石英和长石,粘土矿物含量平均为26.1%,主要为伊利石和伊蒙混层矿物;泥页岩中含有大量的微观孔隙和微裂缝,微孔以次生溶蚀微孔和原生孔为主,孔隙度平均为2.32%,渗透率平均为0.031857×10-3μm2。与美国及国内页岩气商业性开发区的泥页岩的各项指标比较,本区暗色泥页岩具有厚度较大、有机质丰度相对较低、热演化程度高、脆性矿物含量高、粘土矿物含量低,低孔特低渗的特征,保存条件较好,具备了页岩气形成的基本地质条件,是中国海相页岩气勘探的远景区之一。     

湖北京山地区大隆组沉积特征与烃源岩的关系

湖北京山大隆组出露甚好,根据沉积特征,该组为一套海退序列的沉积,其下部沉积环境为外陆棚沉积,上部沉积环境为内陆棚沉积。由于外陆棚紧靠大陆坡,极易发育上升洋流。处于这样的海退时期,带来了生物群的更新,由早期的放射虫变为大量藻孢子,无疑为高有机质、高生产力来源打下了良好的基础,极有利于京山大隆组广阔范围内优质、优良质烃源岩的发育。     

建南地区长兴组礁滩储层特征及主控因素分析

在野外剖面及岩心观察的基础上,结合镜下薄片、扫描电镜、阴极发光及物性分析等对建南地区长兴组的储层特征进行了详细的研究.长兴组礁滩储层岩性以礁云岩、礁灰岩和颗粒云岩为主,储集空间以晶间孔、晶间溶孔和裂缝为主,为裂缝-孔隙型储层.储层物性中等-较差,为低孔中低渗储层.储层的发育主要受岩性、沉积相、相对海平面变化、成岩作用等方面的控制,其中储层以台缘礁滩相为有利相带,发育于相对海平面下降时期,岩性以礁云岩和礁灰岩为主.白云石化作用是储层发育的基础,溶蚀作用和破裂作用则是改善储层物性的关键.采用孔隙度和渗透率两个参数对长兴组礁滩储层进行综合评价,认为储层类型主要为Ⅲ类(低孔低渗),其次为Ⅳ类(特低孔特低渗),Ⅱ类(中孔中渗)和Ⅰ类(高孔高渗)储层较少.     

下扬子区新生代断陷盆地的构造与形成

为了揭示下扬子海陆全区新生代断陷盆地的构造特征,进而探讨盆地的形成机理,故对研究区的地震、钻井和地质资料进行系统分析,梳理区内的主要构造地质证据,并在时空上进行对比。垂直盆地走向的区域大剖面构造解析显示,下扬子区由陆至海,盆地范围逐步扩大,断陷充填厚度逐渐增厚,结构趋于复杂,表明盆地的拉伸量和伸展强度自西向东呈增大趋势。受下扬子块体近似楔形几何形状与东部侧向挤压的边界条件约束,块体近南北向侧向扩展,块体内区域伸展,前新生代的基底先存断裂复活,诱发区域张裂作用和盆地沉降,断陷盆地形成受基底应力两个基本因素制约。下扬子新生代块体的伸展与郯庐断裂的右旋走滑,均为下扬子块体构造形变的地质响应,其动力学机制可用太平洋板块北西向俯冲进行解释。