昭通东北地区五峰组—龙马溪组龙一1亚段页岩岩相类型及其储层特征

页岩岩相对页岩储层有着重要的影响，一定程度上控制着页岩的生烃能力、储集和压裂性能。基于岩心、薄片、X射线衍射及各类地化测试数据，对昭通东北地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩岩相特征、储层特征和评价进行了研究。研究区主要发育含灰/硅混合质页岩相、混合质页岩相、含黏土/硅混合质页岩相、混合硅质页岩相、含黏土硅质页岩相，南部与北部岩相纵向分布存在差异，南部五峰组—龙一₁亚段岩相呈现出从黏土质页岩相组合向硅质页岩相组合再向混合质页岩相组合过渡的特征，北部呈现出从混合质页岩相组合向硅质页岩相组合再向混合质页岩相组合的过渡趋势；横向上岩相展布非均质性强，连续性差。不同岩相储层特征存在差异，硅质页岩储层性能较好，具有有机碳(TOC)含量高、含气量高、脆性矿物含量高的特征；黏土质页岩TOC含量和含气量较高，但脆性矿物含量极低；混合质页岩储层性质复杂，总体上硅质含量高的混合质页岩储层性质较好。基于TOC含量、含气量、脆性矿物含量，利用层次分析法和熵值法相结合的方法，建立了页岩岩相评价标准，确定了优势岩相，研究区混合硅质页岩相、含灰硅质页岩相和含灰/硅混合质页岩相为I类优势岩相...     

四川盆地涪陵气田五峰组—龙马溪组页岩优势岩相

以四川盆地涪陵气田主力产层上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩为研究对象,利用改进的硅质矿物-碳酸盐矿物-黏土矿物三端元图解,对其页岩岩相类型进行精细划分。涪陵气田五峰组—龙马溪组页岩主要发育8种岩相:硅质页岩相(S)、混合硅质页岩相(S-2)、含黏土硅质页岩相(S-3)、含灰/硅混合质页岩相(M-1)、含黏土/硅混合质页岩相(M-2)、混合质页岩相(M)、含硅黏土质页岩相(CM-1)和含黏土/灰混合质页岩相(M-3)。将优势岩相定义为页岩的含气量达到特定工业标准的岩相,结合研究区开发现状,划分出2类优势岩相,即含气量大于4.0 m3/t评为Ⅰ类(特优),含气量在2.0~4.0 m3/t评为Ⅱ类(优)。筛选出有机质丰度、硅质矿物含量、黏土矿物含量3项参数与含气量作相关性分析,建立了五峰组—龙马溪组一段页岩优势岩相的分级标准,确定了研究区混合硅质页岩相(S-2)、含黏土硅质页岩相(S-3)为Ⅰ类优势岩相,含黏土/硅混合质页岩相(M-2)为Ⅱ类优势岩相。页岩优势岩相分级标准可为其他区块页岩气评价提供参考。     

层序格架下页岩岩相非均质性及其储层品质差异性

页岩岩相作为页岩气勘探开发研究的基础,对于页岩气储层基础地质评价具有至关重要的作用。针对四川盆地南部长宁地区五峰组—龙马溪组一段（龙一段）页岩,在层序划分基础上,基于岩心、钻井、分析测试等资料,研究层序格架下页岩岩相非均质性特征及其储层品质差异。结果表明：①川南长宁地区五峰组—龙一段可划分成2个三级层序SQ1、SQ2,每个三级层序均由海进体系域（TST）和高位体系域（HST）构成,进一步将SQ1和SQ2划分出6个准层序组。②川南长宁地区SQ1—SQ2层序内主要发育混合硅质页岩、含黏土硅质页岩、含灰/硅混合质页岩、混合质页岩、含黏土/硅混合质页岩及含硅灰质页岩6种岩相类型。SQ1—TST时期以含灰/硅混合质页岩为主,SQ1—HST时期灰质含量较高,发育含灰/硅混合质页岩和含灰硅质页岩。SQ2—TST时期,硅质含量增多,稳定发育混合硅质页岩。SQ2—HST早期,由于黏土含量增多,主要发育含黏土硅质页岩为主。SQ2—HST中晚期（准层序组5、准层序组6）灰质含量、黏土含量较高,主要发育含黏土/硅混合质页岩。③平面上,SQ1—TST时期全区主要发育含黏土/硅混合质页岩,在研究区的西部和东部发育混合硅质页岩,北部发育含灰/硅混合质页岩。SQ1—HST时期,全区以混合质页岩为主,研究区东部发育含灰硅质页岩。SQ2—TST时期,全区主要为混合硅质页岩,南部N16井区主要发育含灰/硅混合质页岩,SQ2—HST时期,含黏土硅质页岩广泛分布于研究区。④不同层序内不同岩相储层品质具有明显差异：SQ1—TST时期混合质页岩以高碳为特征,含气性好,孔隙度高,是储层品质较好的岩相类型;SQ1—HST时期,岩相主要以混合质页岩和含灰/硅混合质页岩为主,其有机质含量较低,含气性较差。SQ2—TST时期以混合硅质页岩和混合质页岩储层品质最佳,有机质含量高,孔隙度高,含气性好;SQ2—HST时期所有岩相有机质含量均偏低,孔隙度偏低,含气性较差。     

黄瓜山构造五峰组-龙马溪组页岩岩相特征研究

为了确定黄瓜山构造五峰组-龙马溪组页岩气勘探开发优质页岩岩相,基于H 202井岩心实验分析数据,利用页岩岩相矿物组分划分三角图板对五峰组-龙马溪组页岩含气量、有机碳含量、孔隙度及脆性矿物含量4个储层评价参数和页岩岩相特征进行研究,明确了页岩气储层和相应的页岩岩相特征,确定了该区五峰组-龙马溪组页岩气勘探开发优质页岩岩相。研究结果表明（：1）五峰组-龙马溪组取心段共发育含黏土硅质页岩、混合硅质页岩、硅岩、含硅灰质页岩4类岩石,占比分别为50.0%、38.9%、8.3%、2.8%;(2)通过含气量、有机碳含量、孔隙度及脆性矿物含量页岩岩相分析,高含气量、高有机碳含量、高孔隙度及高脆性矿物含量页岩岩相为含黏土硅质页岩,是该区页岩气勘探开发的优质页岩岩相,其次为混合硅质页岩,较差为硅岩、含硅灰质页岩。     

四川盆地五峰组—龙马溪组页岩气优质储层成因机制

上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组是四川盆地页岩气勘探开发的重点层系,但对其储层成因机制、演化历史以及矿物成岩演化对页岩气储层形成控制作用等的认识目前尚不明晰。为此,通过岩石学、矿物学和有机地球化学等分析,结合盆地模拟和页岩气勘探开发实践,分析了四川盆地及其周缘五峰组—龙马溪组有机质孔隙演化历史和矿物成岩演化过程,探讨了页岩气优质储层的类型和成因机制,明确了页岩气优质储层的发育层段。研究结果表明:①该盆地五峰组—龙马溪组页岩气开发层段的岩石类型主要包括硅质页岩、含灰硅质页岩和黏土质页岩,岩石类型对页岩储集空间类型和特征具有重要的控制作用,其中硅质页岩、含灰硅质页岩的有机质孔隙最为发育,储集能力最强;②矿物成岩演化对页岩气储层的形成具有重要的控制作用,生物成因硅在早成岩阶段形成,并以微晶聚集体的形式与陆源碎屑硅、黄铁矿一起形成颗粒支撑格架,有效抑制了压实作用,保存了大量残留粒间孔隙,有利于页岩气优质储层的形成;③WF2—LM4笔石带(五峰组—龙马溪组底部)硅质页岩具有"多藻控烃源、生硅控格架、协同演化控储层"的优质储层成因机制。结论认为,WF2—LM4笔石带硅质页岩、含灰硅质页岩为页岩气优质储层的主要发育层段。     

川东北地区自流井组陆相页岩岩相类型及储层发育特征

中国陆相页岩气资源潜力巨大,其中川东北部分地区下侏罗统获得了工业性页岩气流。开展页岩岩相划分与储层特征的研究有利于进一步勘探开发陆相页岩气。通过XRD、普通薄片、扫描电镜、高压压汞、N₂吸附及CO₂吸附等实验方法对川东北地区自流井组陆相页岩进行精细研究。以有机质丰度及矿物组成为分类参数将页岩分为12种不同岩相,查明了自流井组页岩主要发育4种岩相,即贫有机质硅质页岩（Ⅰ₃）、含有机质混合质页岩（Ⅳ₂）、含有机质硅质页岩（Ⅰ₂）与富有机质黏土质页岩（Ⅱ₁）。不同岩相的页岩储层特征存在较大差异,富有机质黏土质页岩有机质含量大于2%,生烃潜力最好,有机质孔及黏土矿物晶间孔之间连通性较好且比表面积较大,发育的纹层状构造有利于工业压裂,为最优陆相页岩岩相,是最有利的陆相页岩气勘探开发目标;含有机质混合质页岩（Ⅳ₂）有机质含量大于1%,孔体积较高,储气能力较好,且发育有利于压裂的层状构造,为良好陆相页岩岩相,是较有利的勘探开发目标;而贫有机质硅质页岩（Ⅰ₃）与含有机质硅质页岩（Ⅰ₂）则具块状特征,孔体积与比表面积均较低,为较差陆相页岩岩相,是最不利的勘探开发目标。     

川南地区五峰组-龙马溪组下段页岩岩相特征及演化序列差异性成因

为了厘清四川盆地南部地区上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组下段海相页岩岩相的时空分布特征,分析其对页岩气平面有利区选择、纵向甜层评价及优选的关系,基于岩心、岩石薄片、Ｘ射线衍射、ECS元素测井、主量／微量元素等资料,利用页岩岩矿三端元法和三级命名方法,对该区五峰组-龙马溪组下段页岩岩相进行划分,并分析了不同地区的岩相演化序列及其差异性成因。研究结果表明：①五峰组-龙马溪组下段发育硅质页岩、钙质-黏土质-硅质页岩、黏土质硅质页岩、硅质黏土质页岩、钙质黏土质页岩、含钙黏土页岩和黏土页岩共7种岩相;②具有3种页岩岩相演化序列,其中威远地区为富硅富钙页岩-黏土页岩型,永川地区为硅质页岩-黏土页岩型,林滩场地区则为硅质页岩-钙质页岩型;③该区页岩岩相演化序列的差异性主要受控于古地貌、沉积环境、陆源碎屑物质供给。结论认为,盆内五峰组-龙马溪组下段页岩岩相序列的厚度、有机质丰度、可压裂性均优于盆缘,硅质页岩、钙质-黏土质-硅质页岩发育的2～31小层为纵向甜点层,该研究成果对于该区页岩气勘探选区、有利目标评价及压裂设计方案的优化都具有重要的指导意义。     

渝西地区五峰组—龙马溪组龙一_1亚段页岩岩相及储层特征

渝西地区五峰组—龙马溪组龙一_1亚段页岩具有巨大的勘探开发潜力,为了明确其不同岩相的储层品质差异、纵向分布规律及其储层发育影响因素等,结合岩石薄片鉴定、岩石组分、地球化学分析等进行了岩相划分,并综合有机碳含量、纹层结构、储集空间与物性、含气量等资料确定了不同岩相的储层特征、有利岩相分布及控制因素等。结果表明:研究层段发育高碳硅质页岩、中碳硅质页岩、低碳硅质页岩、低碳钙质-硅质页岩、低碳黏土质页岩、特低碳黏土质页岩6种岩相。高碳硅质页岩沉积环境还原性强,沉积水体深,生物繁盛,生物硅含量高,泥纹层发育,为优质页岩储层,有利于连片有机质和有机质孔的发育与保存,主要发育于龙马溪组底部1小层,为页岩气富集提供了有利生储条件;中碳硅质页岩与低碳硅质页岩沉积环境还原性较强,沉积水体变浅,生物繁盛程度降低,生物硅含量偏低,粉砂纹层和泥纹层频繁交互,有机质孔主要发育于分散状有机质中,是潜在的可开发页岩气储层,主要发育于五峰组顶部、龙马溪组2小层和3小层。该研究结果深化了研究区有利页岩储层纵向分布的认识,为页岩气立体开发提供了基础数据支撑。     

四川盆地涪陵地区五峰组-龙马溪组海相页岩岩相类型及储层特征

页岩岩相划分及其储层品质研究是页岩气勘探开发地质评价的基础性研究工作。以钻井资料为基础，综合利用全岩X-衍射、镜下薄片等资料建立了海相页岩岩相划分方案，并结合总有机碳含量、孔隙结构、孔渗特征、纹层特征和含气性等地化测试资料，对五峰组-龙马溪组一段不同页岩岩相的储层品质进行系统分析。涪陵地区五峰组-龙马溪组一段发育3大类页岩岩相，其中主要岩相有5亚类，即粘土质硅质页岩、含钙粘土质硅质页岩、硅质粘土页岩、粘土质硅质混合页岩和含钙粘土质硅质混合页岩。不同岩相储层品质具有较大差异，硅质类页岩具有高TOC、高孔隙度和高含气性等特征，为优质页岩岩相。沉积地质背景在控制页岩岩相发育的同时，进一步影响了页岩储层品质发育特征。五峰组和龙马溪组一段下部硅质页岩沉积期，频繁的火山活动为浮游生物爆发提供了大量富营养物质，并形成贫氧和厌氧环境，有利于有机质保存，发育富碳硅质页岩；龙马溪组一段中部和上部发育的混合类页岩和粘土类页岩分别受底流和陆源碎屑物质供给影响，沉积环境渐变为富氧环境，有机质保存条件变差，总有机碳含量较低，含气性降低。     

川南威荣页岩气田五峰组-龙马溪组页岩沉积相特征及其意义

以川南威荣页岩气田五峰组-龙马溪组典型取心井为例，基于岩心观察，有机碳测试、生物鉴定、现场含气量解析和测录井等资料开展了富有机质页岩微相划分。五峰组-龙马溪组一段沉积相主要为深水陆棚亚相，根据矿物组成不同可划分为6种微相:黏土质硅质、富硅生物、硅质黏土质、钙质黏土质、含钙富黏土和富黏土深水陆棚微相。纵向上，前4种页岩相带具有高有机质丰度（≥ 3%）、高孔隙度（≥ 5%）和高含气量特征（≥ 2 m3/t），其中高有机质丰度为页岩气生成提供物质基础，同时生烃过程中产生大量的有机孔为页岩气赋存提供空间，尤其是富硅生物页岩脆性矿物含量高，具有高孔、高渗特征，工程上易于压裂，是页岩气富集最有利相带和页岩气勘探开发的甜点层段；横向上，这4种有利相带在威荣页岩气田的西区较厚，其勘探潜力优于东区。      

川东地区龙马溪组页岩不同岩相孔隙结构特征及其主控因素

四川盆地川东地区是中国页岩气主要产区,目前发现的页岩气主要产自五峰-龙马溪组的富泥硅质页岩,而对富硅泥质和混合质页岩研究较少。为了确定川东地区龙马溪组富硅泥质和混合质页岩的孔隙发育特征,在对龙马溪组页岩岩相划分的基础之上,通过二氧化碳吸附,氮气吸附,高压压汞以及孔隙度测定,X-衍射,场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）等实验手段,对比不同岩相页岩孔隙结构特征,研究不同岩相页岩孔隙结构的主控因素。研究结果表明：①川东地区富有机质页岩可划分为富硅泥质页岩相、硅/泥混合页岩相和富泥硅质页岩相,不同岩相页岩孔隙度范围在2.62%~5.65%;②页岩储层中孔隙体积以介孔为主,大约占总孔隙的50%~60%,其次是微孔和宏孔,大约占总孔隙的15%~20%,比表面积主要贡献来自微孔和介孔,分别占总比表面积的70%和30%;③龙马溪组页岩孔隙发育主要受有机质丰度的控制,粘土矿物含量不是控制页岩孔隙发育主要因素,高有机质丰度页岩可能由于骨架颗粒支撑较弱遭受更剧烈的压实作用使大部分孔隙消失;④高有机质丰度富泥质页岩和硅/泥混合页岩也具有较高的孔隙度,与大部分富泥硅质页岩具有相似的孔隙结构,表明富硅泥质页岩相和硅/泥混合页岩相页岩也能发育一定量的纳米级孔隙,可为页岩气赋存提供空间。     

四川盆地志留系龙马溪组优质页岩储层特征与开发评价

随着页岩气国家级示范区的建设,中国页岩气进入规模开发阶段;到2016年12月,长宁-威远、昭通和涪陵国家级页岩气示范区实现年产气量79×10⁸m,到2030年页岩气规划年产量达到(800~1 000)×10⁸m,展现出良好的发展前景。四川盆地龙马溪组地层厚达300m左右,进一步识别出优质页岩段,评价优质页岩储层特征是开发阶段的首要任务。依据笔石带特征和沉积相演化,将龙马溪组划分为龙一、龙二2个层段;志留纪早期深水陆棚沉积环境控制了优质页岩的空间分布,岩心观察识别出龙一段底部黑色炭质页岩和硅质页岩是优质页岩发育的有利岩相,优质页岩具有高有机碳含量、高脆性矿物含量、高含气量的特征;优质页岩段地质储量丰度集中,平均储量丰度达到1.85×10⁸m/km²,是页岩气规模化开发的有利层位。     

川南地区龙马溪组页岩岩相对页岩孔隙空间的控制

页岩的孔隙类型、孔隙结构的定量化表征以及孔隙空间的控制因素是页岩储层研究的重要问题。川南地区龙马溪组的页岩岩相按矿物组分可分为硅质页岩、混合质页岩和黏土质页岩。利用扫描电镜矿物定量评价（QEMSCAN）技术、低温N₂和CO₂吸附实验以及高压压汞实验对川南地区龙马溪组不同页岩岩相的孔隙类型、结构特征及孔隙空间的控制因素开展了分析。研究结果表明,黏土质页岩多发育黏土矿物片状粒内孔且多被迁移有机质充填;混合质页岩多发育有机质孔和碳酸盐矿物溶蚀宏孔;硅质页岩多发育有机质孔。页岩的总面孔率主要由孔径为0~500 nm的孔隙提供,矿物（除碳酸盐矿物与长石外）及有机质中的孔隙均以粒内孔为主,有机质的面孔率高达32.37%,为矿物颗粒的8~16倍。页岩的中孔是孔体积的主要贡献者,微孔是孔比表面积的主要贡献者。混合质页岩的总面孔率、孔体积与孔比表面积的平均值与硅质页岩相近,具有良好的储集能力。高TOC含量的混合质页岩与硅质页岩的孔隙空间主要受有机质孔控制,TOC含量较低的黏土质页岩的孔隙空间则主要受有机质孔和伊利石相关孔隙共同控制。     

四川盆地焦石坝地区龙马溪组海相页岩储层非均质性特征

以四川盆地焦石坝地区下志留统龙马溪组海相页岩为研究对象，综合利用全岩X衍射、薄片鉴定、阴极发光、氩离子抛光扫描电镜、高压压汞-气体吸附联测、核磁孔隙度等实验数据，开展不同岩相储层特征差异性研究。研究结果揭示:（1）焦石坝地区龙马溪组海相页岩岩相主要分为硅质类页岩、混合类页岩和黏土类页岩；（2）硅质类页岩有机孔隙非常发育，混合类页岩和黏土类页岩中无机孔隙较为发育，其中黏土类页岩有机孔隙发育程度较弱；（3）不同页岩岩相非均质性特征显著。总有机碳含量、孔隙度、孔隙体积、比表面积和含气量方面，硅质类页岩最为发育，黏土类页岩发育程度最低，混合类页岩介于两者之间；（4）硅质类页岩沉积期古生物繁盛有利于有机质富集和有机质孔隙发育，混合类页岩和黏土类页岩分别受底流和陆源碎屑沉积作用影响，总有机碳含量较低且有机质孔隙相对欠发育。      

川南罗布向斜五峰组—龙马溪组页岩孔隙分形特征与主控因素

四川盆地南缘罗布向斜上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩具有厚度大、有机碳含量高、分布范围广、有机质热演化程度适中等特点,有可能成为下一步页岩气勘探的重要领域。为更好地表征研究区页岩非均质性及其对页岩气富集的影响,根据岩矿、地化、测井资料以及CO₂和N₂吸附实验,对研究区五峰组—龙马溪组龙一₁亚段各小层开展了页岩分形特征研究。结果表明,研究区各小层的总有机碳含量、矿物成分和孔隙度均存在较大差异,储集层非均质性强,页岩孔隙分形维数为2.711 0~2.794 8,平均为2.747 0,其中五峰组和龙一31小层的分形维数较高,龙一41小层的分形维数最低;有机碳和生物成因石英对页岩微孔的发育具有促进作用,页岩平均孔径越小,孔隙数量越多,孔隙结构越复杂,分形维数越大。     

四川盆地五峰组-龙马溪组页岩岩相类型与沉积环境

沉积物的搬运过程和环境条件控制着富有机质页岩的形成。根据矿物学、岩石组构、生物组成及沉积构造的不同,五峰组-龙马溪组页岩识别出7种岩相类型:硅质页岩、粉砂质页岩、黏土质页岩、灰质页岩、含介壳灰岩泥质/泥灰岩、粉砂岩-细砂岩和斑脱岩。五峰组-龙马溪组页岩并不是一直在低能的水动力条件下以悬浮的形式沉积,大量硅质生物化石、具粒序特征的生物碎屑、粉砂纹层、透镜状层理及沙纹交错层理等沉积构造表明,还存在生物沉积、风暴沉积和底流沉积作用。微量元素分析表明五峰组和龙马溪组下部硅质页岩形成于贫氧/缺氧环境,富含有机质;随后海平面逐渐下降,同时受到底流的影响,岩相类型向粉砂质页岩和黏土质页岩转变,贫氧/缺氧环境受到破坏,有机质的保存条件逐渐变差。     

深水陆棚富有机质页岩沉积微相-微地貌及其对储层的控制作用——以四川盆地南部五峰组-龙马溪组页岩为例

根据钻井、测井、岩心描述、岩石薄片鉴定和岩心实验分析资料,结合现代海洋的沉积特征,研究了四川盆地南部泸州地区奥陶系五峰组-志留系龙马溪组富有机质页岩中的矿物含量分布、岩相特征和沉积类型,划分了深水陆棚的沉积微相和微地貌,分析了深水陆棚沉积微相-微地貌对储层的影响。研究结果表明:①研究区五峰组-龙马溪组富有机质页岩的陆源碎屑来自北侧川中水下高地,其岩相主要包括硅质页岩、含黏土硅质页岩和混合页岩3种类型。②目的层的沉积类型以半远洋沉积和浊流沉积为主。③深水陆棚沉积微相可细分为钙质陆棚、钙-硅质陆棚、钙-硅-泥混合陆棚、硅-泥质陆棚、硅质陆棚和富泥扇6种类型,在研究区以发育硅质陆棚、硅-泥质陆棚和钙-硅-泥混合陆棚为主;沉积微地貌可细分为陆棚高地、陆棚斜坡、陆棚沟、陆棚丘和陆棚平原5种类型,在研究区以发育陆棚平原和陆棚斜坡为主。④深水陆棚沉积微相通过控制储集能力而控制富有机质页岩的储层质量,钙-硅-泥混合陆棚和硅质陆棚具有最好的储层品质;沉积微地貌通过控制富有机质页岩的厚度从而影响页岩储层质量,其中以陆棚平原中储层厚度最大。⑤在深水陆棚环境,随着沉积水体加深,沉积微地貌的演化由陆棚高地经陆棚斜坡(陆棚沟、陆棚丘)过渡到陆棚平原(陆棚丘),沉积微相的演化由钙-硅质陆棚经钙-硅-泥混合陆棚过渡到硅-泥质陆棚(富泥扇),并最终演化为硅质陆棚。深水陆棚沉积微相模式可为深层富有机质页岩的储层评价与预测提供科学支撑。⑥深水陆棚富有机质页岩沉积在陆棚边缘,其沉积水深可超过200 m。     

川西南缘天宫堂构造奥陶系五峰组—志留系龙马溪组页岩气富集主控因素

综合利用地震、钻井、测井及岩心分析化验资料,分析了四川盆地西南缘天宫堂构造奥陶系五峰组—志留系龙马溪组的构造、沉积、储层及可改造性等基本地质特征,探讨了页岩气富集主控因素及成藏模式.研究结果表明:①天宫堂构造优质页岩集中分布在五峰组—龙马溪组龙一1亚段,Ⅰ类储层主要发育于龙一11—龙一13小层,厚度为0.8～17.0 ...