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。     

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。     

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...     

测井资料用于页岩岩相划分及识别——以涪陵气田五峰组—龙马溪组为例

随着涪陵页岩气田钻探项目的推进,不断揭示出区内海相页岩具有非均质性强、岩性复杂等特征。以涪陵气田主力气层五峰组—龙马溪组页岩为例,首先采用详细、准确的ECS(Elemental Capture Spectroscopy Sonde)特殊测井资料,开展页岩中硅质成分来源分析,根据ECS测井和岩石薄片资料,结合页岩硅质成分来源分析结果,建立页岩矿物组分三端元图版,准确划分出页岩岩相;再运用常规测井资料,总结不同页岩岩相的测井响应特征,选取对页岩岩相敏感的去铀伽马和密度测井曲线建立测井识别图版。结果表明:常规测井资料识别出的页岩岩相与ECS特殊测井资料识别结果一致,匹配程度较高。整体而言,当TOC质量分数≥2%时,涪陵气田五峰组—龙马溪组页岩硅质成分来源以生物成因为主;当TOC质量分数2%时,硅质成分来源以陆源碎屑为主。涪陵气田主要发育硅质页岩、混合型硅质页岩、富黏土硅质页岩、富钙硅质页岩、混合页岩、富黏土-粉砂混合页岩、富黏土粉砂质页岩和富粉砂黏土质页岩等8种页岩岩相,其中,具有高硅质含量、高TOC含量的硅质页岩和混合型硅质页岩岩相为开发较有利页岩岩相。研究成果提高了页岩岩相分类的准确性和实用性,对页岩气资源的高效开发具有指导意义。     

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。     

四川盆地及周缘上奥陶统五峰组岩相特征

上奥陶统五峰组分为页岩段和观音桥段。对比分析四川盆地及周缘五峰组页岩气钻井岩心以及测试数据,根据岩心和全岩矿物组分特征,以硅质矿物(石英)、黏土矿物和碳酸盐矿物为三端元,进行岩相划分。页岩段可识别出4种岩相类型:硅质页岩、含黏土硅质页岩、含灰硅质页岩以及含灰黏土质页岩;观音桥段发育含介壳泥质灰岩。页岩气钻井实测数据表明,页岩段4类页岩岩相品质(有机碳含量、脆性矿物含量以及含气量)差异较大,硅质页岩品质最优,含灰黏土质页岩品质最差。页岩段岩相类型以及观音桥段分布特征受控于沉积环境。川南永川地区等相对浅水的区域页岩厚度较大,但是硅质页岩厚度较小,页岩段整体品质较差,不建议作为水平井靶窗;川南威远地区受古陆和古地形影响,硅质页岩厚度较小,也不建议作为水平井靶窗;川东南焦石坝、武隆、丁山以及南川地区硅质页岩厚度超过4 m,可作为水平井靶窗。     

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。     

川东地区侏罗系大安寨段页岩储层特征及发育控制因素

为探究陆相页岩储层特征及页岩储集空间发育的控制因素,文中以四川盆地东部大安寨段页岩为例,基于页岩岩心的分析化验资料,对页岩储层孔隙发育控制因素进行了研究,明确了优势岩相及甜点储层特征。研究结果表明：1）川东地区大安寨段页岩岩相类型包括硅质页岩、混合质页岩以及黏土质页岩,其中黏土质页岩总有机碳质量分数最高,其次为混合质页岩。2）页岩孔隙类型以片状黏土矿物晶间孔与有机质孔为主,裂缝以页理缝为主。3）页岩储集空间的发育主要受矿物组分、成岩作用以及构造因素的共同控制。4）基于页岩生烃潜力与储集能力,认为混合质页岩为大安寨段的优势页岩岩相。大安寨段页岩甜点储层段主要分布于大二亚段a小层,主要为混合质页岩与介壳灰岩的薄夹层。     

上扬子地区下寒武统牛蹄塘组富有机质页岩岩相及沉积环境分析

贵州温水村剖面发育有一套完整的下寒武统牛蹄塘组富有机质黑色页岩,为厘清下寒武统牛蹄塘组页岩岩相类型,明确不同岩相形成环境特征,通过采集25块该剖面页岩样品,进行岩石薄片观察、X射线衍射（全岩）分析、总有机碳含量（TOC）测定及主微量和稀土元素分析,划分出温水村剖面下寒武统页岩的岩相类型,并明确了该层位页岩的沉积环境和有机质富集特征,建立了沉积模式。根据TOC值、沉积构造和矿物组成,同时考虑岩石脆性特征,共划分出9类页岩岩相：①富有机质块状强脆性硅质细粒岩;②富有机质纹层状强脆性硅质页岩;③高有机质块状强脆性硅质细粒岩;④高有机质纹层状强脆性硅质页岩;⑤高有机质块状中等脆性硅/黏土混合质细粒岩;⑥中有机质块状强脆性硅质细粒岩;⑦中有机质纹层状强脆性硅质页岩;⑧低有机质块状强脆性硅质细粒岩;⑨低有机质纹层状中脆性硅/黏土混合质页岩。其中,前5类页岩相形成于深水缺氧、暖湿型气候和以低温热水沉积作用为主的环境,初级生产力和古盐度较高,有机质富集受控于古氧化还原条件、古生产力、古盐度、古水深、暖湿型气候和热液活动,而其他岩相有机质富集则不受热液活动影响,沉积环境初级生产力和古盐度有所下降;建立了一个受氧化还原条件、古生产力、古盐度、热液活动及暖湿型气候影响的深水陆棚相沉积模式。     

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。     

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。     

四川盆地长宁西部地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组龙一1亚段页岩岩相划分及意义

四川盆地长宁地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩作为目前页岩气勘探开发的重点目标已取得重大突破。为明确长宁西部地区岩相差异、纵横向分布规律、储层发育特征及其影响因素,基于岩心、X衍射测试、扫描电镜以及各类分析测试资料对长宁西部地区五峰组—龙马溪组龙一₁亚段的页岩岩相进行了细致研究。研究区主要发育硅质页岩相、混合硅质页岩相、含灰硅质页岩相、含黏土硅质页岩相、混合质页岩相、含黏土/硅混合质页岩相以及含灰/硅混合质页岩相7种岩相。其中主要分布在龙一₁亚段底部的硅质页岩相因其具有高TOC含量、高孔隙度和高含气性,是研究区最为优质的页岩岩相;其次五峰组沉积时期和龙一₁亚段沉积晚期发育的混合硅质页岩相、含灰硅质页岩相、含灰/硅混合质页岩相和含黏土/硅混合质页岩相,在储层条件上稍差于硅质页岩相,为研究区中等的页岩岩相。综合分析认为,五峰组—龙马溪组龙一₁亚段页岩优势岩相储层形成可能受2个因素共同控制,一是上层富氧而下层缺氧—还原的沉积环境,该类型的沉积环境能够提供大量富有机质的硅质矿物;其次,在后期成岩作用中,充足的富有机质硅质矿物能为储层提供优异的孔隙类型。研究结果将为长宁西部地区页岩气富集区提供岩相学支撑,有利于四川盆地五峰组—龙马溪组海相页岩气的下一步勘探。      

松辽盆地长岭断陷沙河子组页岩岩相特征及其对孔隙结构的控制

依据松辽盆地长岭断陷沙河子组页岩特征、有机质丰度和矿物含量建立岩相划分方案,把研究区页岩划分为7种岩相,在此基础上开展扫描电镜、CO₂和N₂吸附以及高压压汞实验以分析孔隙结构。研究区沙河子组页岩孔隙发育,不同岩相发育的主要孔隙类型也不相同,有机质孔隙主要发育在黏土质页岩中。页岩孔径呈现多峰分布特征,中孔是孔体积的主要贡献者,平均占50.9%;微孔是比表面积的主要贡献者,平均占67.8%。微孔发育主要受黏土矿物控制,中孔发育受碳酸盐矿物控制,宏孔发育受脆性矿物和黏土矿物联合控制。富有机质黏土质页岩对比表面积和孔体积的影响明显,对沙河子组页岩孔隙发育起主要控制作用。      

贵州牛蹄塘组黑色页岩岩相划分及岩相—沉积环境—有机质耦合关系

贵州下寒武统牛蹄塘组黑色页岩是良好的烃源层,基于前人研究成果总结及研究区黑色页岩沉积古环境特征分析,对牛蹄塘组黑色页岩进行岩相划分,并讨论了岩相分布以及其与沉积环境和有机质分布之间的耦合关系。结果表明：牛蹄塘组黑色页岩主要以硅质页岩和富黏土质页岩为主;纵向上,页岩沉积时的氧化还原环境表现为从下部到上部由厌氧向氧化转变,深水相厌氧环境主要发育硅质页岩,贫氧环境主要发育富黏土硅质页岩;横向上,JY1井的浅水台地相厌氧环境主要发育黏土/硅混合页岩,TX1井的斜坡相—盆地相贫氧环境主要发育富硅黏土质页岩和硅质页岩;深水盆地和浅水台地均出现有机质的富集,有机质主要富集于硅质页岩中。     

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。     

页岩储层孔隙类型控制因素研究——以川东焦石坝地区龙马溪组为例

为了明确页岩不同岩相类型中孔隙类型的构成和垂向分布特征,选取川东龙马溪组7个页岩样品,进行氩离子抛光扫描电镜成像,对其孔隙类型进行定量分析。考虑到页岩的非均质性,每个样品选取5个区域,每个区域由100张放大倍数为14 000倍的SEM照片拼接组成（10 μm×10 μm）,对每张SEM照片进行2000计点法统计各类型孔隙的面孔率,最后归纳得出每个样品中不同类型孔隙的平均百分含量。研究区可观察到3大类孔隙:粒间孔、粒内孔和有机质孔,不同岩相类型中各类型孔隙占比不同,龙马溪组自上而下页岩岩相类型变化趋势为黏土质页岩—粉砂质页岩—硅质页岩,随着黏土矿物含量逐渐减少,有机质含量和石英含量逐渐增加,其主要孔隙类型由粒内孔转变为有机质孔。脆性矿物含量对以粒缘孔为主的粒间孔数量起着控制作用;黏土矿物含量控制以片间孔为主的粒内孔发育程度;有机碳和自生石英含量决定着有机质孔的数量。龙马溪组下段的硅质页岩是页岩气最有利储层。