过渡相页岩储层纳米矿物孔隙的成因-形貌类型及系统分类——以太原西山古交矿区山西组页岩为例

以太原西山古交矿区山西组过渡相页岩代表性储层样品为例,利用氩离子抛光-场发射扫描电镜、X射线衍射、能谱测试以及图像数字化处理等技术手段,对过渡相页岩纳米尺度矿物孔隙的形貌特征、成因和类型进行系统观测,建立纳米尺度矿物孔隙的系统分类方案。结果表明：过渡相页岩储层纳米尺度矿物孔隙发育类型丰富,成因复杂,根据孔隙发育的矿物、空间位置和成因等,可以将储集空间进一步划分为脆性矿物孔隙、黏土矿物孔隙及其他矿物孔隙、微裂隙,主要呈现圆孔状、狭缝状、平直状以及曲折状等形貌特征。通过对成因-空间位置-形貌特征的系统对比,建立了过渡相页岩储层矿物纳米孔隙系统分类方案。应用图像数字化处理技术,获得各类孔隙类型的相对比例。对比表明,过渡相页岩不同类型矿物孔隙与海相页岩差异显著,对页岩储层的物性及非均质性影响显著。     

基于文献计量特征的我国深层页岩研究进展及趋势(2012—2022)

深层页岩油气资源是我国未来非常规能源产能接替增长的关键。运用CiteSpace知识图谱工具,系统分析了我国深层页岩142篇核心期刊文献的研究进展、研究热点、合作网络、研究趋势及路径演进。结果表明：我国深层页岩的研究经历了起步(2012—2015年)和波动增长(2016—2022年)2个发展阶段;四川盆地为开发深层页岩气的关键区域,水平井压裂、井壁稳定等相关技术则为目前研究的热点技术,对储层特征、演化程度以及吸附解吸附等区域地质特征的讨论为深层页岩的开发和技术运用提供了理论支持。在此基础上,深层页岩的资源前景也成为热点议题;国内科研机构和核心作者联系较为紧密,目前我国深层页岩的研究主要以学术力量较强的中国石化集团附属科研机构之间的合作为主要形式;我国深层页岩目前处于研究早期阶段,在勘探技术、地质理论等方面研究潜力显著。     

致密砂岩微观孔隙非均质性定量表征及储层意义——以鄂尔多斯盆地X地区山西组为例

以鄂尔多斯盆地东部X地区山西组致密砂岩储层为例,采用Matlab编程,提出铸体薄片图像面孔率提取的新方法,基于面孔率提出非均质系数U定量表征微观孔隙非均质性,并讨论非均质系数U和储层物性关系及微观孔隙非均质性的储层意义。结果表明,X地区致密砂岩储层微观非均质性强烈,微观孔隙分布十分不均匀;非均质系数U与孔隙度和渗透率均为负相关关系,非均质系数U越大,储层非均质性越强,储层物性越差,反之储层物性越好;致密砂岩储层微观非均质性控制着孔隙（储集空间和渗流空间）的微观发育特征,致密砂岩储层非均质系数定量评价有利于指导后期开发、开采中优质层位的圈定。     

四川盆地焦石坝地区五峰组-龙马溪组页岩层序地层划分及含气性预测——以JY-2井为例

四川盆地焦石坝地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组发育了一套富有机质泥页岩,是华南地区海相地层中的优质烃源岩之一,且分布面积广,页岩气开发工作成效显著,但对于这套细粒沉积物层序内部体系域的划分界面认识还不一致。根据岩性、岩相和测井参数对海平面响应的敏感变化特征,对JY-2井五峰组—龙马溪组的体系域和层序界面进行了识别和分析,分析高分辨率层序与页岩含气性的关系。结果表明：JY-2井五峰组—龙马溪组第1个三级层序的海侵体系域发育泥页岩气层,高位体系域发育泥页岩含气层和泥页岩气层;第2个三级层序的低位体系域发育泥页岩气层、含气层和泥页岩含气层。整体来看,泥页岩气层的甲烷和全烃含量是最高的,含气性最好,其次为含气层和泥页岩含气层。研究结果对于建立研究区内的高精度层序地层格架具有指导意义,同时将为四川盆地及其周缘五峰组—龙马溪组页岩气和世界其他地区海相页岩气勘探开发提供参考。     

龙马溪组下部页岩储层孔隙结构特征与评价方案

运用场发射扫描电镜、高压压汞、低温氮吸附、薄片观察等实验技术手段,以重庆南川泉浅1井为例,探究了龙马溪组下部页岩储层的孔隙特征,结果表明：泉浅1井龙马溪组页岩孔隙度小、喉道细,孔隙较发育,类型多样,结构复杂,小孔和微孔是主要的孔隙,占据了主要的储集空间与比表面积;发育晶间孔、粒间孔、粒内孔、溶蚀孔隙、有机质纳米孔、微裂隙等孔隙,有机质纳米孔是气体吸附的主要场所。以TOC含量-孔径-脆性指数分别作为储层孔隙性、渗透性、脆性的评价指标,建立TOC含量-孔径-脆性指数评价方案,可以实现对储层基础物性经济有效、简便快捷的评价。     

基于低温氮实验的页岩吸附孔分形特征

以低温氮吸附实验数据为基础,分析了重庆綦江观音桥剖面下志留统龙马溪组页岩样品吸附孔的吸附特征,采用FHH分形模型,计算了吸附孔分维值D,定量研究了分维值对页岩孔隙参数的变化规律。结果表明:脱附支得到的孔径分布曲线呈双优势峰,其中3.2~3.8 nm为假峰,页岩储层孔隙富含0.4~0.8 nm的微孔且分布集中,2~25 nm的中孔分布相对均匀。页岩吸附孔分形特征明显,分维值介于2.760~2.879,分维值与平均孔直径、孔隙体积呈较好的负相关,与埋深呈弱的正相关,而与比表面积无直接关系。     

渝东南地区五峰组-龙马溪组页岩笔石沉积特征及其对优质页岩气储层的指示意义

笔石是我国五峰组-龙马溪组页岩中的主要古生物大化石类型,以渝东南地区YC-4井、QQ-1井、YC-6井、YC-8井等为例,结合手标本观察、岩心研究、储层室内实验测试等手段,综合展开五峰组-龙马溪组页岩储层笔石沉积特征、笔石带序列、笔石沉积环境意义及储层意义研究。结果表明:渝东南地区五峰组-龙马溪组页岩笔石主要以薄膜状有机质保存于层理面间,五峰组页岩笔石动物群以叉笔石-双笔石动物群过渡至晚期对笔石动物群,龙马溪组沉积期则为单笔石动物群;通过钻孔研究,建立了渝东南地区笔石带序列,在五峰组、龙马溪组分别识别出3个以及6～8个笔石带,为储层精细对比与评价预测提供了时间框架;受控于沉积环境与沉积条件,五峰组-龙马溪组沉积期笔石经历灭绝→重新演化→结构复杂化的演化过程,其化石结构、演化、丰度、赋存状态、沉积方式发生转变,向上笔石定向性增强、丰度下降、结构保存完整程度下降,具有环境指示意义;笔石体有机质发育丰富的有机孔隙,其作为富笔石水平层理等沉积构造的一部分,也具有页岩气渗流通道的作用。综上,海相页岩中的笔石沉积特征与结构特征可以作为指示、预测优质页岩储层分布的重要依据,具有页岩气地质意义。     

沉积环境对优质页岩储层发育的控制作用——以渝东南地区龙马溪组为例

为深入探讨优质页岩储层的发育机理,借鉴沉积控相、相控储层的研究思路,以渝东南地区龙马溪组页岩储层为例,利用氩离子抛光-场发射扫描电镜(AIP-FESEM),有机碳丰度(TOC)测试,X射线衍射(XRD),镜质组反射率(Ro)测试,显微镜观测,主量微量元素测试等技术手段,通过对储层特征、沉积环境的系统研究,综合讨论沉积环境对优质页岩储层发育的控制作用。结果表明:龙马溪组页岩储层可以划分为下-底部、中-上部两段,分别对应鲁丹阶与埃朗阶,两段储层的有机质特征、矿物组分、力学脆性特征、储层物性等差异显著,鲁丹阶页岩有机质和脆性矿物含量更高,储层性质更优;对比分析显示,龙马溪组储层有机特征主要受控于水体氧化还原环境,但龙马溪组下部具有更好的有机质富集与保存条件,主要受益于鲁丹段深水陆棚相内低速率的欠补偿沉积环境与全球海平面上升所形成的大面积缺氧水体;储层脆性矿物组分受控于沉积-成岩的共同作用,储层底部高脆性矿物含量段富含来自特殊沉积环境的生物成因石英、陆源碎屑石英与形成于储层成岩作用的自生石英;鲁丹阶对应的底部储层TOC和石英含量更高,有利于储集空间发育;鲁丹阶储层更加发育的富笔石水平层理等特殊沉积构造,对增强储层的渗透性,改善压裂力学特性等具有有利作用。沉积环境控制着储层物质成分的类型与特征,龙马溪组鲁丹阶储层对应的有利沉积环境与沉积条件,是底部优质储层段发育的核心影响因素之一。     

微观尺度海相页岩储层微观非均质性研究

以重庆龙马溪组下部及五峰组页岩储层为例,运用场发射扫描电镜、高倍显微镜、高压压汞和XRD等实验技术手段,重点观测分析两组海相页岩储层样品在微观尺度、尤其是纳米尺度下的非均质特征,并讨论矿物组分及孔隙、裂隙发育等非均质特征对页岩气富集、储存、运移的控制机理.提出了"页岩储层微观非均质控气"理论,认为在微观尺度下,非均质性是页岩储层的重要特性,影响了微观储集空间类型与分布特征、气体赋存方式以及气体释放能力等页岩储层物性关键参数.研究结果表明:样品在微观尺度下,矿物组分的分布与相对数量,孔隙及微裂隙的类型、分布、孔径、形态等均具有较显著的非均质性;孔隙-微裂隙-裂缝网络系统提供了储集—渗流—释放的空间和通道,纳米孔隙、微裂隙的发育特征是网络系统非均质性的重要控制因素.脆性矿物含量所占比例高于40%、孔隙-微裂隙发育且配置关系好的页岩储层物性好,勘探开发潜力大.     

渝西地区龙马溪组下部页岩储层发育特征及其影响因素——以重庆綦江观音桥剖面为例

渝西地区是重要的深层页岩气潜力区。该文以龙马溪组页岩储层为研究对象,利用氩离子抛光-场发射扫描电镜、总有机碳(TOC)测试、X射线衍射、低温氮吸附实验、地球化学元素测试等技术手段,通过对储层特征、沉积环境的系统研究,建立FHH分形模型,综合讨论龙马溪组页岩储层发育特征及其影响因素。结果表明,龙马溪组下部页岩储层矿物组分脆性矿物以石英为主,黏土矿物以伊利石为主;TOC平均值为2.84%,达到过成熟阶段;孔隙类型主要为有机质及生物化石孔隙、溶蚀孔隙、粒间孔、晶间孔以及微裂缝。纳米孔提供了主要的比表面积和储集空间,孔隙的孔径集中于40 nm以下。分形特征明显,分形维数值为2.76～2.85,表明孔隙结构相对复杂,具有非均质性,部分样品表现为双重分形特征。将纳米孔划分为渗透孔隙和吸附孔隙,孔隙体积和平均孔径与分形维数负相关性,平均孔径越小,孔隙体积越小,分形维数越接近于3。