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2016年  第38卷  第4期

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目次
石油实验地质第38卷 第4期 2016年7月
2016, 38(4): .
摘要(766) PDF(1035)
摘要:
页岩油气
泥页岩中有机质的赋存形态与油气形成
徐旭辉, 郑伦举, 马中良
2016, 38(4): 423-428. doi: 10.11781/sysydz201604423
摘要(1026) PDF(1005)
摘要:
根据不同类型泥页岩镜下微观特征观察,发现泥页岩中的沉积有机质和矿物质主要以"富有机质—矿物聚集体"和"贫有机质—矿物基质体"2种微观组构形态存在。通过泥页岩的生排烃模拟实验研究表明:泥页岩有机质赋存的差异性控制了油气的生成和初次运移过程,由于"富有机质—矿物聚集体"形态组构非均质分布,在不同演化阶段生成、排出及滞留的油气以不同的状态赋存和运移;镜质体反射率(Ro)介于0.6%~1.0%之间,泥页岩层系中滞留的油与富集有机质聚集体呈游离-吸附共轭相态,流动性较差,开采前景较差,Ro介于1.0%~1.3%之间是页岩油开采的有利范围;高演化阶段页岩气资源量的大小受控于泥页岩中富有机质聚集体的含量。基于烃源岩内沉积有机质和无机矿物质微观结构上的非均质性特征,把油气的形成、排出、滞留作为一个统一过程加以认识,将是深入认识页岩油气形成与富集机理的有利手段和重要方法。
泥页岩不同介质中可溶有机质组成差异性及对页岩油富集的意义
朱景修
2016, 38(4): 429-437. doi: 10.11781/sysydz201604429
摘要(1481) PDF(1259)
摘要:
泥页岩中的有机质组成复杂,其差异性对于认识油气的生排烃和页岩油气的形成与富集机理具有重要意义。选择南襄盆地泌阳凹陷始新统核桃园组湖相泥页岩为研究对象,系统对比了其中不同介质(包括无机矿物和有机干酪根)中可溶有机质的组成与差异,并与页岩油和砂岩油相对比,分析差异性,讨论其地质地球化学意义。结果表明,泥页岩不同介质中可溶有机质的饱和烃组成差异性较小,难以区分,反映了页岩油气的源内生排烃过程,饱和烃自身各种化合物之间的极性差异不大;而芳烃组成差异明显,其中,有机介质中可溶有机质的芳烃组成与页岩油/砂岩油相当,而无机介质中可溶有机质的芳烃组成与页岩油/砂岩油差异较大,反映了油气生排烃的过程。据此,泥页岩在初次运移的排烃过程中,生成的烃类物质首先充满无机矿物基质孔隙,并满足矿物颗粒表面吸附后,进入烃源层内微裂缝和/或砂岩夹层而富集,这类油气资源即目前所谓的页岩油。
埋藏条件下页岩气赋存形式研究
俞凌杰, 范明, 腾格尔, 刘友祥
2016, 38(4): 438-444. doi: 10.11781/sysydz201604438
摘要(1608) PDF(1383)
摘要:
以川东南龙马溪组页岩为主要研究对象,开展埋藏条件下页岩气赋存形式定量研究。重点基于重量法等温吸附实验,分析TOC含量、温度、湿度对吸附能力的影响,并通过建立3个主要因素与吸附能力的经验关系来获取埋藏条件下的吸附气量。另外,通过总孔隙空间扣除孔隙水和吸附气占据空间来厘定游离气占据空间,并基于甲烷状态方程(PR方程)获取游离气密度,从而构建埋藏条件下游离气赋存计算方法。超压条件下吸附气随埋深呈下降趋势,而游离气增加明显并成为主要赋存形式。定量计算了焦页1井22个页岩样品(主要取自底部38 m优质层段)的赋存量。焦页1井优质段吸附气占比27.1%~47.8%,平均占比为34.3%,而游离气占比52.2%~72.9%,平均占比为65.7%。
四川盆地及周缘下寒武统页岩气成藏主控因素与勘探方向
燕继红, 李启桂, 朱祥
2016, 38(4): 445-452. doi: 10.11781/sysydz201604445
摘要(1692) PDF(1393)
摘要:
运用最新的页岩气勘探理论及模拟实验结果,对四川盆地及周缘地区下寒武统页岩气成藏基本地质条件及主控因素进行了研究。该区下寒武统暗色泥页岩发育,可划分为"被动陆缘型"和"拉张槽型"2种类型。前者具有品质好、厚度巨大、分布范围广等特点,页岩气成藏物质基础条件优越,但底板条件差,构造变形强烈,页岩气保存条件受到挑战;后者达到了基本烃源岩标准,虽单层厚度薄,但具有纵向发育层段多、顶底板条件良好、构造变形弱等特点。高演化程度影响了暗色泥页岩的含气性,不利于页岩气富集成藏;顶底板条件是页岩气气藏早期形成的前提;构造条件是页岩气藏后期得以保存的关键。勘探有利区为盆内绵阳—乐至—隆昌—长宁地区及周缘城口—巫溪、鄂西宜恩—鹤峰、湘西花垣—张家界、贵州镇远等地区。
川东南志留系龙马溪组页岩储层微孔隙结构及连通性研究
刘伟新, 鲍芳, 俞凌杰, 张文涛, 张庆珍, 卢龙飞, 范明
2016, 38(4): 453-459. doi: 10.11781/sysydz201604453
摘要(1206) PDF(1425)
摘要:
采用CT扫描、聚焦离子束扫描电镜、氩离子抛光—场发射扫描电镜、透射电镜等技术,对川东南志留系龙马溪组页岩进行了微孔隙结构及连通性分析,提出了4种页岩孔隙结构类型:(1)粒间微孔,存在于矿物颗粒之间,数量较少;(2)粒内微孔,分布于粒间分散有机质中及与球状黄铁矿共生的有机质中,少量见于黏土片间的微孔隙;(3)粒缘隙,存在于分散有机质颗粒及矿物颗粒周缘;(4)层(页)理缝,基本平行于页岩沉积层理较大的微裂隙。有机质纳米孔隙呈蜂窝状,呈正态分布,互相连通,孔隙直径主要在30~90 nm之间;孔隙喉道呈单曲线形,喉道宽度主要在7~20 nm之间;层(页)理缝约占页岩孔隙体积的1%~2%,是页岩的优势渗滤通道。微孔隙主要分布于有机质中,是页岩气的主要储集空间,粒缘隙形成页岩连通网络,层(页)理缝为页岩的主要渗滤通道,提出"纳米孔储集、粒缘隙连通、页理缝渗滤"的页岩气连通与流动模式。
川东南涪陵地区五峰—龙马溪组硅质页岩的生物成因及其油气地质意义
卢龙飞, 秦建中, 申宝剑, 腾格尔, 刘伟新, 张庆珍
2016, 38(4): 460-465. doi: 10.11781/sysydz201604460
摘要(1432) PDF(1393)
摘要:
为研究川东南地区五峰—龙马溪组富有机质硅质页岩的成因,选取川东南涪陵页岩气探区钻井岩心样品,采用X射线衍射(XRD)、光学显微镜、环境扫描电子显微镜和能谱仪开展了岩石的矿物组成、微观形貌和成分与结构特征研究。五峰组和龙马溪组下段页岩的矿物组成以石英为主,向上至龙马溪组中部和上部石英含量逐渐降低,黏土矿物含量明显增加。镜下观察到大量具清晰圈层状生长结构和针状结构的生物残体和碎屑,特别是在五峰组和龙马溪组下段尤为丰富,外观具有放射虫和海绵骨针的典型形貌特征。前者内部具有明显的圈层和外部裙边状结构,碎屑骨架与内部充填物质均为微晶石英;碎屑间更小粒级的石英颗粒则多呈不规则球状或椭球状,自形程度低,充填在矿物基质中,应属生物硅质溶解再沉淀形成的自生石英。后者则以较完整和碎屑两种形式呈分散状分布在矿物基质中。五峰—龙马溪组高丰度硅质生物及其硅质重结晶产物的存在,为该段硅质页岩的生物成因提供了直接证据,具有古生产力恢复、水体沉积环境追溯、微观孔隙结构和岩石力学分析等多方面重要的油气地质意义。
川东南志留系龙马溪组页岩沥青反射率和笔石反射率的应用
仰云峰
2016, 38(4): 466-472. doi: 10.11781/sysydz201604466
摘要(1561) PDF(1274)
摘要:
川东南地区下志留统龙马溪组海相页岩中发育有较多的形态清晰的笔石碎屑和孔隙充填无定形固体沥青,准确区分两者是研究该地区热演化程度的基础。川东南地区多口钻井龙马溪组页岩反射率测试结果显示,笔石反射率比沥青反射率在区域分布上具有更好的一致性,笔石反射率均大于3.0%,略高于沥青反射率,并沿西南—东北方向热成熟度逐渐增大,对应等效镜质体反射率在2.0%以上,指示川东南龙马溪组页岩处于高—过成熟阶段。但是,笔石反射率与等效镜质体反射率换算关系仍存在不确定性,有待进一步的研究。
川东南页岩气储层脉体中包裹体古压力特征及其地质意义
席斌斌, 腾格尔, 俞凌杰, 蒋宏, 申宝剑, 邓模
2016, 38(4): 473-479. doi: 10.11781/sysydz201604473
摘要(1068) PDF(1446)
摘要:
包裹体岩相学分析表明,川东南焦页A井、南页A井以及彭页A井页岩气储层石英以及方解石脉中,主要发育气液两相盐水和气2类包裹体;激光拉曼分析表明,气包裹体主要由甲烷组成。3口井气液两相包裹体的显微测温结果存在较明显的差异,其中焦页A井与南页A井的石英中气液两相盐水包裹体的均一温度最高,分别为215.8~245.4 ℃和214.4~240.8 ℃;南页A井方解石中包裹体均一温度次之,为177.8~210.4 ℃;而彭页A井气液两相盐水包裹体的均一温度最低,为128.5~156.4 ℃。包裹体古压力恢复结果表明,焦页A井与南页A井石英中包裹体捕获压力最高,分别为114.9~130.5 MPa和124.0~151.5 MPa;南页A井方解石中包裹体捕获压力次之,为114.0~122.3 MPa;而彭页A井包裹体的捕获压力较低,为32.5~43.0 MPa。结合埋藏史图可知,3口井的捕获时间均为燕山期,其中焦页A井与南页A井包裹体捕获时页岩气储层处于超压状态,而彭页A井处于正常压力范围。上述古压力系数与现今测井压力存在相似的规律,表明焦页A井与南页A井气藏的保存条件要优于彭页A井。
四川盆地焦石坝构造区页岩有机质特征及其成烃能力探讨———以焦页1井五峰—龙马溪组为例
申宝剑, 仰云峰, 腾格尔, 秦建中, 潘安阳
2016, 38(4): 480-488. doi: 10.11781/sysydz201604480
摘要(1290) PDF(1556)
摘要:
以四川盆地焦石坝构造区焦页1井为例,根据全岩、干酪根和微体化石等分析,对上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组富有机质泥页岩开展了成烃生物识别和有机岩石学研究,并对成烃能力进行了讨论。研究表明:高过成熟的五峰—龙马溪组页岩成烃生物主要由疑源类、藻类体(层状藻和底栖藻)和动物碎屑(笔石、几丁虫和海绵骨针)组成,成烃生物是有形态有机质的重要组成部分;无形态有机质是五峰—龙马溪组页岩有机质的主要组分,包括无定形体、微粒体和沥青,呈细小颗粒分散在矿物基质中。研究认为富氢的藻类体和笔石管胞内脂类大分子聚合物是主要的成烃母质,大量存在的无形态有机质,尤其是大量孔隙充填的细小固体沥青,说明原始生烃母质具有很强的生烃潜力,是形成页岩气藏的物质基础。
济阳坳陷古近系泥页岩岩石学特征对可压性的影响
郝运轻, 宋国奇, 周广清, 李政, 王伟庆, 李博, 张存霞
2016, 38(4): 489-495. doi: 10.11781/sysydz201604489
摘要(1396) PDF(1334)
摘要:
济阳坳陷古近系泥页岩蕴含着丰富的油气资源,但针对性的压裂未取得预期效果。立足于岩石学特征,从脆性矿物类型、含量、产状及成因、黏土矿物组成、有机质含量、成岩作用强度、天然裂缝发育程度等方面对泥页岩可压性的影响进行了剖析,并与美国相关盆地的页岩有关参数进行了对比。研究认为:济阳坳陷古近系沙三下亚段—沙四上亚段泥页岩脆性矿物以硬度较低的方解石为主,总体抗嵌入能力较差;陆源的石英碎屑颗粒弥散状分布,影响压裂应力集中造缝,但含量仍与岩石脆性正相关;结晶形成的碳酸盐纹层导致岩石纵、横向非均质性增强,不利于压裂形成复杂网状裂缝;有机质含量与岩石脆性负相关,与源岩质量正相关,有利可压层段的选择需辩证综合分析;地层年代新、成岩时间短使岩石相对呈塑性,岩石脆性破裂难度增加。泥页岩可压性的影响因素非常复杂,既取决于岩石学特征又受围压条件及地应力差异等地质条件影响;压裂效果还受压裂液体系及施工参数的选择等方面的影响。
渤海湾盆地辽河西部凹陷陆相页岩油气富集条件与分布模式
单衍胜, 张金川, 李晓光, 毕彩芹, 唐跃, 袁远
2016, 38(4): 496-501. doi: 10.11781/sysydz201604496
摘要(1366) PDF(1121)
摘要:
在大量泥页岩样品化验测试的基础上,分析了渤海湾盆地辽河西部凹陷页岩油气富集的条件,探讨了陆相裂谷盆地页岩油气分布特征和分布模式。研究认为,西部凹陷古近系沙四段和沙三段泥页岩累计厚度大、连续性好,有机质以腐泥型为主,发育一定量的腐殖型;有机质丰度高,TOC平均2.67%,热成熟度中等,Ro值0.4%~1.5%;泥页岩孔隙和裂缝较发育,孔隙以粒间孔和溶蚀孔最为发育,裂缝以构造缝和页理缝为主;储集物性好,含油气量高,具备页岩油气富集的基本条件。受沉积相、有机质类型与热成熟度联合控制,西部凹陷以发育页岩油为主,同时局部地区发育页岩气,页岩油气在纵向上和横向上有规律分布。纵向上,沙四段底部到沙三段上部地层依次发育页岩油气—页岩油—页岩气;横向上,断陷沉积中心以页岩油发育为主,盆地斜坡区为页岩油气频繁互层区域。
内蒙古索伦地区二叠系哲斯组泥岩微孔隙特征
李世臻, 周新桂, 王丹丹, 张交东, 林燕华, 曾秋楠, 张文浩
2016, 38(4): 502-508. doi: 10.11781/sysydz201604502
摘要(885) PDF(719)
摘要:
在野外地质露头实测、系统取样和综合分析测试的基础上,对松辽西部外围内蒙古索伦地区上古生界二叠系哲斯组暗色泥岩的地球化学特征与微孔隙特征进行了研究。结果表明,哲斯组泥岩微孔隙主要包括微孔(粒间孔、粒内孔、有机质孔)和微裂缝(矿物层间缝、有机质与矿物间缝、有机质内裂缝)。进一步的微孔隙发育特征和成因分析得出,哲斯组泥岩有机质孔相对不发育的特征主要与TOC含量偏低及较强压实作用下的有机质孔塌陷作用有关,而泥岩微裂缝的发育主要与其脆性矿物含量较高有关。综合烃源岩与储集特征分析,索伦地区哲斯组泥岩具备了页岩气远景区的条件,寻找TOC含量高的富有机质泥页岩发育区是今后该区乃至东北地区上古生界页岩气勘探的关键。
页岩对甲烷的吸附作用及其固气效应初步研究———以渝东南残留向斜为例
鲍云杰, 邓模, 翟常博, 刘友祥, 吕俊祥, 俞凌杰, 曹涛涛
2016, 38(4): 509-513. doi: 10.11781/sysydz201604509
摘要(853) PDF(734)
摘要:
页岩对甲烷的吸附作用既有普遍性,又有差异性,其对页岩气赋存状态、保存、富集成藏影响的研究有待深化。采用等温吸附、扫描电镜、液氮吸附、有机质地球化学等技术手段,对渝东南残留向斜区常压页岩气藏五峰—龙马溪组页岩的吸附作用进行了研究。结果表明,页岩吸附作用受控于页岩的孔隙结构、有机质特征等内在特性,以及其所处的温度和压力等外部环境条件;地层条件下页岩的吸附作用强度可以利用Langmuir模型进行预测,渝东南某残留向斜五峰—龙马溪组页岩吸附作用强度存在临界深度,在临界深度吸附作用强度达到峰值。结合理论分析及三轴应力吸附条件下页岩渗透率测定实验数据,认为页岩的吸附作用致使其渗透率降低,形成一种阻滞页岩气渗流扩散的"固气效应",这种固气效应对残留向斜页岩气保存及富集边界的影响值得进一步研究。
岩石学方法区分页岩中有机质类型
赵建华, 金之钧, 金振奎, 杜伟, 温馨, 耿一凯
2016, 38(4): 514-520. doi: 10.11781/sysydz201604514
摘要(1253) PDF(1070)
摘要:
有机质孔在富有机质泥/页岩中广泛发育,被认为是含气页岩孔隙系统中重要的组成部分。有机质孔不仅在干酪根中发育,在固体沥青内部同样发现了大量的有机质孔,不同类型的有机质内部有机孔的形态和发育程度有所差异。根据有机质的成因,可将其分为沉积有机质和迁移有机质。沉积有机质为原始的有机质及其蚀变产物,这些有机质未发生过迁移,与陆源矿物紧密结合;迁移有机质存在于矿物孔隙中,由外地迁移过来的沥青或石油,随着热成熟度的增加,可演变成固体沥青或焦沥青,其周缘通常可见自生矿物。自生石英对页岩孔隙的影响具有双重作用,一方面充填了孔隙空间,减少了页岩孔隙;另一方面自生石英起到了支撑孔隙的作用,抑制了页岩的压实,为迁移有机质的充填保留了一部分孔隙空间。沉积有机质和迁移有机质中均发育孔隙,迁移有机质充填三维空间相互连通的矿物孔隙,内部形成的有机质孔隙在三维空间上的连通性要比沉积有机质强。五峰组—龙马溪组页岩由下至上呈网络状分布的迁移有机质逐渐减少,相互连通的有机质孔隙网络也相应减少,页岩储层质量逐渐变差。
致密油气
鄂尔多斯盆地苏里格气田东区储层含气物性下限分析
陈占军, 任战利, 王树慧, 刘平, 薛雯, 邓亚仁, 祁凯, 曹展鹏
2016, 38(4): 521-527. doi: 10.11781/sysydz201604521
摘要(1122) PDF(740)
摘要:
以鄂尔多斯盆地苏里格气田东区的勘探开发资料为基础,根据储层含油气物性下限的定义与特点,运用统计方法与成藏机理方法对东区储层含气物性下限进行了研究。结果表明,2种方法得出的储层含气物性下限值基本接近,盒8段储层含气的孔隙度下限为2.223%,渗透率下限为0.005 7×10-3 μm2;山1段储层含气的孔隙度下限为1.605%,渗透率下限为0.004 4×10-3 μm2,含气物性下限与充注动力负相关,盒8段含气物性下限大于山1段。通过实测资料寻找含气物性下限附近的储层,对连续取样进行含气饱和度测定,分析表明,物性在含气物性下限附近的储层含气饱和度极低,物性高于含气物性下限的储层含气饱和度显著升高。理论分析结果与取心实测结果基本一致。
鄂尔多斯盆地晚三叠世湖盆中部延长组长7储层致密化因素分析
时保宏, 黄静, 陈柳, 杨帆, 吕剑文
2016, 38(4): 528-535. doi: 10.11781/sysydz201604528
摘要(917) PDF(916)
摘要:
鄂尔多斯盆地晚三叠世湖盆中部长7油层组砂岩孔隙度平均为9%,渗透率为0.1×10-3 μm2,属致密储层范畴。储集体主要为半深湖—深湖相重力流环境下砂质碎屑流砂岩及浊积砂岩,具有粒度细、填隙物含量高、孔喉形态弯曲复杂,分布集中以及次生长石溶孔发育、原生粒间孔较少等特征。运用铸体薄片、X-衍射、包裹体及电子探针等微观测试分析资料,对储层物性影响因素进行分析。分析认为,沉积、成岩及烃类充注是影响储层物性的三大因素,三者相互作用,相互影响。半深湖—深湖相砂岩特有的沉积特征导致储层压实作用强烈,使孔隙减少22%,是储层物性变差的关键因素;长7烃源岩生、排烃过程中生成的有机酸溶蚀长石等易溶物质,产生次生溶孔,对致密储层物性改造有益;烃类大量生成后的偏碱性环境利于晚期含铁碳酸盐等胶结作用进行,是生排烃高峰期后储层变致密的决定性因素。
致密砂岩油可动量及其主控因素———以鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7为例
崔景伟, 朱如凯, 李士祥, 杨智, 张忠义
2016, 38(4): 536-542. doi: 10.11781/sysydz201604536
摘要(1092) PDF(720)
摘要:
中国致密油地质储量超过100×108 t,但确定可采资源量难度较大。通过改进耗散型石英微天平分析仪(QCM-D)实现地层条件下岩心的单位原油吸附量、利用高压压汞和N2吸附手段对含油孔隙下限和有效比表面积测试,最后结合密闭取心含油量测试结果,对鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7油层组可动油开展评价。结果显示长7致密砂岩表面吸附油厚度15.6 nm,吸附质量13 mg/m2;含油孔径下限为18 nm左右,比表面积平均为1 m2/g; 孔隙度6%~10%,游离态原油比例为14.3%~48.6%,结论与核磁共振实验测定结果具有可比性。控制致密砂岩原油可动量的地质因素包括原油密度、黏度、有效孔隙表面积、有效孔隙体积以及储层矿物组成,针对特定区域和层系,可动量主要受孔比表面积控制。
致密砂岩储层成岩作用及其控制因素分析———以塔里木盆地顺托果勒地区志留系柯坪塔格组下段为例
张涵冰, 彭军, 杨素举, 鲁明, 夏青松, 李斌
2016, 38(4): 543-550. doi: 10.11781/sysydz201604543
摘要(1160) PDF(681)
摘要:
利用岩心观察、薄片鉴定、扫描电镜、X-衍射及包裹体测温等方法,对塔里木盆地顺托果勒地区志留系柯坪塔格组下段致密砂岩储层进行了研究,认为该储层以细粒岩屑砂岩为主,物性较差;发育压实作用、胶结作用、溶蚀作用、交代作用、构造破裂作用等5种成岩作用类型。压实作用是储层物性变差的最主要原因,溶蚀作用是改善储层物性的关键;成岩阶段处于中成岩A期,局部已达到中成岩B期;成岩作用受到多方面因素的影响,沉积环境及碎屑成分主要控制了压实作用及溶蚀作用的强弱,埋藏史和地温场从宏观上控制着成岩作用的发育程度,烃类充注从微观上减缓了胶结作用速率,并促进易溶组分的溶蚀。
二连盆地阿南凹陷白垩系腾一下段致密油有效储层物性下限研究
张以明, 付小东, 郭永军, 寿建峰, 周进高, 李彬, 张天付, 蓝宝峰
2016, 38(4): 551-558. doi: 10.11781/sysydz201604551
摘要(1322) PDF(736)
摘要:
二连盆地阿南凹陷白垩系腾格尔组一段下亚段是该凹陷致密油勘探的主要目的层系,发育沉凝灰岩和砂岩2类有利的致密储层。腾一下段致密储层孔隙度、渗透率变化范围较大,含油非均质性强,受物性条件控制明显。在物性、试油、压汞等分析资料基础上,运用含油产状法、经验统计法、分布函数曲线法、试油法和最小有效孔喉法等多种方法,综合厘定了腾一下段致密油储层物性下限:其中沉凝灰岩类有效储层孔隙度下限为4.0%,渗透率下限为0.008×10-3 μm2;砂岩有效储层孔隙度下限为5.0%,渗透率下限为0.05×10-3 μm2。有效储层下限的确定可为致密油"甜点"储层预测、资源潜力评价和勘探目标优选提供依据。
综合信息
中国石化无锡石油地质研究所实验地质技术之烃类垂向微渗漏模拟实验技术
高俊阳
2016, 38(4): 559-559.
摘要(629) PDF(732)
摘要: