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泥页岩纹层矿物—有机质特征与成因差异及其对页岩油生储意义——以东营凹陷沙三下亚段—沙四上亚段为例

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天然气地球科学 2023年

作者：张欢曾翔刘惠民蔡进功中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司中石化经纬有限公司地质测控技术研究院同济大学海洋地质国家重点实验室

厘清泥页岩中不同纹层及纹层组合的特征，有助于更全面地认识泥页岩，并为页岩油气勘探开发提供新的视角。以东营凹陷沙三下亚段—沙四上亚段泥页岩为例，在全岩XRD及热解数据的基础上，结合常规薄片、显微组分观察、场发射高分辨率扫... 详细信息

厘清泥页岩中不同纹层及纹层组合的特征，有助于更全面地认识泥页岩，并为页岩油气勘探开发提供新的视角。以东营凹陷沙三下亚段—沙四上亚段泥页岩为例，在全岩XRD及热解数据的基础上，结合常规薄片、显微组分观察、场发射高分辨率扫描电镜以及能谱等实验技术，从“源—汇”角度精准剖析了湖相泥页岩不同纹层中矿物和有机质的类型与化学特征，分析了各纹层的成因差异，探讨了不同纹层的油气地质意义。根据矿物和有机质的类型、含量及形貌特征，将纹层划分为泥质纹层、富有机质纹层、碳酸盐纹层和粉砂质纹层等四类基础纹层。其中，泥质纹层和富有机质纹层主要沉积外源黏土矿物和内源自生无定形有机质，通过吸附絮凝作用形成有机黏土复合体后沉降埋藏。隐晶碳酸盐纹层是由内源自生细菌、底栖生物席等生物直接或间接控制形成；而亮晶碳酸盐纹层的形成则与后期成岩作用相关。粉砂质纹层是外源惰性结构有机质和碎屑矿物在机械混合作用下的沉积产物。由于各纹层内矿物和有机质含量、性质以及成因的差异，不同纹层表现出不同的生烃能力、储集性和可压裂性：泥质纹层和富有机质纹层具有优质的生烃能力；亮晶碳酸盐纹层和粉砂质纹层具有较好的矿物结晶程度和强可压裂性；此外，粉砂质纹层内发育大量孔缝，有利于油气运移和储集。同时，不同纹层在烃源岩中的相互重叠，组成了具有不同生储能力的多个微观“生储”结构，综合影响着岩层的生储潜力。其中，泥质—富有机质—亮晶方解石纹层组合具有高效的生烃潜力和较好的储集性及可压裂性，是优质烃源岩的重要微观组成。

关键词：湖相泥页岩纹层生储意义东营凹陷矿物—有机质相互作用

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泥页岩中水的赋存态研究进展及其意义

地球科学进展 2022年第7期37卷 709-725页

作者：周龙政蔡进功李旭晁静李政同济大学海洋地质国家重点实验室上海200092 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司勘探开发研究院山东东营257015

泥页岩中的水具有多种赋存态,明确其赋存形式、各赋存态水的含量及其分布特征,有利于进一步理解“油(气)—水—岩石”之间的内在联系,对页岩油气的生成、存储、运移和勘探开发具有重要的指导意义。目前关于泥页岩中不同水的分类繁杂且... 详细信息

泥页岩中的水具有多种赋存态,明确其赋存形式、各赋存态水的含量及其分布特征,有利于进一步理解“油(气)—水—岩石”之间的内在联系,对页岩油气的生成、存储、运移和勘探开发具有重要的指导意义。目前关于泥页岩中不同水的分类繁杂且不统一,综合现有的划分方法,提出基于水的赋存态将其划分为自由态的可动水、体积充填态的毛管束缚水、表面吸附态的水膜束缚水以及离子态的结构水4种类型。其中,束缚水是油气存储空间的“竞争者”和运输通道上的“障碍物”,水膜束缚水主要占据页岩油气的有效吸附位,而毛管束缚水则会堵塞部分小孔道。同时,水的赋存态会随矿物和有机质的自身变化而发生改变,从而影响储层的润湿性和页岩油气的勘探开发。此外,探讨泥页岩中矿物、有机质和孔隙性质对水的赋存机制的影响,并调研热分析和核磁共振等检测方法以研究泥页岩中不同赋存态水的含量、位置以及微观分布特征,以期为页岩油气的高效开发提供理论基础。

关键词：泥页岩水的赋存态页岩油气热分析核磁共振

渤海湾盆地东营凹陷沉积环境和古生产力对优质烃源岩形成的控制——以牛庄洼陷沙河街组为例

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天然气地球科学 2022年第11期33卷 1754-1767页

作者：段玮曾翔蔡进功李政王长轩林茹同济大学海洋地质国家重点实验室上海200092 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司勘探开发研究院山东东营257015 中国石油化工股份有限公司胜利油田鲁胜石油开发有限责任公司山东东营257077

优质烃源岩的形成受诸多因素的影响,认清不同类型烃源岩控制因素的差异对提高非常规油气的勘探效益具有重要意义。选取渤海湾盆地东营凹陷沙三中—沙四上亚段(Es_(3)^(z)、Es_(3)^(x)、Es_(4)^(cs)、Es_(4)^(cx))烃源岩,借助薄片鉴定、... 详细信息

优质烃源岩的形成受诸多因素的影响,认清不同类型烃源岩控制因素的差异对提高非常规油气的勘探效益具有重要意义。选取渤海湾盆地东营凹陷沙三中—沙四上亚段(Es_(3)^(z)、Es_(3)^(x)、Es_(4)^(cs)、Es_(4)^(cx))烃源岩,借助薄片鉴定、热解分析和主微量元素检测等手段,探讨各层段烃源岩形成的控制因素差异。结果表明:Es_(3)^(x)和Es_(4)^(cs)烃源岩TOC含量较高,且以Ⅱ_(1)型—Ⅰ型水生有机质为主,分别形成于深水半咸化和深水咸化环境,而Es_(4)^(cx)和Es_(3)^(z)烃源岩TOC含量偏低,以Ⅲ型—Ⅱ_(1)型陆源有机质贡献占优,分别形成于浅水咸化蒸发和浅水半咸化环境。古生产力由高到低依次为:Es_(4)^(cs)>Es_(4)^(cx)>Es_(3)^(x)>Es_(3)^(z),充分展现了各层段烃源岩有机质、环境和生产力的差异性。有机质富集程度与古生产力、盐度和水深均成正比,基本不受氧化还原条件影响。高生产力为研究区有机质发育的关键因素,当生产力较高时(Es_(4)^(s)和Es_(3)^(x)),有机质的进一步富集则受到环境的明显控制:深水淡化环境下(Es_(3)^(x)),盐度为主要制约因素;咸水环境下(Es_(4)^(cs)),水深的控制作用则凸显出来;而在低生产力浅水淡化湖盆环境下(Es_(3)^(z)),古生产力、盐度和水深对有机质发育的控制都很明显,这体现了多因素对有机质的共同控制以及各层段烃源岩有机质富集的控制因素的差异。因此,研究烃源岩的形成除需要关注生产力与保存条件之外,还应关注盐度、水深等环境因素以及多因素间的耦合作用,这对深化认识烃源岩的发育规律以及指导非常规油气勘探都具有重要意义。

关键词：东营凹陷烃源岩沉积环境元素埋藏通量古生产力

有机质的沉积与演化对陆相页岩生烃潜力的影响研究

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有机质的沉积与演化对陆相页岩生烃潜力的影响研究

第十七届全国古地理学及沉积学学术会议

作者：曾翔蔡进功慈兴华杜焕福中石化经纬有限公司同济大学海洋地质国家重点实验室

泥页岩生烃受到有机质来源和演化双重因素控制,常用热解参数来反映烃源岩的生烃能力。对于中国最富油的东营凹陷,其沙三、沙四两段主力烃源岩的生烃量之比为1:3,但热解参数却无法准确反映两个层段的生烃差异。为此,本研究以东营凹陷始...

泥页岩生烃受到有机质来源和演化双重因素控制,常用热解参数来反映烃源岩的生烃能力。对于中国最富油的东营凹陷,其沙三、沙四两段主力烃源岩的生烃量之比为1:3,但热解参数却无法准确反映两个层段的生烃差异。为此,本研究以东营凹陷始新世沙河街组湖相泥岩为研究对象,利用孢粉相和热解分析对有机质的来源和保存规律进行了探讨。研究发现,

关键词：

来源： cnki会议评论

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沉积岩中沸石类矿物成岩演化特征及其意义

新疆石油地质 2023年第5期44卷 543-553页

作者：左如斯曾翔曹忠祥蔡进功张奎华张关龙同济大学海洋地质国家重点实验室上海200092 中石化经纬有限公司地质测控技术研究院山东青岛266071 中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院山东东营257015

沸石在沉积岩中广泛发育,受多种因素影响,沸石成因类型多样,成岩演化特征复杂。在沉积环境、成岩条件等因素控制下,不同成因类型沸石形成于不同的成岩序列,并具有不同的组合特征、产出形式和骨架结构。沸石类型有原生沸石、热液成因沸... 详细信息

沸石在沉积岩中广泛发育,受多种因素影响,沸石成因类型多样,成岩演化特征复杂。在沉积环境、成岩条件等因素控制下,不同成因类型沸石形成于不同的成岩序列,并具有不同的组合特征、产出形式和骨架结构。沸石类型有原生沸石、热液成因沸石、火山物质蚀变沸石和矿物转化沸石;其骨架结构可以用Si/Al表征,据此被分为高硅沸石和低硅沸石。沸石对烃源岩生烃有较强的催化作用,高硅沸石的催化活性低,但是失活速率小,择形性良好;沸石的胶结与溶蚀对储集层分别起建设性和破坏性作用,不同成岩序列下,沸石对储集层物性的影响有所差异;黏土矿物转化方沸石会增强页岩的脆性和水敏性,脆性增强使储集层的可压裂性增强,水敏会降低储集层的渗透率。

关键词：沸石骨架结构成因类型成岩序列催化作用储集物性可压裂性

泥质烃源岩中<2μm黏粒级组分的有机质与比表面关系

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中国科学：地球科学 2013年第4期43卷 634-641页

作者：丁飞蔡进功宋明水袁鹏同济大学海洋地质国家重点实验室上海200092 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司东营257000 中国科学院广州地球化学研究所广州510640

选取东营凹陷13块烃源岩岩芯,提取<2μm黏粒级组分,对氯仿抽提前后样品分别进行热解分析和N2吸附法比表面积测试,探讨了黏粒级组分有机质与比表面积(SBET)的关系.结果显示:(1)黏粒级组分中不同赋存态有机质共存,不同演化阶段对生烃贡献... 详细信息

选取东营凹陷13块烃源岩岩芯,提取<2μm黏粒级组分,对氯仿抽提前后样品分别进行热解分析和N2吸附法比表面积测试,探讨了黏粒级组分有机质与比表面积(SBET)的关系.结果显示:(1)黏粒级组分中不同赋存态有机质共存,不同演化阶段对生烃贡献有差异,并影响了黏粒级组分SBET的测定;(2)黏粒级组分有机质与比表面积关系受多种因素影响,TOC含量与SBET呈非线性负相关;(3)黏粒级组分的孔隙是可溶有机质的主要赋存空间,氯仿沥青"A"含量与SBET呈负相关;(4)游离态烃类(S1)主要赋存空间为黏粒级组分的孔隙或表面,热解烃(S2)则以与黏土矿物相结合形式存在.泥质烃源岩<2μm黏粒级组分中不同赋存态有机质的研究及与比表面关系的探讨,对有机质生烃、烃类聚集和运移研究都有重要意义.

关键词：黏粒级有机质比表面积赋存特征

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南黄海盆地碳酸盐岩碳氧同位素特征及意义

石油实验地质 2013年第3期35卷 307-313页

作者：郑仰帝蔡进功同济大学海洋地质国家重点实验室上海200092

对南黄海盆地碳酸盐岩烃源岩(P1q-T1q)进行了碳氧同位素测定及孢粉相等分析,研究海相碳酸盐岩有效烃源岩的形成和控制因素。通过对样品δ13C与δ18O相关性等的分析,发现碳氧同位素组成基本保留了原始海洋的同位素组成。栖霞组δ13C相对... 详细信息

对南黄海盆地碳酸盐岩烃源岩(P1q-T1q)进行了碳氧同位素测定及孢粉相等分析,研究海相碳酸盐岩有效烃源岩的形成和控制因素。通过对样品δ13C与δ18O相关性等的分析,发现碳氧同位素组成基本保留了原始海洋的同位素组成。栖霞组δ13C相对青龙组偏重,预示着较高的生物生产力,更有利于烃源岩的发育。栖霞组δ13C以均值为基准可以划分为3个演化阶段,并与孢粉相的变化相对应,表明不同层段烃源岩发育具有差异性。WX5-ST1井青龙组δ13CPDB(均值3.83‰)明显比CZ24-1-1井(均值-1.34‰)的偏重,并与高无定形孢粉相相对应,表明同一层段不同区域烃源岩形成也具有差异性。对比碳氧同位素和孢粉相资料,发现生物生产力与保存条件有效的匹配是烃源岩发育的有利层段。

关键词：生物生产力保存条件孢粉相碳氧同位素烃源岩碳酸盐岩南黄海盆地

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辽河兴隆台变质岩潜山油气来源及成藏模式

同济大学学报（自然科学版） 2009年第8期37卷 1109-1114页

作者：刘峰蔡进功吕炳全高先志同济大学海洋地质国家重点实验室上海200092 中国石油大学资源与信息学院北京102249

在地球化学和石油地质综合分析的基础上,探讨了兴隆台太古宇变质岩潜山油气来源及油气藏形成特征.结果表明,变质岩潜山油气藏序列包括浅层风化壳高压和深层内幕裂缝常压两个成藏系统;两个系统油气性质相同,正常原油饱和烃的质量分数大于... 详细信息

在地球化学和石油地质综合分析的基础上,探讨了兴隆台太古宇变质岩潜山油气来源及油气藏形成特征.结果表明,变质岩潜山油气藏序列包括浅层风化壳高压和深层内幕裂缝常压两个成藏系统;两个系统油气性质相同,正常原油饱和烃的质量分数大于75%,异戊间二稀烷烃质量分数低,Pr/Ph(姥鲛烷与植烷的相对丰度比值)在1.0左右,伽玛蜡烷丰度低,规则甾烷呈V形分布,为该区迄今所发现成熟度最高的原油,都来自南侧清水洼陷沙三段成熟度较高的烃源岩;油气运聚成藏时期相近;输导系统和油气聚集控制因素明显不同;油气成藏具有单向油源、复式输导(不整合、断层、内幕裂缝)、双向运移(侧向、垂向)和多期成藏的特征.

关键词：变质岩潜山内幕油气藏油气来源成藏模式

深层页岩气甜点分类的地质−工程评价指标体系及应用:以四川盆地LZ地区五峰组-龙马溪组为例

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中南大学学报（自然科学版） 2022年第9期53卷 3666-3680页

作者：张少龙闫建平石学文钟光海郑马嘉黄毅蔡进功唐洪明胡钦红梁强同济大学海洋地质国家重点实验室上海200092 西南石油大学地球科学与技术学院四川成都610500 油气藏地质及开发工程国家重点实验室(西南石油大学) 四川成都610500 中国石油西南油气田分公司页岩气研究院四川成都610051 中国石油西南油气田分公司四川成都610051 中国石油集团测井有限公司西南分公司重庆400021 德克萨斯大学阿灵顿分校地球与环境科学系美国阿灵顿76019 中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院陕西西安710018

为了实现海相深层页岩气(埋深大于3500 m)储层强非均质性背景下的有利层段划分和甜点区域圈定,以川南LZ地区五峰组—龙马溪组海相深层页岩为研究对象,在分析页岩气甜点主控因素基础上,从地质−工程相结合的角度入手,提出8项甜点评价参数... 详细信息

为了实现海相深层页岩气(埋深大于3500 m)储层强非均质性背景下的有利层段划分和甜点区域圈定,以川南LZ地区五峰组—龙马溪组海相深层页岩为研究对象,在分析页岩气甜点主控因素基础上,从地质−工程相结合的角度入手,提出8项甜点评价参数并优选出4项核心指标,构建多因素控制下的海相深层页岩气储层甜点分级分类评价指标体系,并基于核心指标精细求取结果,在平面上圈定了有利地质−工程甜点区域。研究结果表明:深层页岩气富集高产主要受控于岩性、厚度、孔隙度、总有机碳质量分数(w(TOC))、成熟度、含气量、压力系数以及脆性指数即8项甜点评价参数,其中w(TOC)、孔隙度、总含气量及脆性指数是甜点评价最核心的4个指标;研究区深层页岩气储层甜点类型可分为3大类,其中最优的I类甜点层段核心指标界限为:w(TOC)>3.0%、孔隙度超过5.0%、总含气量超过3.0 m^(3)/t以及脆性指数大于0.55;平面上,I类甜点主要分布在G202-h1,L203,L207和L208等井区,整体产量较高,为深层页岩气富集高产区域,且与当前生产实践吻合性较好。

关键词：深层页岩气地质−工程耦合指标体系测井评价平面分布