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基于恒速压汞技术研究页岩气储层孔隙结构:以湘西北地区五峰组页岩为例

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地质与勘探 2021年第2期57卷 450-456页

作者：王静郗兆栋陆冬华核工业北京地质研究院遥感信息与图像分析技术国家级重点实验室北京100029 中国地质大学(北京)能源学院北京100083

页岩气储层孔隙结构是页岩气富集成藏、储层评价和优选有利区的关键参数,区分孔隙和喉道是表征页岩气储层孔隙结构的关键。本文选择4块具有不同渗透率的湘西北地区奥陶系五峰组页岩为研究对象,基于恒速压汞实验讨论孔隙和喉道的大小、... 详细信息

页岩气储层孔隙结构是页岩气富集成藏、储层评价和优选有利区的关键参数,区分孔隙和喉道是表征页岩气储层孔隙结构的关键。本文选择4块具有不同渗透率的湘西北地区奥陶系五峰组页岩为研究对象,基于恒速压汞实验讨论孔隙和喉道的大小、分布特征及其相互关系以及与渗透率的联系。结果表明:具有不同渗透率的页岩样品表现为较为相近的孔径分布特征但差异较大的喉道分布特征。页岩样品渗透率的大小与孔隙半径没有明显相关关系;喉道大小及其分布特征是控制低渗储层孔隙结构的关键要素之一。渗透率较低页岩样品的喉道以喉道半径小且集中分布为特征,而渗透率较大页岩样品的喉道以喉道半径大呈分散分布但主要以大喉道为特征。喉道特征是研究页岩气储层储集空间和吸附能力的重要部分,在以后对页岩气的勘探开发中应特别注意及重视。

关键词：恒速压汞喉道特征孔隙特征孔喉比五峰组湘西北

沁水盆地中东部海陆过渡相页岩孔隙结构及分形特征

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天然气地球科学 2017年第3期28卷 366-376页

作者：郗兆栋唐书恒李俊李雷中国地质大学(北京)海相储层演化与油气富集机理教育部重点实验室北京100083 中国地质大学(北京)页岩气资源勘查与战略评价国土资源部重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京) 北京100083

为研究海陆过渡相页岩的孔隙结构及分形特征,对采自沁水盆地的12块样品进行了低温氮气吸附、扫描电镜、X-射线衍射和有机质含量等系列分析测试。结果表明,研究区页岩黏土矿物最为富集,石英含量次之,有机质含量平均为2.98%,干酪根类型以... 详细信息

为研究海陆过渡相页岩的孔隙结构及分形特征,对采自沁水盆地的12块样品进行了低温氮气吸附、扫描电镜、X-射线衍射和有机质含量等系列分析测试。结果表明,研究区页岩黏土矿物最为富集,石英含量次之,有机质含量平均为2.98%,干酪根类型以Ⅲ型为主。中孔是研究区页岩的主体孔隙,对孔隙体积和比表面积贡献最大。研究区页岩孔隙具有明显的分形特征,利用FHH模型计算得到2种分形维数(D1、D2)。黏土矿物含量与D1、D2具有较好的正相关性,有机质含量与分形维数无明显相关关系。D1和D2具有一定的正相关性,可以共同定量表征页岩孔隙结构的复杂程度和孔隙表面的粗糙程度。分形维数D1、D2越大,页岩孔隙体积和比表面积越大,越有利于气体的富集,但是D2越大孔隙结构越趋于复杂,不利于气体的渗流。分形维数D1越大而D2适中的页岩储集能力较强,且有利于页岩气的开发。

关键词：沁水盆地海陆过渡相页岩氮气吸附分形特征

鄂尔多斯盆地东缘海陆过渡相页岩气储层孔隙特征及影响因素

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中国地质 2016年第6期43卷 2059-2069页

作者：郗兆栋田忠斌唐书恒中国地质大学(北京)海相储层演化与油气富集机理教育部重点实验室北京100083 中国地质大学(北京)页岩气资源勘查与战略评价国土资源部重点实验室北京100083 山西省煤炭地质物探测绘院山西晋中030600

为了研究鄂尔多斯盆地石炭—二叠系海陆过渡相页岩气储层孔隙特征，选取页4井、页1井和DT803井海陆过渡相泥页岩样品进行了扫描电镜、低温液氮吸附实验以及相关的地球化学实验，分析了海陆过渡相页岩气储层的孔隙类型、特征及其影响因... 详细信息

为了研究鄂尔多斯盆地石炭—二叠系海陆过渡相页岩气储层孔隙特征，选取页4井、页1井和DT803井海陆过渡相泥页岩样品进行了扫描电镜、低温液氮吸附实验以及相关的地球化学实验，分析了海陆过渡相页岩气储层的孔隙类型、特征及其影响因素。实验结果表明：研究区页岩孔隙以粒间孔和有机质孔最为发育；页岩孔形态以狭窄的平行板状为主，孔隙微观孔径分布范围为1~60nm，主孔径分布介于1~6nm和40~60nm，介孔为孔体积和比表面积的主要贡献者，但微孔对比表面积的贡献不容忽视；有机碳和黏土矿物含量是海陆过渡相页岩孔隙发育的主要影响因素，脆性矿物对孔隙发育影响不明显。

关键词：关键字:华北海陆过渡相页岩孔隙类型孔隙特征影响因素

黔北地区牛蹄塘组页岩矿物组成特征与脆性评价

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岩性油气藏 2019年第4期31卷 62-71页

作者：叶亚培唐书恒郗兆栋张耀选中国地质大学(北京)能源学院北京100083 海相储层演化与油气富集机理教育部重点实验室北京100083 非常规天然气地质评价与开发工程北京市重点实验室北京100083 新疆维吾尔自治区地质勘查基金项目管理中心乌鲁木齐830002

为研究黔北地区下寒武统牛蹄塘组页岩的矿物组成、成因识别的微观特征,并提出适合本区的页岩脆性评价方法,通过薄片鉴定、扫描电镜能谱分析、阴极发光、元素扫描分析、X射线衍射矿物定量分析和三轴压缩实验等方法,研究了黔北地区 XY1 ... 详细信息

为研究黔北地区下寒武统牛蹄塘组页岩的矿物组成、成因识别的微观特征,并提出适合本区的页岩脆性评价方法,通过薄片鉴定、扫描电镜能谱分析、阴极发光、元素扫描分析、X射线衍射矿物定量分析和三轴压缩实验等方法,研究了黔北地区 XY1 井牛蹄塘组页岩的矿物组成,并基于岩石物理与矿物组成评价页岩的脆性特征。结果表明,牛蹄塘组页岩的矿物主要由石英和黏土矿物组成,还含有少量的长石、碳酸盐矿物和黄铁矿,其体积分数分别为 43.5%,30.3%,11.6%,8.3%和 6.2%。在分析矿物含量与弹性模量、泊松比关系的基础上,认为牛蹄塘组下段较上段岩石脆性好,脆性矿物组合为石英、黄铁矿和碳酸盐矿物,脆性矿物体积分数为 41.7%~82.3%。沉积环境的不同是造成牛蹄塘组上、下段页岩脆性差异的原因。

关键词：页岩矿物成因类型扫描电镜沉积环境脆性分析牛蹄塘组黔北地区

湘西北五峰—龙马溪组层序地层特征及有机质富集探讨——以XY-3井为例

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地球科学进展 2021年第10期36卷 1026-1038页

作者：张兵唐书恒郗兆栋蔺东林叶亚培中国地质大学(北京)能源学院北京100083 海相储层演化与油气富集机理教育部重点实验室北京100083 非常规天然气地质评价与开发工程北京市重点实验室北京100083

湘西北地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组海相黑色页岩发育广泛,且厚度大、热演化高、埋深相对适中,具有较好的页岩气勘探开发前景。为了研究湘西北五峰—龙马溪组地层层序特征,基于XY-3井GR测井曲线的小波变换,结合元素地球化学特... 详细信息

湘西北地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组海相黑色页岩发育广泛,且厚度大、热演化高、埋深相对适中,具有较好的页岩气勘探开发前景。为了研究湘西北五峰—龙马溪组地层层序特征,基于XY-3井GR测井曲线的小波变换,结合元素地球化学特征、有机质丰度、笔石类型和岩性特征,建立研究区内五峰—龙马溪组层序格架,并探讨层序格架内有机质差异富集的特征。结果表明:XY-3井五峰—龙马溪组共划分为2个三级层序SQ-1和SQ-2,4个体系域分别为TST1、HST1、TST2和HST2。而HST1和HST2体系域内有机质丰度相对较低,总有机碳平均值为0.89%和0.26%,其沉积于沉积速率相对较高、古生产力较高,且陆源输入量相对高的氧化环境中;TST1和TST2体系域内有机质丰度相对较高,总有机碳平均值为1.46%和1.35%。其沉积于沉积速率相对较小、古生产力较高,陆源碎屑输入较少的贫氧化环境中。与长宁、焦石坝地区五峰—龙马溪组内同期揭露的富有机质层位相比,湘西北XY-3井富有机质层段沉积于氧化性相对较强、古生产力相对较高的环境中,而在沉积速率相对较低的情况下,其富有机质页岩的沉积厚度和有机质丰度明显偏低。这可为湘西北地区进行页岩气勘探开发提供指导意义。

关键词：湘西北五峰—龙马溪组层序有机质

湘西北地区五峰组-龙马溪组生物地层特征及勘探意义

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岩性油气藏 2021年第5期33卷 11-21页

湘西北地区上奥陶统五峰组—下兰多维列统龙马溪组黑色页岩广泛发育,具有较好的页岩气勘探开发前景。为研究其生物地层特征,开展了XY-3井的化石种类分析,结合笔石与自然伽马(GR)测井曲线,建立了研究区生物笔石序列,并根据各笔石带的有... 详细信息

湘西北地区上奥陶统五峰组—下兰多维列统龙马溪组黑色页岩广泛发育,具有较好的页岩气勘探开发前景。为研究其生物地层特征,开展了XY-3井的化石种类分析,结合笔石与自然伽马(GR)测井曲线,建立了研究区生物笔石序列,并根据各笔石带的有机质丰度、矿物组分、沉积环境的变化,明确研究区页岩气的有利富集层段。结果表明:①研究区五峰组—龙马溪组可划分为8个笔石带:WF2,WF3,WF4,LM2—LM3,LM4,LM5,LM6,LM7,受湘鄂水下高地隆升的影响,研究区缺失LM1带。②WF2—WF3,LM2—LM4笔石带沉积于贫氧化环境,岩性为中碳硅质页岩相。WF4笔石带沉积于氧化环境,岩性为低碳混合质页岩相。LM5—LM7笔石带沉积于氧化环境,岩性为低碳黏土质页岩相。WF2—WF3,LM2—LM4笔石带具有高TOC、高脆性、高孔隙度特征,具有一定的生烃潜力和可压裂性,可以作为页岩气勘探的有利层段。③相比于长宁等地区,研究区富有机质层段厚度相对较薄,有机质丰度相对偏低,因其被湘鄂水下高地影响,较氧化的水体不利于有机质的保存,部分富有机质层段缺失。该研究成果可为湘西北地区的页岩气勘探提供借鉴。

关键词：笔石生物地层水下高地五峰组—龙马溪组上奥陶统兰多维列统湘西北地区

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涟源凹陷下石炭统测水组页岩有利层段优选

科学技术与工程 2018年第30期18卷 50-57页

作者：刘力唐书恒郗兆栋中国地质大学(北京)能源学院北京100083

基于钻井资料及相关实验测试结果,对涟源凹陷测水组海陆过渡相页岩储层特征进行了深入研究,建立了研究区海陆过渡相页岩气有利层段评价标准,并据此优选了测水组的页岩气有利层段。结果表明:研究区测水组主要发育两个富有机质页岩层段,... 详细信息

基于钻井资料及相关实验测试结果,对涟源凹陷测水组海陆过渡相页岩储层特征进行了深入研究,建立了研究区海陆过渡相页岩气有利层段评价标准,并据此优选了测水组的页岩气有利层段。结果表明:研究区测水组主要发育两个富有机质页岩层段,各层段厚度均超过25 m,总有机碳含量平均达到1. 84%,干酪根类型为Ⅲ型,镜质组反射率为2. 05%～3. 62%,达到过成熟阶段;页岩中脆性矿物含量高,微裂缝发育; 7个页岩样品平均含气量为0. 31 m^3/t,总体保存条件良好,显示出研究区测水组海陆过渡相页岩具有较好的勘探开发前景。根据建立的评价标准,优选出层段二为测水组页岩气的有利层段。

关键词：涟源凹陷测水组页岩气储层有利层段海陆过渡相页岩

生物地层格架下湘西北地区五峰组—龙马溪组孔隙结构特征

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现代地质 2022年第5期36卷 1292-1303页

作者：漆洋吕春研王宇慧唐书恒郗兆栋中国地质大学(北京)能源学院北京100083 海相储层演化与油气富集机理教育部重点实验室北京100083 非常规天然气地质评价与开发工程北京市重点实验室北京100083

为探究生物地层格架下五峰组—龙马溪组孔隙结构特征,在笔石带划分的基础上结合孔隙结构特征及其影响因素将SY-3井五峰组—龙马溪组划分为LM5—LM7、WF4—LM4、WF2—WF3三个笔石带,并基于扫描电镜、低温氮气吸附实验、高压压汞实验等技... 详细信息

为探究生物地层格架下五峰组—龙马溪组孔隙结构特征,在笔石带划分的基础上结合孔隙结构特征及其影响因素将SY-3井五峰组—龙马溪组划分为LM5—LM7、WF4—LM4、WF2—WF3三个笔石带,并基于扫描电镜、低温氮气吸附实验、高压压汞实验等技术手段,分别对这三个笔石带进行孔隙结构特征的研究和对比。结果表明:LM5—LM7富集黏土矿物,主要发育较大孔径孔隙,以黏土矿物粒间孔为主;WF4—LM4富集有机质,主要发育较小孔径孔隙,以有机质孔为主;WF2—WF3富集石英,主要发育小孔径孔隙,以石英粒间孔为主,但大部分石英粒间孔被黏土矿物和有机质充填。LM5—LM7孔隙发育主要受TOC含量和矿物含量的影响,WF4—LM4孔隙发育主要受TOC含量影响,而WF2—WF3受矿物组分、有机质赋存特征及成岩作用等因素共同影响。不同笔石带由于沉积环境的差异导致其具有不同的有机质丰度及矿物组分,从而导致了孔隙结构的差异。

关键词：生物地层五峰组—龙马溪组孔隙结构低温氮气吸附实验高压压汞实验

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湘西北ZY3井五峰组页岩地球化学特征与有机质富集控制因素

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现代地质 2020年第6期34卷 1144-1152页

作者：蔺东林唐书恒郗兆栋张松航周淑林中国地质大学(北京)能源学院北京100083 海相储层演化与油气富集机理教育部重点实验室北京100083 非常规天然气地质评价与开发工程北京市重点实验室北京100083 浙江师范大学科技馆浙江金华321004

根据对湘西北ZY3井五峰组页岩中笔石化石、岩性特征、GR曲线和TOC含量分析,明确了研究区为WF2—WF3笔石带沉积时期。选取ZY3井WF2—WF3页岩笔石带20个样品进行微量元素和有机碳同位素测试,分析其在垂向上的变化特征,进而揭示湘西北五峰... 详细信息

根据对湘西北ZY3井五峰组页岩中笔石化石、岩性特征、GR曲线和TOC含量分析,明确了研究区为WF2—WF3笔石带沉积时期。选取ZY3井WF2—WF3页岩笔石带20个样品进行微量元素和有机碳同位素测试,分析其在垂向上的变化特征,进而揭示湘西北五峰组页岩有机质富集的控制因素。研究结果表明:页岩中有机碳含量在WF2较低,为0.17%~0.86%,在WF3含量较高,为0.57%~2.28%。V/Cr、Ni/Co、V/(V+Ni)和U/Th值指示WF2和WF3晚期为次氧化环境,WF3早期为缺氧环境。页岩中P/Al值和Baxs含量指示WF2及WF3均具有相对高的古生产力水平。但TOC与P/Al值和Baxs之间的弱相关性而与氧化还原环境指标之间强烈的正相关性表明,有机质的富集主要受控于氧化还原环境。Ce异常和Mo/TOC值表明了波动频繁的海平面和中等—强滞留局限盆地对五峰组古氧化还原环境造成的影响。WF2由于隆后盆地形成初期海平面上升,形成次氧化环境,WF3早期海平面上升和局限滞留盆地耦合造成底层水体缺氧,WF3晚期由于湘鄂西水下高地进入隆升高峰期导致相对海平面降低,形成不利于有机质保存的次氧化环境。表明构造作用和古海平面的变化控制着氧化还原环境,进而影响着湘西北地区五峰组页岩有机质的富集。

关键词：湘西北五峰组沉积环境有机质富集微量元素