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页岩有机质体积含量:概念、测试方法及意义

西南石油大学学报（自然科学版） 2024年第2期46卷 1-14页

作者：游利军范道全康毅力周洋陈杨西南石油大学石油与天然气工程学院四川成都610500

有机质含量是评价页岩生产油气能力的重要指标,对孔隙度及含气量均有影响,也是页岩储层地质甜点评价的关键参数,而有机质含量无法体现有机质的分布、连通性、空间占比及其对油气渗流、储层改造的影响。通过对资料的整理与分析,厘清了有... 详细信息

有机质含量是评价页岩生产油气能力的重要指标,对孔隙度及含气量均有影响,也是页岩储层地质甜点评价的关键参数,而有机质含量无法体现有机质的分布、连通性、空间占比及其对油气渗流、储层改造的影响。通过对资料的整理与分析,厘清了有机质体积含量的概念,给出并分析了公式法、扫描电镜估算法、CT扫描法、低场核磁共振测量法及岩石物理模型法等5种计算方法的优势与不足,并探讨了有机质体积含量对富有机质页岩油气开发的意义。有机质体积含量指单位体积页岩中有机质的体积,用百分数表示,强化了页岩气层评价与开发中有机孔的重要性,丰富了页岩气储层评价参数体系;有机质是页岩的弱结构点或弱结构面,有机质体积含量的特性为地质甜点与工程甜点指标搭建了桥梁;有机质的可溶性及空间占比为油气储层孔缝溶扩“物质净移除、减量增渗”新思路的提出奠定基础,将有机质作为溶蚀改造对象,少量有机质溶蚀将极大增加储层改造体积。

关键词：页岩有机质含量有机质体积含量有机孔氧化改造地质工程一体化

川东红星地区中上二叠统页岩气勘探成果及方向展望

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岩性油气藏 2024年第4期36卷 12-24页

作者：包汉勇赵帅张莉刘皓天中国石油化工股份有限公司江汉油田分公司勘探开发研究院武汉430223

基于构造、岩心、测井等资料,采用电镜扫描、低温N2吸附实验、高压压汞实验、盆地模拟等手段,系统分析了川东红星地区中上二叠统页岩的沉积演化、储层特征及页岩气富集模式,明确了勘探有利区,总结了勘探成果及意义。研究结果表明:(1)红... 详细信息

基于构造、岩心、测井等资料,采用电镜扫描、低温N2吸附实验、高压压汞实验、盆地模拟等手段,系统分析了川东红星地区中上二叠统页岩的沉积演化、储层特征及页岩气富集模式,明确了勘探有利区,总结了勘探成果及意义。研究结果表明:(1)红星地区中上二叠统的沉积演化表现为:栖霞组—茅口组三段为开阔台地相;茅四段底部为台地-陆棚相,相带变化快,茅四段顶部为斜坡-陆棚相,地层被剥蚀、南厚北薄;吴家坪组一段(吴一段)底部为海陆过渡滨岸沼泽-潟湖相,吴一段顶部为台地-斜坡-陆棚相,斜坡-陆棚相带分布范围小、相变快;吴二段为斜坡-陆棚相沉积,从早至晚依次受控于古气候、火山活动和古气候、火山活动,沉积中—晚期古生产力较高,TOC均值大于8.00%。(2)研究区茅四段及吴二段陆棚相区发育2套优质页岩,具有“高有机碳-高灰质”的特征,富有机质页岩厚度分别为19 m和25 m,孔隙类型以有机孔为主,结构以微孔和介孔为主;富碳凝灰岩薄夹层混合质页岩岩相、高碳凝灰岩薄夹层硅质页岩为优质岩相,孔隙度分别为6.27%和6.43%,TOC值分别为10.11%和9.35%,含气饱和度分别为92.59%和91.81%,脆性指数分别为55.24%和61.19%,是地质和工程的双“甜点”段。(3)研究区二叠系广泛发育的层状藻为主要有机质来源;在侏罗纪主排烃期,其构造稳定、二叠系烃源岩排烃较少,中侏罗纪—早白垩纪早期为主生气期,构造活动较弱,页岩气的保存条件好,现今已完成生气过程,处于成熟—过成熟阶段,Ro值约2.1%,勘探潜力巨大。(4)建南、龙驹坝、三星区块为有利勘探区,其中建南区块潜力最大;茅四段(3)小层及吴二段(3)小层为优质层系的靶窗层段。

关键词：深层页岩气沉积演化有机孔斜坡-陆棚 “高有机碳-高灰质”页岩吴家坪组茅口组中上二叠统川东红星地区

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四川盆地五峰组-龙马溪组有机质类型与有机孔配置的放射虫硅质页岩岩石学证据

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中国石油大学学报（自然科学版） 2022年第5期46卷 12-22页

作者：周晓峰郭伟李熙喆张晓伟梁萍萍于均民中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249 油气资源与探测国家重点实验室北京102249 中国石油勘探开发研究院北京100083

通过氩离子抛光结合扫描电镜技术对四川盆地五峰组-龙马溪组放射虫硅质页岩有机质类型与有机孔的配置关系进行研究。结果表明:3种类型的过成熟有机质与有机孔的配置关系清晰地记录沉积有机黏粒复合体的成岩演化历程;岩化阶段,沉积有机... 详细信息

通过氩离子抛光结合扫描电镜技术对四川盆地五峰组-龙马溪组放射虫硅质页岩有机质类型与有机孔的配置关系进行研究。结果表明:3种类型的过成熟有机质与有机孔的配置关系清晰地记录沉积有机黏粒复合体的成岩演化历程;岩化阶段,沉积有机黏粒复合体转化为干酪根黏粒复合体;低熟阶段,干酪根黏粒复合体转化为油前沥青黏粒复合体和迁移油前沥青;成熟阶段,油前沥青降解生成石油,相应地油前沥青黏粒复合体转化为固体沥青黏粒复合体,迁移油前沥青转化为固体沥青;高—过成熟阶段,有机质裂解产生湿气和干气,固体沥青黏粒复合体转化为焦沥青黏粒复合体,固体沥青化迁移油前沥青转化为焦沥青,石油也转化为焦沥青;焦沥青黏粒复合体和焦沥青化迁移油前沥青发育有机孔,即Ⅰ类和Ⅱ类有机质;焦沥青化石油缺乏有机孔,即Ⅲ类有机质;建议推广利用放射虫硅质页岩的岩石学特征研究页岩储层有机质类型和有机孔配置关系,并将有机黏粒复合体作为沉积有机质的重要赋存形式来判识原地有机质与迁移有机质。

关键词：放射虫硅质页岩岩石学特征有机质类型有机孔五峰组-龙马溪组四川盆地

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页岩有机孔研究现状和展望

石油学报 2022年第12期43卷 1770-1787页

作者：聂海宽张光荣李沛丁江辉党伟孙川翔张培先王进杨超李鹏王鹏威苏海琨页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室北京102206 中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院北京102206 中国石油化工股份有限公司华东油气分公司江苏南京210019 中国石油集团工程技术研究院有限公司北京102206 西安石油大学地球科学与工程学院陕西西安710300 中国石油化工股份有限公司江汉油田分公司勘探开发研究院湖北武汉430223 中国科学院广州能源研究所中国科学院天然气水合物重点实验室广东广州510640 中国地质大学(北京)能源学院北京100083

有机孔是页岩气储层的主要储集空间,也是页岩气储层区别于常规油气储层的重要孔隙类型。目前对有机孔的类型和特征、发育载体及其影响因素等的认识还存在较大争议。系统回顾国内外页岩有机孔的研究现状,调研分析有机孔发育特征及其控制... 详细信息

有机孔是页岩气储层的主要储集空间,也是页岩气储层区别于常规油气储层的重要孔隙类型。目前对有机孔的类型和特征、发育载体及其影响因素等的认识还存在较大争议。系统回顾国内外页岩有机孔的研究现状,调研分析有机孔发育特征及其控制因素,展望有机孔的攻关研究方向,研究认为,页岩的有机质类型是控制有机孔发育的根本因素,矿物类型与组成、成岩作用以及由脆性矿物形成的刚性格架是有机孔形成并保持的重要保障,热演化程度和地层压力对有机孔的发育和保持具有重要的影响。建议加强有机质类型(成烃生物)、不同有机质类型的生烃和排烃模式、矿物类型及其成岩作用(刚性格架形成时间)、页岩生-排烃与矿物成岩作用之间的有机—无机协同演化机制研究,探讨有利的页岩有机孔类型及其发育模式,加强页岩不同尺度储集空间定量表征、有机孔连通性及其影响因素等研究。未来需进一步关注深层—超深层页岩有机孔的发育特征及其保存机制研究。

关键词：有机孔有机质类型页岩储层海相陆相页岩气

利用核磁共振技术确定有机孔与无机孔孔径分布——以四川盆地涪陵地区志留系龙马溪组页岩气储层为例

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石油与天然气地质 2016年第1期37卷 129-134页

作者：李军金武军王亮武清钊路菁郝士博中国石化石油勘探开发研究院北京100083 中国石化石油勘探开发研究院页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室北京100083 西南石油大学四川成都610500

页岩有机孔隙具有强烈亲油性，无机孔隙具有强烈亲水性。基于页岩孔隙润湿性差异，利用核磁共振技术（NMR）确定有机孔隙和无机孔隙孔径分布。步骤如下：将页岩岩心分别在饱和油与水条件下进行核磁共振观测，确定有机孔隙和无机孔隙横... 详细信息

页岩有机孔隙具有强烈亲油性，无机孔隙具有强烈亲水性。基于页岩孔隙润湿性差异，利用核磁共振技术（NMR）确定有机孔隙和无机孔隙孔径分布。步骤如下：将页岩岩心分别在饱和油与水条件下进行核磁共振观测，确定有机孔隙和无机孔隙横向弛豫时间（疋）分布谱，再利用高压汞注入与液氮吸附联测实验，建立砭时间与孔径大小定量关系（rd=52T2），以此为基础确定有机孔和无机孔孔径分布。将这一方法应用于四川盆地涪陵地区志留系龙马溪组页岩孔隙评价中，页岩有机孔直径集中分布在2～50nm，峰值为10nm，少量有机孔直径分布在200—500nm。无机孔直径分布范围较宽，分布在2．5—500nm，峰值为50nm。微裂缝尺寸较大，分布在4～10μm，峰值为5μm。应用FIB—SEM识别孔隙类型及其孔径分布，并检验NMR确定的孔径分布，两者具有一致性。核磁共振技术可以进行岩心全直径测量，能较真实地反映地下页岩气储层有机孔与无机孔孔径分布，而且测量成本低，具有良好应用前景。

关键词：核磁共振有机孔无机孔页岩气龙马溪组涪陵地区四川盆地

有机显微组成对泥页岩有机孔发育的影响——以川东地区海陆过渡相龙潭组泥页岩为例

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石油与天然气地质 2018年第1期39卷 40-53页

作者：曹涛涛刘光祥曹清古邓模湖南科技大学页岩气资源利用与开发湖南省重点实验室湖南湘潭411201 中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所江苏无锡214126

川东地区龙潭组发育一套海陆过渡相富有机质泥页岩,为了探讨该套泥页岩中有机孔发育特征及其影响因素,通过氮气吸附和氩离子抛光+扫描电镜等实验,获得了孔隙结构参数,分析了其与有机碳、矿物成分、镜质体反射率以及有机岩石学之间的关... 详细信息

川东地区龙潭组发育一套海陆过渡相富有机质泥页岩,为了探讨该套泥页岩中有机孔发育特征及其影响因素,通过氮气吸附和氩离子抛光+扫描电镜等实验,获得了孔隙结构参数,分析了其与有机碳、矿物成分、镜质体反射率以及有机岩石学之间的关系。结果表明滨岸沼泽、潮坪潟湖和浅水陆棚相泥页岩矿物组成以粘土矿物为主,石英含量低;有机质以镜质组为主,其内有机孔发育很差,但在有机质内部及边缘发育一定量的微裂隙。深水陆棚相泥页岩具有高石英含量、低粘土矿物含量的特点,有机质以腐泥组和固体沥青为主,有机孔发育较好。滨岸沼泽、潮坪潟湖和浅水陆棚相泥页岩的微观孔隙体积与总有机碳(TOC)含量之间存在反向关系或相关性不明显;而深水陆棚相高TOC页岩具有比低TOC页岩更高的孔隙体积。综合文章及前人研究成果,认为在高成熟阶段,镜质组和固体沥青不是有机孔发育的主要贡献者,而腐泥组是有机孔发育的最有利的组成。因而,在对川东地区海陆过渡相甚至其他地区海陆过渡相泥页岩进行储层评价时,有机显微组分应该作为重要的影响因素被考虑在内。

关键词：有机孔总有机碳含量显微组成龙潭组川东地区

四川盆地富顺-永川地区龙马溪组页岩有机孔特征及其影响因素

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石油与天然气地质 2021年第6期42卷 1321-1333页

作者：杨熙雅刘成林刘文平任浩林中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京102249 中国石油大学(北京)地球科学学院北京102249 中国石油西南油气田公司勘探开发研究院四川成都610046

四川盆地南部广泛发育海相泥页岩层系,龙马溪组页岩具备优越的页岩气成藏条件。基于钻井岩心观察和分析测试,对富顺-永川地区下志留统龙马溪组页岩有机孔特征及其影响因素进行了研究。结果显示:龙马溪组页岩总有机碳(TOC)含量主要介于2.... 详细信息

四川盆地南部广泛发育海相泥页岩层系,龙马溪组页岩具备优越的页岩气成藏条件。基于钻井岩心观察和分析测试,对富顺-永川地区下志留统龙马溪组页岩有机孔特征及其影响因素进行了研究。结果显示:龙马溪组页岩总有机碳(TOC)含量主要介于2.45%~5.59%,有机质丰度高,镜质体反射率(Ro)介于1.97%~2.23%,有机质达到了高-过成熟,为有机孔发育提供了良好基础;有机孔是页岩气重要的储集空间,根据扫描电镜观察,单个有机孔形态以圆形、椭圆形和凹坑形为主,其次为长条形和不规则形等,边缘较光滑;结合氮吸附与高压压汞实验观察,富顺-永川地区龙马溪组页岩有机孔孔径较小,大多属于介孔范围,介孔占比约为57%。通过建立有机孔孔隙度与自然伽马能谱测井值(U)的关系模型并对全区的有机孔进行定量分析,发现富顺-永川地区龙马溪组页岩有机孔孔隙度介于1.10%~3.64%,平均为2.15%。有机孔发育及保存受多种因素影响,对有机孔孔隙度与粘土矿物、脆性矿物和TOC含量相关关系的研究结果表明:四川盆地富顺-永川地区龙马溪组页岩有机孔孔隙度的大小与粘土矿物含量成负相关、与脆性矿物和TOC含量成正相关,压实作用对有机孔保存起破坏性作用,而较高的地层压力系数有利于有机孔的保存。

关键词：脆性矿物有机孔页岩龙马溪组富顺-永川地区四川盆地

鄂尔多斯盆地东南部延长组7段页岩有机孔发育特征及其影响因素

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石油与天然气地质 2020年第2期41卷 367-379页

作者：蔡振家雷裕红罗晓容王香增程明张丽霞姜呈馥赵谦平尹锦涛张立宽

近年来的研究发现,鄂尔多斯盆地东南部延长组7段(长7段)中-低成熟度页岩中发育有机孔,但是对于影响陆相页岩储层中有机孔发育的影响因素有待进一步深入研究。借助氩离子剖光和场发射扫描电镜分析等技术,研究了鄂尔多斯盆地东南部长7段... 详细信息

近年来的研究发现,鄂尔多斯盆地东南部延长组7段(长7段)中-低成熟度页岩中发育有机孔,但是对于影响陆相页岩储层中有机孔发育的影响因素有待进一步深入研究。借助氩离子剖光和场发射扫描电镜分析等技术,研究了鄂尔多斯盆地东南部长7段页岩中不同类型固体有机质中有机孔发育特征,并统计分析了不同成熟度页岩样品中干酪根和运移固体有机质的有机孔径和有机孔面积占有机质面积的百分比(S R),以此为基础讨论了影响有机孔发育的主要因素。结果表明,长7段中不同成熟度页岩(R o:0.50%~1.25%)中有机质均发育有机孔,但是干酪根和运移固体有机质中的有机孔发育程度具有明显差异。沉积有机质(干酪根)主要以顺层富集、孤立分散及与粘土矿物共生3种形式赋存在页岩中,有机孔发育程度相对较低,有机孔面积占有机质面积的百分比介于0~44.13%,一般小于10%,平均6.03%;有机孔孔径主要在10~40 nm。运移固体有机质主要赋存在刚性颗粒粒间孔/粒间溶蚀孔、刚性颗粒与粘土矿物间粒间孔/粒间溶蚀孔和黄铁矿晶间孔等无机矿物孔中,有机孔发育程度较高,有机孔面积占有机质面积的百分比介于0~46.51%,一般小于30%,平均23.05%;孔径较大,主要在50~100 nm。长7段页岩中有机孔的发育程度主要受控于固体有机质类型、运移有机质丰度和有机质成熟度,运移固体有机质丰度越大,有机质成熟度越高,有机孔越发育。

关键词：固体有机质类型有机孔页岩延长组鄂尔多斯盆地

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页岩有机孔成因演化及影响因素探讨

西南石油大学学报（自然科学版） 2019年第2期41卷 33-44页

作者：丁江辉张金川杨超霍志鹏郎岳中国地质大学(北京)能源学院北京海淀100083 国土资源部页岩气资源战略评价重点实验室北京海淀100083 中国地质大学构造与油气资源教育部重点实验室湖北武汉430074 有机地球化学国家重点实验室中国科学院广州地球化学研究所广东广州510640

有机孔作为页岩孔隙系统的重要组成部分,形成于页岩生烃演化过程中,是页岩气生成、扩散和聚集留下的痕迹,也是页岩储层生气、储气能力的体现。在系统调研文献的基础上,结合已有的地质资料,首先,探讨了有机孔的成因,认为有机孔是有机质... 详细信息

有机孔作为页岩孔隙系统的重要组成部分,形成于页岩生烃演化过程中,是页岩气生成、扩散和聚集留下的痕迹,也是页岩储层生气、储气能力的体现。在系统调研文献的基础上,结合已有的地质资料,首先,探讨了有机孔的成因,认为有机孔是有机质在生气膨胀力足够强时突破有机质表面大规模发育形成,属于生气膨胀力成因。其次,讨论了有机孔发育的影响因素。结果表明,有机孔发育除受TOC、R_o、有机质类型及显微组分等有机质地化属性影响外,还受有机质塑性特征、有机质赋存形式、次生沥青、压实作用及地层压力系数等的影响,变质阶段有机质的强烈压实变形不利于有机孔的保存,有机质黏附于矿物表面则有助于有机孔的后期保存,而地层压力系数与有机孔的发育具有较好的对应性。最后,以R_o作为主要划分指标,将有机孔的演化过程划分为未—低熟、成熟、高—过成熟及变质4个阶段,有机孔大量形成于高—过成熟阶段。

关键词：页岩有机孔成因影响因素演化过程