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海相页岩纹层特征、成因机理及其页岩气意义

中南大学学报（自然科学版） 2022年第9期53卷 3490-3508页

作者：熊敏陈雷陈鑫计玉冰吴佩津胡月王高翔彭浩天然气地质四川省重点实验室四川成都610500 西南石油大学地球科学与技术学院四川成都610500 中国石油集团碳酸盐岩储层重点实验室西南石油大学研究分室四川成都610500 中国石油浙江油田公司浙江杭州310023 昆仑数智科技有限责任公司北京102206 中国石油西南油气田分公司页岩气研究院四川成都610056 四川长宁天然气开发有限责任公司四川成都610051

基于前期研究及文献调研,结合薄片分析、扫描电镜、地球化学相关测试等方法,分析海相页岩纹层及纹层组的类型和发育特征,讨论其多源成因机制、储层非均质性的影响以及其与页岩气富集的关系。研究结果表明:基于纹层形态学和矿物学特征,... 详细信息

基于前期研究及文献调研,结合薄片分析、扫描电镜、地球化学相关测试等方法,分析海相页岩纹层及纹层组的类型和发育特征,讨论其多源成因机制、储层非均质性的影响以及其与页岩气富集的关系。研究结果表明:基于纹层形态学和矿物学特征,以川南地区五峰组—龙马溪组海相页岩为例,纹层多发育4种产状(板状、条带状、波状和透镜状)、6种类型(硅质纹层、黏土纹层、富有机质纹层、碳酸盐岩纹层、黄铁矿纹层和斑脱岩纹层)、3种纹层组(硅质−黏土纹层组、硅质−富有机质纹层组和硅质−黏土纹层组);海相页岩纹层成因复杂,通常是在不同水深范围内受不同水动力条件作用而成,或在沉积过程中具有悬浮沉降、沉积物输入变化、生物生产力波动以及后期成岩作用等多种地质因素的叠加效应;纹层的多样性影响页岩的储集空间类型、孔隙结构和微裂缝展布,导致海相页岩储层具有强非均质性;五峰组—龙马溪组海相页岩中高有机碳质量分数、高孔隙度、高含气性层段往往发育富有机质纹层、生物硅质纹层以及二者的纹层组合,不同笔石带纹层和纹层组类型均具有特殊性,大量有机质呈纹层状分布,LM1—LM7生物笔石带页岩纹层及纹层组合类型从单一向多元化发展,为页岩气提供了更多的储集空间。

关键词：纹层海相页岩成因机制非均质性页岩气富集

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海相页岩孔隙度GRI测定方法优化

天然气工业 2020年第10期40卷 20-28页

作者：付永红蒋裕强夏国勇陈虎周克明王锦王子萌王占磊尹兴平谷一凡西南石油大学地球科学与技术学院中国石油天然气集团有限公司非常规油气重点实验室储层评价实验室中国石油西南油气田公司开发事业部中国石油西南油气田公司勘探开发研究院

孔隙度是研究页岩气储层最基本的参数之一,通常采用美国天然气研究所(Gas Research Institute,以下缩写为GRI)的方法测定页岩总孔隙度。为了解决GRI方法存在的样品总体积测量不准和烘干温度、粉碎粒径大小、饱和压力以及平衡时间等参数... 详细信息

孔隙度是研究页岩气储层最基本的参数之一,通常采用美国天然气研究所(Gas Research Institute,以下缩写为GRI)的方法测定页岩总孔隙度。为了解决GRI方法存在的样品总体积测量不准和烘干温度、粉碎粒径大小、饱和压力以及平衡时间等参数缺乏技术规范等问题,选取四川盆地荣昌地区下志留统龙马溪组海相页岩为研究对象,引入材料学科GeoPyc 1360体积测定仪和AccuPyc Ⅱ1340固体密度仪联合测量页岩总孔隙度,探讨样品烘干温度、粉碎粒径、样品洗油、饱和压力和平衡时间等因素对页岩孔隙度测定结果的影响情况。实验研究结果表明:①页岩样品孔隙度测定的最佳烘干温度为110℃,温度过高有可能会改变页岩孔隙结构;②孔隙度测定的最佳粒径为10.00~0.25 mm,粒径过小有可能破坏页岩的骨架结构;③高成熟页岩孔隙度测定样品不需洗油;④最佳饱和压力选择0.66~1.03 MPa,平衡时间不少于10 min。结论认为,通过对孔隙度GRI测定方法优化,实现了页岩不规则样品外观总体积的测量,给出了海相页岩孔隙度测量适宜的预处理条件和测试参数,改进后的方法可以节约钻取柱塞样的成本、缩短测定时间,并且能够满足页岩气勘探开发实验的需求。

关键词：海相页岩总孔隙度影响因素 GRI方法改进四川盆地荣昌地区早志留世龙马溪期

海相页岩有机质炭化的热成熟度下限及勘探风险

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石油勘探与开发 2018年第3期45卷 385-395页

作者：王玉满李新景陈波吴伟董大忠张鉴韩京马杰代兵王浩蒋珊中国石油勘探开发研究院北京100083 长江大学武汉430100 中国石油西南油气田公司勘探开发研究院成都510051

以四川盆地及周缘志留系龙马溪组钻井资料为基础,利用激光拉曼、电阻率测井和物性分析等页岩源储表征技术,开展了高过成熟海相页岩有机质炭化的R_o值下限和基本特征研究。研究认为:(1)海相页岩Ⅰ—Ⅱ_1型有机质炭化的R_o值下限为3.5%。... 详细信息

以四川盆地及周缘志留系龙马溪组钻井资料为基础,利用激光拉曼、电阻率测井和物性分析等页岩源储表征技术,开展了高过成熟海相页岩有机质炭化的R_o值下限和基本特征研究。研究认为:(1)海相页岩Ⅰ—Ⅱ_1型有机质炭化的R_o值下限为3.5%。在R_o值小于3.4%阶段,一般不会出现有机质炭化现象;在R_o值为3.4%~3.5%阶段,可能出现有机质弱炭化与未炭化两种情况并存;在R_o值大于3.5%阶段,出现有机质炭化的可能性很大。(2)进入炭化阶段的富有机质页岩具有电阻率测井曲线普遍呈"细脖子型"(低—超低电阻率响应)、激光拉曼谱出现石墨峰、物性差(基质孔隙度仅为正常水平一半以下)等3个基本特征。(3)有机质炭化阶段导致页岩源储品质的损害巨大,主要表现为页岩的生烃能力衰竭、有机质孔隙和黏土矿物晶间孔的大量减少甚至消失、对天然气的吸附能力降低等。由此认为,Ⅰ—Ⅱ_1型固体有机质炭化的R_o值下限应成为古老海相地层页岩气勘探不可逾越的红线;在选区评价工作中,需加强低—超低电阻率富有机质页岩的有效性评价,排除由有机质炭化造成的高风险区;在勘探开发过程中,对钻遇的低—超低电阻率目的层应高度重视有机质炭化评价,及时调整部署方案。

关键词：四川盆地下志留统龙马溪组海相页岩热成熟度有机质炭化电阻率测井勘探风险

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四川盆地海相页岩气富集条件及勘探开发有利区

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石油学报 2023年第1期44卷 91-109页

作者：姜鹏飞吴建发朱逸青张德宽吴伟张芮吴喆王青杨雨然杨雪伍秋姿陈丽清何一凡张娟中国石油西南油气田公司四川成都610051

历经十余年探索实践,四川盆地海相页岩气勘探取得了一系列进展,锁定五峰组—龙马溪组为最有利产层,提出了一批页岩气富集高产理论,形成了集地质评价、开发优化、优快钻井、体积压裂、工厂化作业、清洁开发等为一体的勘探开发技术,探明... 详细信息

历经十余年探索实践,四川盆地海相页岩气勘探取得了一系列进展,锁定五峰组—龙马溪组为最有利产层,提出了一批页岩气富集高产理论,形成了集地质评价、开发优化、优快钻井、体积压裂、工厂化作业、清洁开发等为一体的勘探开发技术,探明了万亿立方米级储量的页岩气大气田。时值中国页岩气勘探发展的重要节点,回顾四川盆地海相页岩气勘探开发历程、梳理五峰组—龙马溪组页岩气在地质条件与富集规律上的成果认识、展望四川盆地海相页岩气勘探的重点接替领域,对推进盆地海相页岩气的勘探开发有积极意义。(1)四川盆地海相页岩气勘探开发经历了4个阶段:评层选区找目标阶段;浅层至中—深层先导试验阶段;浅层至中—深层示范区建设阶段;浅层至中—深层上产、深层评价、常压页岩气评价、立体开发评价、超深层和新层系探索阶段。(2)四川盆地五峰组—龙马溪组的沉积条件优越,深水陆棚相高有机质含量页岩呈连续稳定分布;页岩气主要赋存在有机孔隙中,页岩储层在纵向上集中发育,连续厚度大;川南地区和川东南涪陵区块的构造相对简单,气源持续补给、远离古/今剥蚀区和大型断裂逸散区是页岩气富集保存的有利区;目前,五峰组—龙马溪组的页岩气资源量为33.19×10^(12)m^(3),探明率为9.4%,勘探潜力巨大。(3)四川盆地海相页岩气资源丰富,除五峰组—龙马溪组外,4500 m以浅还存在多套海相页岩气后备勘探层系;寒武系筇竹寺组、二叠系吴家坪组和大隆组为战略突破层系,其中,筇竹寺组页岩气有利区主要分布在裂陷槽内和槽缘的威远—资阳一带,预测资源潜力达1.40×10^(12)m^(3),吴家坪组和大隆组页岩气有利区主要分布在川北剑阁—南江一带、大竹—开江一带和盆地东南缘的利川地区,预测资源潜力达0.91×10^(12)m^(3);须家河组一段为战略准备层系,页岩气有利区主要分布在雅安—邛崃一带,预测资源潜力达0.88×10^(12)m^(3)。

关键词：四川盆地五峰组—龙马溪组筇竹寺组吴家坪组大隆组须家河组一段海相页岩页岩气勘探开发有利区

海相页岩中斑脱岩发育特征及对页岩储层品质的影响——以涪陵地区五峰组—龙马溪组一段为例

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石油学报 2017年第12期38卷 1371-1380页

作者：舒逸陆永潮刘占红王超毛华武中国地质大学资源学院湖北武汉430074 中国地质大学海洋学院湖北武汉430074 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

以岩心精细描述为基础,借助全岩/黏土X射线衍射分析、氩离子抛光扫描电镜等测试技术,从斑脱岩发育特征、页岩储层品质和储层品质差异性发育机理3个方面,对涪陵地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组一段海相页岩中斑脱岩的发育特征及其... 详细信息

以岩心精细描述为基础,借助全岩/黏土X射线衍射分析、氩离子抛光扫描电镜等测试技术,从斑脱岩发育特征、页岩储层品质和储层品质差异性发育机理3个方面,对涪陵地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组一段海相页岩中斑脱岩的发育特征及其与页岩储层品质之间的关系进行了研究。研究表明,本地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组一段共发育42层斑脱岩层,结合斑脱岩层单层厚度和层间厚度,将其划分为密集发育段、较发育段和欠发育段3个阶段。通过对比不同发育段页岩储层品质特征发现,较发育段具有高脆性矿物、高有机碳含量和高含气性的特征,为最有利页岩储层发育段。此外,从古海洋氧化还原环境和古生产力2个方面阐述了间发性火山活动是导致沉积期氧化还原环境变化的主要原因,且适度的火山活动有利于有机质和生物成因硅质矿物的富集,促进了优质页岩的形成。

关键词：海相页岩斑脱岩储层品质五峰组—龙马溪组涪陵地区

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海相页岩成岩过程中的自生脆化作用

天然气工业 2018年第5期38卷 17-25页

作者：刘洪林郭伟刘德勋周尚文邓继新中国石油勘探开发研究院成都理工大学

研究页岩脆性成因对于深入认识页岩气成藏规律具有重要的意义,但目前的研究大多集中在生物石英富集提高页岩的脆性方面,而对于成岩演化过程中石英的重结晶作用则认识不足。为此,以四川盆地长宁区块下志留统龙马溪组海相页岩为例,借助阴... 详细信息

研究页岩脆性成因对于深入认识页岩气成藏规律具有重要的意义,但目前的研究大多集中在生物石英富集提高页岩的脆性方面,而对于成岩演化过程中石英的重结晶作用则认识不足。为此,以四川盆地长宁区块下志留统龙马溪组海相页岩为例,借助阴极发光、扫描电镜等仪器对页岩孔隙、矿物组成、层理特征等进行观察,通过分析页岩矿物组构特征和硅质组分镜下特征,研究石英来源、超压环境及成岩演化对页岩脆性的控制作用,提出了海相页岩自生脆化作用的形成模式,阐述了成岩过程中自生微晶石英对提高页岩脆性的地质意义。研究结果表明:(1)页岩在其沉积、埋藏、成岩演化过程中发生成岩变化,提高了石英含量,形成隐伏缝网,有利于后期改造形成复杂流通通道;(2)有机质在地质演化过程中对于提高页岩脆性发挥了正向促进作用,促进了自生微晶石英形成,提高了页岩脆性。结论认为:(1)页岩成岩演化中发生的页岩自生脆化作用改变了岩石结构,增加了岩石强度,保存了页岩的孔隙性,改善了页岩的储集空间,改变了页岩气富集状态,使构造运动因素下控制的保存条件评价成为页岩气地质评价的关键因素;(2)海相页岩只要有机质含量丰富,经过成岩过程中的自生脆化机制必定形成良好的脆性。

关键词：海相页岩石英重结晶自生脆化作用隐伏缝网脆性提高四川盆地长宁区块早志留世龙马溪组

海相页岩TOC地震定量预测技术及其应用——以四川盆地焦石坝地区为例

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天然气工业 2014年第6期34卷 24-29页

作者：陈祖庆中国石化勘探南方分公司

总有机碳含量(TOC)是评价页岩生烃能力和页岩油气藏的一个重要指标,目前国内外利用地震资料直接定量预测TOC的报道很少,因此,有必要对地震预测TOC的方法作进一步的研究。为此,以四川盆地焦石坝地区为例,从岩心实测TOC出发,通过TOC与地... 详细信息

总有机碳含量(TOC)是评价页岩生烃能力和页岩油气藏的一个重要指标,目前国内外利用地震资料直接定量预测TOC的报道很少,因此,有必要对地震预测TOC的方法作进一步的研究。为此,以四川盆地焦石坝地区为例,从岩心实测TOC出发,通过TOC与地球物理参数交会分析,寻找到TOC敏感地球物理参数——密度,并建立密度与TOC之间的最佳拟合方程,得到计算总有机碳含量的经验公式;结合叠前地震反演获得的密度体便可计算出TOC数据体,从而达到定量预测页岩TOC的目的。将改进的预测方法应用于四川盆地焦石坝地区海相页岩气勘探,结果表明:①利用叠前同时反演直接求得的密度体避免了累计误差,稳定性好,多解性少,结果可靠,为精细定量预测TOC提供了基础保证;②预测的TOC与实测结果吻合程度高,相对误差较小。结论认为,该技术在四川盆地海相页岩气勘探中具有广阔的应用前景。

关键词：四川盆地焦石坝地区海相页岩 TOC预测叠前反演密度拟合方程页岩气

海相页岩综合层序地层划分及垂向分布特征——以川东南地区五峰组—龙马溪组为例

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沉积学报 2019年第2期37卷 330-344页

作者：王冠平朱彤王红亮吴靖杜伟冯动军王濡岳中国地质大学(北京)能源学院北京100083 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)页岩气勘查与评价国土资源部重点实验室北京100083 中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院北京100083

为探讨海相页岩中层序边界的识别、层序划分以及垂向上的演变特征,并给页岩中标准化层序地层的研究以及页岩气的勘探开发提供参考,以川东南地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组黑色富有机质海相页岩为例,综合利用野外剖面、岩芯、岩... 详细信息

为探讨海相页岩中层序边界的识别、层序划分以及垂向上的演变特征,并给页岩中标准化层序地层的研究以及页岩气的勘探开发提供参考,以川东南地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组黑色富有机质海相页岩为例,综合利用野外剖面、岩芯、岩石薄片、古生物化石、测井、地球化学资料,结合层序地层学理论对海相页岩进行层序界面的识别和层序的划分。研究建立了以岩性界面直观反映物理特征,以测井反映地层叠加样式,以古生物笔石限定时间概念,以地球化学参数TH/U反映氧化还原环境和TOC反映有机质旋回性的海相页岩多参数层序边界识别方法;进而分析了垂向的层序发育特征以及连井层序特征,明确了五峰组—龙马溪组龙一段先后经历了三次较大规模的海侵—海退旋回,划分出3个三级层序和7个体系域;探讨了海退—海侵事件以及冰期气候对相对海平面升降的控制作用,建立了在冰期气候、古陆抬升、上升洋流以及浊流等影响因素下以体系域为单元海侵—海退的海相页岩垂向层序演化模式;体系域SQ1-TST、SQ2-TST以及SQ2-EHST为有机质富集的重点层位,SQ3-TST为次一级的有机质富集层位。

关键词：海相页岩五峰组-龙马溪组层序地层层序界面识别演化模式

海相页岩纹层特征及其对页岩储层发育的影响——以川南长宁地区龙马溪组为例

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断块油气田 2021年第2期28卷 145-150页

作者：胡月陈雷周昊谭秀成李雪松王文婧西南石油大学地球科学与技术学院四川成都610500 中国石油天然气集团有限公司碳酸盐岩储层重点实验室西南石油大学研究分室四川成都610500 天然气地质四川省重点实验室四川成都610500 四川长宁天然气开发有限责任公司四川成都610051

纹层作为页岩最富特色的沉积构造,广泛发育于海相页岩层系中。纹层的发育直接导致页岩非均质性变化明显,进而对页岩生烃、页岩储集性以及页岩含气性等产生影响。文中以川南长宁地区X井龙马溪组的海相页岩为例,利用取心井岩心观察、薄片... 详细信息

纹层作为页岩最富特色的沉积构造,广泛发育于海相页岩层系中。纹层的发育直接导致页岩非均质性变化明显,进而对页岩生烃、页岩储集性以及页岩含气性等产生影响。文中以川南长宁地区X井龙马溪组的海相页岩为例,利用取心井岩心观察、薄片鉴定、电镜扫描、全岩X衍射及物性分析等资料,开展了海相页岩纹层特征及其对页岩储层发育的影响研究。结果表明:龙马溪组发育石英纹层、黏土纹层、有机质纹层、黄铁矿纹层等4种类型,以及石英纹层-黏土纹层、黏土纹层-有机质纹层和石英纹层-有机质纹层3种组合类型;纹层的分布具有明显的非均质性,由龙S_(1)l_(1)^(1)亚段至龙S_(1)l_(1)^(2)亚段,有机质纹层发育频次呈逐渐变小的趋势,石英纹层发育频次的变化趋势与之相反,黏土纹层在整个研究层段发育相对稳定;页岩储层物性与有机质纹层发育频次呈正相关性,与黏土纹层发育频次呈负相关性,与石英纹层发育频次呈复杂相关性;只有石英纹层发育适中,才对页岩储层发育有利,石英纹层发育和欠发育对页岩储层发育均有不利影响。

关键词：纹层海相页岩龙马溪组长宁地区四川盆地