四川盆地下志留统龙马溪组页岩裂缝孔隙定量表征

页岩气及其成藏条件概述

页岩气及其成藏条件概述 2010年7月，在四川川南地区中国石油集团公司第一口页岩气井（威201井）顺利完成加砂压裂施工任务，标志着中国石油集团公司进入了页岩气的实战阶段。页岩气是一种非常规天然气资源，其储量巨大，有关统计表明全球页岩气资源量约为456.24×1012m3。较早对页岩气进行研究的是美国和加拿大，这些国家在勘探和开发中都取得了丰富的成果，形成了较为完备的页岩气系统理论，进入了快速的发展阶段；而我国对页岩气的勘探开发还在初级阶段，研究相对程度相对落后，但我国页岩气资源量也十分丰富（预测为30-100×1012m3）。据有关专家介绍，随着我国经济发展对油气资源的需求，页岩气将是我国今后油气资源勘探和开发的重点。 1 页岩气及其特点 1.1 页岩气储量 从世界范围来看泥、页岩约占全部沉积岩的60%， 表1 世界较大页岩气储量地区表(×1012m3) 其资源量巨大。全球页岩气资源量为456.24×1012m3，主要分布在北美、中亚和中国、中东和北非、太平洋地区、拉美、前苏联等地区（表1） 在我国的松辽盆地白垩系、江汉盆地的第三系、渤海湾盆地、南华北、柴达木以及酒泉盆地均具有页岩气资源的分布。其中，四川盆地的古生代海相沉积环境形成的富有机碳页岩与美国东部的页岩气盆地发育相似。仅四川川南威远、泸州等地区的页岩气资源潜力（6.8-8.4×1012m3）,相当于整个四川盆地的常规天然气资源的总量。 1.2 页岩气及特点 页岩是由固结的粘土级的颗粒物质组成，具有薄页状或薄片层状的一种广泛分布的沉积岩。页岩致密且含有大量的有机质故成暗色（如黑色、灰黑色等）。在大多数的含油气盆地中，页岩既是生成油气的烃原岩也是封存油气的盖层。在某些盆地中，如果在纵向上沉积较厚（几十米-几百米），横向上分布广泛（几百-几万平方公里）的页岩同时作为了烃原岩和储集岩，且在其内聚集了大量的天然气，那就是页岩气。 所谓页岩气是指富含有机质、成熟的暗色泥页岩，因热作用和生物作用而形成了大量储集在页岩裂缝、孔隙中的且以吸附和游离赋存形式为主的天然气。与常规储层天然气相比，页岩气具有独特的特点（表2）。表2 常规储层天然气与页岩气对比表 成因类型热成因、生物成因及石油裂解气热成因、生物成因

四川盆地南部页岩气地震勘探新进展

作者简介：李志荣，１９６５年生，教授级高级工程师，硕士；现任川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司副总经理、总工程师，长期从事地球物理研究及综合管理工作。地址：（６１０２１３）四川省成都市双流县华阳镇华阳大道１段１号。电话：（０２８）８５７６２２８６。Ｅ‐ｍａｉｌ：ｌｉｚｈｉｒ＿ｓｃ＠ｃｎｐｃ．ｃｏｍ．ｃｎ 四川盆地南部页岩气地震勘探新进展 李志荣　邓小江　杨晓　巫芙蓉　刘定锦　张红　谭荣彪　周跃宗 川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司 李志荣等．四川盆地南部页岩气地震勘探新进展．天然气工业，２０１１，３１（４）：４０‐４３． 摘　要　我国目前对于页岩气的研究多集中在基础理论上，利用地球物理资料对页岩气进行研究尚处于探索阶段。为此，在对四川盆地南部页岩层段地质、地球物理响应特征分析的基础上，通过地震资料采集、处理及解释技术攻关，形成了一套较为完整的页岩气地球物理勘探思路及技术流程，取得了页岩气地震勘探的新进展。采集方面，通过对激发接收参数的试验攻关，优选了技术性与经济性兼备的、合理的采集参数；处理方面，特别注重静校正、保真保幅及浅层信息保护等处理环节；解释方面，在分析页岩气主控因素的基础上，通过断层精细解释＋埋深编制＋优质页岩厚度预测等环节的工作，为该地区页岩气资源评价和开发目标区的选择提供了坚实的基础资料。 关键词　四川盆地　南　页岩气　地震勘探　技术　进展　采集处理解释　技术攻关 ＤＯＩ：１０．３７８７／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００‐０９７６．２０１１．０４．００９ 随着我国经济的飞速发展，对能源特别是低碳、清洁能源的需求日益扩大，页岩气成为我国非常规油气资源领域研究的热点。目前，对页岩气进行了很多基础研究，取得了一些地质成果 ［１］ 。但在页岩气勘探开 发的工程技术方面，虽国外取得了成功［２‐４］ ，而国内尚 处于探索阶段，特别是如何利用地震资料对页岩气进行研究，目前没有形成一套完整的技术思路与方法。笔者旨在通过四川盆地南部页岩气的勘探实践，对页岩气地球物理勘探技术进行探索和研究，提出了适合于中国地质特征的页岩气地球物理勘探评价方法。 １　页岩层段地质、地球物理响应特征 １．１　地质特征 研究区下志留统龙马溪组整体岩性表现为：下部是黑色页岩，上部深灰至灰绿色页岩，粉砂质页岩。对于龙马溪组页岩层来说，具有勘探开发意义的优质页岩主要位于龙马溪组底部，厚度约４０ｍ。据王兰生、王世谦等人研究 ［５‐８］ ，四川盆地南部优质页岩的指标 为：ＴＯＣ＞２％，含气量高（大于１．５ｍ３ ／ｔ），孔隙度大于２％，厚度大于３０ｍ。 １．２　测井响应特征 与相邻上覆、下伏地层相比，龙马溪组测井响应特征表现为低速度、高伽马值、低电阻率值，龙马溪组内部优质页岩层测井曲线特征表现为速度有高有低、高伽马值等特征。１．３　地球物理响应特征 由于页岩层段为岩性较为均一的泥岩、碳质页岩，内部缺乏较为明显的波阻抗界面（图１），因此，龙马溪组整段表现为断续—弱振幅反射（图１ 中黄色部分）。 图１　研究区内Ｎｘ井龙马溪组地震响应特征图

中国页岩气形成机理 地质特征及资源潜力

中国页岩气形成机理地质特征及资源潜力 摘要：页岩气是以自生自储为主的非常规天然气，是油气资源中的新型矿种。 由于页岩气储层低孔低渗，要实现大规模开采必须克服许多理论和技术上的难题。本文分析中国页岩气基本特征、形成机理与富集条件、面临的难题等, 对中国页 岩气资源潜力进行预测, 以期为中国页岩气的研究和勘探开发提供依据。 关键词：非常规油气 ;页岩气;源岩油气 页岩气是一种潜在资源量非常巨大的非常规天然气资源，具有含气面积广、 资源量大、开采技术要求高、生产寿命长、稳产周期长等特点。近年来，严峻的 能源紧张形势使页岩气资源在世界范围内受到了广泛的关注。 一、页岩气勘探开发现状 油气工业的发展主要历经构造油气藏、岩性地层油气藏、非常规油气藏三个 阶段。油气藏分布方式分别有单体型、集群型、连续型三种类型。从构造油气藏 向岩性地层油气藏转变是第一次理论技术创新,以寻找油气圈闭为核心;从岩性地 层圈闭油气藏向非常规连续型油气藏转变是第二次理论技术创新或革命,以寻找有 利油气储集体为核心,致密化“减孔成藏”机理新论点突破了常规储集层物性下限与 传统圈闭找油的理念。随着勘探开发技术不断进步,占有80%左右资源的非常规油气，如页岩气、煤层气、致密气、致密油、页岩油等已引起广泛关注,并得到有效 开发, 在油气储产量中所占比例也逐年提高。传统观点仅认识到页岩可生油、生气,未认识到页岩亦可储油、储气,更未认识到还能聚集工业性页岩油、页岩气。 近年来,典型页岩气的发展尤为迅速,地质认识不断进步,优选核心区方法、实验分 析技术、测井评价技术、资源评价技术、页岩储集层水平井钻完井、同步多级并 重复压裂等先进技术获得应用, 形成“人造气”是页岩气快速发展的关键因素。页岩气突破的意义在于: 突破资源禁区,增加资源类型与资源量。 2、挑战储集层极限,实现油气理论技术升级换代,水平井多级压裂等核心技术，应用于其他致密油气等非常规和常规油气储集层中更加经济有效,可大幅度提高油 气采收率。 3、带动非常规油气技术发展,推动致密油气、页岩油等更快成为常规领域。 二、中国富有机质页岩特征 源岩油气是一种新资源类型, 包括页岩油、页岩气、煤层气等,自生自储,主要 产自源岩内储集层中。页岩是由粒径小于0.0039 mm的细粒碎屑、黏土、有机质 等组成,具页状或薄片状层理、易碎裂的一类沉积岩,也称为细粒沉积岩。页岩气 是指从富有机质黑色页岩中开采的天然气,或自生自储、在页岩纳米级孔隙中连续 聚集的天然气。中国三类富有机质页岩泛指海相、海陆交互相及陆相页岩和泥岩, 重点指含油气盆地中的优质泥质烃源岩,图中为依据中国页岩发育的层系和分布特 点编制的三类页岩分布图。中国南方地区海相页岩多为硅质页岩、黑色页岩、钙 质页岩和砂质页岩,风化后呈薄片状,页理发育。海陆过渡相页岩多为砂质页岩和 炭质页岩。陆相页岩页理发育, 渤海湾盆地、柴达木盆地新生界陆相页岩钙质含 量高,为钙质页岩,鄂尔多斯盆地中生界陆相页岩石英含量较高。 2、中国页岩形成的区域地质背景。古生代，在中国南方、华北及塔里木地区形成了广泛 的海相和海陆过渡相沉积, 发育多套海相富有机质页岩和海陆过渡相煤系炭质页岩。在后期改造过程中, 部分古生界海相页岩经历了挤压变形或隆升。四川盆地、华北地区、塔里木盆地构

储层

储层：凡是能够储集和渗滤流体的地层的岩石构成的地层叫储层。 储层地质学：是一门从地质学角度对油气储层的主要特征进行描述、评价及预测的综合性学科。 研究内容：储层层位、成因类型、岩石学特征、沉积环境、构造作用、物性、孔隙结构特征、含油性、储集岩性几何特征储集体分布规律、对有利储层分布区的预测。有效孔隙度：指那些互相连通的，且在一定压差下（大于常压）允许流体在其中流动的孔隙总体积与岩石总体积的比值。 绝对渗透率：如果岩石孔隙中只有一种流体存在，而且这种流体不与岩石起任何物理、化学反应，在这种条件下所测得的渗透率为岩石的绝对渗透率。 剩余油饱和度：地层岩石孔隙中剩余油的体积与孔隙体积的比值 残余油饱和度：地层岩石孔隙中残余油的体积与孔隙体积的比值 储层发育的控制因素：沉积作用、成岩作用、构造作用低渗透储层的基本地质特征：孔隙度和渗透率低、毛细管压力高、束缚水饱和度高 低渗透储层的成因：沉积作用、成岩作用 论述碎屑岩储层对比的方法和步骤： 1、依据 2、对比单元划分 3、划分的步骤 1、依据：①岩性特征：指岩石的颜色、成分、结构、构造、地层变化、规律及特殊标志层等。在地层的岩性、厚度横向变化不大的较小区域，依据单一岩性标准层法，特殊标志层进行对比；在地层横向变化较大情况下依据岩性组合②沉积旋回：地壳的升降运动不均衡，表现在升降的规模大小不同。在总体上升或下降的背景上存在次一级规模的升降运动，地层剖面上，旋回表现出次一旋回对比分级控制③地球物理特征：主要取决于岩性特征及所含流体性质，电测曲线可清楚反映岩性及岩性组合特征，有自己的特征对比标志可用于储层对比；测井曲线给出了全井的连续记录，且深度比较准确，常用的对比曲线：视电阻率曲线、自然电位曲线、感应测井曲线 2、对比单元划分：储层层组划分与沉积旋回相对应，由大到小划分为四级：含油层系、油层、砂层组和单油层。储层单元级次越小，储层特性取性越高，垂向连通性较好 3、划分的步骤：沉积相的研究方法主要包括岩心沉积相标志研究、单井剖面相分析、连续剖面相对比和平面相分析四种方法 岩心沉积相标志的研究方法是以岩石学研究为基础，可分为三类：岩性标志，古生物标志和地球化学标；单井剖面分析是根据所研究地层的露头和岩化剖面，以单井为对象，利用相模式与分析剖面的垂向层序进行对比分析，确是沉积相类型，最后绘出单井剖面相分析图；连井剖面相对比分析主要表示同一时期不同井之间沉积相的变化，平面相分析是综合应用剖面相分析结果进行区域岩相古地理研究的方法。 碳酸盐岩与碎屑岩储层相比，具有哪些特征？ ①岩石为生物、化学、机械综合成因，其中化学成因起主导作用。岩石化学成分、矿物成分比较简单，但结构构造复杂，岩石性质活泼，脆性大②以海相沉积为主，沉积微相控制储层发育③成岩作用和成岩后生作用严格控制储集空间发育和储集类型形成。 扇三角洲储层特征？ ①碎屑流沉积。由于沉积物和水混合在一起的一种高 密度、高粘度流体，由于物质的密度很大，沿着物质聚集体内的剪切面而运动。②片汜沉积。是一种从冲积扇河流末端漫出河床而形成的宽阔浅水中沉积下来的产物，沉积物为呈板片状的砂、粉砂和砾石质。 。③河道沉积。指暂时切入冲积扇内的河道充填沉积物。④筛积物。当洪水携带的沉积物缺少细粒物质时，便形成由砾石组成的沉积体。 碎屑岩才沉积作用：垂向加积、前积、侧向加积、漫积、筛积、选积、填积、浊积 喉道：在扩大孔隙容积中所起作用不大，但在沟通孔隙形成通道中起着关键作用的相对狭窄部分，称为喉道。孔隙结构：岩石所具有的孔隙和喉道的几何形状、大小、分布、相互连通情况以及孔隙与喉道间的配置关系。 碎屑岩的喉道类型：孔隙缩小型喉道、缩颈型喉道、片状喉道、弯片状喉道、官束状喉道 孔隙类型：原生孔隙、次生孔隙、混合孔隙 排驱压力：非润湿相开始进入岩样所需要的最低压力，它是泵开始进入岩样最大连通孔喉而形成连续流所需的启动压力，也称阀压。 成岩作用：指碎屑沉积物在沉积之后到变质之前所发生的各种物理、化学及生物的变化。 同生成岩作用：沉积物沉积后尚未完全脱离上覆水体时发生的变化与作用的时期。 表成岩作用：指处于某一成岩阶段弱固结或固结的碎屑岩，因构造抬升而暴露或接近地表，受到大气淡水的溶蚀，发生变化与作用的阶段。 成岩作用的基本要素：岩石、流体、温度、压力 孔隙水的流动方式和动力：压实驱动流、重力驱动流、滞流 碎屑岩主要的成岩作用有哪些？分别对孔隙有什么影响？ 根据成岩作用对储层孔隙演化的影响，可将碎屑岩的残岩作用分为两大类：一是降低储层孔渗性的成岩作用，主要有机械压实作用和胶结作用，其次压溶作用和重结晶作用；其中机械压实作用是沉积物在上覆重力及静水压力作用下，发生水分排出，碎屑颗粒紧密排列而使孔隙体积缩小，孔隙度降低，渗透性变差的成岩作用；胶结作用是指孔隙溶液中过饱和成分发生沉淀，将松散的

页岩气特点及成藏机理

页岩气特点及成藏机理 ---陈栋、王杰页岩气作为一种重要的非常规油气资源，随着能源资源的日益匮乏，作为传统天然气的有益补充，其重要性已经日益突出。随着国家新一轮页岩气勘探开发部署的大规模展开，正确认识和掌握页岩气的成因、成藏条件等知识，对于今后从事页岩气现场录井的工作人员提高录井质量具有较好的指导意义。 1.概况 页岩气（shale gas）是赋存于富有机质泥页岩及其夹层中，以吸附和游离状态为主要存在方式的非常规天然气，成分以甲烷为主，与“煤层气”、“致密气”同属一类。其形成和富集有着自身独特的特点，往往分布在盆地内厚度较大、分布较广的页岩烃源岩地层中。 2.特点 2.1 页岩气是主体上以吸附或游离状态存在于暗色泥页岩、高碳泥岩、页岩及粉砂质岩类夹层中的天然气，它可以生成于有机成因的各种阶段天然气主体上以游离相态（大约50％）存在于裂缝、孔隙及其它储集空间；以吸附状态（大约50％）存在于干酪根、粘土颗粒及孔隙表面，极少量以溶解状态储存于干酪根、沥青质及石油中天然气也存在于夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、甚至砂岩地层中为天然气生成之后，在源岩层内的就近聚集表现为典型的原地

的有利目标。页岩气的资源量较大但单井产量较小，美国页岩气井的单井采气量为2800-28000m3/d。 2.5 在成藏机理上具有递变过渡的特点，盆地内构造较深部位是页岩气成藏的有利区，页岩气成藏和分布的最大范围与有效气源岩的面积相当。 2.6 原生页岩气藏以高异常压力为特征，当发生构造升降运动时，其异常压力相应升高或降低，因此页岩气藏的地层压力多变。 2.7 页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点—-大部分产气页岩分布范围广、厚度大，且普遍含气，使得页岩气井能够长期地稳定产气。但页岩气储集层渗透率低，开采难度较大。 3.成因 通过对页岩气组分特征、成熟度特征分析，页岩气是连续生成的生物化学成因气、热成因气或两者的混合。生物成因气是有机物在低温下经厌氧微生物分解作用形成的天然气；热成因气是有机质在较高温度及持续加热期间经热降解和裂解作用形成的天然气。相对于热成因气，生物成因的页岩气分布极限，主要分布盆地边缘的泥页岩中，在美国研究比较深入的五个盆地的五套页岩中，密执安盆地和伊利诺斯盆地发现了生物成因的页岩气藏，并且是勘探目标中的主要构成(Schoell，1980；Malter 等，2000)。 3.1 生物成因

泥页岩孔隙结构表征方法及影响因素研究

泥页岩孔隙结构表征方法及影响因素研究 1前言 页岩气是一种典型的非常规天然气，在20世纪70年代中期之前曾被归入非经济可采资源，随着天然气开发技术的进步以及对天然气的依赖逐渐变为经济可采资源。页岩气因其资源潜力巨大和经济效益显著受到各国政府及能源公司的重视，在北美地区已经取得了良好的勘探开发效益。作为目前页岩气产能最大的国家—美国，页岩气已成为继致密砂岩气和煤层气之后的又一重要的非常规天然气资源。 中国海相页岩十分发育，分布广、厚度大[1]。中国巨厚的烃源岩，良好的生烃条件，寻找页岩气藏具有较好的可行性，其中最有勘探潜力为四川盆地下寒武统筇竹寺组和下志留统龙马溪组[2]。 泥页岩中的基质孔隙网络是由纳米到微米级别的孔隙组成。在页岩气体系内这些伴生有天然裂缝的孔隙，构成了在开发过程中让气体从泥页岩流动到诱导裂缝中的渗流网络[3]。国外已广泛利用纳米CT、FIB-SEM、气体吸附法、高压压汞法和核磁共振等先进研究手段来对页岩孔隙结构进行大量的微观观测与分析，已经证实了这些泥岩中的不同孔隙的存在。在国内也有一些学者对泥页岩储集层特征、类型及其形成条件进行研究，并提出页岩气储集层的评价参数。邹才能等通过纳米CT技术在泥页岩中首次发现了纳米级孔隙，掀开了油气储集层纳米级孔隙研究的序幕[4]。但是目前对于泥页岩中的孔隙体系尚没有统一的分类方案，这将不利于人们对泥页岩中复杂多变的孔隙特征的识别，而且常规测试手段分析泥页岩孔隙结构还存在多种局限。介于泥页岩作为页岩气这种重要非常规气藏的储层，其孔隙类型、孔隙结构及其连通性都是评价页岩气储层的关键因素，我们有必要对泥页岩孔隙类型以及其结构特征进行系统的研究。本文主要是通过归纳总结近年来国内外学者在泥页岩孔隙研究中对其孔隙的描述以及表征的方法基础上，找到适合国内泥页岩孔隙的分类体系以及能够准确客观表征泥页岩孔隙结构的方法，为页岩气的勘探开发提供支持。 2国内外研究现状 北美是全球目前唯一实现页岩气商业化开采的地区。美国页岩气开采最早，可追溯到1821

北美地区典型页岩气盆地成藏条件解剖要点

北美地区典型页岩气盆地成藏条件解剖 1、阿巴拉契亚盆地俄亥俄页岩系统 （1）概况 阿巴拉契亚盆地（Appalachian）位于美国的东部,面积280000平方公里，包括New York西部、Pennsylvania、West Virginia、Ohio、Kentucky和Tennessee 州等，是美国发现页岩气最早的地方。俄亥俄（Ohio）页岩发育在阿巴拉契压盆地西部,分布在肯塔州东北部和俄亥俄州，是该盆地的主要页岩区（图2）。该区古生代沉积岩是个巨大的楔形体，总体上是富含有机质页岩、碎屑岩和碳酸盐岩构成的旋回沉积体。 图1 美国含页岩气盆地分布图 1953年，Hunter和Young对Ohio页岩气3400口井统计，只有6%的井具有较高自然产能（平均无阻流量为2.98万m2/d），主要原因是这些井的页岩中天然裂缝网络比较。其余94%的井平均产量为1726m3/d，经爆破或压裂改造后产量达8063m3/d，提高产量4倍多。1988年前，美国页岩气主要来自Ohio页岩气系统。截止1999年末,该盆地钻了多达21000口页岩井。年产量将近34亿m3。天然气资源量58332—566337亿m3,技术性可采收资源量4106~7787亿m3。每口井的成本$200000-$300000，完井成本$25~$50。 （2）构造及沉积特征 阿巴拉契亚盆地东临Appalachian山脉，西濒中部平原，构造上属于北美地台和阿巴拉契亚褶皱带间的山前坳陷。伴随Laurentian古陆经历了由被动边缘型

向前陆盆地的演化过程。盆地以前寒武纪结晶岩为基底，古生代沉积岩呈巨大的楔形体(最大厚度12 000 m)埋藏于不对称的、向东变深的前陆盆地中。寒武系和志留一密西西比系为碎屑岩夹碳酸盐岩，奥陶系为碳酸盐岩夹页岩，宾夕法尼亚系为碎屑岩夹石灰岩及煤层。总体上由富有机质泥页岩(主要为碳质页岩)、粉砂质页岩、粉砂岩、砂岩和碳酸盐岩等形成3～4个沉积旋回构成，每个旋回底部通常为富有机质页岩，上部为碳酸盐岩。泥盆系黑色页岩处于第3个旋回之中，分布于泥盆纪Acadian 造山运动下形成的碎屑岩楔形体内（James,2000）。该页岩层可再分成由碳质页岩和较粗粒碎屑岩互层组成的五个次级旋迥(Ettensohn ，1985)。它们是在阿卡德造山运动的动力作用下和Catskill 三角洲的向西进积中沉积下来的。 （3）页岩气成烃条件分析 ①页岩分布特征 阿巴拉契亚盆地中南部最老的泥盆纪 页岩层系属于晚泥盆世。Antrim 页岩和New Albany 大致为Chattanooga 页岩和Ohio 页 岩的横向同位层系（Matthews,1993）。在俄 亥俄东边和南边,Huron 段分岔。有的地区已 经被插入的灰色页岩和粉砂岩分成两个层。 俄亥俄页岩系统，覆盖于Java 组之上 (图3)。由三个岩性段组成：下部 Huron 段 为放射性黑色页岩，中部Three Lick 层为 灰色与黑色互层的薄单元，上部Cleveland 段为放射性黑色页岩。俄亥俄页岩矿物组成 包括：石英、粘土、白云岩、重金属矿（黄 铁矿）、有机物。 图2是西弗吉尼亚中部和西部产气区泥 盆纪页岩层的地层剖面。中上泥盆统的分布 面积约128，000mi 2(331，520km 2)，它们沿 盆地边缘出露地表。页岩埋藏深度为610～ 1520m ，页岩厚度一般在100－400ft(30— 120m),泥盆系黑色页岩最大厚度在宾夕尼亚州的中北部(图3)(deWitt 等，1993)。 ②页岩地球化学特征 图4表示Ohio 页岩下Huron 段烃源岩有机碳等值线图。从镜质体反射率特征来图2 阿巴拉契亚盆地西部中泥盆统－下密西西比系剖面 （据Moody 等，1987）

裂缝型火山岩储层类型划分方法研究_李彬

·综述· 裂缝型火山岩储层类型划分方法研究 李彬1张伟杰2刘宏明2陈辉强2 1.中国石油集团长城钻探工程有限公司测井公司 2.中国石油测井有限公司长庆事业部摘要：准确地对火山岩储层进行综合评价分类是产能建设的必要条件。火山岩储层产能受孔隙、裂缝类型等诸多因素影响，利用常用的按储集空间和物性分类标准难以反映其真正的储层类型。鉴于此，本文在对工区内火山岩储层按空隙空间、物性等进行了分类之后，根据孔隙、裂缝类型等与经济极限产能的关系，确定了划分火山岩储层分类的综合评价系数，并通过此综合评价系数与产量的关系确定了储层综合评价分类标准，进而实现了对工区内储层类型的划分。关键词：裂缝型；火山岩；储层类型；划分 作者简介：李彬(1978-)，男，2001年毕业于西南石油大学，工程师，从事测井新技术研究工作。 0引言 火山岩油气藏目前已成为世界油气田勘探开发的一个新领域。在美国、前苏联、古巴和墨西哥等很多国家都有这类油气藏被发现[1]。我国大多数油田也相继发现有这类储层，例如在准噶尔盆地西北缘的石炭系中发现了一批火山岩油藏，而且探明的地质储量相当可观。目前对这类特殊的储层进行综合评价分类研究时，常采用的方法是根据其物性进行分类[2～4]。由于火山岩油藏受孔隙、裂缝等诸多因素的影响，使得采用简单的储层分类方法不能满足产能建设的需要。本文针对此，根据孔隙度、裂缝强度指数等参数建立了综合评价系数，进而对储层类型进行综合评价分类。 1火山岩储层分类 1.1储集空间 火山岩的储集空间分孔隙和裂缝两种类型。孔隙包括气孔、杏仁体内孔、斑晶晶间孔、收缩孔、微晶间孔、晶内孔、溶蚀孔、胀裂孔、塑流孔等。这些孔隙空间大多呈封闭状态，有裂缝使其连通，将明显改善储集性能。裂缝包括构造裂隙、隐爆裂隙、成岩裂隙、风化裂隙、竖直节理、柱状节理等。各种储集空间多呈某种组合形式出现，如原生孔隙中的气孔往往和溶缝、洞相连，而次生的构造缝常形成溶蚀—构 造复合缝。 1.2储集空间的演化 储集空间的演化可分为下述几个阶段：（1）岩浆作用阶段：形成各种原生孔隙和裂缝。（2）岩浆期后热液阶段：对原生孔进行填充。（3）次生裂缝与蚀变交代阶段：由于构造作用影响，岩石破碎或产生裂隙,次生裂隙本身就是储集空间，并把不连通的孔(如气孔)缝(如原生裂隙)给以一定程度的连通和改造，同时热液沿裂缝通道改造两侧的外貌，对岩石进行交代，并形成熔孔。交代溶蚀与充填同时发生，形成各种熔孔、充填残留孔、缝等。 （4）风化淋滤作用阶段：地质体裸露地表，经机械风化作用产生大量裂隙，加上化学风化作用的淋滤作用，一般有利于储存空间的形成与改善，但极细的风化物也能起到充填作用。 （5）深埋改造作用阶段：地壳下降，接受沉积，火山岩受上覆地层的覆盖和地下水的改造作用，携带油气的有机酸对孔、缝也有强烈的改造作用，改造后的空间被油气或水充填。1.3熔岩储集体物性分类 克拉玛依油田石炭系火山岩是一典型的溢流相玄武岩油气藏，断层活动引起的破裂作用是改善火山岩储层物性的主要因素，断层角砾岩物性最好。前人对克拉玛依油田石炭系火山岩油藏研究，制定了火山岩储层评价标准(见表1)，对研究区引用了该 国外测井技术 WORLD WELL LOGGING TECHNOLOGY 2012年第4期总第190期 Aug.2012Total 190 17

第二节 储层岩石的孔隙性

第二节储层岩石的孔隙性 一、名词解释。 1.孔喉比（pore/throat ratio）： 2.有效孔隙度(effective porosity)： 3.流动孔隙度（flow porosity）： 4.孔隙结构(pore structure)： 5.岩石的压缩系数 C（rock compressibility coefficient）： f 6.岩石综合压缩系数C（rock total compressibility）： 7.弹性采油量（elastic oil production）： 8.原始含油饱和度（initial oil saturation）： 9.残余油饱和度（residual oil saturation）： 10.束缚水饱和度（irreducible water saturation）： 二．判断题。 1.储层埋藏愈深，则孔隙度愈大。（） 2.油藏总弹性能量中流体弹性能量一定大于岩石骨架的弹性能量。（） 3.饱和煤油法测出的孔隙度是流动孔隙度。（） 4.岩石中有效孔隙体积指连通的孔隙体积。（） 5.比面越大，束缚水饱和度越大。（） 三．选择题。 1.若Φa.Φe.Φd分别为岩石的绝对孔隙度，有效孔隙度，流动孔隙度，则 三者的关系为

A.Φa＞Φe＞Φd B.Φe＞Φd＞Φa C.Φd＞Φa＞Φe D.Φa＞Φd＞Φe ( ) 2.随地层压力下降，储层岩石孔隙体积将，地层液体体积将。 A.膨胀，膨胀 B.膨胀，收缩 C.收缩，膨胀 D.收缩，收缩( ) 3.岩石的埋藏深度愈，胶结物含量愈，则岩石的绝对孔隙度愈小。 A.深，高 B.深，低 C.浅，高 D.浅，低( ) 4.若C f ,C o ,C w 分别为岩石，地层油，地层水的压缩系数，则三者关系为 A. C f ＞C o ＞C w B. C o ＞C w ＞C f C. C w ＞C f ＞C o ， D. C o ＞C f ＞C w ( ) 5.饱和煤油法测岩样孔隙度时，若W1,W2 ,W3分别为干岩样在空气中，饱和煤油后岩样在空气中,饱和煤油后岩样在煤油中的重量,W为煤油重度，则（W2-W1）/W,(W2-W3)/W分别为。 A.外表体积，骨架体积 B.骨架体积，孔隙体积 C.孔隙体积，外表体积 D.外表体积，孔隙体积( ) 6.饱和煤油法测得的孔隙体积为孔隙体积，离心法测得的孔隙体积为孔隙体积 A.总，有效 B.总，流动

北美典型页岩气藏岩石学特征_沉积环境和沉积模式及启示

第29卷 第6期2010年 11月 地质科技情报 Geolog ical Science and Technolog y Information Vol.29 No.6Nov. 2010 北美典型页岩气藏岩石学特征、沉积环境和 收稿日期:2010 04 27 编辑:杨 勇 基金项目:国家自然科学重点基金(石油化工联合基金)项目(40839910);中国石油化工股份有限公司科研项目(J 1407 09 KK 0157)作者简介:杨振恒(1979 ),男,工程师,主要从事石油地质综合研究工作。E mail:yan gzhen hen g2010@https://www.wendangku.net/doc/1310004073.html, 沉积模式及启示 杨振恒,李志明,王果寿,腾格尔,申宝剑 (中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所,江苏无锡214151) 摘 要:北美典型页岩气藏赋存的泥页岩主要为细颗粒沉积,呈暗色或黑色薄层状或块状产出。页岩气储层无机矿物成分中硅 质含量较高,含有黄铁矿、磷酸盐矿物(磷灰石)、钙质和黏土矿物。具有相对高有机质质量分数,代表了富有机质的缺氧的沉积环境。不含或者含较少的陆源碎屑输入。有机质类型以 和!型干酪根较为常见。生物化石碎片在页岩层中比较常见,化石碎屑的类型多样化。重点剖析了福特沃斯盆地Barnett 页岩的沉积发育模式,福特沃斯盆地是一狭长的前陆盆地,主要沉积区离物源区较远,Barnett 页岩沉积于较深的静水缺氧环境,沉积速度缓慢(饥饿性沉积),最终形成富含有机质的Barnett 页岩。常见生物化石碎片,但缺少生物扰动遗迹,推测盆地中大部分的生物化石为外部输入的结果。上升流作用致使磷酸盐矿物(磷灰石)发育。北美典型页岩气藏的岩石学特征、沉积环境和福特沃斯盆地Barnett 页岩沉积发育模式可以用来指导我国页岩气勘探,黔南坳陷下寒武统黑色高碳质页岩系、二叠系吴家坪组和四川广元 绵竹地区下寒武统泥页岩具有和北美典型页岩气藏可类比的岩石学特征、沉积环境和沉积模式,可作为页岩气勘探的优选区域。 关键词:页岩气;岩石学特征;有机碳含量;沉积环境;沉积模式 中图分类号:T E122.115 文献标志码:A 文章编号:1000 7849(2010)06 0059 07 近年来,页岩气在北美特别是美国得以成功地勘探和开发,引起了广泛的关注。国内外学者从页岩气系统出发,对页岩气成藏的有机碳质量分数、成熟度、裂缝系统、温度、压力、抬升与沉降史以及吸附 机理等进行了深入的研究[1 7] ,但是,对页岩气藏发育的泥页岩的岩石学特征、沉积环境和沉积模式研究还较少涉及。页岩气藏发育的泥页岩具有独特的岩石学特征,识别不同的岩石学特征是评价页岩气成藏条件、原地含气量和资源量的关键。在页岩气开发阶段,识别不同的岩相是实施开发方案的基础。在福特沃斯盆地,识别Barnett 页岩岩性是页岩气评价中关键的步骤[8]。笔者根据北美页岩气研究的最新成果,就页岩气藏发育的泥页岩的岩石学特征、沉积环境及福特沃斯盆地Barnett 页岩沉积模式进行讨论。北美典型页岩气藏岩石学特征、沉积环境和福特沃斯盆地Barnett 页岩沉积模式对我国页岩气研究和勘探同样具有指导意义。 1 典型页岩气藏岩石学特征 页岩气作为非常规天然气资源,其勘探、开发思 路和方式与常规油气资源有明显的不同之处。研究 表明,沉积物的岩石学特征是页岩气成藏的重要控 制因素[8 10] ,主要包括泥页岩的构造和粒度特征、有机碳质量分数、岩石矿物组成、生物化石特征等。1.1岩石构造和粒度特征 页岩气藏发育的泥页岩主要为暗色或黑色的细颗粒沉积层,呈薄层状或块状。德克萨斯州福特沃斯盆地Bar nett 页岩及其上下相邻地层由不同的岩相组成,Barnett 页岩及上下相邻地层可识别出3种 岩性[9] ,分别为薄层状硅质泥岩、薄层状含黏土的灰质泥岩(泥灰)和块状灰质泥粒灰岩。但是,主力产气层位上Barnett 页岩和下Barnett 页岩以层状硅质泥岩为主,主要由细微颗粒(黏土质至泥质大小)的物质组成(图1)。Barnett 页岩缺少粗粒的陆源碎屑物质,表明地质历史沉积时期这一地区离陆相物源区较远,属饥饿性沉积,最终形成了层状的Bar nett 页岩沉积充填样式。富页岩气前景的英属哥伦比亚西北部Baldo nnel 层Ducette 组地层被称之为暗色的以石英为主的细粒页岩,主要由多样的放射性的、碳质的含黏土的灰岩和细粒粉砂岩组成。1.2岩石矿物质量分数 页岩气储层无机矿物成分中硅质质量分数较高,另外还含有方解石和长石等矿物。所含硅质主

四川盆地东南部中_下寒武统膏岩盖层分布特征及封盖有效性_徐美娥

第34卷第3期OIL ＆GAS GEOLOGY 2013年6月 收稿日期：2012－02－23；修订日期：2013－05－10。 第一作者简介：徐美娥（1975—），女，工程师，石油地质。E-mail ：xume．syky@sinopec．com 。基金项目：国家科技重大专项（2011ZX05005－001）；中石化科技部项目（P09015）。 文章编号：0253－9985（2013）03－0301－06 doi ：10．11743/ogg20130304 四川盆地东南部中、下寒武统膏岩盖层 分布特征及封盖有效性 徐美娥，张荣强，彭勇民，陈霞，冯菊芳 （中国石化石油勘探开发研究院，北京100083） 摘要：通过野外剖面、钻井剖面的精细对比，结合宽带约束的地震资料反演，对四川盆地东南地区中、下寒武统膏岩盖层的分布特征进行了研究，并在四川盆地及周缘构造演化的基础之上对中、下寒武统膏岩盖层的封盖有效性进行了探讨。四川盆地东南地区中、下寒武统膏岩连片分布，呈北东向展布，发育两个膏岩厚度中心，膏岩展布和圈闭分布完全匹配。在加里东期和印支期，四川盆地东南地区中、下寒武统膏岩层未遭受破坏，能够有效封盖震旦系古油（气）藏；在燕山期和喜马拉雅期，则膏岩层遭受破坏，失去了对丁山－林滩场地区古油（气）藏的封盖作用。同时指出，七跃山断裂以西地区膏岩层在后期构造运动中未被完全破坏，能够对盐下油气藏起到封盖作用，是川东南地区寒武系盐下的有利勘探区带。关键词：断裂；封盖有效性；膏岩；中、下寒武统；川东南地区中图分类号：TE112．322 文献标识码：A Distribution and sealing effectiveness of Middle-Lower Cambrian evaporite cap rocks in the southeastern Sichuan Basin Xu Mei ’e ，Zhang Ｒongqiang ，Peng Yongmin ，Chen Xia ，Feng Jufang （Exploration ＆Production Ｒesearch Institute ，SINOPEC ，Beijing 100083，China ） Abstract ：Based on correlation of outcrop section with wellbore pofile and in combination with seismic inversion under the constraint of broadband ， this paper analyzed the distribution of the Middle-Lower Cambrian evaporite cap rocks in the southeast of Sichuan Basin．It also discussed the sealing effectiveness of the evaporite cap rocks based on study of the tec-tonic evolution of Sichuan Basin and its periphery．In the southeastern Sichuan Basin ，the Middle-lower Cambrian evapo-rites are widely distributed in northeast direction with two thickness centers ，and the distribution of evaporites coincides perfectly with the trap distribution．During the Caledonian and Indosinian period ， sealing capacity of the Middle-Lower Cambrian evaporites was not destroyed ，so they could serve as effective seals for the Sinian ancient oil （gas ）accumula-tions．Whereas ， their sealing capacity was lost during the Yanshan and Himalayan period ，thus the ancient oil （gas ）accu-mulations in the Dingshan-Lingtanchang area were not effectively preserved．As the Middle-Lower Cambrian evaporite cap rocks to the west of Qiyueshan fault were not destroyed completely post-Indosinian movement ，they could effectively seal the presalt Sinian oil （gas ）accumulation ，thus this area is favorable for petroleum exploration in the pre-salt strata in southeastern Sichuan Basin． Key words ：fault ，sealing effectiveness ，evaporite ，Middle-Lower Cambrian ，southeastern Sichuan Basin 大型油气田及煤层气开发科技重大专项最新研究 成果表明，四川盆地及周缘寒武系盐下领域天然气资 源量巨大，可达16452.4?108m 3。但经过40多年的油气勘探，在四川盆地下古生界仅发现了威远气田，勘 探成效较差。前人的实践也证明， 四川盆地海相层系油气成藏的关键要素是保存条件 ［1－7］ 。对全球大型油气田（藏）盖层岩性的统计也表明，膏岩作为优质盖 层，虽然分布面积只占8%，却封盖了全球总油气储量 的55%（USGS ， 2006）［8］。最近几年中石化和中石油在四川盆地海相层系相继发现了几个特大型气田：普光气田、 元坝气田和龙岗气田，这些气田在经历多期构造运动而能保存下来，三叠系嘉陵江组和雷口坡组的膏岩是关键。普光特大气田的区域盖层是以中三叠统雷口坡组及其以下嘉陵江组和飞仙关组顶部飞四段的

中国南方海相页岩孔隙结构特征

基金项目：国家科技重大专项“页岩气勘探开发关键技术研究项目”（编号：２０１１ＺＸ０５０１８）。 作者简介：钟太贤，１９６４年生，高级工程师；现主要从事油气田勘探开发科技管理工作。地址：（１００００７）北京市东城区东直门北大街９号中国石油大厦。电话：（０１０）５９９８６０１７。Ｅ‐ｍａｉｌ：ｚｈｔｘ＠ｐｅｔｒｏｃｈｉｎａ．ｃｏｍ．ｃｎ 中国南方海相页岩孔隙结构特征 钟太贤 中国石油天然气集团公司科技管理部 钟太贤．中国南方海相页岩孔隙结构特征．天然气工业，２０１２，３２（９）：１‐４． 摘　要　我国南方古生界页岩成熟度高，页岩储层孔隙、裂隙类型多样，微米—纳米级孔隙发育。正确认识页岩孔隙特征是研究上述地区页岩气赋存状态，储层性质与流体间相互作用，页岩吸附性、渗透性、孔隙性和气体运移等的基础。为此，采用观察描述和物理测试两类方法对南方海相页岩孔隙特征进行了研究：前者通过手标本、光学显微镜、扫描电镜、核磁共振光谱学法、小角度Ｘ射线散射法等手段直观描述页岩孔隙的几何形态、连通性和充填情况，统计孔隙优势方向和密度，拍摄照片等，以确定页岩成因类型；后者通过Ｈｅ孔隙率测定、压汞实验、低温液氮吸附、低温ＣＯ２吸附等方法定量测试页岩孔容、孔径大小及其分布、孔隙结构、比表面积等，以评价页岩含气性。结果表明：该区古生界页岩储层中纳米级孔隙以干酪根纳米孔、颗粒间纳米孔、矿物晶间纳米孔、溶蚀纳米孔为主，喉道呈席状、弯曲片状，孔隙直径介于１０～１０００ｎｍ，主体范围为３０～１００ｎｍ，纳米级孔隙是致密储层连通性储集空间的主体；按孔径大小，将页岩储集空间分为５种类型：裂隙（孔径大于１００００ｎｍ）、大孔（孔径介于１０００～１００００ｎｍ）、中孔（孔径介于１００～１０００ｎｍ）、过渡孔（孔径介于１０～１００ｎｍ）、微孔（孔径小于１０ｎｍ）。 关键词　中国南方地区　古生代　海相页岩　储集层　纳米级孔隙　观察描述法　物理测试法　页岩气 ＤＯＩ：１０．３７８７／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００‐０９７６．２０１２．０９．００１ 国外已广泛利用氩离子抛光‐ＳＥＭ、纳米ＣＴ、ＦＩＢ‐ＳＥＭ等先进研究手段来对页岩储层进行大量的微观观测与分析，页岩之所以能够作为储层，是因为其中大 量发育纳米级—微米级孔隙。页岩储层非均质性极强，渗透率极低，天然气赋存状态、渗流方式有别于常规储层，大大推进了页岩储层描述表征技术进步，实现了页岩从烃源岩到储层的革命性转变。已有的研究成果表明：气体（流体）活动的体积大小依赖于孔隙的大小且存在于孔隙的中心部位，这个部位分子与分子之间以及分子与孔隙壁之间相互作用力的影响最弱；在孔径小于２ｎｍ的孔隙内，ＣＨ４分子通常在孔隙壁作用力场影响下处于吸附状态，由于孔隙壁效应使得超临界ＣＨ４以结构化方式存在；直到孔径达到５０ｎｍ，气体的热力学状态发生改变，分子才在孔隙中产生运动。正是这种纳米级孔隙的大量存在，特别是与微米级孔隙相连接的纳米级孔隙网络共同控制了页岩气的赋存和运移机理［１］ ，以及由此导致的气体热力学状态 的复杂性，使得页岩气成藏特征难以用传统的达西流模型很好地进行表述。页岩气主要以３种状态存在于页岩储层中：①以物理或化学的形式吸附在干酪根和黏土颗粒表面上；②以游离气的形式存在于有机质分解或其他成岩、构造作用所形成的孔隙或裂缝中；③少量页岩气甚至可以在干酪根和沥青质中以溶解状态存在。其中，以游离态和吸附态为主，而孔隙大小则是决定其存在状态的关键：在较大孔隙中页岩气主要以游离方式储集在孔隙裂缝中，而在较小孔隙中页岩气通 常以吸附状态为主［２‐４］ 。由此可见，孔隙度大小直接控制着游离态天然气的含量，而渗透率则是判断页岩气藏是否具有开发经济价值的重要参数，二者构成了页岩储层研究中最重要的２个参数。 １　页岩孔隙结构实验分析技术 目前，国内对于页岩储集空间的研究还处于探索

天然气分布规律及页岩气藏特征

天然气分布规律 辽河盆地的天然气在纵向上和横向上分布都很广泛。在横向上，由于气体形成的途径多于油的形成途径，气体的分布区域远远大于油层的分布；在纵向上，自目前勘探的最深部位到浅层均有气体存在，含气层系多，自下而上发育了太古界、中生界和新生界。特别是第三系自沙四段到明化镇组各层段均有气藏存在，沉积环境和演化史的特征，造成天然气原始组分富烃，贫H：S，少CO：和N2。 辽河断陷广泛发育多期张性断裂，把二级构造带切割成复杂的断块油气田。受构造、断裂活动影响，造成多次油气聚集、重新分配而形成多套含油气层系。 通过天然气的地球化学研究，结合盆地地质背景，天然气有如下分布规律：1．自生自储的天然气垂向分布 以自生自储为主的天然气层，自下而上分布有侏罗系的煤型气、正常凝析油伴生气、正常原油伴生气、生物一热催化过渡带气和生物成因气等。其特征主要是613C，依次变轻。侏罗系煤型气主要分布在深大断裂边缘，仅处于侏罗系发育的地区，如东部凹陷三界泡地区。正常凝析油伴生气主要发育在有机质埋深达到高成熟阶段的地区，主要为各个凹陷的沉降中心部位，如整个盆地的南部地区及东部凹陷北部地区。正常原油伴生气在整个盆地均有分布，主要是与原油伴生的气顶气和溶解气。生物一热催化过渡带气主要发育在有机母质埋深浅于3000m 的未成熟和低成熟阶段，并有良好的盖层发育的地区，部分地区的局部构造亦可形成小型气藏，在盆地的大部分地区均有分布，主要在东部和大民电凹陷的有利地区。生物成因气理论上在整个盆地浅层都存在。因此，只要有良好的储盖组合，在整个盆地中都可望发现生物成因气藏。 总体来看，三个凹陷中，大民屯凹陷以成熟阶段的石油伴生气和生物一热催化过渡带气为主．有少量生物成因气。东部凹陷在不同的构造部位分布不同类型的气体，中生界发育并位于深大断裂边缘的地区，有煤型气和深源气的存在。南、北凹陷深部位置，主要是高成熟和成熟的热催化一热裂解气。而凹陷中部广泛发育生物一热催化过渡带气。在构造高部位有利地区，发育有较可观的生物成因气。西部凹陷主要发育热催化一热裂解气，特别是凹陷南部沉降中心处，热裂解形成的正常凝析油伴生气更为广泛。在有机母质埋深浅的部位发育生物一热催化过渡带气。当然，如果存在有利的储盖组合，生物成因气的存在勿需置疑。 2．断裂构造导致天然气广泛运移 广泛发育的断裂构造，使大多数天然气发生不同程度的运移，造成天然气更加广泛、更加复杂的分布格局。断裂构造或不整合面为气体运移通道，形成新生古储的古潜山油气藏。天然气的垂向和侧向运移，造成了大面积浅层气藏的形成。这部分气体的气源岩母质类型、演化程度，特别是天然气同位素组成特征均与原生气藏一致。最明显的差别是甲烷含量相对高，重烃含量低，愈向浅层，甲烷含量愈高，反映运移的地质特点是由斜坡低部位向高部位甲烷含量升高，由低台阶向高台阶甲烷含量亦升高，如兴隆台气田不同台阶的天然气组分由下到上变干。曙光一高升油气藏也有类似分布。在大民屯凹陷东部浅层及东、西部凹陷的大部分地区浅层干气也是运移形成 3．天然气藏类型分布 构造运动造成了多套油气层和多种类型的储集层，形成了多样的天然气藏类型，根据控制油气的主要因素，可以划分出四大类油气藏：(1)构造油气藏，包括背