川东南焦石坝及丁山地区五峰—龙马溪组页岩气储层特征及“甜点”预测技术研究
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doi:10.11764/j.issn.1672-1926.2014.06.0947非常规天然气收稿日期:2013-11-06;修回日期:2014-03-22.基金项目:国家重点基础研究计划(“973”)课题(编号:2012CB214702);教育部高等学校博士学科点基金项目(编号:20110023110017);国家科技重大专项(编号:2011ZX05007-002)联合资助.作者简介:赵佩(1989-),女,湖北仙桃人,硕士研究生,主要从事页岩气地质、地球化学研究.E-mail:zp2682@qq.com.通讯作者:李贤庆(1967-),男,浙江富阳人,教授,博士生导师,主要从事煤油气地质、有机地球化学、有机岩石学方面的研究和教学工作.E-mail:lixq@cumtb.edu.cn.川南地区龙马溪组页岩气储层微孔隙结构特征赵 佩1,2,李贤庆1,2,田兴旺1,2,苏桂萍1,2,张明扬1,2,郭 曼1,2,董泽亮1,2,孙萌萌1,2,王飞宇3,4(1.中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京100083;2.中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京100083;3.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;4.中国石油大学(北京)地球科学学院,北京102249)摘要:应用扫描电子显微镜、高压压汞法、N2和CO2气体吸附法,对川南地区下志留统龙马溪组海相页岩气储层孔隙微观特征和孔隙结构进行了研究,探讨了页岩孔隙发育的主要影响因素。
结果表明,川南地区龙马溪组海相页岩样品中发育多种类型微观孔隙,常见有黏土矿物粒间孔、黄铁矿晶间孔、碳酸盐颗粒溶蚀孔、生物碎屑粒内孔、颗粒边缘溶蚀孔和有机质孔;龙马溪组富有机质页岩发育大量的微米—纳米级孔隙,为页岩气赋存提供了储集空间。
龙马溪组页岩样品中孔隙以微孔和介孔为主,宏孔较少;孔隙结构形态主要为平板狭缝型孔、圆柱孔和混合型孔,孔径为0.4~1nm、3~20nm;微孔和介孔占孔隙总体积的78.17%,占比表面积的83.92%,是龙马溪组页岩储气空间的主要贡献者。
四川盆地五峰—龙马溪组页岩储层形成机理通过对四川盆地五峰-龙马溪组典型井和剖面优质黑色页岩岩石学、矿物学、地球化学、多尺度孔隙结构等对比研究,取得以下结论和认识:(1)四川盆地五峰-龙马溪组优质黑色页岩(TOC>2.0%)空间展布受隆坳格局控制,坳陷中心沉积厚度大,向古隆起方向减薄。
威远和长宁地区优质黑色页岩沉积于黔中隆起和川中隆起之间的坳陷区,主要岩性为黑色钙质页岩、黑色粉砂质页岩和少量黑色硅质页岩;焦石坝地区优质黑色页岩沉积于川中隆起和雪峰隆起之间的坳陷区,主要岩性为黑色硅质页岩和黑色粉砂质页岩。
(2)五峰-龙马溪组黑色页岩矿物组分、时空展布和厚度上存在差异:长宁和威远地区碳酸盐矿物含量相对较高,焦石坝地区石英含量相对较高,且焦石坝地区石英和TOC具有很好的相关系,而威远和长宁地区石英和TOC不具有明显的相关系;威远地区优质黑色页岩主要分布在龙马溪组中下段,厚度在25m左右,五峰组不发育,长宁和焦石坝地区优质黑色页岩主要分布在五峰组和龙马溪组下段,厚度分别为30m左右和40m左右。
造成这个差异的主要原因是古隆起迁移引起的沉积中心的迁移。
(3)四川盆地及周缘五峰-龙马溪组沉积时期古隆起的发育与迁移对上扬子五峰-龙马溪组沉积期海盆沉积格局产生重要影响,在綦江地区还形成一个水下隆起,导致不同地区五峰-龙马溪组优质黑页岩地球化学特征显示古生产力、氧化还原条件、水体滞留程度和埋藏效率差异较大,威远地区的初级生产力、氧化还原环境和埋藏效率比长宁和焦石坝地区差,但水体滞留程度比长宁和焦石坝地区强。
这些差异导致不同地区有机质页岩的富集方式不同:威远地区富有机质页岩富集的模式主要是水体滞留导致底层水体缺氧,有机质的埋藏效率增加;焦石坝地区富有机质页岩的富集模式为半开放-开放水体生物繁盛与深水底层水体缺氧,从而影响富有机质页岩的富集;长宁地区位于两者的过渡区。
(4)五峰-龙马溪组黑色页岩主要发育有机质孔、无机孔和裂缝空隙类型,其中有机质孔为主要的孔隙类型。
焦石坝地区龙马溪组页岩有机质孔隙特征黄仁春;倪楷【摘要】页岩气作为非常规天然气,其载体页岩为低孔低渗的致密岩,天然气在致密的页岩中的赋存形式、储存场所及富集机理一直是地质家们研究的问题。
对川东南焦石坝龙马溪组富有机质页岩储层研究过程中,发现页岩中除了常规储层中常见的孔隙类型外,有机质颗粒内孔隙发育程度很高。
通过扫描电镜观察、氮气吸附以及大量测试分析资料综合研究认为,焦石坝龙马溪组富有机质泥页岩富含无机孔隙和有机孔隙,有机孔隙是页岩中优势孔隙类型,发育程度具有非均质性,形态多样,平面上通常为泡泡状、似椭圆状、港湾状及其他不规则形状,孔径范围2~900 nm不等。
另外,有机质微小的孔隙、粗糙的表面特性,为吸附甲烷提供了比表面积,其亲油(气)的特性使其优先吸附、储集天然气,对页岩气富集起了重要作用。
【期刊名称】《天然气技术与经济》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】4页(P15-18)【关键词】四川;东南;焦石坝;页岩气;孔隙特征;有机质孔隙;富集【作者】黄仁春;倪楷【作者单位】中国石化勘探南方分公司研究院,四川成都 610041;中国石化勘探南方分公司研究院,四川成都 610041【正文语种】中文0 引言页岩一直以来都只是作为一种烃源岩来研究的,很少有人把它作为储层来研究,南方海相龙马溪组页岩气层中发现了微米级到纳米级孔隙,其类型除了与常规储层相似的粒间孔、晶间孔、溶蚀孔等孔隙外,还发现了大量的黏土矿物孔和有机质孔,这两类孔隙几乎是页岩中所特有的,黏土矿物孔和有机质孔在页岩孔隙中占主导地位。
关于有机质孔隙的详细研究在国内还比较少,本文的目的就是研究焦石坝地区龙马溪组页岩中普遍发育存在的有机质孔隙的形态、大小、发育程度等特征及影响因素,希望起到抛砖引玉的作用,从而促进国内页岩气研究的发展。
1 龙马溪组页岩中孔隙类型氩离子束抛光扫描电子显微镜技术是对泥页岩孔隙进行高分辨率观察的重要手段,主要针对纳米级孔隙(直径小于10 μm)进行研究,通过大量SEM图像观察(图1),在焦石坝龙马溪组页岩中识别出晶间孔、溶蚀孔、流体包裹体内孔以及黏土矿物孔、有机质孔隙等孔隙类型。
四川盆地焦石坝地区五峰—龙马溪组页岩元素地球化学特征及对页岩气开发的意义甘玉青;王超;方栋梁;杨兰芳;周新科;张萍【期刊名称】《石油实验地质》【年(卷),期】2018(040)001【摘要】选择四川盆地焦石坝地区JYA、JYD两口井的85块页岩岩心样品,进行了有机碳和主、微量元素测试分析.通过分析主、微量元素在剖面上的纵向变化特征,对焦石坝地区五峰组—龙马溪组含气页岩的氧化还原条件和古生产力状况进行了研究,讨论了五峰组—龙马溪组有机质富集的主控因素;探讨了地球化学元素对页岩可压性的影响和含气性的指示.研究区五峰组—龙马溪组下部优质气层段有机质含量高,平均值为3.07%.与含气页岩段相比,优质气层段页岩中的SiO2和CaO含量较高,Mo、Cr、V、Ni、Th和U等氧化还原敏感元素富集.V/Cr、V/Sc、U/Th 和Ni/Co等氧化还原条件判别指标表明,五峰组沉积期以缺氧—贫氧环境为主,龙马溪组沉积期下部以缺氧环境为主,往上则主要为含氧环境.古生产力指标Ba(xs)指示五峰组—龙马溪组页岩沉积期具有高等生产力背景.优质气层段有机碳含量与Mo/Al、U/Th、Ni/Co、V/Sc值之间存在明显的正相关,说明有机质富集主要受氧化还原条件控制.另外,优质气层段页岩生物成因的硅质含量高,且有机碳含量与SiO2含量呈正相关,有利于形成天然裂缝和后期人工压裂改造.优质气层段的地化元素比值明显高于含气页岩段,说明化学元素比值与页岩含气性之间存在一定的相关性.【总页数】12页(P78-89)【作者】甘玉青;王超;方栋梁;杨兰芳;周新科;张萍【作者单位】中国石化江汉油田分公司勘探开发研究院,武汉 430223;中国石化江汉油田分公司勘探开发研究院,武汉 430223;中国石化江汉油田分公司勘探开发研究院,武汉 430223;中国石化江汉油田分公司勘探开发研究院,武汉 430223;中国石化江汉油田分公司勘探开发研究院,武汉 430223;中国石化江汉油田分公司勘探开发研究院,武汉 430223【正文语种】中文【中图分类】TE122.113【相关文献】1.页岩储集层综合评价因子及其应用——以四川盆地东南缘焦石坝地区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组为例 [J], 沈骋;任岚;赵金洲;谭秀成;吴雷泽2.页岩不同类型孔隙的含气性差异——以四川盆地焦石坝地区五峰组—龙马溪组为例 [J], 魏志红;魏祥峰3.焦石坝地区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组页岩地球化学特征及地质意义 [J], 刘江涛;刘双莲;李永杰;张元春;王志战4.四川盆地及周缘下古生界海相页岩气富集高产主控因素——以焦石坝地区五峰组—龙马溪组为例 [J], 郭旭升;胡东风;文治东;刘若冰5.四川盆地焦石坝地区五峰组-龙马溪组页岩中粘土矿物分布特征及其对储层物性的影响——以JYA井为例 [J], 张梦吟;因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
宜昌地区五峰组—龙马溪组页岩气富集条件研究正文:系统研究了宜昌地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩的(1)沉积特征(2)有机地化特征(3)储集特征(孔隙结构)(4)构造保存条件,得出结论:(1)宜昌地区在上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组发育深水陆棚相,与焦石坝地区五峰组—龙马溪组页岩沉积环境相似,为页岩发育的优势沉积相带;(2)宜昌地区页岩有机碳含量高,有机质成熟度处于成熟—高成熟阶段,与焦石坝地区具有相似的地化特征;(3)宜昌地区页岩储集空间主要以纳米级孔隙为主,经过核磁共振法、氮气低温吸附法和压汞-氮气低温吸附法相结合的三种方法测定宜地1井页岩样品孔径分布表明,宜地1井页岩样品主要发育孔径在4nm左右的孔隙;页岩样品通过氩离子抛光扫描电子显微镜分析技术显示,页岩发育的孔隙类型主要包括有机质孔隙、晶间孔、溶蚀孔,还可看到微裂缝发育,氩离子抛光扫描电子显微镜分析技术显示页岩发育的孔隙大小主要为介孔,这与通过核磁共振法、氮气低温吸附法和高压压汞与氮气低温吸附相结合的方法研究结果可以互相补充(4)宜昌地区为一个稳定的斜坡带,根据宜地1井钻井岩心显示,整个龙马溪组地层发育厚度达到1200米,在龙马溪组下部发育了57米左右的泥岩,向上由粉砂岩逐渐过渡到细砂岩,而根据资料,龙马溪组在宜昌地区分布面积广泛,具有良好的盖层条件,而五峰组—龙马溪组下部发育了几十米厚的临湘组和宝塔组的致密灰岩,表明宜昌地区五峰组—龙马溪组页岩气顶底板条件优越,与焦石坝地区一样,具有良好的保存条件。
以上条件说明宜昌具有良好的页岩气资源前景。
深层页岩气双“甜点”参数地震预测技术李曙光 徐天吉 吕其彪 范宏娟 周小荣中国石化西南油气分公司勘探开发研究院摘 要 要实现页岩气有效建产,首先要存在页岩气的富集区,其次要能对页岩储层进行有效的压裂改造,前者表现为页岩的地质“甜点”,后者则表现为页岩的工程“甜点”,地质工程双“甜点”的预测与评价是页岩气效益开发的基础。
为此以四川盆地南部某地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩储层为例,根据岩性、电性、生物化石分布规律、TOC 变化以及含气性等,将该储层底部优质页岩层划分为9个小层,从下到上编号①~⑨,以三维地震为依托,对该段页岩储层开展地质工程双“甜点”参数地震预测,以评价其勘探开发潜力,以期为页岩气水平井的部署论证及压裂设计提供依据。
预测结果表明:①在该区页岩气勘探的初始阶段,地震主要预测页岩气的地质“甜点”,即通过平面上预测的优质页岩厚度、TOC 、孔隙度及含气量等参数,结合埋深、构造样式、断裂发育情况等,进行页岩气的分区选带,以明确页岩气富集有利区;②页岩气工程“甜点”参数的运用较为微观,其在地质甜点区的基础上,结合工程施工能力,利用脆性、水平应力差异、裂缝发育情况等因素优选出压裂能产生最好效果的区域和小层,并进一步指导页岩气水平井轨设计以及水力压裂的分段分簇设计。
关键词 四川盆地南部 晚奥陶世—早志留世 深层 页岩气 地质工程双甜点 地震预测 地应力DOI: 10.3787/j.issn.1000-0976.2019.S1.019作者简介:李曙光,1983年生,副研究员;主要从事地震综合研究及地球物理方法研究工作。
地址:(610041)四川省成都市高新区吉泰路。
E-mail:***************************0 引言对于页岩气藏的开发而言,良好储层是基础,有效改造是关键[1],页岩气储层必须经过人工强改造才具有开采价值。
而能否改造好,除了工程工艺的合理性和技术手段的有效性,最关键的是页岩储层本身是否易于改造,即是否具有工程“甜点”。
南川区块五峰-龙马溪组页岩气储层测井评价方法随着页岩气勘探的深入,页岩气储层测井评价已经变得至关重要。
其中,南川区块五峰-龙马溪组页岩气储层测井评价是目前研究的热点之一。
本文将介绍南川区块五峰-龙马溪组页岩气储层测井评价方法。
一、测井工具的选择对于南川区块五峰-龙马溪组页岩气储层测井评价,需要选择能够评价岩石孔隙度、渗透率和有效厚度等参数的测井工具。
常用的测井工具包括自然伽马辐射仪、中子测井仪、声波测井仪、密度测井仪、测井电缆测试仪等。
此外,还需要结合地质条件,选择适当的测井工具。
二、测井仪器的精度校正为确保测井结果的准确性,应对测井工具进行精度校正。
校正能够消除测井数据中的实验误差和仪器固有误差,提高测井精度,减小评价误差。
三、岩石物性参数计算方法南川区块五峰-龙马溪组页岩气储层测井评价需要计算一系列岩石物性参数,包括孔隙度、密度、渗透率、有效厚度等。
常用的计算方法有孔隙度计算法、密度计算法、中子测井测厚计算法、声波测井相速度计算法、电缆测试仪多点分析法等。
四、评价指标的确定为对南川区块五峰-龙马溪组页岩气储层进行综合测井评价,应确定一系列评价指标。
常用的评价指标有孔隙度、渗透率、有效厚度、饱和度、地质储量等。
五、综合评价判别方法综合评价判别方法是根据评价指标得到的测井结果,对南川区块五峰-龙马溪组页岩气储层进行综合评价的方法。
常用的评价方法有层位比较法、模式识别法、因子分析法等。
综上所述,南川区块五峰-龙马溪组页岩气储层测井评价方法是一个综合性的评价体系,需要选择合适的测井工具、精度校正、物性参数计算、评价指标的确定和综合评价判别方法等。
随着技术的不断提升和深入研究,页岩气勘探的发展前景将变得更加广阔。
川东南焦石坝及丁山地区五峰—龙马溪组页岩气储层特征及“甜
点”预测技术研究
本文以焦石坝及丁山选区为研究目标区,针对奥陶系五峰组-志留系龙马溪
组页岩开展页岩气储层特征及“甜点”预测技术研究。针对国内外页岩气“甜点”
预测技术研究进展及页岩气勘探开发现状,结合焦石坝及丁山选区地质特征及页
岩气勘探开发遇到的难点及重点确定了本次研究思路,首先在充分分析研究区区
域地质资料的基础上,利用测井资料、地震资料划分出目标段主要的页岩测井-
地震层序,并进行页岩气储层段的划分;结合选区及临区页岩气研究实例分析页
岩气储层富集成藏控制条件;其次以岩石物理分析及岩样测试为依据,结合单井
及多井分析开展页岩气储层测井响应特征分析;根据储层纵向及横向展布特征建
立页岩气储层地质模型,应用正演模拟及地震分析技术开展页岩气储层的地震响
应特征分析,同时对选区页岩气储层岩性特征、物性特征、储集空间类型及分布、
电性特征及含气量特征等进行了分析研究;根据储层特征、页岩气富集成藏控制
因素分析及页岩气勘探开发情况,确定影响本区页岩气储层富集的主要控制条件;
最后,针对确定的主要控制条件开展针对性的页岩气“甜点”地震预测技术研究,
并综合地质条件开展目标层黑色页岩段页岩气“甜点”的综合评价分析,预测出
有利的页岩气“甜点”分布区。
通过构造分析认识到焦石坝选区目标构造地层平缓,倾角约5-10度,构造走
向呈NE-SW向,构造内断裂不发育,但微裂缝发育,地层埋深500-3500米,适合页
岩气的富集;丁山选区目标构造则相对较陡,地层倾角可达30度(或以内),构造
内断裂不发育,但是构造规模较小,受边缘大断裂的影响较大,地层埋深相对较大。
结合页岩测井-地震层序及储层段划分,通过地质分析及沉积相分析,明确选区五
峰-龙马溪组主要沉积深水陆棚、浅水陆棚相地层,其中位于下部的深水陆棚页岩
层为主要的目标储层段,经过沉积相划分确定该目标储层段主要对应深水硅泥质
陆棚、深水砂泥质陆棚、深水混积陆棚等沉积微相,其中深水硅泥质陆棚沉积微
相内沉积的富碳、高硅页岩(或碳质页岩、黑色页岩、灰黑色页岩等)为最优质的
页岩层,也是主要的页岩气产气段。
根据五峰-龙马溪组页岩气储层特征,纵向上可以将其分为三段,其中第1段
储层(最下部约38米,JY1井)为优质储层段,经页岩气勘探开发证实下部约10米
黑色页岩段最优。优质储层段对应测井响应特征为高伽马、低电阻、高声波时差、
高孔隙度、低密度特征,并呈层状结构;选区页岩气储层对应地震响应特征为储层
顶底均为地震强反射(储层顶对应地震波谷反射,储层底对应波峰反射),当储层
厚度大或含气量较高时,储层顶引起的地震波谷反射波形变宽(或因多套储层影
响而变长,或者受砂岩夹层影响波形由单一波谷变为两谷夹一峰)、储层底引起的
地震波峰反射波形微幅下拉。
通过对选区页岩气储层富集成藏控制因素分析,明确了影响选区页岩气储层
富集的主要控制因素包括含气量特征、保存条件(压力、埋深、断裂条件、顶底
板岩性等)、TOC含量、页岩分布特征、孔渗性及脆性条件等,其中压力条件可以
直接反映出页岩的产气量,为选区内页岩气储层最直接的表征因素,压力大、产气
量高。围绕选区页岩气储层测井响应特征、地震响应特征,结合页岩气储层富集
成藏主控因素分析,开展页岩气“甜点”预测技术研究,包括压力预测技术、有机
碳(TOC)预测技术、页岩分布特征预测技术、孔隙度预测技术、裂缝或节理预测
技术、脆性预测技术等,通过研究形成了针对焦石坝及丁山选区的页岩气“甜点”
预测技术系列,形成的典型技术包括基于拟声波地震反演速度的Fillippone压
力预测法、基于测井及岩样分析的TOC预测密度法、基于岩石物理分析的脆性指
数预测法(同时,建立页岩脆性岩石物理量板)、基于多元统计分析的孔隙度预测
方法等,同时开展页岩气储层的含气量预测技术探索,主要是利用叠前地震反演
技术、AVO技术、频率属性分析方法等预测页岩气储层的含气量。
对于影响页岩气储层孔渗性的微裂缝(或节理)条件,开展基于叠前、叠后的
蚂蚁追踪技术、方位各向异性裂缝检测技术、曲率检测技术、应力场分析技术等
研究,有效预测出目标构造带内的页岩微裂缝。结合页岩气富集成藏主控因素各
项参数研究成果,围绕选区地质条件及页岩气勘探开发现状,开展页岩气“甜点”
的综合评价分析,主要是利用多属性分析方法及权值系数法,结合页岩气储层分
布的地质条件(包括构造条件、沉积条件等)预测出五峰-龙马溪组优质页岩段的
页岩气“甜点”分布区,并且根据研究成果对选区页岩气“甜点”的概念有了地
质方面的深化认识,并提出了适合焦石坝及丁山选区的五峰-龙马溪组页岩气“甜
点”的概念。