吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油录井响应及“甜点”快速评价技术.pdf
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1、 收稿日期:改回日期:基金项目:国家自然科学基金“陆相页岩油在基质裂缝体系中的多尺度运移机理研究”()作者简介:文家成()男 年毕业于西南石油大学资源勘查工程专业现为中国石油大学(华东)地质工程专业在读硕士研究生主要从事页岩微观孔隙结构表征、页岩油气的赋存及可动性方面的研究 通讯作者:胡钦红()男教授 年毕业于浙江农业大学土壤与农业化学专业 年毕业于美国亚里桑那大学污染物水文地质专业获博士学位现主要从事裂隙基岩相互作用、微观孔隙结构、宏观页岩油气的赋存和运移行为研究工作:/渤海湾盆地沧东凹陷孔二段页岩储层特征及页岩油可动性评价文家成胡钦红杨升宇马斌玉王旭阳蒲秀刚韩文中张 伟(中国石油大学(华东
2、)深层油气重点实验室山东 青岛 美国德克萨斯大学德克萨斯州 阿灵顿 中国石油大港油田分公司天津)摘要:渤海湾盆地沧东凹陷孔二段页岩油资源丰富但对于页岩油的储层特征、油气赋存、可动性及其关联性研究较少 为此采用氩离子抛光场发射扫描电镜、中子散射、高压压汞、低温氮气吸附等实验对孔二段页岩油储层开展微观孔隙结构描述对比抽提前后的孔体积之差与饱和离心核磁共振结果揭示了页岩油赋存及可动性特征 研究结果表明:孔二段页岩主要发育纳米级的粒间孔、溶蚀孔、有机质孔及微米级的微裂缝等储集空间页岩油主要赋存于直径为 和 的孔隙中长英质页岩具有较高的可动油饱和度表明其具有更好的孔隙连通性和渗流能力有利于页岩油的运移
3、页岩储层中矿物含量和孔隙结构共同控制了页岩油的可流动性 孔径小于 的孔隙具有较大的比表面积对页岩油的吸附能力较强不利于页岩油的流动 该研究成果对页岩油的勘探开发具有重要指导意义关键词:页岩油储层特征孔隙结构赋存空间可动性孔二段沧东凹陷中图分类号:文献标识码:文章编号:()(.().):.特 种 油 气 藏第 卷:引 言随着北美页岩油气实现商业化开采非常规油气近年来逐渐成为世界各国备受关注的重要资源 与美国页岩油相比中国页岩油层系以陆相为主储层非均质性强、成熟度低页岩油黏度高导致页岩油可动性相对较差对获得工业性油流具有一定困难 近年来不同学者研究发现页岩油主要赋存于纳米和微米孔隙中且常规储层的孔
4、隙结构描述方法并不完全适用于页岩储层目前主要采用直接观测法、流体注入法等对页岩储层孔隙结构特征进行描述 直接观测法可以对孔隙类型、大小、数量展开清晰描述但受页岩非均质性的影响其结果的代表性并不理想流体注入法能够清晰地表征页岩储层的孔隙大小但单一的实验手段对孔隙的测试范围具有一定的局限性 因此为获得较为准确实验数据众多学者通过结合不同的实验手段对孔隙结构进行描述然而目前尚未建立页岩油可动性与储层矿物组分及孔隙结构之间的联系页岩储层特征对页岩油可动性的影响作用尚不明确 因此以渤海湾盆地沧东凹陷孔二段页岩为研究对象对孔二段页岩油储层孔隙结构特征、页岩油赋存特征、页岩油可动性特征及其影响因素展开系统性
5、研究 区域地质概况沧东凹陷是位于渤海湾盆地黄骅坳陷南部的一个区域性拉张背景下形成断陷盆地夹持于沧县隆起、孔店凸起及徐黑凸起之间包括南皮斜坡、孔西斜坡、孔东斜坡、舍女寺断鼻带和孔店构造带 个构造单元(图)孔店组为沧东凹陷重要的沉积单元沉积时属于亚热带潮湿气候淡水半咸水封闭性坳陷湖盆生物繁茂整体处于还原环境为大面积富有机质页岩发育提供了丰富的物质基础 孔店组由下至上分为 个层系孔二段作为重要的储油层系是沧东凹陷主要的勘探层系 孔二段厚度约为 主要发育深灰色、灰黑色长英质页岩及混合质页岩的沉积层系中间夹少量含灰白云质页岩及夹薄层粉细砂岩沉积图 沧东凹陷区域构造 页岩储层特征 实验样品信息实验所选 块
6、样品为渤海湾盆地沧东凹陷孔二段页岩埋深为 实验表明样品成分较为复杂其中碳酸盐矿物含量为 平均为 其主要成分为白云石长英质矿物含量为 平均为 以石英和长石为主黏土矿物含量为 平均含量为 利用三端元矿物划分法对孔二段页岩岩性进行划分发现主要以长英质页岩、混合质页岩和灰云质页岩为主根据有机地球化学测试分析孔二段页岩 为 平均为 有机质类型以型和型为主部分样品的有机质类型为型(表)孔二段页岩表现出较好的生烃潜力 第 期文家成等:渤海湾盆地沧东凹陷孔二段页岩储层特征及页岩油可动性评价 表 沧东凹陷孔二段页岩基本信息 样品编号矿物组分含量/石英钾长石斜长石方解石白云石菱铁矿 黏土矿物 黄铁矿方沸石/岩相干
7、酪根类型 混合质 灰云质 混合质 混合质 灰云质 混合质 灰云质 混合质 混合质 混合质 灰云质 长英质 长英质 灰云质 长英质 长英质 灰云质 灰云质 长英质 页岩孔隙类型通过扫描电镜和薄片鉴定对孔二段页岩样品进行观察结果表明该储层主要发育粒间孔、有机质孔、黄铁矿晶间孔、黏土矿物晶间孔、石英/长石溶蚀孔及裂缝等 其中页岩粒间孔最为发育主要是由于颗粒间不完全胶结作用或成岩作用形成矿物颗粒在储层中数量大、分布广泛多呈不规则多边形(图、)有机质孔主要分散在有机质内部主要呈椭圆形和不规则多边形分布较为密集总数量在储层中含量较少(图、)黄铁矿晶间孔发育于草莓状黄铁矿集合体中形状较规则主要?a2928m
8、b2928mc?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?i?,?,4136md4136me2928mf2928mg4136mh2958m2964m,?agdbhecif图 沧东凹陷孔二段页岩储层不同类型孔隙微观特征 特 种 油 气 藏第 卷呈现为三角形状(图)黏土矿物晶间孔发育在黏土矿物之间形状复杂主要以扁平状和锯齿状孔隙为主(图)石英/长石溶蚀孔主要是在后期成岩作用过程中矿物被溶蚀时形成孔隙主要呈圆形或椭圆形平均孔径较小独立发育并且分布密集(图)此外储层还发育少量的构造缝(图)和微裂缝(图)页岩全孔径特征中子散射和低温氮气吸附实验对页岩纳米级的微小孔具有良好的指示作用
9、 低温氮气吸附实验能够清楚地表征连通孔隙的特征而中子散射实验能够表征页岩内部所有的孔隙将中子散射实验与低温氮气吸附实验孔径分布曲线结合能够判断孔二段页岩的闭孔情况 中子散射实验结果表明长英质页岩主要发育 的孔隙(图)而混合质页岩和灰云质页岩孔隙主要集中在 以下(图、)低温氮气吸附实验结果显示混合质页岩和灰云质页岩纳米级孔隙较为发育而长英质页岩相较于其他 种岩性纳米级孔隙基本不发育 实验结果表明孔二段页岩纳米级孔隙非常发育尤其是 以下的孔隙但由于存在较多的闭孔导致储层中的小孔隙连通性较差其中长英质页岩最为明显而混合质页岩和灰云质页岩小孔连通性相对较好相比于中子散射和氮气吸附高压压汞测试的孔径范围
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