东营凹陷古近系泥页岩储层特征研究

摘要

随着世界范围内油气产量的不断下降，非常规油气已经成为主要代替资源，其中页岩气全球含量巨大，开展对页岩气的研究对缓解资源危机至关重要。页岩气储层具有低孔低渗，孔隙结构、矿物储层复杂、岩相类型多等特征，以岩相为单位对泥页岩储层生烃潜力、储集、储层脆性等方面开展研究，判定有利储层，对页岩气的开发有重要作用。东营凹陷具有济阳坳陷坳陷乃至渤海湾盆地最优质的烃源岩。目前，已在多口探井的泥页岩发育段获得工业油气流，展示了东营凹陷具有良好的页岩油气勘探开发前景。 本文主要通过岩心观察、薄片观察、扫描电镜、氩粒子抛光、X射线衍射分析、高压压汞、低温氮气吸附、二氧化碳吸附、岩石热解分析、岩石力学分析等方法，对泥页岩岩石学特征、烃源岩特征、储层物性特征、微观孔隙结构特征、成岩作用特征、泥页岩脆性研究、优势岩相评价几个方面进行了研究。 将东营凹陷泥页岩划分为纹层状泥质灰岩、块状泥质灰岩、纹层状灰质泥岩、块状泥岩、块状粉砂质泥岩、层状粉砂质泥岩六种岩相；矿物含量变化范围大，其中碳酸盐矿物含量最高，长英质矿物、粘土矿物含量较高，粘土矿物以伊利石、伊蒙混层为主；东营凹陷泥页岩沙四上亚段TOC均值为3.72%，Ro均值为0.81%，沙三下亚段TOC均值为4.43%，Ro均值为0.91%，可见有机质丰度偏高、有机质类型好（以Ⅰ和Ⅱ1型为主），有机质成熟度进入低成熟—高成熟阶段，主体处于成熟阶段，具备生成页岩油气的基础地质条件；储集空间主要包括构造缝、层理缝、异常压力缝、矿物收缩缝4种裂缝及有机质演化孔、粒内溶蚀孔、粒间孔、晶间孔4种基质孔隙类型。物性测试结果显示孔隙度均值为4.87%，渗透率均值为0.656mD；高压压汞法、氮气吸附法、二氧化碳吸附法测得孔隙体积均值分别为0.024cm3/g、0.0058cm3/g、0.0018cm3/g；比表面积均值为1.736m2/g、4.289m2/g、5.04m2/g，压汞孔隙度均值为5.594％。得到泥页岩孔径主要分布在10nm和100μm、3-5nm、0.42-0.9nm范围内。且孔隙类型主要主要以两端开放的圆柱形孔、平行板等开放性孔隙为主，含有墨水瓶型等不规则孔。且有机质含量、石英矿物、粘土矿物含量对泥页岩孔隙的发育都有控制作用；经过甲烷吸附法得到泥页岩气体吸附量均值为0.0724mmol/g，且主要受有机碳含量、微孔和中孔、矿物组分的影响；泥页岩整体处于中成岩阶段A2期，发育有溶蚀作用、胶结作用、交代作用、压实作用、重结晶作用、粘土矿物转化作用等成岩作用类型；通过力学实验可知，泥页岩脆性高。最后依据TOC、孔隙度、储集空间、脆性指数等4个指标，从生烃、储集、压裂三个方面对泥页岩岩相的储层品质进行评价。 以TOC为主要核心评价参数，从生烃、储集、压裂三个方面将6种主要岩相划分为划分出有利生烃相，有利储集相，有利压裂相等三个等级。其中纹层状灰质泥岩相与纹层状泥质灰岩相为有利生烃岩相；块状泥质灰岩相为有利储集岩相，块状泥岩相为生烃岩相；层状粉砂质泥岩相及块状粉砂质泥岩为有利压裂相。

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摘 要

Abstract

第一章 引言

1.1 课题来源及研究意义

1.1.1 课题来源

1.1.2 研究意义

1.2 国内外研究现状及存在问题

1.2.1 页岩气研究现状

1.2.2 泥页岩储层特征研究

1.2.3 存在问题

1.3 研究内容及技术路线

1.3.1 研究内容

1.3.2技术路线图

第二章 地质概况

2.1 区域位置

2.2 地层发育特征

2.3 构造发育特征

2.3.1 构造特征

2.3.2 构造演化特征

2.4 沉积特征

第三章 储层岩石学特征

3.1 矿物组成特征

3.2 泥页岩岩相类型

第四章 烃源岩有机地化特征

4.1 有机质丰度

4.2 有机质类型

4.3 有机质成熟度

第五章 储集空间特征

5.1 基质孔隙类型

5.1.1有机质孔

5.1.2粒间孔

5.1.3晶间孔

5.1.4粒内孔

5.2 泥页岩裂缝类型

5.2.1构造缝

5.2.2 异常高压缝

5.2.3 层间缝

5.2.4矿物收缩缝

5.3 泥页岩物性特征

第六章 储层微观孔隙结构

6.1 孔隙的比表面积和体积

6.1.1 高压压汞法

6.1.2 氮气吸附法

6.1.3 二氧化碳吸附法

6.2 孔隙大小分布

6.2.1 氮气吸附法和高压压汞法

6.2.2 二氧化碳吸附法

6.3 孔隙形态

6.3.1 高压压汞法

6.3.2 氮气吸附法

6.4 泥页岩孔隙发育的控制因素

6.4.1有机质

6.4.2粘土矿物和石英

6.5 甲烷等温吸附实验

6.5.1 吸附气含量

6.5.2 吸附气含量的影响因素

第七章 储层脆性特征及成岩作用

7.1 泥页岩脆性定性评价

7.2 泥页岩脆性定量计算

7.2.1 弹性参数法

7.2.2 矿物组分法

7.3 成岩作用特征

7.3.1 压实作用

7.3.2 溶蚀作用

7.3.3 胶结作用

7.3.4 重结晶作用

7.3.5 粘土矿物转化作用

7.3.6 有机质热演化作用

第八章 岩相划分

8.1岩相的储层特征

8.1.1 纹层状灰质泥岩

8.1.2 纹层状泥质灰岩

8.1.3 块状泥质灰岩

8.1.4 块状泥岩

8.1.5 层状粉砂质泥岩

8.1.6 块状粉砂质泥岩

8.2岩相分类

结论与认识

参考文献

学术成果

致 谢