东营凹陷页岩油储集地质特征与有效性.docx

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层位粘土矿物/%石英/%钾长石/%斜长石/%方解石/%白云石/%菱铁矿/%黄铁矿/%其他矿物/%沙三下亚段56~8/~7/296~0/~1/~1/3172~0/~0/~0/3—沙四上(纯上亚段)73~1/~1/238~0/~0/~1/3691~0/~0/~0/—沙四上(纯下亚段)50~5/~6/344~0/~1/~0/2065~0/94~0/~0/~0/,东营凹陷古近系页岩储层发育多种沉积构造类型,如纹层状、层状与块状,纹层状构造最为发育。争论区页岩主要发育富有机质纹层状泥质灰岩相(TOC大于2%)、富有机质纹层状灰质泥岩相、富有机质层状泥质灰岩相、富有机质层状灰质泥岩相、含有机质纹层状泥质灰岩相(TOC小于2%)、含有机质层状泥质灰岩相和含有机质块状泥岩相7种岩相。富有机质的纹层状岩相被视为优势岩相类型。储集空间及其组合连通类型储集空间类型识别通过岩心观看、偏光显微镜和氩离子抛光-扫描电镜等手段的分析争论,济阳坳陷沙三下亚段—沙四上亚段泥页岩中的储集空间包括泥岩裂缝和孔隙两大类[9,12-14]。岩心样品观看,裂缝总体不发育,依据成因可分为成岩裂缝和构造裂缝两类,成岩裂缝主要包括成岩层理缝和超压微裂缝。薄片的镜下观看,孔隙—裂缝系统较为简单,孔隙主要为方解石溶蚀孔、重结晶孔及少量生物有关的孔隙。高区分率场放射扫描电镜下观看,基质孔隙大量发育,[12]。包括不同刚性矿物支撑形成的粒间孔、粘土矿物片间孔、矿物颗粒内部及边缘的溶蚀孔、碳酸盐矿物重结晶形成的晶间孔、有机质边缘收缩孔及内部生烃演化孔和粘土矿物收缩孔等[12]。争论区孔隙类型主要为粒间孔、有机质和粘土矿物收缩孔、碳酸盐晶间孔以及溶蚀孔缝。储集空间组合连通方式以氩离子抛光样品的SEM图像观看为根底,结合岩心和薄片观看觉察东营凹陷古近系页岩具有三级孔缝网络的连通形式,一级网络组成为穿裂缝和页理缝,二级网络为层内缝,包括碳酸盐晶间缝和粘土矿物收缩缝,三级网络组成为基质孔隙,较完整的孔缝连通形式为穿裂缝(连接缝)-页理缝(层间缝)-解理缝(层内缝)-粒缘缝(基质缝)-基质孔隙[15]。各种岩相不同尺度的孔隙发育程度不一,基质孔缝连通形式差异明显。纹层状岩相发育穿裂缝-页理缝-层内缝-基质孔隙网络孔缝系统:页理缝和构造成因穿裂缝发育,二者之间往往相互连通,穿裂缝可贯穿多个纹层,从而形成有效的储集空间网络。图1济阳坳陷东营凹陷沙三下亚段—,,LY1井,;,LY1井,;,LY1井,;,LY1井,,以上均为扫描电镜照片图2济阳坳陷泥页岩孔缝三级网络模式(以纹层状岩相为例)-levelpore-workinshale,JiyangDepression(acasestudyoflaminatedlithofacies)储集空间定量表征储集空间全尺度表征方法图像分析、流体注入和非流体注入三种类型技术方法是表征页岩储层孔隙最主要的方法[15],各表征技术具有自己的优缺点,但在某一区域内具有较好地表征结果,为了削减由于受到单一表征方法存在局限性的影响[16]。本次争论承受了多种表征技术相结合方法,对不同岩相泥页岩进展了全尺度表征。微米尺度,承受岩心扫描图像、薄片图像定量统计法;纳米尺度,承受基于氩离子抛光-射扫描电镜图像和PCAS软件定量统计、小角X射线散射(SAXS)、压***和核磁共振冷孔计法。氩离子抛光-射扫描电镜图像和PCAS软件用于孔隙形态定量统计,小角X射线散射用于介孔(2~50nm)的定量表征[17],核磁共振冷孔计法可用于2~500nm范围孔隙的定量统计,以表征50~500nm范围孔隙为主,压***试验用于孔径>500nm孔隙的定量表征。不同类型储集空间孔径分布区间及占比东营凹陷沙三下亚段—沙四上亚段泥页岩微观储集空间尺度从小于1nm到几mm均有分布。尺度在100nm以下的纳米储集空间类型主要有粘土矿物片间孔、生物构造孔、有机质内部孔和局部方解石晶间孔;100nm~10μm尺度的微米级储集空间主要有有机质收缩孔、粘土矿物收缩缝、碳酸盐矿物晶间孔(方解石晶间孔、白云石晶间孔)和碳酸盐矿物溶蚀孔缝(方解石/白云石溶蚀孔和方解石/白云石晶间溶蚀缝);大于10μm的超微米级储集空间主要为碎屑颗粒间孔和微裂缝。统计觉察粘土矿物片间孔和方解石晶间孔对总孔隙度的奉献率最高,平均可达50%~70%,其次为粘土矿物收缩缝和构造张裂缝,对总孔隙度的奉献率平均在20%~40%,其他储集空间的总体奉献率一般10%左右(图3)。不同岩相泥页岩储集空间特征在富有机质的纹层状岩相中,有机质、碳酸盐矿物多以富集条带状分布,在不同矿物之间存在接触面,这些接触面可作为流体保存的有利储存空间,而在局部纹层状页岩内,也存在着大量重结晶的白云石、铁白云石、方解石和铁方解石等,这些重结晶矿物对开启缝隙具有支撑作用,并且矿物之间也存在肯定量的粒间孔[16],以微米级及超微米级储集空间为主,孔隙度最高,%~%,%,孔隙主峰值在10nm以上,多尺度的孔隙处于连续分布状态孔隙连通率较高,10nm以上的孔隙连通率高一般大于50%,渗透率一般在1×10-3μm2~10×10-3μm2;层状泥页岩以方解石晶间孔和粘土矿物片间孔为主,%~%,%,孔隙主峰值一般在10nm左右,孔隙呈不连续分布,孔隙连通率较低,10nm以上的孔隙连通率高一般为20%~50%,×10-3μm2~1×10-3μm2;而块状泥岩有机质、粘土及碳酸盐矿物大多呈分散状分布,以介孔尺度的粘土矿物片间孔、收缩缝和有机质收缩孔为主,孔隙度最低,%~%,%,孔隙主峰值在10nm以下,孔隙呈不连续分布,孔隙连通率差,10nm以上的孔隙连通率高一般小于20%,×10-3μm2。因此富含碳酸盐的纹层状岩相是陆相页岩油储集的最有利岩相(图4)。,,JiyangDepression泥页岩储集有效性页岩储层储油孔径下限对于泥页岩的储油孔径下限,本次承受两种方法进展探究,一种方法利用含油饱和度与各孔径孔隙所占比例关系确定储油孔径下限;另一种方法通过测定同一泥页岩样品在***仿抽提前后的孔径分布曲线确定孔径下限。含油饱和度与不同孔径孔隙所占比例关系该方法首先将样品分为2份。一份用于测定泥页岩的孔隙度和含油饱和度,孔隙度和含油饱和度的测定承受了GRI方法[17-18]。另一份用于高压压***分析,以测定泥页岩的孔径分布特征,依据高压压***所得孔径分布曲线,计算不同孔径的孔隙所占比例[16]。对某一地区的样品进展一系列样品的含油饱和度和高压压***测试。再对该一系列样品,以含油饱和度对应各个孔径范围的孔隙所占比例做图,含油饱和度与哪一局部孔径所占比例相关性较好,就说明那一局部孔径的孔隙为有效储油孔隙。济阳坳陷一系列样品的测试结果说明:含油饱和度与5nm以下孔隙所占比例负相关,当5nm以下的孔隙所占比例到达80%时,含油饱和度已经趋近于0(图5);相反,含油饱和度则与5nm以上孔隙正相关,5nm以上孔隙所占比例低于20%时,含油饱和度趋近于0。该相关关系说明济阳坳陷的该系列样品中,油主要赋存在5nm以上的孔隙中。,,JiyangDepression***仿抽提前后小角X射线散射法孔径分布选取了利页1井中沙三下亚段和沙四上亚段不同深度点的样品,进展***仿抽提前后的小角X射线散射比照试验,得到***仿抽提前后样品孔径分布特征,为了便于对试验前后数据进展比照,将有效孔径范围内的体积归为数值1,得到同一样品抽提前后有效孔径分布与体积百分比关系示意图(图6)。抽提前的样品体积分布曲线主要为两种类型,一种是最大峰值偏后的后峰型曲线,(图6a);另一种是最大峰值偏前的前峰型曲线,(图6b)。经抽提的全部样品在孔隙体积分布上趋于全都,均表达出前峰型的孔径分布特征,最大峰值的范围处于细介孔范围内。抽提前后的孔径分布曲线存在明显差异,对于低于5nm的孔隙,其抽提后孔隙体积所占比例和抽提前变化较小,说明其低于5nm孔径的孔隙内含油相对较少甚至不含油。而抽提后5nm以上的孔隙所占的比例和抽提前相比则急剧增加,说明孔径>5nm的孔隙局部被原油所占据。从***仿抽提前后的孔径分布曲线比照来看,5nm可能为原油赋存的孔径下限,而低于5nm的孔径,即使有原油存在,这些原油一般也不简洁被***仿抽提出来。,在抽真空的过程中,随着腔体内真空度的增加,压力的降低,原先以游离态赋存在孔缝中的页岩油沿适当宽度的裂缝发生位移,最终运移至裂缝开口处,由于腔体内压力的进一步降低,到达高真空的状态,页岩油组分中局部物质会发生汽化蒸发,残留物质会呈固化状态聚拢在裂缝开口边缘,表达了向裂隙两边集中的模式,页岩油的溢出点的位置是具有选择性的,过窄或过宽的裂隙并没有油的溢出。在抽真空的过程中,赋存在孔隙中页岩油发生了集中运移,最正确的运移路径为油同时附着在裂隙两边并具有可供运移的空间,当裂隙变宽时,油只能附着一边,不能够供给更多的动力使自身发生位移,过窄的裂缝油无法进入或者受到强附着力的作用而无法运移。沿着裂缝向收缩方向观看到页岩油溢出点对应的颜色由深渐渐变浅,这一现象佐证了受页岩油的分子量大小影响,裂隙宽度打算了油运移的选择性,即页岩油中的轻质组分能够在更窄的裂隙中进展运移,而重质组分由于分子量较大,只能在较大的裂隙中进展附着运移。~,,结合最大沥青质直径大小取4nm,页岩油附着裂隙壁进展运移至少需要3层分子直径大小的空间,即裂隙宽度需到达12nm。从裂隙宽度分布特征动身,10nm可以作为油在泥页岩孔隙中能够实现运移的最小孔径,对于小于10nm的孔隙而言,页岩油不易发生位移。游离油大量富集的孔径门槛为确定泥页岩中游离油大量富集的孔隙门槛,进展了基于重复施加压力-释放压力的可动油模拟试验。可动油模拟试验前,需将颖的泥页岩在***化锰溶液中浸泡肯定时间,测定出油核磁信号;然后将样品装入可动油模拟试验装置,进展重复屡次的施加压力-释放压力-收集流体的试验,直至流出的流体中检测不到油的信号,可动油模拟试验完毕。再将该样品浸入***化锰溶液中浸泡,测定模拟之后的油的核磁响应信号。图8为利页1井样品可动油模拟试验前后的油的核磁图谱,模拟前油的信号为总含油信号,模拟之后的油信号为吸附油的信号,两者差值即为游离油。一般游离油和吸附油难以区分出明显的孔径界限,相对小孔径中也可能含有肯定量的游离油,而相对较大的孔隙中,也会赋存肯定的吸附油,假设将游离油和吸附油划分一个明显的界限,可以以横向驰豫时间的T2截止值为划分界限,即T2截止值之前的原油信号划分为吸附油信号,T2截止值之后的原油信号确定为游离油信号,在确定T2截止值时,会将一局部游离油划入吸附油,也会将一局部吸附油划入游离油范畴。T2截止值确定的原则为:使得将吸附油划入游离油的量与将游离油划入吸附油的量相当。测定结果说明一系列的样品的T2截止值一般在2~3ms,游离油比例在躲在10~30%。T2截止值2~3ms对应的孔径为20~30nm。为保守起见,选取高值为游离油大量富集的孔径门槛,则为30nm。即一般来说,在适当的有机质丰度及成熟度的条件下,30nm以上的孔隙更有利于游离油的大量富集。图6济阳坳陷东营凹陷利页1井***,Dongyingsag,,;