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页岩储层非构造裂缝研究进展与思考 被引量：5
1
作者 丁文龙 王垚 +5 位作者 王生晖 刘霆锋 张子游 勾通 张梦阳 贺湘 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期297-314,共18页
随着我国对非常规油气勘探理论的完善和技术的提高,页岩油气勘探开发不断获得突破,其战略地位也在不断上升。页岩储层的品质通常是制约其资源潜力的主要因素,其中裂缝是页岩油气富集、高产、稳产的关键。因此裂缝作为富有机质页岩储层... 随着我国对非常规油气勘探理论的完善和技术的提高,页岩油气勘探开发不断获得突破,其战略地位也在不断上升。页岩储层的品质通常是制约其资源潜力的主要因素,其中裂缝是页岩油气富集、高产、稳产的关键。因此裂缝作为富有机质页岩储层重要的储集空间和渗流通道,其相关研究一直都是该领域内的重点。我国页岩储层内天然裂缝大量发育,而非构造裂缝同样比较发育,对页岩油气的富集和保存评价亦具有重要意义。目前对页岩储层构造裂缝的研究比较深入,而对页岩非构造裂缝的研究则相对薄弱。为此本文在充分调研近年来国内外页岩非构造裂缝研究成果的基础上,重点梳理了非构造裂缝的分类、识别与表征、主控因素、期次及演化序列等方面的研究进展。页岩储层非构造裂缝以成因和形态复杂、分布不规则、尺度较小为特征,依据成因机制差异可将其分为成岩缝、异常高压缝、层理缝和表生缝4个大类,它们的识别与表征目前主要还停留在定性描述的阶段;尽管不同类型的非构造缝主控因素存在差异,但均在不同程度上受控于沉积作用、成岩作用、矿物组分及含量、岩石力学性质,呈现出一定的共性。综合分析并指出了页岩储层非构造裂缝研究的关键问题及发展趋势:一是基于页岩储层岩心、薄片、成像测井、常规测井的典型特征,结合先进图像技术,建立不同类型不同尺度非构造裂缝综合有效识别与定量化表征新方法。二是针对页岩储层非构造裂缝的形成发育具有“多成因类型、多控制因素、多期次演化”的特点,并且页岩非构造裂缝的形成与演化与“古温压、古流体、古成岩”过程联系紧密。据此提出了利用页岩储层非构造裂缝中普遍存在的方解石等充填物的流体地球化学、同位素地球化学(C,O,Sr)及微区原位同位素年代学(U-Pb,Sm-Nd)等先进实验分析技术,综合确定页岩储层非构造裂缝形成时间和活动期次及演化序列是未来研究的关键手段。三是由页岩储层非构造裂缝发育程度与单因素主控因素之间的定性-半定量分析,向多个主控因素耦合控制下的非构造裂缝发育程度的定量研究方向发展,即采用数学方法确定不同主控因素对于裂缝发育程度影响的权重,并构建适合我国页岩非构造裂缝发育程度的综合指数与多个主控因素之间的定量关系模型。 展开更多
关键词 页岩油气 非构造裂缝 裂缝分类 主控因素 裂缝发育程度 裂缝期次
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地下油气形成聚集地质过程虚拟仿真教学实验设计 被引量：3
2
作者 唐玄 刘飏 +2 位作者 熊金玉 梁国栋 张金川 《中国地质教育》 2021年第2期96-99,共4页
石油的形成演化发生于地下上千米深的微米—纳米级的岩石孔隙空间中,经历了漫长的地质历史时期,其时空跨度超过人们以往的经验认知范围,学生理解难度较大。地下油气形成聚集地质过程虚拟仿真教学实验建立了地球—板块—盆地—圈闭—油... 石油的形成演化发生于地下上千米深的微米—纳米级的岩石孔隙空间中,经历了漫长的地质历史时期,其时空跨度超过人们以往的经验认知范围,学生理解难度较大。地下油气形成聚集地质过程虚拟仿真教学实验建立了地球—板块—盆地—圈闭—油气分子等从宏观到微观的各级场景,涵盖烃源岩形成、油气生成、油气运聚及破坏三个教学环节共十一类场景,实现了地下油气从形成到成藏的全场景、全过程再现,实验完成后采用双重测评方案测评并实时反馈,教学效果良好。 展开更多
关键词 虚拟仿真 教学实验 油气聚集 盆地模拟
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页岩储层构造裂缝活动期次及开启性研究进展与展望
3
作者 丁文龙 王垚 +5 位作者 张子游 刘天顺 程晓云 勾通 王生晖 刘霆锋 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1-16,共16页
随着我国在非常规油气领域的研究不断深入和技术手段不断提高,页岩油气勘探开发工作取得了显著进展。大量生产实践结果表明:页岩储层裂缝是影响油气富集、高产和稳产的关键因素,页岩储层中裂缝的存在不仅可以改善储层的物性,还有利于后... 随着我国在非常规油气领域的研究不断深入和技术手段不断提高,页岩油气勘探开发工作取得了显著进展。大量生产实践结果表明:页岩储层裂缝是影响油气富集、高产和稳产的关键因素,页岩储层中裂缝的存在不仅可以改善储层的物性,还有利于后期的压裂改造。特别是储层中发育的构造裂缝,其活动期次与开启性的研究对于揭示页岩油气富集规律、保存条件等具有重要意义。早期对于页岩储层裂缝的研究集中在裂缝分类、识别与表征、裂缝发育主控因素分析与分布预测及建模等方面,而对于裂缝的形成时间与活动期次厘定、裂缝开启性的主控因素、裂缝开启与闭合机理、裂缝开启程度定量表征研究相对薄弱,制约了我国盆内页岩油气的高效勘探开发。为此本文在充分调研了国内外页岩储层构造裂缝研究成果的基础上,围绕页岩储层构造裂缝活动期次及开启性这一主题,重点梳理了页岩裂缝期次划分、充填脉体定年、开启性主控因素分析及开启程度定量表征方面的研究进展。裂缝活动期次的划分方法可分为两类:地质定性分析和裂缝充填物地球化学示踪分析。在实际应用中,上述方法只能得到裂缝活动期次相对的先后顺序,且会受到埋藏史、热史等基础地质资料精度的影响,其应用存在一定局限性。裂缝中脉体多为碳酸盐岩矿物和石英,高精度微区原位U-Pb定年技术的出现,使得厘定不同组系裂缝脉体形成的绝对年龄成为可能,避免了由于热史、埋藏史认识差异带来的流体活动时间的多解问题。影响构造裂缝开启性的主控因素较多,不仅受到岩石本身特性的影响,还受到现今地应力、地层流体压力等因素的控制。裂缝中广泛分布的纤维状充填物岩石学特征记录了晶体的生长过程,此类特殊的晶体形态是裂缝曾经存在多期活动的证据,揭示了裂缝多次开启闭合的演化过程。目前主要应用开度这一参数来表征裂缝的开启程度,或是通过计算及实验获取裂缝开启压力间接表征其开启性。在总结并分析上述研究成果后指出了页岩储层构造裂缝活动期次及开启性研究中存在的关键问题及发展趋势,旨在丰富和完善页岩油气储层研究的理论和方法体系,为我国页岩油气的构造保存条件和富集机理研究提供重要的科学依据。 展开更多
关键词 页岩储层 构造裂缝 活动期次 裂缝开启性 裂缝脉体 定量表征
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黔北寒武系牛蹄塘组页岩孔隙分形表征 被引量：7
4
作者 唐玄 郑逢赞 +4 位作者 梁国栋 马子杰 张家政 王玉芳 张同伟 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期110-123,共14页
页岩的孔隙结构是影响页岩气赋存和流动的关键因素,分形维数可以用来定量描述页岩孔隙结构的复杂程度。以黔北地区牛蹄塘组富有机质页岩为例,在扫描电镜、页岩地球化学和矿物组成分析基础上,利用高压压汞和低温氮气吸/脱附法研究了页岩... 页岩的孔隙结构是影响页岩气赋存和流动的关键因素,分形维数可以用来定量描述页岩孔隙结构的复杂程度。以黔北地区牛蹄塘组富有机质页岩为例,在扫描电镜、页岩地球化学和矿物组成分析基础上,利用高压压汞和低温氮气吸/脱附法研究了页岩孔隙结构特征参数,利用FHH模型计算了孔隙分形维数,讨论了孔隙结构的影响因素。研究发现:(1)下寒武统牛蹄塘组富有机质页岩石英含量为39.0%~68.4%;黏土矿物含量为11.5%~28.2%;有机碳含量为2.77%~5.81%,平均为3.81%;有机质成熟度高。(2)氮气吸脱附数据显示BET比表面积为11.954~21.744 m^(2)/g,平均为14.572 m^(2)/g;总孔体积为0.0186~0.0259 cm^(3)/g,平均为0.0214 cm^(3)/g;平均孔径范围在4.773~7.025 nm,平均为5.967 nm。微孔对总比表面积贡献大,而中孔和宏孔对孔隙体积贡献大。(3)基于低温氮气吸附数据获得的页岩孔隙分形维数D_(1)和D_(2)分布相对集中(D_(1)为2.65~2.71,D_(2)为2.79~2.85),压汞数据的大孔隙分形维数分布范围宽(D_(Hg)为2.21~2.81),分形维数显示牛蹄塘组富有机质页岩具有以微孔为主的复杂孔隙结构和高度非均质性,孔隙发育具有多重分形特征。(4)分形维数D_(2)与有机碳含量和微孔体积有明显的正相关关系,显示分形维数D_(2)可用于有机质孔隙结构表征,而矿物组成对分形维数没有明显影响。研究区牛蹄塘组页岩分形维数与龙马溪组产气页岩较为接近,指示本区页岩具有较好的孔隙结构。 展开更多
关键词 孔隙结构 分形维数 牛蹄塘组 高压压汞 黔北地区
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页岩中黄铁矿类型及其对页岩气富集的影响--以四川盆地及其周缘五峰组-龙马溪组页岩为例 被引量：22
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作者 张光荣 聂海宽 +3 位作者 唐玄 杜伟 孙川翔 陈松 《石油实验地质》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期459-466,共8页
黄铁矿是页岩中普遍存在的矿物之一,对其类型、成因及其对页岩气富集的影响的研究还处在探索阶段。以四川盆地及其周缘上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组页岩为研究对象,通过薄片观察、扫描电镜等手段,识别出草莓状、纹层状、结核状、自... 黄铁矿是页岩中普遍存在的矿物之一,对其类型、成因及其对页岩气富集的影响的研究还处在探索阶段。以四川盆地及其周缘上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组页岩为研究对象,通过薄片观察、扫描电镜等手段,识别出草莓状、纹层状、结核状、自形以及他形等黄铁矿类型,五峰组-龙马溪组页岩中的黄铁矿主要形成于同生沉积阶段和早成岩阶段。草莓状黄铁矿主要形成于同生沉积阶段,指示还原环境,有利于有机质富集和保存,其含量与总有机碳呈正相关关系,其发育层段常富含有机质。草莓状黄铁矿与生物成因石英、陆源碎屑石英一起形成刚性颗粒支撑格架,对原始粒间孔隙的保存具有重要作用,有利于油气充注、滞留以及有机质孔的发育。研究区五峰组-龙马溪组底部黑色页岩草莓状黄铁矿非常发育,显示其不仅具有良好的有机质富集的物质基础,也有利于页岩优质储层的形成,草莓状黄铁矿含量可以作为页岩气甜点段判识的依据。 展开更多
关键词 黄铁矿 页岩气 五峰组 龙马溪组 四川盆地
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上扬子地区下寒武统牛蹄塘组页岩中黄铁矿特征及其地质意义 被引量：6
6
作者 卢正伟 唐玄 +6 位作者 张同伟 王玉芳 张家政 孟庆强 马子杰 何燚 邵德勇 《石油实验地质》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期599-610,共12页
黄铁矿的研究不仅为沉积、成岩环境的恢复提供依据,也为富有机质页岩的预测提供参考。以上扬子板块3个不同沉积位置钻井(宜昌EYY1井、威远W001-4井、汉中SNY1井)的下寒武统牛蹄塘组页岩为例,通过X射线衍射全岩矿物分析(XRD)、显微镜、... 黄铁矿的研究不仅为沉积、成岩环境的恢复提供依据,也为富有机质页岩的预测提供参考。以上扬子板块3个不同沉积位置钻井(宜昌EYY1井、威远W001-4井、汉中SNY1井)的下寒武统牛蹄塘组页岩为例,通过X射线衍射全岩矿物分析(XRD)、显微镜、扫描电镜和碳硫分析等实验手段对样品及其黄铁矿进行对比研究。研究区样品中黄铁矿主要发育草莓状、立方体自形、条带状及不规则非自形等4种类型。其中草莓状黄铁矿发育最多,其粒径整体较小且变化范围较窄,反映以同沉积成因为主,一般与有机质含量有良好的正相关性,其他类型黄铁矿则可能为成岩成因。3口钻井页岩样品中黄铁矿形貌特征和粒径特征差异显示,SNY1井沉积水体安静、还原性最强,W001-4井和EYY1井沉积水体下部具有贫氧—厌氧环境的转变,其中W001-4井高丰度黄铁矿可能受绵阳—长宁拉张槽热液活动的影响。岩相对黄铁矿含量具有一定的控制作用,硅质页岩和硅质—钙质过渡型页岩比钙质页岩更有利于黄铁矿的形成。黄铁矿对有机孔的发育和保存具有积极影响,有利于页岩储层中天然气的富集和储存。 展开更多
关键词 黄铁矿 页岩 牛蹄塘组 下寒武统 上扬子地区
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基于深度学习的页岩扫描电镜图像有机质孔隙识别与比较 被引量：5
7
作者 陈宗铭 唐玄 +1 位作者 梁国栋 关子珩 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期208-220,共13页
将深度学习模型引入地质图像分析中,可以大幅提高工作效率,增加研究定量化程度,开拓图像研究新领域。本文以上扬子鄂西地区下寒武统牛蹄塘组页岩的离子抛光扫描电镜图像为例,通过对图片二值化等预处理后,利用Mask-RCNN、FCN和U-Net 3种... 将深度学习模型引入地质图像分析中,可以大幅提高工作效率,增加研究定量化程度,开拓图像研究新领域。本文以上扬子鄂西地区下寒武统牛蹄塘组页岩的离子抛光扫描电镜图像为例,通过对图片二值化等预处理后,利用Mask-RCNN、FCN和U-Net 3种深度学习模型对页岩中主要矿物、有机质及孔隙等进行识别,比较运行时间与识别结果的准确度,讨论了不同深度学习模型在地质图像识别和处理过程中的适用性和差异性。并优选效果最优的U-Net模型与JMicroVision、Adobe Photoshop等通用图像处理软件识别结果进行孔隙识别对比。结果显示:FCN模型能够基本识别图像中的主要矿物、有机质与孔隙,但对颜色相近的组分和裂缝识别效果较差;Mask-RCNN模型可识别分割性强的主要矿物,但对分辨率较低的孔隙和裂缝识别效果较差;U-Net模型对主要矿物、有机质及孔隙识别效率大大提高,在页岩地质图像识别方面具有优势。相较于通用图像处理软件,U-Net模型识别速度提高了300多倍。基于深度学习U-Net模型识别结果,研究区牛蹄塘组页岩孔隙结构类型可分为矿物内圆状孔、矿物间随机不规则孔、有机棱角状孔和有机密集微孔。基于足够数量电镜图片识别得到的孔隙结构参数对于实际储层分类评价具有参考价值。本实验为基于深度学习的页岩扫描电镜图像识别与分析提供了范例,对提高地质图像研究工作效率和推进油气智能化具有一定的借鉴意义。 展开更多
关键词 页岩 黄铁矿 裂缝 有机质孔隙 U-Net 深度学习 扫描电镜图像
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