2016年, 第27卷, 第10期　刊出日期：2016-10-10

  

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  《天然气地球科学》2016-10期封面及目次

  《天然气地球科学》-期封面及目次

  天然气地球科学. 2016, 27(10): 1-2.

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  《天然气地球科学》2016-10期封面及目次

天然气地质学
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  煤系致密砂岩气运聚动力与二维可视化物理模拟研究——以川中地区三叠系须家河组致密砂岩气为例

  陶士振, 李昌伟, 黄纯虎, 曾溅辉, 张响响, 杨春, 高晓辉, 公言杰

  天然气地球科学. 2016, 27(10): 1767-1777. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2016.10.1767

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  煤系地层致密砂岩气是中国陆相盆地主要的致密砂岩气类型，这种致密砂岩气源来自煤系烃源岩。中国煤系致密砂岩气以四川盆地须家河组和鄂尔多斯盆地上古生界最为典型。煤系烃源岩呈广覆式分布，大面积生排烃，进入大范围砂体后，天然气运移聚集过程中，砂体的非均质性控制了致密砂岩气局部富集和甜点形成。基于典型气区解剖和地质建模，开展了不同粒径砂与黏土相似材料模拟致密砂岩气运聚机理实验研究，以揭示煤系致密砂岩气充注、运移和聚集规律。实验结果表明，砂体渗透率级差控制天然气聚集的有效性、速率和含气饱和度。当砂体渗透率级差值为2.8时，即砂体非均质性较弱时，砂体内天然气不能有效聚集，而是运移和散失；当砂体的非均质性增强，渗透率级差值增加到5.4时，其中的天然气开始聚集成藏；当砂体非均质性进一步增强，渗透率级差值增加到9.0以上时，砂体内天然气发生大规模的有效聚集和成藏。在气源充足的条件下，大面积非均质性砂体中，物性相对越好的局部砂体，且该局部好砂体中均质性和连通性越好，含气饱和度越高。有断层连通的情况下，砂体的成藏速率增大。致密砂岩气运聚机理研究表明，勘探中应找分流河道、岩屑溶蚀相、断层裂缝和局部构造等部位物性较好的砂体，而其外围被物性较差的砂体或泥岩围限，则有利于天然气有效聚集和保存。
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  济阳坳陷惠民凹陷中央隆起带与邻区黏土矿物成岩演化及古地温变化

  倪金龙, 张红, 唐小玲, 韩帅

  天然气地球科学. 2016, 27(10): 1778-1788. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2016.10.1778

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  惠民凹陷中央隆起带是胜利油田重要的油气富集带，对其成岩演化及古地温研究有助于进一步弄清该构造带的地质作用过程。选取了中央隆起带及临南洼陷带沙河街组大量样品，通过X-射线衍射、电子探针等进行黏土矿物成分分析及古地温计算，结果表明：该区沙河街组黏土矿物主要为高岭石、伊/蒙混层、伊利石和绿泥石，总体反映黏土矿物演化程度不高，盆地热演化程度较低的特点；成岩作用基本处于中成岩阶段，可进一步划分为早期和晚期2个阶段，早期主要是无序伊/蒙混层矿物(伊利石含量=38.2%~60.3%）；晚期是有序伊/蒙混层矿物(伊利石含量=60.3%~82.4%）。在中央隆起带，早期和晚期的转换深度界线大致为1 700m，而在临南洼陷带该界线大致为2 600m；中央隆起带沙二段（Es₂）矿物热演化程度明显低于洼陷带，表明中央隆起带可能在沙二段沉积期开始了快速抬升，形成了与洼陷带不同的成岩环境；洼陷带沙河街组古地温梯度为40.8℃/km，中央隆起带的古地温梯度计算结果明显异常（76.72℃/km），表明该构造带遭受了强烈抬升与剥蚀作用，剥蚀量大约为880m。
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  塔里木盆地英买35井区志留系储层石英增生机理及意义

  刘永福, 程明, 孙琦, 秦红, 李洁

  天然气地球科学. 2016, 27(10): 1789-1796. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2016.10.1789

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  在英买35井区志留系柯坪塔格组上段，针对致密海相石英砂岩储层的成因，结合薄片、包裹体测温、伊利石测年、阴极发光等资料，认为石英砂岩存在4期主要的石英增生:①泥盆纪、石炭纪，来源于寒武系硅质生物遗骸中的硅质增生；②二叠纪火山喷发，来源于寒武系、奥陶系、志留系的硅质大量增生；③三叠纪、侏罗纪地层暴露剥蚀，来源于二叠系凝灰岩的硅质增生；④白垩纪至今地层快速沉降深埋，志留系成岩活动加剧，硅质析出增生。二叠系火成岩喷发提供了石英增生的动力与物源。毗邻二叠系火成岩侵入体的志留系砂岩储层存在热接触变质带和致密胶结带。
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  塔里木盆地牙哈_英买力寒武系潜山区优质储层形成模式

  张德民, 鲍志东, 郝雁, 杨飞, 陈敏, 仲向云

  天然气地球科学. 2016, 27(10): 1797-1807. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2016.10.1797

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  碳酸盐岩潜山是国内外油气勘探的热点领域，为探讨长期抬升淋滤区多期岩溶的剥离问题，明确潜山优质储层形成演化模式，以塔里木盆地牙哈_英买力寒武系潜山为研究对象，在系统分析储层岩石类型、储集空间类型、储层物性特征的基础上，探讨储层主控因素，建立优质储层形成模式。研究发现：牙哈_英买力地区储层岩性以晶粒云岩,砂屑云岩为主；晶间溶孔、溶蚀孔洞等次生孔隙为主要储集空间；储层非均质性强。台内滩亚相储层物性明显优于潮坪_潟湖亚相，反映了原始沉积相带是储层发育的物质基础；提出前热液表生岩溶和后热液表生岩溶，总结了2类岩溶的识别标志并明确了研究区以前热液表生岩溶作用为主。最终，结合构造演化和成岩作用研究成果，建立了研究区优质储层形成模式，预测了储层平面分布。
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  火山岩岩性、岩相识别方法——以准噶尔盆地滴南凸起火山岩为例

  石新朴, 胡清雄, 解志薇, 杨朝栋, 周隶华, 孙德强, 吕灿, 贾智彬, 赵振

  天然气地球科学. 2016, 27(10): 1808-1816. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2016.10.1808

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  准确识别火山岩岩性和岩相是进行火山机构重建及地震相刻画的基础。火山岩岩性复杂且变化快，其变化不同于砂岩分布变化服从于沉积规律，而是与火山建造和喷发期次等因素直接相关，造成目前无成熟的预测模型和较强规律性可以遵循预测。选择准噶尔盆地滴南凸起火山岩为研究对象，总结出适应火山岩复杂岩性岩相识别的技术方法，即首先利用测井、岩心等基础资料建立关键岩性电性识别图版，落实井点硬数据的岩性纵向分布；其次，建立不同岩性的地震响应特征；第三，在地震波阻抗二次刻画岩性分布范围的约束下，应用数学概率和变差函数分析技术对岩性进行精细刻画；最后，结合测井响应特征进行测井相与地震相的综合标定，建立典型的火山机构地质、测井、地震相模式，为火山岩机构识别提供依据。
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  准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油滞留聚集机理及资源潜力探讨

  邱振, 卢斌, 施振生, 董大忠, 王红岩, 周杰, 陶辉飞, 郑民, 吴晓智, 郭和坤

  天然气地球科学. 2016, 27(10): 1817-1827. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2016.10.1817

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  近些年来，北美地区海相页岩气的成功开发及致密油、页岩油的勘探突破，带动了全球在烃源岩层内寻找油气的热潮。准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组为一套半深湖—深湖相烃源岩，显示良好的页岩油勘探前景。基于岩心描述、薄片观察、地球化学(TOC、R_O、Rock-Eval等测定)、XRD、压汞、核磁共振等实验数据及资料，研究表明:①芦草沟组烃源岩厚度大，有机质丰度高，主要处于低熟—成熟阶段，为一套优质烃源岩；②页岩油储集空间类型为微裂缝和基质孔隙两大类，前者以纹层理(缝)为主，后者以粒间溶孔为主，大小一般为100～1 000nm。其中纳米级孔喉占孔喉总体约98%，是页岩油储集空间的主体。依据芦草沟组页岩油含量(S₁)与TOC、R_O关系及页岩油(即滞留烃量)富集因素分析，综合研究认为芦草沟组中R_O值为0.7%~1.0%、TOC≥2.0%的烃源岩段是寻找页岩油的最有利层段，页岩油整体上具有“有机质大量吸附，纳米级孔喉大量聚集，微裂缝(纹层缝)有效汇聚” 滞留聚集特征。基于页岩油评价的关键参数及核磁共振等实验结果，采用小面元体积法，初步估算凹陷内芦草沟组页岩油地质资源总量约为25.5×10⁸t，(理论)可采资源量约为4.16×10⁸t，技术可采资源量约为0.40×10⁸t，其富集中心位于吉30井、吉174井、吉251井、吉32井等附近。这些认识对该地区页岩油勘探开发具有重要的指导意义。
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  致密砂岩储层微观孔隙特征评价——以中国吐哈盆地为例

  王伟明, 卢双舫, 李杰, 田伟超, 周能武, 黄文彪

  天然气地球科学. 2016, 27(10): 1828-1836. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2016.10.1828

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  致密砂岩微观孔隙特征评价是致密油气地质评价的核心研究工作。基于恒速压汞、铸体薄片、X-射线衍射等测试分析，对吐哈盆地水西沟群致密砂岩开展微观孔隙特征评价工作。研究表明：靶区致密储层岩石类型以岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩为主，不稳定矿物含量高是导致微观孔隙结构复杂的主要原因；致密储层的物性与矿物组成有密切关系，石英由于其脆性而易形成微裂缝，对储层的渗透率贡献明显，对孔隙度影响不大；黏土矿物由于其可塑性及遇水膨胀的特性，对孔隙度和渗透率影响明显，均呈负相关；长石由于其不稳定性，在溶蚀作用下形成高岭石，但在致密储层复杂孔喉体系的背景下，流体的迂回程度高，造成高岭石多在原地沉淀，堵塞孔隙和喉道，与孔渗存在明显的负相关；基于毛管压力曲线，可把致密储层的孔喉结构划为3类，分别为粗喉道所控制的高孔区、中喉道控制的中孔区和细喉道控制的低孔区；同常规储层相比，致密储层具有排替压力高、进汞饱和度低、喉道半径小、孔喉比高、结构系数高等特点。该评价方法和思路，为吐哈盆地，乃至我国其他盆地的致密油气勘探提供科学依据。
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  控制异常孔隙带发育的成岩流体类型与活动历史——以琼东南盆地东部宝岛北缘储层为例

  苏奥, 杜江民, 陈红汉, 余雁, 雷明珠

  天然气地球科学. 2016, 27(10): 1837-1847. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2016.10.1837

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  基于地质背景和大量钻测资料，利用流体包裹体和成岩矿物组合的地球化学特征，以成岩流体类型和活动历史为视角，综合分析了琼东南盆地东部宝岛凹陷北缘储层异常高孔带的动态成因过程。研究区发育了三段异常高孔带，其中前两段在全区均有发育，第三段仅在BD19-2构造部分井发育。控制该区异常高孔带发育的流体类型为有机酸、大气淡水、烃类、热流体和无机幔源CO₂。在中新世早中期，大气水淋滤引起溶蚀，持续至中新世中期；中新世末期陵一段泥岩生排的有机酸进入储层，再次发生溶蚀形成次生孔，第四纪热流体的溶蚀作用最终形成第一段异常高孔带。中新世末期陵二段泥岩排出的有机酸引起溶蚀，持续到上新世中期，上新世早期天然气充注抑制了碳酸盐胶结物充填孔隙，与此同时热流体活动也引发溶蚀，综合形成第二段异常高孔带。中新世早期下伏崖城组源岩开始生排有机酸引起溶蚀，持续至中新世中期，中新世末期陵二段泥岩开始生排有机酸再次引起溶蚀，持续至上新世中期，中新世中期天然气充注抑制了碳酸盐胶结物充填孔隙，上新世富幔源CO₂的热流体开始活动溶蚀，综合形成第三段异常高孔带。
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  油源断裂古转换带恢复及其输导油气的有利条件——以南堡凹陷2号构造F₁₀断裂为例

  王浩然, 付广, 孙同文

  天然气地球科学. 2016, 27(10): 1848-1854. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2016.10.1848

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  为了研究油源断裂对油气聚集的控制作用，以南堡凹陷2号构造F₁₀断裂为例，在油源断裂厘定、断裂转换带识别的基础上，通过最大断距相减法对F₁₀断裂的古转换带进行了恢复，结果表明：F₁₀断裂上现今5个转换带在油气成藏期——明化镇组沉积时期已形成，且至今变化不大。通过断裂古转换带流体势、砂体、裂缝分布特征与油气分布之间关系研究，对F₁₀断裂古转换带输导油气的有利条件进行了研究，结果表明：F₁₀断裂古转换带输导油气的有利条件主要表现在以下3个方面：①油源断裂古转换带断面呈凸面状，为流体势的汇聚脊，有利于油气垂向汇聚运移；②油源断裂古转换带控制分支河道流向，砂体发育，有利于油气穿过断层进行侧向运移；③油源断裂古转换带应力集中，裂缝发育，有利于油气垂向和侧向运移。
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  沁水盆地南部地区山西组煤系地层裂缝发育特征及其与含气性关系

  尹帅, 丁文龙, 刘建军, 王鹏, 孙圆辉, 曹翔宇, 王兴华

  天然气地球科学. 2016, 27(10): 1855-1868. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2016.10.1855

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  沁水盆地南部地区上古生界海陆过渡相煤系碎屑岩中气测异常现象极为普遍，具有较好含气显示的致密砂岩及泥岩段与裂缝发育程度密切相关，该类含气储层应定义为裂缝性致密碎屑岩储层。受特殊构造演化及复杂成岩作用的综合影响，该区煤系碎屑岩中裂缝发育特征具有一定特殊性和复杂性，且研究程度较浅。基于该现状，综合利用钻井、岩心、测井、压裂、薄片及力学测试等资料，对该地区山西组碎屑岩地层裂缝发育特征进行了综合研究。结果表明，所研究碎屑岩地层普遍经历了强压实及强胶结作用，孔隙度普遍低于5%。裂缝的存在能显著提高不同类型孔隙间的连通性，显著改善储层物性，提高渗流能力。砂岩中以发育构造缝为主，包括张性缝、剪切缝及少量挤压缝，非构造裂缝主要包括溶蚀缝；泥岩中构造缝和非构造缝均较为发育，构造缝包括剪切缝及少量张性缝及滑脱缝，非构造缝包括层理缝、溶蚀缝及成岩收缩缝。砂岩中裂缝要比泥岩中裂缝更为发育。目的层碎屑岩中以中_低角度缝为主，裂缝充填类型以未充填及半充填裂缝为主，均为有效裂缝。较好的裂缝有效性与该地区特殊的构造演化特征密切相关，喜马拉雅运动期强烈的隆升剥蚀对煤系进行了强烈的改造，主要体现在应力大幅度卸载、地层温度的强烈降低及张性应变量的产生3个方面。该改造作用一方面可使煤系原本紧闭的裂缝重新张开成为有效缝；另一方面可产生一些新的张性裂缝，这是研究区煤系碎屑岩中张性裂缝较为发育的重要原因。这些张性缝的形成时期较晚，多未充填，有效性好。基于以上认识，加强裂缝发育层段的精细解释及裂缝发育“甜点区”的准确预测对实现裂缝性致密碎屑岩储层天然气突破具有现实意义。
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  基于误差分析的ΔLogR技术在长岭龙凤山烃源岩评价中的应用

  许娟娟, 蒋有录, 朱建峰

  天然气地球科学. 2016, 27(10): 1869-1877. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2016.10.1869

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  长岭断陷龙凤山次凹下白垩统烃源岩埋藏深，取心井分析资料少，利用常规的烃源岩有机地球化学分析难以表征烃源岩段有机碳的分布特征。以现有取心井样品分析化验资料为基础，利用ΔLogR技术可以对烃源岩有机碳含量进行精细刻画。传统ΔLogR模型在基线值、叠合系数确定等方面存在主观性大、具有区域适用性等问题，因此利用改进的ΔLogR模型及最优K值分析ΔLogR与实测有机碳含量之间的关系，减小计算误差。但是在两者的趋势之外仍存在许多异常点，这些异常点所产生的误差大大降低了计算有机碳含量的准确性。通过综合研究发现，烃源岩层段异常点存在的原因主要包括扩径、薄夹层及数据分析3个方面。异常点的剔除，能有效改善ΔLogR模型计算有机碳含量的精度，使计算结果与实测值相关系数R²达80%以上，能够客观反映烃源岩层有机碳含量。应用结果显示，龙凤山次凹下白垩统沙河子组为主力烃源岩层系，有机碳含量主要集中在1.0%~3.0%之间，营城组下部为次要烃源岩层系，有机碳含量较低，主要集中在0.6%~1.0%之间。
天然气开发
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  层状油气藏多层合采油气井产量劈分方法

  王振升, 刘子藏, 杜艳蕾, 谭振华, 胡俊刚, 杨树合, 王冠群, 郭子承

  天然气地球科学. 2016, 27(10): 1878-1882. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2016.10.1878

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  层状油气藏开发过程中往往由于产量接替紧张，造成油气井生产过程中频繁的补层换层以保证油气产量的稳定，这些措施给油气藏后期潜力挖掘及方案调整带来不利影响。油气井产量劈分的方法很多，如何快速准确地确定储层砂体产出油气量，寻找剩余资源潜力，指导挖潜措施是现场人员关心的主要问题。针对现场实际情况提出了利用测井解释资料与生产动态相结合分类进行产量劈分的方法，经过现场实践证实方法简便实用，可以为现场工作人员提供借鉴。
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  基于结构弱面及缝间干扰的页岩缝网压裂技术

  尚校森, 丁云宏, 杨立峰, 卢拥军, 鄢雪梅, 王永辉

  天然气地球科学. 2016, 27(10): 1883-1891. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2016.10.1883

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  为明确页岩储层中层理、天然裂缝等结构弱面和缝间干扰对缝网压裂效果的影响机制，根据全三维物模实验所观察到的裂缝扩展现象，理论分析了结构弱面控制下和缝间干扰影响下复杂裂缝的形成机制，并结合数模研究对现场有助于形成复杂裂缝的多种施工工艺和方法进行了探讨。最终得出：结构弱面可使与之相遇的水力裂缝停止、转向或产生新缝，结构弱面发生剪切错动或张开后均可成为页岩气流动通道；此外，缝间干扰会影响后续裂缝的几何形态，从而改变其与结构弱面的逼近角；2级主裂缝间可以产生分支缝，有利于增加裂缝复杂度，适当降低裂缝间距可在一定程度上增强缝间干扰。目前已进行矿场试验的大排量低黏压裂液、暂堵转向、平台“拉链式”压裂等措施取得了较好的监测结果，作业方式的改进和不同压裂技术的综合应用也是增加裂缝复杂度的有效途径。
天然气地球化学
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  鄂尔多斯盆地中东部下古生界奥陶系自生自储气地球化学特征

  刘丹, 冯子齐, 刘洋, 彭威龙, 韩文学

  天然气地球科学. 2016, 27(10): 1892-1903. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2016.10.1892

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  对鄂尔多斯盆地下古生界气源的争议已有30多年，主要观点包括以上古生界煤成气为主和以下古生界海相油型气为主。近年来学者们通过分区域、分层位研究，认为盆地不同地区由于源储配置情况有异，盆地不同地区下古生界气中上、下古生界来源气混源比例不同，应分别讨论。细化的研究使下古生界气源问题的争议得到了一定程度的调和，但同时混源比例计算等也使得2个前提问题变得尤为重要：①下古生界是否存在自生自储气；②下古生界自生自储气地球化学特征如何。结合测井数据对近年来最新勘探井的下古生界烃源岩进行了评价，证实了下古生界有效烃源岩的存在。通过对奥陶系马家沟组盐下(奥陶系马五₆巨厚膏盐岩以下)天然气地球化学特征与盐上(上古生界及奥陶系风化壳)天然气组分、碳同位素对比，指出下古生界海相烃源岩原生气具有δ¹³C₁<-35‰、δ¹³C₂<-28‰的特征。
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  半开放体系下流体压力对烃源岩HTHP模拟产物产率及镜质体反射率的影响

  吴远东, 张中宁, 孙丽娜, 贺聪, 吉利明, 苏龙, 夏燕青

  天然气地球科学. 2016, 27(10): 1904-1912. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2016.10.1904

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  为探究半开放体系中流体压力对烃源岩热演化和成烃过程的影响，利用高温高压（HTHP）模拟仪，在一定半开放体系中，对采自钻孔的泥岩样品进行恒压和增压2个系列的生烃模拟实验。恒压实验中沥青、热解油和气态烃产率高峰分别出现在350℃、450℃和520℃，产率依次为1.82mg/g、4.86mg/g和2.67mL/g，对应镜质体反射率（R_O）分别为0.68%、1.72%和3.0%。增压实验中，沥青、热解油和气态烃产率高峰也分别出现在350℃、450℃和520℃，产率依次为0.56mg/g、5.41mg/g和2.61mL/g，对应R_O值分别为0.56%、2.42%和2.74%。表明在半开放体系中，流体压力的升高虽不利于沥青形成，但可能会通过促进热解油的形成，从而使总液态烃产率升高。同时，流体压力的升高可能不利于气态烃的形成，会降低气态烃产率。指示在不同的热演化阶段，流体压力对有机质热演化和成烃过程有不同的影响。此外，增压实验中所得残渣总有机碳（TOC）含量均低于恒压实验，表征生烃潜力的相关指标S₂、I_H、H/C也均低于恒压实验，表明高流体压力虽可提高有机质成烃效率，但在促进有机质成油的同时也降低了残渣的生烃潜力。不同热演化阶段流体压力对有机质成熟度的相关指标T_max值和R_O值也有不同影响，热解油大量生成阶段T_max值、R_O值随流体压力升高明显增加。
非常规天然气
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  天然气水合物成藏要素及其时空耦合初探——以青藏高原昆仑山垭口多年冻土区为例

  肖红平, 吴青柏, 林畅松, 魏伟, 张金华, 彭涌, 张鹏, 张巧珍

  天然气地球科学. 2016, 27(10): 1913-1923. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2016.10.1913

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  针对青藏高原昆仑山垭口多年冻土区表层地质、钻探和测井等表现出的地表浅层赋存大量烃类和非烃类气体的现象，结合该区地质资料和天然气水合物最新勘探成果，利用“天然气水合物油气系统”的概念和理论，从气源、温压、水源、运聚等关键要素详细分析了昆仑山垭口多年冻土区天然气水合物的赋存条件。并以该区地质演化历史为依据，探讨了诸多成藏要素的时空匹配和耦合关系。结果表明，昆仑山垭口多年冻土区先后经历了晚三叠世末期—新近纪晚期大量热解气形成与散失，部分热解气残留，新近纪末期羌塘组沉积，晚更新世高原隆升、冰川冻土形成，晚期新构造运动产生断裂、裂缝沟通深部残留热解气进入浅层水合物稳定带与羌塘组少量微生物气混合形成天然气水合物等多个阶段。该区赋存的天然气水合物具有晚期成藏的特征。
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  基于岩石物理与矿物组成的页岩脆性评价新方法

  秦晓艳, 王震亮, 于红岩, 程昊, 雷裕红, 罗晓容, 张丽霞, 姜呈馥, 高潮

  天然气地球科学. 2016, 27(10): 1924-1932. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2016.10.1924

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  泥页岩的脆性决定其压裂改造的效果，开展页岩的脆性评价研究，可为压裂设计提供技术支撑，压裂改造的效果对提高页岩产能意义重大。鄂尔多斯盆地东南部下寺湾地区延长组长7段张家滩页岩层系内大量发育粉砂质泥页岩条带，矿物组成复杂，岩性非均质性强，对页岩气产量影响显著。针对目前矿物脆性评价中存在的脆性矿物不明确的问题，为了明确复杂矿物组成对页岩脆性的影响，通过对21块样品(页岩15块,粉砂质泥页岩6块)分别开展页岩总有机碳、全岩矿物X-射线衍射和地层条件下的三轴压缩应力试验，系统分析矿物组成及岩石力学特征，并以实验结果为基础分析矿物与岩石物理参数表现的关系，定量模拟岩石弹性参数随矿物组分变化的特征，明确了石英和黄铁矿是张家滩页岩的脆性矿物，并提出基于岩石物理模型的陆相页岩矿物组分脆性评价新方法。以YY22井为例，应用矿物脆性评价方法，计算其页岩层段的矿物脆性指数，为高脆性有利压裂目的层的识别及增产方案设计提供了参数依据。
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  川东地区龙马溪组页岩黏土矿物组成与成因

  耿一凯, 金振奎, 赵建华, 温馨, 陈俊年, 杜伟

  天然气地球科学. 2016, 27(10): 1933-1941. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2016.10.1933

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  为了分析页岩气储层中黏土矿物特征及其与有机质的关系，以川东地区下志留统龙马溪组页岩为研究对象，利用X-射线衍射分析和扫描电镜观察，并结合薄片、岩心和测井资料，深入分析了研究区龙马溪组黏土矿物成因、分布特征及其主控因素、对有机质的影响。结果表明:黏土矿物组合为伊利石+伊/蒙混层+绿泥石，具有陆源碎屑、自生和次生成岩3种类型，全区具有高伊利石、伊/蒙混层含量的特点；焦石坝地区龙马溪组下段地层具有封闭性，致使烃源岩生烃过程中产生异常高压，抑制伊利石化作用，在垂向上出现了随深度增加伊/蒙混层含量也增加的非正常转化序列，同时也可以用这种非正常转化序列反推地层中异常高压的存在；碎屑组分也间接影响黏土矿物的含量，尤其是钾长石的含量，在伊/蒙混层向伊利石的转化过程中，是否能提供足够多的K⁺，决定了两者之间是否能等量转化。
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  四川盆地龙马溪组页岩的CH₄和CO₂气体高压吸附特征及控制因素

  朱阳升, 宋学行, 郭印同, 徐峰, 孙楠楠, 魏伟

  天然气地球科学. 2016, 27(10): 1942-1952. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2016.10.1942

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  通过对四川盆地重庆地区下志留统龙马溪组的钻井岩心和野外露头等进行分析，利用高压吸附仪分析了页岩中CH₄、CO₂气体的吸附性能，并采用N₂吸附法、CO₂吸附法、场发射扫描电子显微镜(FE_SEM)和X-射线衍射(XRD)等技术，从孔隙结构、有机碳含量、矿物成分、温度和单位压力变化等方面探讨页岩吸附能力的影响关系。研究表明，龙马溪组页岩CH₄、CO₂吸附曲线具有Ⅰ型等温线特征，用Langmuir模型回归等温线能较好地拟合实验数据；页岩的总孔体积、比表面积与饱和吸附量体现良好的线性相关关系，且正相关；页岩有机质和矿物成分通过控制着微米_纳米级孔隙的相对丰度影响着气体的吸附和储存，微孔、中孔孔体积及孔隙度均随总有机碳含量(TOC)值增加而增大；TOC值越大，页岩的饱和吸附量就越大，二者具有良好的正相关性；吸附气量与黏土矿物含量呈正线性相关，与脆性矿物含量呈现相反的变化规律。温度升高会加快气体解吸速度，降低吸附量；此外，页岩对CO₂吸附能力高于CH₄。