0 引言
1 地质概况
2 样品采集与测试
3 储层基本地质特征
3.1 岩石矿物特征
表1 下寒武统泥页岩主要矿物含量统计Table 1 Statistical table of main mineral contents of Lower Cambrian shale |
层位 (样品数) | 石英 /% | 长石 /% | 碳酸盐矿物 /% | 黏土矿物 /% | 黄铁矿 /% |
---|---|---|---|---|---|
牛蹄塘组 (143) | |||||
石牌组 (6) |
|
3.2 岩相特征
图3 下寒武统泥页岩岩相分布三端元图S为硅质页岩相; S-1为含灰硅质页岩相; S-2为混合硅质页岩相; S-3为含黏土硅质页岩相;C为灰质页岩相; C-1为含硅灰质页岩相; C-2为混合灰质页岩相; C-3为含黏土灰质页岩相;M为混合质页岩相; M-1为含灰/硅混合质页岩相; M-2为含黏土/硅混合质页岩相; M-3为含黏土/灰混合质页岩相;CM为黏土质页岩相; CM-1为含硅黏土质页岩相; CM-2为混合黏土质页岩相; CM-3为含灰黏土质页岩相 Fig.3 Three terminal element diagram of lithofacies distribution of Lower Cambrian shale |
3.3 有机地球化学特征
3.4 孔隙度与渗透率
4 微观储集空间类型及特征
4.1 无机质孔
4.1.1 残余粒间孔
图4 下寒武统泥页岩微观孔缝形态(a) 方解石颗粒间发育粒间孔和粒缘缝,部分被有机质充填,内部发育少量有机质孔(×16 000),石牌组,EHD-1井,深度1 453.40 m;(b) 片层状黏土矿物集合体发育层间缝孔,部分被有机质充填 (×30 000),牛蹄塘组三段,EHD-1井,深度1 583.06 m;(c) 草莓状黄铁矿晶间孔,被有机质充填形成复合体,内部发育有机质孔(×15 000),石牌组,EHD-1井,深度1 453.40 m;(d) 方解石颗粒内、颗粒间大量发育溶蚀孔,形状不规则,未充填,牛蹄塘组二段,学堂沟剖面;(e) 充填在粒间孔内的有机质发育微孔,可见黏土类矿物分布于有机质内部,牛蹄塘组三段,EHD-1井,深度1 583.2 m;(f) 微粒石英、片状伊利石、有机质形成复合体,内部密集发育有机质孔(×16 000),牛蹄塘组一段,钱家包剖面;(g) 矿物颗粒之间呈凹凸接触,石英、钠长石等均发育溶蚀孔及粒缘缝(×2 400),牛蹄塘组一段,夏家湾剖面; (h) 填隙状有机质内有机质孔发育,边缘发育有机质收缩缝(×50 000),牛蹄塘组三段,木鱼镇南部剖面 Fig.4 Mircopore morphology of Lower Cambrian shale under scanning electron microscope |
4.1.2 粒内孔
4.1.3 溶蚀孔
4.2 有机质孔
4.2.1 单体孔
4.2.2 复合体孔
4.3 微裂缝
4.3.1 构造缝
4.3.2 成岩缝
4.3.3 溶蚀缝
4.3.4 有机质演化缝
5 微观储集结构定量表征
5.1 孔隙类型及连通性
5.2 孔隙结构参数
表2 下寒武统泥页岩氮气吸附孔隙体积和比表面积统计Table 2 Statistics of nitrogen adsorption pore volume and specific surface area of Lower Cambrian shale |
样号 | BJH总孔隙体积/(cm³/g) | 各孔径段孔隙的体积比/% | BET比表面积/(m2/g) | 各孔径段对比表面积的贡献率/% | 最可几孔径 /nm | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
<10 nm | 10~100 nm | >100 nm | <10 nm | 10~100 nm | >100 nm | ||||
H08 | 0.013 57 | 39.43 | 51.61 | 8.96 | 5.476 | 85.07 | 14.43 | 0.50 | N/A |
H16 | 0.022 56 | 42.64 | 44.50 | 12.86 | 9.897 | 86.04 | 13.17 | 0.79 | N/A |
H33 | 0.024 60 | 45.58 | 42.91 | 11.51 | 13.802 | 87.55 | 11.82 | 0.63 | N/A |
H51 | 0.005 11 | 37.20 | 44.95 | 17.85 | 2.531 | 85.74 | 13.04 | 1.22 | N/A |
H63 | 0.015 86 | 46.28 | 35.78 | 17.94 | 10.729 | 90.31 | 8.68 | 1.01 | N/A |
H72 | 0.006 64 | 62.46 | 25.94 | 11.60 | 5.761 | 94.17 | 5.26 | 0.57 | N/A |
H82 | 0.016 61 | 53.68 | 39.46 | 6.86 | 13.395 | 91.57 | 8.13 | 0.30 | N/A |
P104 | 0.007 63 | 17.06 | 55.50 | 27.43 | 2.571 | 67.49 | 29.70 | 2.82 | 3.970 7 |
P109 | 0.008 02 | 24.36 | 53.38 | 22.26 | 3.602 | 74.87 | 23.18 | 1.95 | 4.201 |
P110 | 0.015 24 | 36.16 | 47.88 | 15.95 | 11.610 | 83.30 | 15.70 | 1.00 | 3.969 7 |
P202 | 0.010 04 | 50.72 | 41.26 | 8.02 | 10.830 | 87.14 | 12.49 | 0.37 | 3.974 1 |
P205 | 0.016 78 | 44.83 | 39.96 | 15.21 | 12.460 | 87.97 | 11.23 | 0.80 | 3.962 7 |
P301 | 0.014 37 | 41.75 | 46.36 | 11.89 | 10.180 | 85.07 | 14.29 | 0.64 | 3.961 3 |
P304 | 0.009 09 | 39.62 | 49.31 | 11.08 | 6.930 | 82.94 | 16.45 | 0.61 | 3.743 9 |
P401 | 0.018 52 | 22.02 | 52.42 | 25.56 | 6.247 | 78.25 | 19.74 | 2.01 | 3.969 3 |
P403 | 0.010 70 | 23.96 | 64.68 | 11.37 | 6.292 | 71.50 | 27.51 | 0.99 | 3.965 4 |
P501 | 0.016 67 | 57.72 | 33.12 | 9.16 | 14.980 | 92.00 | 7.65 | 0.35 | 3.987 1 |
P502 | 0.007 46 | 22.25 | 49.36 | 28.39 | 1.971 | 75.72 | 21.84 | 2.44 | 3.966 9 |
P503 | 0.009 76 | 30.79 | 48.34 | 20.87 | 4.879 | 79.72 | 18.92 | 1.37 | 3.975 1 |
均值 | 0.013 57 | 39.62 | 46.36 | 12.86 | 6.930 | 85.07 | 14.29 | 0.80 | 3.969 5 |
5.3 孔隙分形特征
表3 下寒武统泥页岩分形维数统计Table 3 Statistical table of fractal dimension of Lower Cambrian shale |
样号 | 低压 (0<P/P 0<0.45) | 高压 (0.45<P/P 0<1.0) | 岩相 | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
K 1 | D 1 | R 1 2 | K 2 | D 2 | R 2 2 | ||
H08 | -0.486 | 2.514 | 0.992 | -0.303 | 2.697 | 0.999 | M-1 |
H16 | -0.452 | 2.548 | 0.994 | -0.284 | 2.716 | 0.998 | M-2 |
H33 | -0.422 | 2.578 | 0.988 | -0.253 | 2.747 | 0.996 | S-2 |
H51 | -0.384 | 2.616 | 0.985 | -0.281 | 2.719 | 0.999 | S-3 |
H63 | -0.360 | 2.640 | 0.987 | -0.228 | 2.772 | 0.999 | M-2 |
H72 | -0.376 | 2.624 | 0.984 | -0.180 | 2.820 | 0.994 | S-3 |
H82 | -0.342 | 2.658 | 0.982 | -0.202 | 2.798 | 0.996 | S-2 |
P104 | -0.424 | 2.576 | 0.972 | -0.367 | 2.633 | 0.995 | M |
P109 | -0.420 | 2.580 | 0.969 | -0.308 | 2.692 | 0.993 | C-1 |
P110 | -0.414 | 2.586 | 0.965 | -0.225 | 2.775 | 0.999 | M |
P202 | -0.435 | 2.565 | 0.977 | -0.162 | 2.838 | 0.975 | M |
P205 | -0.424 | 2.576 | 0.966 | -0.211 | 2.789 | 0.997 | M |
P301 | -0.445 | 2.555 | 0.966 | -0.233 | 2.767 | 0.998 | S-2 |
P304 | -0.435 | 2.565 | 0.970 | -0.219 | 2.781 | 0.997 | S-2 |
P401 | -0.462 | 2.538 | 0.960 | -0.345 | 2.655 | 0.987 | M |
P403 | -0.401 | 2.599 | 0.946 | -0.282 | 2.718 | 0.992 | S-3 |
P501 | -0.415 | 2.585 | 0.988 | -0.175 | 2.825 | 0.990 | M-2 |
P502 | -0.515 | 2.485 | 0.985 | -0.385 | 2.615 | 0.996 | C |
P503 | -0.469 | 2.531 | 0.960 | -0.294 | 2.706 | 0.998 | M-1 |
6 影响因素分析
6.1 岩石组分的影响
6.1.1 岩石组分与储集特征的关系
6.1.2 岩石组分与孔隙级别的关系
图8 岩石组分与各级孔隙相关性(a)各级孔径对总孔体积的贡献率与有机碳含量相关性;(b)各级孔径对比表面积的贡献率与有机碳含量相关性;(c)各级孔径对总孔体积的贡献率与石英矿物含量相关性;(d)各级孔径对比表面积的贡献率与石英矿物含量相关性;(e)各级孔径对总孔体积的贡献率与黏土矿物含量相关性;(f)各级孔径对比表面积的贡献率与黏土矿物含量相关性;(g)各级孔径对总孔体积的贡献率与碳酸盐矿物含量相关性;(h)各级孔径对比表面积的贡献率与碳酸盐矿物含量相关性;(i)各级孔径对总孔体积的贡献率与黄铁矿矿物含量相关性;(j)各级孔径对比表面积的贡献率与黄铁矿矿物含量相关性 Fig.8 Correlation between rock composition and pore size |
6.1.3 孔隙级别、岩石组分与分形维度的关系
6.2 岩相与沉积环境的影响
6.2.1 岩相与储集性能的关系
表4 各类岩相孔隙构成比例及分形维度统计Table 4 Statistical table of pore composition proportion and fractal dimension of various lithofacies |
岩相 | 各孔径段孔隙的体积比/% | 各孔径段对比表面积的贡献率/% | 分形维度 (D 2) | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
微孔 (<10 nm) | 中孔 (10~100 nm) | 大孔 (>100 nm) | 微孔 (<10 nm) | 中孔 (10~100 nm) | 大孔 (>100 nm) | ||
C | 22.25 | 49.36 | 28.39 | 75.72 | 21.84 | 2.44 | 2.615 |
C-1 | 24.36 | 53.38 | 22.26 | 74.87 | 23.18 | 1.95 | 2.692 |
M | 34.16 | 47.40 | 18.44 | 80.83 | 17.77 | 1.40 | 2.738 |
M-1 | 35.11 | 49.97 | 14.91 | 82.39 | 16.67 | 0.94 | 2.702 |
M-2 | 48.88 | 37.80 | 13.32 | 89.45 | 9.83 | 0.71 | 2.771 |
S-2 | 45.16 | 44.51 | 10.33 | 86.78 | 12.67 | 0.55 | 2.773 |
S-3 | 41.20 | 45.19 | 13.61 | 83.81 | 15.27 | 0.93 | 2.752 |
6.2.2 沉积环境与储集空间类型、储集性能的关系
表5 下寒武统泥页岩的3种微观储集空间类型组合及储集性能参数Table 5 Three types of micro reservoir space combination and reservoir performance parameters of Lower Cambrian shale |
类型 | 矿物组合 | 岩相类型 | 主力储集空间类型 | 有机质主要赋存形态 | 平均比表面积 /(m2/g) | 平均孔隙体积 /(10-3 cm3/g) |
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深水型 | 陆源碎屑石英+微晶生物石英 | S S-2 S-1 | 粒间孔+粒缘缝+沥青孔 | 粒间孔内沥青 | 5.76 | 7.31 |
斜坡型 | 长英质+ 黏土矿物 | S-3 M-2 M | 粒间孔+粒缘缝+有机质—黏土复合体内有机质孔 | 黏土—有机质复合体 | 10.73 | 15.86 |
台地型 | 长英质+碳酸盐矿物 | M-1 C-1 C-2 C | 粒间孔+粒缘缝+溶蚀孔、缝+沥青内有机质孔 | 黄铁矿—有机质复合体,粒间孔内沥青 | 5.48 | 13.57 |