泥岩构造钙质页岩的主要成分泥岩颜色

　　岩地层以重荷压实为主柴达木盆地第四系泥,晚期阶段[23]处于成岩感化的。1)岩石凝结水平低次要表示情势:(,孔隙大原生。取岩心根本上为淤泥400 m以上所,心中可见到较着的泥岩层1 000 m以下岩。于其他盆地一般压实的泥岩第四系泥岩的孔隙度明显高,0%以上均匀在2,41%最大达。下孔隙度逐步变小1 700 m以,15%以上但仍连结在。此因,度增长而低落特性(图3)孔隙度具有在纵向上随深。外此,质身分含量的增长第四系泥岩跟着砂,率都有所增长孔隙度和浸透,成岩感化水平低阐明第四系泥岩,用的典范代表是弱成岩作。机质演变水平低[24](2)古生物炭化和有。动物残体已发作必然水平的炭化外除埋藏在K10尺度层之下的动,化水平均很低其以上各层炭。o遍及小于0.3%同时镜质体反射率R,用阶段[25]属于晚期成岩作。化的影响钙质页岩的次要身分(3)粘土矿物未遭到热演。于本地封锁的盐湖情况因为第四纪以来持久处,到下均以伊利石为主以是粘土矿物从上,层比力高伊蒙混,水平低[26]表白成岩感化。此因,特定的成岩情况针对第四系泥岩,低、孔隙度高的特性综合岩石凝结水平,岩感化分别为三个阶段将第四系泥岩晚期成,阶段和强化压实阶段(表1)即:初始压实阶段、不变压实。

　　北方海相龙马溪组页岩关于成岩感化较强的,力成藏为主团体以浮,以完成达西渗流极个体喉道可,页岩地层而言但关于团体,贯串全部地层这类喉道没法,对气藏的毁坏也就没法完成。量的伶仃孔隙而且存在大,内里获得很好的保留天生的气体能够在,到的构成微裂痕除非生烃增压,(图13(a))不然没法逃逸出来。第四系泥岩而言关于柴达木盆地,极端发育因为孔隙,浮力运移并重浮力运移和非,组页岩差(图13(b))本身封锁才能比海相龙马溪。

　　中最新的一个时期第四纪是地质汗青,a持续至今[1]始于2.6 M,保留最好的地层之一同时也是地质记载中,丧失较少堆积物,构成历程而发作改动并且凡是不会因岩石。被辨认为没有凝结成岩石第四纪堆积物在田野凡是,的地貌相干联[2]并与代表堆积历程。富的砂、粉砂和泥堆积物凡是含有丰,律的层剃头育有韵,通常是毫米到厘米级粗粒层和细粒层厚度,节轮回[3]代表一个季。在环球普遍发育第四系泥岩堆积,体外除山,被第四纪堆积物笼盖环球陆地和陆地均,均堆积有巨厚的泥岩[4]出格在古湖盆和当代湖泊中。

　　木盆地第四系泥岩发育孔隙从铸体薄片中很难发明柴达,微裂痕[27]次要存在部门。可见大批孔隙但粉砂岩夹层。遍及大于20%分离泥岩孔隙度,孔隙应非常发育能够断定泥岩中。镜阐发可知按照扫描电,隙非常发育泥岩原生孔,比例较低次生孔隙。如果粒间孔原生孔隙主,粒内孔(图4)其次为微裂痕和。此因,学显微镜分辩率的微纳米孔隙供给第四系泥岩的孔隙度次要由小于光。颗粒呈松懈聚集第四系泥岩矿物,互支持[28]以点式打仗相。式:第一种是泥质层其孔隙有三种表示形,等矿物颗粒含量较少粒径大的石英、长石,原生孔隙仍旧发育,矿物晶间孔次要为粘土,为粒间溶蚀孔次生孔隙次要;粉砂质泥层第二种是,散布与粗大的矿物颗粒间接打仗较多的石英和长石等大颗粒零星,的原生孔隙存在较多;洗带的泥质粉砂层第三种是构成于淘,物等含量较低粗大的粘土矿,砂颗粒包抄被四周的粉,孔隙[29]构成较大的。外此,到少少的有机质零散散布在扫描电镜下能够察看,孔隙极端不发育但有机质中的,堆积原生的孔隙次要为有机质,生孔阶段未到热解。此因,颗粒的巨细、几及组合情势的影响第四系泥岩的孔隙发育水平遭到矿物。

　　气藏是一种静态气藏第四系泥岩型生物,一种静态均衡中[50]甲烷天生与流失一直处于。造和地层水的影响当今受堆积、构,类富集带构成了三,、机关高点泥岩气-砂岩气叠合富集带(图14)别离为凸起区自封锁富集带、斜坡区水封富集带。区的凸起区在三湖地,埋藏较深因为地层,闭才能加强泥岩的自封,于泥岩的甲烷流失才能甲烷菌产甲烷才能高,压气藏构成超。区的斜坡带在三湖地,性的变革因为岩,的甲烷遭到含水泥质层的封盖在泥质粉砂层和粉砂质泥岩中,中的微超压气藏构成泥岩夹层。机关高部位在三湖地域,闭才能最弱泥岩的自封,烷能够顺层运移到高部位但凸起区和斜坡带的甲,身不竭活力加上泥岩自,和泥岩十分规气叠合的常压气藏在机关高部位构成砂岩通例气。

　　的碳质泥页岩堆积为特性有机质条理要以湖沼相,物原地聚集而成由动物及浮游生,至数十厘米厚数毫米,粉砂外除夹,铁矿[22]还常夹有黄。系泥岩中发育较少有机质层在第四,煤线 成岩作偶然以相似用

　　机质(水生草本动物、陆生草本动物、藻类)操纵率差别[32]柴达木盆地第四系泥岩地球化学参数特性产甲烷菌对差别范例有。素、半纤维素、乙酸等物资细菌能够操纵地层中的纤维,H4[33]合成产出C。质次要构成是粗纤维第四系泥岩中有机,维素、有机氮其次是半纤,、乙酸和氨基酸[34]另有大批的可溶性总糖。此因,维和半纤维素含量高第四系泥岩中粗纤,烃的次要母质滥觞是第四系泥岩生。

　　力与孔隙度和浸透率具有必然的负向相干性差别前提下的动力与阻力比照泥岩打破压,增大而减小(图10)随孔隙度和浸透率的。透率越大岩石渗,而渗流才能越强流体经由过程岩石,隙更加育岩石的孔,孔径标的目的散布孔径倾向大,孔隙半径增大岩石的均匀,通水平越好大孔径连,径将随之增大最大连通孔,替压力减小岩石的排,越强[43]气体逸散才能。此因,物气成藏动力评价不成短少的参数孔隙度和浸透率是影响泥岩型生。含量增长粘土矿物,压力增大岩石打破,酿成的[44]是由多方面身分。颗粒粗大粘土矿物,孔隙兴旺岩石微,隙少大孔,径随之减小最大连通孔,压力相对变大泥岩的排替。性矿物颗粒的孔隙中粘土矿物散布于脆,含量高粘土,的孔隙半径会减少岩石,压力增大以致排替。有遇水收缩性粘土矿物具,的孔隙半径会减少岩石,岩石的孔隙以至封锁,半径减小最大毛管,破压力增大招致岩石突。具有诸多的特征因为粘土矿物,物气逸散需求更强的动力富含粘土矿物的泥岩型生。

　　可是第四系泥岩具有正在大批活力的天赋劣势差别成岩阶段泥岩和砂岩中气体微观运聚机制,的有益前提是其成藏。

　　质层、粉砂质泥层、泥质粉砂层三类岩性停止压汞尝试阐发柴达木盆地第四系泥岩微纳米标准孔隙描摹特性经由过程对泥,差别明显(图5)能够看出它们存在。驱压力高泥质层排,6 MPa均匀4.1,力也高中值压,36 MPa均匀15.,服从低退汞,5.5%均匀4。线陡峭该类曲,性好分选,透性较差孔隙和渗,喉为主以细孔。力较着比泥质层低粉砂质泥层排驱压,8 MPa均匀0.6,力也低中值压,7 MPa均匀5.1,率较高退汞效,8.6%均匀4。以孔隙胶结为主该类曲线代表,较好分选,高[30]浸透率较。力和中值压力均较低泥质粉砂层排驱压,0.17 MPa排驱压力为均匀,2.68 MPa中值压力均匀为,服从高退汞,5.0%均匀5。线陡峭该类曲,性好分选,和浸透率好代表孔隙,喉粗孔。

　　大批天生甲烷的能够[5]普遍发育的第四系泥岩具有。年达3 300×108m3环球公开甲烷天然排放量达每,此因,岩中的甲烷量应非常可观在地质汗青期间滞留于泥,成自然气潜力宏大[6]泥岩经由过程甲烷菌感化形。如比,层中滞留了超15 000×108m3的地质储量柴达木盆地三湖地域泥岩中天生的自然气在第四系地。前目,岩中曾经发明了生物气藏在柴达木盆地第四系泥,岩层中得到了产业气流好比TN18井在泥,×104m3日产气达2。岩发育面积达6 000 m2柴达木盆地三湖地域第四系泥, 400 m厚度超越3,普遍的物资根底[7]泥岩型生物气藏具有。此因,这一全新范畴的打破第四系泥岩型生物气,规自然气的格式将完全改动十分,有主要的实际与理想意义对我国油气增储上产具。

　　型生物气藏的次要阻力泥岩打破压力是泥岩,藏的自封锁才能[40]它的巨细间接干系到气。石被润湿性流体饱和后泥岩打破压力是指岩,岩石的毛管阻力才气排驱润湿性流体非润湿性流体(如自然气)必需克制,)才气穿过岩心而打破非润湿性流体(气体,需求的最小压力就是泥岩打破压力[41]非润湿性流体克制最大的连通毛细管力所。能否具有阻挠才能第四系泥岩本身,的阻力还不敷只思索气藏,型生物气藏动力[42]还需求思索相对应的泥岩。构成时只要毛细管封锁假定泥岩型生物气藏,余压力、气柱发生的浮力、水动力(具有标的目的性)实践储层中所具有的次要能动力有泥岩储层的剩,到均衡前提当前各类力只要达,才气滞留成藏泥岩中自然气。

　　泥岩型生物气藏的范围第四系地层厚度决议了。自生自储的原活力藏泥岩型生物气藏属于,厚度越大泥岩的,模能够就越大气藏构成的规。湖地域在三,要以泥岩为主第四系地层主,模宏大泥岩规,超越3 400 m在堆积中间厚度可,超越400 m[48]在堆积边沿堆积厚度也。此因,(均匀仅0.2%~0.4%)固然第四系泥岩TOC含量极低,泥岩型生物气大范围成藏的主要根底(图12)但巨厚的泥岩地层及广阔的发育面积是三湖地域。

　　数厘米至数米不等泥质粉砂层厚度在,碎屑粉砂层和湖滩粉砂层按身分和动力可分为内。常由微泥球组成内碎屑粉砂层通,的滨湖堆积为水质偏咸。也属滨湖堆积而湖滩粉砂层,质偏淡但水,碎片[21]富含螺类生物。

　　堆积[16]泥岩色彩泥质条理要反应水下。质层包罗深灰色泥质层和絮凝泥质层两品种型根据水体深浅又可细分为4品种型:深水泥,隐层理为主以无层理或,下的半深湖情况构成于波基面之。主的粘土矿物构成次要由以伊利石为,达80%含量可高。层和棕灰色泥质层两品种型浅水泥质层包罗灰色泥质,岸三角洲平原情况构成于滨浅湖或滨,或层理被革新普通无层理,著[17]或层理不显。和泥晶方解石构成次要由粘土矿物,螺类、介形类壳体富含动物根系和,流水冲洗征象[18]可见生物扰念头关和。

　　水算作是不活动时当把地层中孔隙,思索水动力能够临时不。埋深等材料按照泥岩的,气柱高度下的储层所具有的浮力(表2)计较出泥岩储层的盈余压力与封锁差别。高达9.8 MPa泥质层的打破压力,度为600 m实际封锁气柱高。27.6%孔隙度为,×10-3μm2浸透率为0.48,低渗泥质岩属于中孔,自封锁才能具有必然的。气柱高度为300 m粉砂质泥层的实际封锁,于23%~28%孔隙度普通散布,~190×10-3μm2程度浸透率6×10-3,3~45×10-3μm2垂直浸透率为4×10-。6.1 MPa岩样打破压力为,闭才能较弱该夹层自封。破压力为1.3 MPa泥质粉砂层均匀泥岩突,1%~35%之间孔隙度普通介于3,-3~144×10-3μm2浸透率普通在7.68×10,压力、盈余压力扣除储层排替,具有封隔才能所阐发样品不。

　　通例自然气范畴一种主要的潜伏资本柴达木盆地第四系泥岩型生物气长短。泥层、泥质粉砂层、有机质层等4类岩性标记泥岩型生物气储条理要发育泥质层、粉砂质,用的晚期阶段处于成岩作,非常发育原生孔隙,比例较低次生孔隙。OC含量极低泥岩储层T,够范围的甲烷但能够天生足。与自然气钙质页岩的次要身分第四系泥岩储层流体次要是水。aCl2型为主地层水水型以C,积水体为古沉。型生物成因气自然气属于典,O2复原而来次要由细菌C。、滑脱活动、达西活动三种情势第四系泥岩中同时存在菲克分散,较高的比例且均占据。型生物气藏的次要阻力泥岩打破压力是泥岩,、水动力(具有标的目的性)是次要能动力泥岩储层的盈余压力、气柱发生的浮力。各类力均衡前提的成果泥岩型生物气藏范围是。强的自封锁才能是第四系泥岩型生物气成藏的主要前提极低的堆积温度、高盐度水体、巨厚的泥岩地层及较。藏和非浮力成藏两种微观运聚机制第四系泥岩型生物气藏存在浮力成。、机关高点泥岩气-砂岩气叠合富集带等三类富集带当今存在凸起区自封锁富集带、斜坡区水封富集带。

　　阅历了三个机关演变阶段:中生代断陷阶段柴达木盆地作为中重生代大型的本地盆地,坳陷阶段第三纪,降阶段[9]第四纪差别沉。陷区为刚性基底盆地东部三湖坳,以柔性基底为主盆地其他地域,有差别的接受才能招致盆地工具部具,化历程及形状[10]改动了盆地的机关演。盆地具有东高西低特性第四系地层堆积之前,世晚期到上新,原隆升影响受青藏高,地层隆起剥蚀盆地中西部,第四纪泥岩堆积[11]东部坳陷构成了巨厚的。陷的构成第四纪坳,一次较大范围的沉降是柴达木盆地最初,中团体发作向东倾斜也是盆地回返历程,的一定产品[12]湖盆不竭向东迁徙。

　　体次要是水与自然气[35]柴达木盆地第四系泥岩储层流。l2型为主[36]地层水水型以CaC。析材料统计按照水样分,~185 g/l总矿化度为22,4 g/l均匀10。的矿化度较高因为地层水,密度也高地层水的,2 g/cm3之间在1.01~1.1, g/cm3均匀1.08。中等偏弱酸性地层水酸碱度,5~7pH值,为6均匀。氯系数等表白地层水以古堆积水体为主脱硫系数、钙镁系数、蜕变系数、钠,前提较好(图8)泥岩型生物气保留。生物气为干气第四系泥岩型,甲烷为主组分以,量超越98%CH4均匀含,他气体含量极低乙烷、丙烷等其,烃身分[37]不含CO2等非。围为-71.4‰~-60.5‰甲烷的碳同位素δ13C1的范,240.0‰~-220.0‰氢同位素δD次要散布区间为-,生物成因气属于典范,O2复原而来次要由细菌C。形态存在(因为该地域水矿化度高第四系泥岩型生物气次要是以游离,的消融才能小)自然气在水中,气很少[38]水中消融自然。

　　点可分为时令纹层和冲洗纹层两类粉砂质泥层按身分和堆积机关特。是冰期和间冰期的反应时令纹层和冲洗纹层。质和粉砂构成的互层、灰泥—微泥球时令纹层[19]时令纹层包罗泥质和粉砂构成的不变互层、含有机质泥。7~0.8 mm互层普通厚0.,0.5 mm阁下此中泥质普通在,.1 mm阁下粉砂凡是在0。和粉砂质相间组成冲洗纹层也由泥质,冲洗革新感化存在同生期的,质层厚度相称粉砂层与泥,5 mm最厚可达,2~3 mm泥质层普通厚,大[20]厚度变幅较。

　　规油气范畴一种新型的资本范例第四系泥岩型生物气作为十分,力和勘察开辟代价具有宏大的资本潜。第四系泥岩型生物气为例以柴达木盆地三湖地域,镜、高压压汞、族组分阐发等尝试手腕经由过程岩心察看、光学显微镜、扫描电,气储层特性及静态成藏历程阐发了第四系泥岩型生物。表白成果,层频仍交互、纵横向非均质性极强的特性第四系泥岩型生物气储层具有砂泥薄互。于晚期阶段成岩感化处,0.3%Ro小于,结水平低岩石固,体没有石化含贝类壳,在20%以上孔隙度遍及,米孔隙为主仍以微纳,毫米孔隙含极大批。TOC极低泥岩储层,%~0.4%均匀0.2,Ⅲ型为骨干酪根以,是粗纤维次要身分,维素、有机氮其次是半纤,气的次要母质滥觞是第四系泥岩生。气为甲烷为主的干气第四系泥岩型生物,8.85%均匀含量9,aCl2型为主地层水水型以C,等偏弱酸性酸碱度中。滞留成藏的次要动力泥岩打破压力是甲烷,决议了泥岩具有自封锁才能低渗、富水和粘土的特性。件、有用的自封锁性是泥岩型生物气成藏的枢纽要素极低的天气温度、极高的水体盐度、充沛的气源条,高点泥岩气-砂岩气叠合富集带等三种泥岩型生物气成藏形式以此成立了凸起区自封锁富集带、斜坡区水封富集带、机关。

　　是泥岩成藏的枢纽有用的自封锁性。实水平低因为压,于晚期成岩阶段第四系泥岩处,实感化较弱堆积颗粒压,松散构造,原生孔隙次要发育。渗(均匀孔隙度18%~28%第四系泥岩遍及表示为高孔低,×10-3 μm2)的物性特性[49]均匀浸透率0.01×10-3~1.0。径散布广泥岩的孔,力成藏两种微观运聚机制同时具有浮力成藏和非浮。物以伊利石为主第四系粘土矿,的比外表积具有较高,束厄局促水和水膜的情势存在地层水在粘土矿物中以,层的自封锁才能加强了泥岩储。不只具有更低的浸透才能加上饱含地层水的泥岩,强的活力才能并且具有更,地层水的地质前提下因此在饱含高矿化度,优良的自生自储的前提第四系泥岩便具有了。

　　砂质泥层、泥质粉砂层、有机质层等4类岩性标记(图2)柴达木盆地第四系泥岩型生物气储条理要发育泥质层、粉。中其,质层以夹层的情势存在于泥质层中粉砂质泥层、泥质粉砂层、有机。度不大夹层厚,分遍及但十,发育普遍。此因,的纵、横向非均质性第四系泥岩具有极强。

　　层可溶有机碳含量较低柴达木第四系泥岩储,%~0.6%均匀为0.4,TOC)含量也极低同时不成溶有机碳(,%~0.4%均匀为0.2,于无效烃源岩(图7)根据烃源岩分类应属。外此,“A”等参数量标均极低S1、S2、氯仿沥青。亿方的柴东第四系生物气藏的存在但探明地质储量超越9 000,能够天生充足范围的甲烷表白极低TOC的泥岩也。此因,评价第四系泥岩型生物气储层现有烃源岩评价目标分歧用于。构成以含质变化大为特性柴达木第四系泥岩储层族,7%(均匀为34%)饱和烃为11%~3,%(均匀为5%)芳烃为1%~8,%(均匀为41%)非烃为9%~56,6%(均匀为20%)沥青质为15%~3,量高唆使未成熟差别大、非烃含。含量为79%有机质中C,为4%H含量,为15%O含量,为2%N含量,表白有机质大部门为III型H/C原子比和O/C原子比。

　　物降解感化的影响明显情况温度对甲烷菌的生,利于有机质的保留冰冷的天气前提有。度是30~55 ℃甲烷菌活性最好温,30 ℃不管低于,55 ℃仍是高于,会低落[45]甲烷菌的活性都。当今地层中在三湖地域,深度的增长跟着埋藏,随之增长地层温度,过80 ℃最高可超,井段均具有丰硕的数目但甲烷菌在地层的全,性命力和普遍的发育空间(图11)表白甲烷菌在柴达木盆地具有极强的。的温度低落和降低第四系阅历了多期,烷菌的活性和数目影响了堆积早期甲,过早耗损[46]制止了有机质的。深的增长但跟着埋,度增长地层温,活性加强甲烷菌的,也随之增大产甲烷强度,甲烷菌、全坳陷含气的特性从而成绩了当今全坳陷富。外此,生物对有机质的合成[47]高盐度水体情况有益于抑止微。的逐步萎缩跟着湖盆,度不竭增长堆积水体盐,的地层盐度遍及偏高招致第四系前期堆积,中纤维素等身分的合成泥岩色彩高的盐度抑止了甲烷菌对堆积物。

　　于静态调解过程当中柴达木盆地湖盆处,东的演变历程阅历了从西到,的第四系生物气藏堆积湖盆[13]终极在三湖地域构成了天下上最年青。系期间第四,冰期不竭瓜代[14]环球阅历了冰期和间。海拔高天气冷柴达木盆地虽,和间冰期的影响但也遭到冰期,湖退较着招致湖进,的第四系地层(图1)堆积了砂泥频仍交互。

　　物气堆积于青藏高原咸化湖盆柴达木盆地第四系泥岩型生,新、埋藏浅地层时期,系泥岩型生物气储层具有极强的特别性特别的天文地位和地质前提决议了第四,构造特别、地球化学参数特别等4个方面[15]次要表示为岩性组合特别、成岩感化特别、孔隙。气储层与其他堆积盆地泥页岩具有明显的差别这些共同的储层特性招致第四系泥岩型生物。

　　过孔体积和比外表积散布图能够看出柴达木盆地第四系泥岩压汞曲线通,几十至几百纳米的孔径范畴内第四系泥岩孔体积次要集合在,粉砂质泥层和泥质粉砂层(图6)而且泥质层的孔体积峰值较着小于。质含量的增长表白跟着泥,值是逐步减小的泥岩的孔径峰,矿物粒径相对小次要是因为粘土,变形的特性且具有塑性,间后低落储层的储集空间充填到脆性矿物颗粒之,更简单压实减孔在埋藏过程当中也。小于100 nm的孔隙供给第四系泥岩的比外表积次要由。粉砂质泥层和泥质粉砂层泥质层的比外表积要高于,身具有更大的比外表积次要是因为粘土矿物本。含量的增长粘土矿物,积的增大[31]会招致泥岩比外表。

　　自然气藏的盖层来研讨第四系泥岩凡是被看成,层的评价[8]熟悉也范围于盖。气的源岩作为生物,特性尚不分明泥岩储层的,集纪律也有待增强研讨泥岩型生物气成藏的富。地域第四系泥岩为例以柴达木盆地三湖,岩感化、孔隙构造、地球化学参数等特性经由过程具体阐发泥岩储层的岩性组合、成,体特性、成藏动力、成藏前提剖解了泥岩型生物气藏的流,物气藏的成藏形式成立了泥岩型生。特性及静态成藏历程的熟悉对第四系泥岩型生物气储层,规油气地质实际有助于丰硕十分,气的勘察开辟增进十分规油。

　　种身分掌握[39]气体活动情势受多。泥岩储层中在第四系,微纳米孔隙构造有关气体活动情势次要与。岩实践地质前提分离第四系泥,阐发表白经由过程数值,在三种活动情势(图9)生物气在泥岩中次要存。nm的孔隙中在小于10 ,的影响受水膜,停止活动气体没法。 nm的孔隙中在10~40,分散的情势活动气体次要以菲克。内孔隙占比力高因为该孔径范畴,物气主要的一种活动情势因而菲克分散是泥岩型生。 nm的孔隙中在40~400,脱活动情势为主气体次要以滑。nm的孔隙中大于400 ,流的情势活动气体以达西渗。此因,、滑脱活动、达西活动三种情势第四系泥岩中同时存在菲克分散,较高的比例且均占据,存现明显差别与通例砂岩气。