简介:富有机质页岩的地球物理描述涉及地质和地球物理力学参数的间接估算。地质参数包括孔隙度、粘土含量(V粘土)以及总有机碳含量(TOC)。重要的地质力学参数包括天然裂缝和可压性(岩石水力压裂容易程度)。除了各种工程因素,可压性还取决于以下地质因素:原地应力(垂直有效应力和最大及最小水平有效应力)、孔隙压力、脆性和岩石强度。在井场,我们有时可以获取完整描述目标页岩层的足够的测量数据,但远离井场时,常常没有足够的实际测量数据,因此岩石性质往往是不清楚的。另一方面,地震数据通常可用于岩石的波阻抗(AI)和Vp/Vs比值的估算。如果地震资料品质足够好且工区的面积足够大,那么有时还可以估算岩石的密度,此外还可以估算各向异性弹性,但这些测量结果都会存在一定程度的误差。由于页岩储层非常复杂,岩石性质参数的数量相对较多,而且现场可独立获取的信息也有限,导致岩石性质的反演结果常常不是唯一的。
简介:本文研究了在挪威大大陆边缘一线长2000km区域内分布的上侏罗统富有机质硅质碎屑岩的地震成像资料。这些岩石被视为北海和挪威海大部分大油气田的主力烃源岩。我们研究了富有机质地层围限的薄皮重力滑脱构造的典型地震响应。最典型的构造是铲状断层,它们在富有机质地层的上段出现分支并旋转,而在其底部附近则滑脱。这种现象可能在较大范围内可见(10,000km^2),但更常见的情况是仅限于掀斜地区。断层的走向与沉积物质下倾移动方向垂直,因此断层的走向可用于指示古倾向。我们观察到了几类收缩构造,其埋深最大只有几百米。尽管它们不仅限于富有机质页岩,但这些地层围限的构造可能有助于确定盆地中是否存在富有机质层段。我们认为,粘土中有机质含量的增加会减少渗透率。与压实作用有关的垂向流体流动可能在埋藏早期在渗透性较差的富有机质层的底部形成流体超压。这样的超高流体压力层构成了低摩阻拆离面,拆离面上覆沉积层滑动形成了典型的薄皮变形构造。
简介:文中给出了一种试验方法,用于同时测量1MHz频率下超声波速度的应力依赖性和不排水弹性刚度张量(undrainedelasticstiffnesstensor)以及100mHz—10Hz频率范围内复电导率张量(complexconductivitytensor)的分量。试验采用的样品是采自海因斯维尔组页岩的柱状岩心(孔隙度大约为0.08,除去了束缚水,粘土含量大约为30—40wt%,以伊利石为主)。试验在受控的围压和孔隙流体压力下进行,即代表原地储层条件的差异压力状态。采用独立的采集阵列(压电水晶和不极化电极)开展定向测量,这些阵列在岩心样品外表面上按方位排列,层理面与柱状岩心样品的轴向一致。采用高分辨率示波器(oscilloscope)记录超声波波形,采用配备有精度为0.1mrad阻抗分析仪的四电极采集系统记录复阻抗谱(compleximpedancespectra)。分别在排水和不排水的条件下,按照完全饱含水状态下的加载和卸载顺序重复开展试验。测量结果显示,超声波速度和复电导率具有高度的应力依赖性,这可归因于样品内裂隙的开启和闭合。利用这些数据估算了岩心样品的各向异性电性和弹性的有效压力系数,对于弹性和电性而言,所得的有效应力系数都小于1。在裂隙闭合后,电性和声波的有效应力系数还会更小。对于复电导率张量分量而言,其各向异性比(anisotropyratio)大约是30,而刚度张量的压缩分量(C11/C33)的各向异性比只有2。
简介:本文对伊朗北部厄尔布尔士山脉北部、中部和南部地区的上三叠统-中侏罗统Shemshak群页岩进行了有机质地球化学特征研究和镜下研究(岩石评价热裂解,光导-uv显微镜)。研究发现:总有机碳含量(TOC)介于0至29.4%重量百分比之间(平均为1.2%),表明有机碳含量总体上为较差至适中。Shemshak群下部的上三叠统页岩主要为低氧一缺氧环境下的海相/湖相沉积,TOC平均为0.7%。Shemshak群上部的托尔阶-阿林阶页岩的沉积环境为有氧一低氧的较深海,其TOC值最低,平均为0.3%。Shemshak群不同段层的碳质页岩显示了最高的TOC值,平均为14.2%。最高温度(Tmax)值介于439℃至599℃之间,平均为300℃,表明有机质在深埋藏和活跃的沉积后构造活动中经历了高温。氢指数(HI)-Tmax关系图显示:表明存在蚀变有机质的Ⅳ型干酪根,其HI平均值非常低。孢粉相的特点是,无定形有机质占主导地位,它们绝大多数来自于海相-非海相浮游植物的降解。上Shemshak群生烃潜力很低,而下Shemshak群则是厄尔布尔士山脉地区重要的有效烃源岩。后者在地质历史上可能在研究区的部分地区(例如,Tazarh地区和Paland地区)生成了数量可观的油气。晚三叠世早期(基梅里造山运动早期)古特提斯海道的封闭,以及随之而来的伊朗板块和欧亚大陆南部边缘的碰撞,导致厚厚的硅质碎屑沉积物沉积在构造活跃的隆起前缘(Alavi,1996:Seyed—Emami,2003)。厚厚的上三叠统-中侏罗统Shemshak群广泛分布于伊朗中部、东部和北部(Seyed-Emami,2003)。该群地层厚度最大达4000米,不整合上覆于中一下三叠统Elikah组碳酸盐岩之上,而中侏罗统Dalichai组泥灰岩和灰岩则不整合上覆于Shemshak群之上。厄尔布尔士山脉地区Shemshak群的沉积环境为海相-陆,包括湖相、河流-三角洲-深海相、
简介:在北极陆地的永久冻土区及沿世界上一些海洋的外陆缘海下发现了大型的天然气水合物矿藏。这一发现激起了人们对天然气水合物成为一种可能能源的强烈关注。然而,在将天然气水合物看作是人们消费得起的有生命力的天然气源之前,必须攻克重大的乃至可能难以解决的技术难题。对北极天然气水合物研究的综合信息表明,在永久冻土区,天然气水合物存在于地下约130~2000m深处。近海陆缘天然气水合物的存在主要是根据已绘制的海底下大约100~1100m深处异常地震反射层即海底模拟反射层推断的。目前对世界海相和永久冻土区天然气水合物矿藏资源量的估算大体一致,约为20,000×109m^3。关于在界定的天然气水合物矿藏内所储集的天然气资源量以及含水合物地层内天然气水合物的含量等根本问题的分歧证明了我们对天然气水合物知之甚少。但是,最近有几个国家包括日本、印度和美国已制定了雄心勃勃的国家计划以进一步考察天然气水合物的资源潜力。这些计划也许可以帮助我们回答诸如天然气水合物储层特性、生产系统的设计以及更重要的即天然气水合物的生产成本和经济性等关键性问题。
简介:北极大陆永久冻土区以及全球大陆边缘外侧海底大型天然气水合物聚集的发现,增强了人们对天然气水合物作为一种可能能源的兴趣。但在把天然气水合物视为一种切实可行而且成本可以负担的天然气供应源之前,人们必须解决一些重大的技术难题。北极天然气水合物研究的综合信息表明,永久冻土区天然气水合物的埋深可能在130~2000m之间。近海大陆边缘天然气水合物的存在主要是根据称作海底模拟反射层的异常地震发射层来推断的,这些反射层的分布深度在海底之下100~1100m之间。目前全球海洋和永久冻土区天然气水合物聚集的天然气资源量估计约有2万万亿m^3。在一些根本问题上,例如所圈定的天然气水合物聚集的天然气数量以及含水合物地层的天然气水合物含量,人们的观点很不一致。这说明我们对天然气水合物仍知之甚少。最近,日本、印度和美国等国家已经启动了雄心勃勃的国家项目,以进一步考察天然气水合物的资源潜力。这些项目可能有助于回答一些关键问题,例如天然气水合物储层的性质、开采系统的设计以及最为重要的开采成本和经济性。
简介:烃源岩中的有机碳总量在地层剖面上呈现周期性的循环模式,这种周期性的变化与地层层序的充填演化密切相关。地层层序在垂向上周期性的充填演化决定了沉积地层剖面中有机碳的周期性循环模式:在层序边界处,水体较浅,甚至处于暴露状态,沉积物堆积速度快且氧化作用活跃,剖面上往往出现有机碳总量最小值;在最大湖泛面附近,沉积物供应速度慢,为欠补偿沉积段,有利于有机质的富集,常出现有机碳总量最大值。利用声波曲线与视电阻率曲线交会的方法,可获得全剖面有机碳总量的演化模式,将其用于层序地层学研究,能够为层序地层单元的识别与划分提供有力依据,同时也有助于恢复古地理环境。
简介:由于在冻土层和海洋环境中存在着大量的天然气水合物,因此天然气水合物将成为未来的替代能源。但是,至今尚未对各种开采方法中来自水合物的天然气开采潜力进行充分调查研究。本项研究介绍了一个简单的分析模型,该模型通过减压方法从多孔介质中分解水合物,从而模拟天然气开采。我们认为分解带的热传递、水合物分解内动力学和气水两相流动是涉及多孔介质中水合物分解的三种主要机理。本项研究对涉及物理性质实际变化范围的三种机理的相对重要性进行了比较。实例研究表明,气水两相流动的影响比热传递和水合物分解内动力学的影响小得多。考虑到速度控制作用,开发出的分析模型可以预测在多孔介质中天然气水合物分解的动态特征。模型已用于进行敏感性研究,已便调查在水合物储层进行商业性天然气开采的可行性。研究结果表明,从天然气水合物储层中能够采出大量天然气,水合物叠加在含气带上方。在西伯利亚、阿拉斯加和加拿大的永久冻土区中已发现了这种天然气水合物储层。
简介:毛细管压力模型和基本原理早已被用于评价过剩压力和毛细管滞后现象以及相对渗透率对断层填充物封闭的影响。超压断层填充(断层水压高于储层水压)总是增加所封闭的烃柱的高度。在地层水从断层流入储层的地方,封闭界面向超压断层填充物迁移。只有在缺乏横过断层水流的地方,负压断层填充物才会降低烃柱的高度。如果水流穿过断层,烃柱的高度不受影响。在储集层的含水饱和度没有降低的地方,地层水不能穿过断层流动。相对渗透率使薄膜封闭向渗漏平稳过渡,这样,薄膜封闭破坏之后有可能出现液压阻力封闭。均质、亲水断层填充物旁侧的薄膜封闭高度大于达到地质渗漏处的液压阻力封闭的高度。如果充注率和渗漏率两者都高,而且圈闭的寿命短,那么在开采期间液压阻力封闭就变得更加显著。在圈闭初始充注期间,圈闭的整个亲水、断层填充物孔隙网络的渗漏率不可能大于圈闭充注率。如果充注缓慢,渗漏率就大于充注率,直到形成新的平衡烃柱高度。即使充注停止,封闭层也持续渗漏,直到烃柱高度真正降到低于其原始高度。低毛细管压力条件下会重新形成薄膜封闭。理论上,重建的封闭能力接近于原始封闭能力。横断层压力和烃柱高度不能转变成封闭能力,因为充注史和封闭类型对封闭作用有影响。横断层压力数据可用于分析充注高度和压力史,也可用于评价断层封闭的不同控制因素。