论文部分内容阅读
美国“页岩气革命”引发了世界范围的页岩气研究热潮,多国前期地质评价和勘探开发先导试验初具成效。我国页岩气资源量巨大、分布面积广,但页岩气区块基本上都位于含油气盆地之外的构造复杂区,挤压变形作用强烈,地质条件复杂,制约着页岩气聚集、赋存与开发方式。因此,构造复杂区泥页岩微纳米孔隙结构及储气能力的研究对我国页岩气实现商业化开采具有重要意义。本次研究首先从宏、微观尺度判别分析泥页岩构造变形程度及特征,针对不同变形程度的泥页岩样品,分别进行了TOC、岩石热解、沥青反射率、X射线衍射、扫描电子显微镜测试、低温氮气吸附、高压压汞、核磁共振、甲烷等温吸附实验,对实验结果进行对比,分析有机质(有机碳含量、有机质类型、有机质成熟度)、粘土矿物、构造变形对泥页岩微纳米孔隙结构特征的影响;然后采用兰格缪尔(Langmuir)模型对甲烷等温吸附实验数据拟合得到甲烷等温吸附曲线,理想气体状态方程与马略特定律相结合的方法计算游离气含量,从而对比分析各地质因素对泥页岩储气能力的影响。将以上研究方法应用到川东北城口县修齐镇、龙田乡下寒武统鲁家坪组泥页岩层位中,结果表明:有机孔隙是泥页岩储集空间的重要构成,与微纳米孔隙发育程度呈正比,其有机碳含量是影响泥页岩含气量的核心因素,与有机质相比,粘土矿物、湿度对泥页岩含气量的影响相对较小;随构造变形作用的增强,宏观上多组裂隙逐渐消失,发育明显的褶皱、揉皱现象,微观上微纳米孔隙、比表面积逐渐增加,其吸附位增加,吸附能力增强,但孔隙度有所下降;整体来看,泥页岩含气量与储层压力呈正相关,储层压力较低时,以吸附气为主,当压力足够大时,吸附气达到饱和,游离气含量持续增加,占有较大优势;通过对比不同有机碳含量、变形程度泥页岩样品的含气量,分析表明:一定TOC范围内,构造变形作用对泥页岩吸附气含量的贡献在很大程度上可以弥补TOC的不足,增加泥页岩的吸附能力,但会对游离气储集有一定的负效应。