页岩有机质孔隙发育特征及主控因素摘要
有机质孔隙形成于烃源岩生烃演化过程中,是页岩气生成、扩散和聚集留下的痕迹,也是页岩储层生气、储气能力的体现。以往对于有机孔的研究多局限于单一沉积相页岩,缺乏有机孔发育差异对比研究。论文以不同沉积相富有机质页岩为对象,从整体上对页岩有机质孔隙发育特征、主控因素及热演化规律做探讨,主要的分析测试手段为全岩光片、氩离子抛光-扫描电镜、原子力显微镜、聚集离子束-扫描电镜以及比表面测试等。有机孔为气成因,即有机质只有在生气膨胀力足够强时才能突破有机质表面大规模发育有机孔;而在生油阶段,受有机质排油机制的控制常在内部形成微裂缝以及发育有机质边缘收缩缝。不同有机显微组分由于自身结构特性以及生烃热演化规律的差异,在有机孔的发育上存在较大差异。类脂组分,其有机孔发育滞后,即在生油窗发育很差,只有在生气窗当生烃膨胀力足够强时才会大量发育有机孔;而腐殖组分则可以在较低的热演化成熟度下直接生气形成有机孔,但因其化学结构不易改变,有机孔的发育规模大为受限。另外,无论哪种有机显微组分,其有机孔的发育并不是随热演化程度的提高而无限制扩大,在进入变质阶段后,原本存在的大孔径有机孔会因有机质急剧缩合而不断变小以致出现线性、针孔状有机孔,至深度变质阶段有机孔会在残炭中消失殆尽。在有机孔成因机制探讨的基础上,根据不同干酪根的生烃演化模式,提出了不同类型干酪根有机孔随热演化程度变化的发育图谱,可划分为形成期,发展期和转换-破坏期,每一种干酪根类型都有其特定的阈值范围。有机质孔隙的发育除受有机质地球化学属性的影响,还受到其自身塑性特征、与周缘矿物的接触关系以及成岩过程中的压实作用的影响,过成熟阶段有机质的强烈压实变形会造成有机孔孔径变小、圆度降低,有机质粘附于矿物表面有助于有机孔的后期保存,高的地层压力系数对应较好的有机孔发育。总之,系统地开展三相页岩有机质特征对比研究,揭示不同沉积环境下页岩有机孔发育规律及差异,有助于指导页岩气有利靶区的选区方向,提高勘探成功率,同时对于有机质生烃机理及储气性能的研究具有重要的理论意义。
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