泌阳凹陷陆相页岩油富集及可动性研究摘要
随着常规油气资源的日趋枯竭,非常规油气资源越来越受到大家的重视。页岩油作为非常规油气资源的重要一员,具有非常大的勘探开发潜力,其潜在资源量远超目前所发现的常规油气资源,对于未来能源行业发展具有举足轻重的作用。中国页岩油资源储量十分丰富,但因为受地理因素限制导致资源分布不均,且多为陆相页岩可动性较差,所以导致了国内页岩油的勘探开发进程缓慢。因此通过分析陆相页岩油的富集及可动性的主控因素,对于我国页岩油的高效开发具有重大意义。本文以泌阳凹陷为例,选取重点井位岩心样品分别进行有机碳分析、全岩XRD、氩离子抛光-扫描电子显微镜测试、核磁共振实验、低温氮气吸附、高压压汞等实验,在大量实验数据基础上,从页岩油的生烃基础、储集空间、矿物成分、原油组分、原油吸附特征这五个方面进行分析,对泌阳凹陷页岩的含油性及页岩油可动性进行评价,并对含油性及可动性的有利深度段及井位进行划分和预测。结果表明:(1)页岩含油性是页岩油可动性的基础。地球化学研究表明,研究区中含油性好的烃源岩有机质类型多为Ⅰ型和Ⅱ1型,TOC含量大于2%,饱和烃含量大于50%。由于粘度较低的非极性分子具有较好的可动性,因此页岩含油性与可动性具有正相关关系。(2)页岩油主要赋存在非均质性较弱的无机大孔隙中。氦测法和高压压汞实验可以揭示大孔的发育情况,低温氮气吸附实验揭示微孔和介孔的发育,氦测孔隙度、压汞比孔容与页岩的含油性均成正相关,低温氮气吸附的比孔容与页岩含油性呈负相关,证明页岩油主要赋存在大孔中。扫描电镜观察显示,页岩孔隙以粒间孔、溶蚀孔等无机孔隙为主,有机孔不发育。同时,页岩比表面积与有机质丰度呈负相关也进一步证明了有机孔不发育。分形维数研究表明,大孔的均质性较好,孔隙结构相对简单,页岩含油性较好。(3)页岩中粘土矿物、长石含量较高时,有机质丰度较低含油性较差。石英含量较高时,有机质丰度较高含油性较好。低温氮气吸附实验和原油吸附解吸实验表明,粘土矿物自身微孔、介孔较多,是原油吸附的主要载体,粘土矿物对于原油吸附性强,较多的粘土矿物会使得可动性变差。(4)通过排烃门限法,确定研究区页岩油可动指标为S1/TOC×100=60mg HC/g TOC,氯仿沥青“A”/TOC=0.2。在对S1进行轻烃和重烃恢复校正的基础上,对研究区重点页岩层系的含油性与可动性进行评价,泌阳凹陷核桃园组三段5号页岩层恢复后可动油资源量为1.01×108t,6号页岩层恢复后可动油资源量为0.22×108t属于页岩油富集及可动性较好的区域,是泌阳凹陷页岩油勘探开发的有利目标区。
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