黔渝地区海相富有机质页岩储层孔隙结构及其控制因素研究

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作者刘书华
来源中国地质大学(北京)
出版年2017
摘要
通过选取黔渝地区页岩气高产井(J-A井,试气20×104 m3/d)和仅有页岩气测显示井(R-B井)的上奥陶统五峰-下志留统龙马溪组页岩样品以及低产井(H-C井,试气410 m3/d)下寒武统牛蹄塘组的海相页岩样品,所选页岩样品有机碳含量(TOC)>2%,对样品进行TOC、沥青反射率(Rb)、矿物组分(XRD)、N2和CO2吸附及CH4等温吸附(30℃,0~25MPa,干燥基)和场发射扫描电镜(FE-SEM)的测试和观察,应用Image J软件统计有机面孔率并结合岩石相划分,研究富有机质泥页岩储层的孔隙结构特征和控制因素。J-A井五峰-龙马溪组优质页岩埋深为2377.5~2414.5m,厚度为38m,脆性矿物含量为52.9~77.4%。优质页岩储层孔隙结构有以下4个特征:①页岩孔隙体积平均为2.68×10-2cm3/g,吸附表面积为27.1 ~41.0 m2/g,平均为34.8 m2/g,页岩微孔(0.4~2nm)、中孔(2~50nm)和大孔(>50nm)的比孔容和BET比表面积分布百分比分别约为36:57:7%和65:34:1%;②泥页岩具有良好的分形特征(D≈2.88),孔隙分布呈三段式,48nm为渗流型孔隙,中间为过渡型孔隙;③较高的有机面孔率(18.2~32.5%,平均为25.7%);④饱和吸附量(兰氏体积VL)为3.64~4.66 m3/g,平均为4.1 m3/g;兰氏压力小(PL=1.98~2.74MPa,平均为2.28MPa);PL值越小,吸附势越大,单位压力下吸附能力更强。R-B井五峰-龙马溪组富有机质页岩储层段埋深为4028~4054m,厚度为26m,脆性矿物含量为38.25~57.02%。孔隙体积平均为2.78×10-2cm3/g,页岩样品比表面积较小(7.3~30.8 m2/g,平均为15.5 m2/g),有机面孔率较低(11.6~26.7%,平均值为16.3%),孔隙分形维数(D≈2.74)没有明显的分段分形特征;有机质面孔率为11.6~26.7%,平均为16.3%,饱和吸附量(VL)为4.03~7.27 m3/g,平均为5.14 m3/g。H-C井牛蹄塘组TOC含量高(4.8~11.1%,平均值为6.9%),埋深适中(2315~2421m),厚度大(106m),成熟度高(Equivalent Ro≈3.14),脆性矿物含量高(73.35~77%,平均值为75.62%),孔隙体积平均为3.42×10-2cm3/g,吸附表面积大(平均值约为33.8% m2/g),分形维数D≈2.8146,有机面孔率为9.1~11.5%,平均值为10.0%,饱和吸附量平均为3.43 m3/g。黔渝地区下古生界海相页岩的纳米孔隙体积、比表面积、分形维数和饱和吸附量与有机碳含量呈正相关关系,富泥硅质页岩(S-3型)为优选岩石相。

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