湘西下寒武统含水页岩含气量分子模拟

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单位中国石油大学(北京)克拉玛依校区石油学院;中国石油大学(北京)地球科学学院;中国石油大学(北京)油气资源与工程全国重点实验室;中国地质科学院地质力学研究所;
来源天然气地球科学
摘要
针对湘安地1井录井气测值异常的成因,本文采用分子模拟技术构建了湘西下寒武统黑色页岩分子模型,并系统研究了其含气量的主控因素。研究结果表明,水分子与CH4在页岩孔隙中存在显著竞争吸附效应,随着含水率由5.5%升至20%,CH4吸附量下降26.64%~90.04%,故含水率是控制页岩气含气量的关键因素之一。页岩气含气量的地质演化校正结果显示,湘西下寒武统黑色页岩经历的两次大规模抬升剥蚀事件显著破坏了储层温压条件与封闭性,导致气体解吸与散失,现今埋深778 m的CH4含气量已接近于零,与实钻气测值高度一致。此外,在漫长的地质演化工程中,尽管扩散系数整体较低(约0.78 km2/Ma),但在540 Ma的地质历史中平均扩散范围仍达约421 km,这足以造成页岩气大规模散失,而构造裂缝的发育进一步加速了这一过程。本研究揭示了湘西下寒武统黑色页岩气含量降低的微观机理和主控因素,并阐明了含水率抑制、构造演化破坏与长期扩散的协同作用机制,为深层页岩气保存条件与富集机理研究提供了新视角,并为非常规天然气潜力评价与勘探区优选提供了重要参考。

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