川南地区五峰-龙马溪组页岩储层孔缝连通性特征及流体运移规律研究

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作者谢冠宇
单位东北石油大学
来源东北石油大学
出版年2025
摘要
四川盆地五峰-龙马溪组深层页岩气储层资源量丰富,其孔缝连通性与流体运移规律研究是预测页岩气生产动态、优化开发方案的重要科学依据。本文选取四川盆地大安区块页岩样品,通过有机地化及矿物组分分析、偏光显微镜成像、伍德合金注入后的场发射扫描电镜观察、高压压汞法、纳米压痕测试、定向覆压孔渗实验、微米CT及二维逾渗模型等方法对研究区孔缝体系结构特征及流体运移规律进行了定性和定量研究。研究表明,研究区页岩石英含量平均达55.4%,与TOC呈显著正相关,表明以生物硅质成因为主。基于有机质与矿物组分含量特征,划分出低有机质黏土岩相、中高有机质硅质页岩相和硅质岩相三类岩相。进一步沉积纹层分析表明,不同岩相样品可划分为粉砂质-有机质纹层、粉砂质-黏土质纹层和黏土质纹层。其中粉砂质-有机质纹层具有最高的孔缝连通性,这是因为其有机质丰度高、有机质孔隙发育良好,且存在层间裂缝,连通了更多的墨水瓶孔隙,孔缝网络发育。粉砂质-黏土质纹层连通性次之,而黏土质纹层因孤立狭长孔隙占主导且微裂缝不发育,连通性最差。纳米压痕实验表明,随着黏土含量的增加,纹层的弹性模量和硬度逐渐降低,使得孔隙更易塌陷、裂缝更易闭合,最终削弱连通性。流体运移规律研究表明,页岩的渗流能力受矿物组成、孔隙结构和裂缝发育程度的影响。粉砂质-有机质纹层的孔隙裂缝网络最为发育,且有脆性矿物组成的刚性骨架支撑,有助于流体运移通道的保持。二维逾渗模型结果进一步表明裂缝在低孔隙度条件下起关键沟通作用,裂缝越发育,储层逾渗阈值越低。总体而言,纹层通过控制孔缝连通性主导基质供气效率,应将粉砂质-有机质纹层作为优先开发区域,粉砂质-黏土质纹层次之,而黏土质纹层需通过压裂改造构建人工裂缝网络。研究成果为页岩储层评价、开发层位优选和增产改造设计提供了理论依据,对提升页岩气开发效益具有实践指导意义。

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