海陆过渡相页岩气富集机制:干酪根化学结构的视角

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单位兰州大学;中国石油勘探开发研究院;
来源中国矿物岩石地球化学学会第19届学术年会论文摘要集
出版年2025
摘要
海陆过渡相页岩气的勘探开发是中国页岩气事业发展的重要方向。本研究以不同演化程度的鄂尔多斯盆地山西组二段黑色页岩为例,在分离干酪根的基础上,详细剖析了不同演化阶段海陆过渡相页岩的干酪根结构,通过对比全岩和干酪根的微孔隙分布特征,揭示了干酪根化学结构对该类页岩气赋存的影响。研究发现,山2段海陆过渡相页岩有机质富杂原子和芳香环结构。随着热演化程度的增加,杂原子释放引起芳香环结构明显改变,~3.0%Rmc后化学结构出现明显的缩聚;XRD光谱中由芳香层堆叠产生的(002)峰的位置从25.15°增加到25.88°,芳香层之间的间距(d002)从0.3540 nm减小到0.3444 nm,计算出的石墨化程度逐渐增加,有机质的碳层排列从杂乱无章的形态逐渐定向化,表明石墨化程度在不断提高;杂原子的释放导致芳香层的平均横向尺寸(La)和堆叠高度(Lc)减小,在~3.0%~3.2%Rmc时达到最小值。有机质与全岩样品具有相似的微孔隙分布,且孔隙孔径集中在0.4~0.7 nm。有机质芳香化结构参数与微孔隙之间具有良好的相关关系,证实这些微孔隙与有机质结构有关。通过综合分析认为,由芳香层差异堆砌形成的微孔隙将有利于甲烷的吸附,这为阐明海陆过渡相页岩气高吸附气比例、TOC与微孔体积和含气性之间的正相关关系以及海陆过渡相页岩气开发过程产率衰减缓慢等现象的成因提供了科学依据。

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