一种页岩含气性热演化规律研究的模拟实验方法.pdf

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1、2016年3月岩矿测试Vol_35．No．2March2016R0CKANDMINERALANALYSIS186～192文章编号：0254—5357(2016)02—0186—07DOI：10．15898／j．cnki．11—2131／td．2016．02．011一种页岩含气性热演化规律研究的模拟实验方法徐学敏，汪双清，孙玮琳，沈斌，秦婧，杨佳佳，芦苒(国家地质实验测试中心，北京100037)摘要：目前针对页岩气赋存规律研究的热模拟实验主要是沿袭常规油气热模拟方法，以粉末态样品开展模拟，研究对象为岩石生成并排

2、出的烃类气体，这种模拟方式未明确页岩气的实质为“滞留气”，并且模拟后样品无法开展扫描电镜分析，不能确定岩石孔隙结构变化规律。本文通过石英玻璃管封装块状样开展页岩生烃热模拟实验，并结合一套数据处理方法，尝试建立了一种适合页岩气研究的热模拟实验方法，研究泥页岩在不同演化阶段(。范围为0．596％～2．143％)不同赋存状态气体的含量以及岩石微观孔隙特征的变化情况。结果表明，泥岩及油页岩样品的排出气及解析气含量在高成熟度阶段(400℃以后)有明显增加的趋势，结合扫描电镜微观结构分析显示这是由于有机质生气量以及无机孔

3、隙均有增加。本方法可以研究页岩热演化过程中不同赋存状态气体含量及微观孔隙结构的变化，为页岩气勘探开发提供了一种可参考的方法。关键词：页岩气；生烃热模拟；孔隙结构；含气性中图分类号：TEl22文献标识码：A生烃热模拟实验是依据化学反应的时间一温度气体；②以粉末样品开展模拟研究，破坏了岩石的孔补偿原理，利用未熟或低熟样品，在高温高压条件下隙结构，无法开展岩石孔隙结构分析，不能获得开展短时间的热反应，模拟再现地质过程中有机质热演化过程中泥页岩的孔隙结构变化规律，而孔隙的低温长时间演化规律的实验研究方法_lJ。热模的

4、类型及结构特征对于页岩气的储集及开采都具有拟实验开始于20世纪5O年代，研究成果在传统油重要意义卜J，因此利用粉末样品开展页岩气模拟气勘探中得到了广泛应用。利用这种方法，学者研实验研究有明显的局限性。究了不同母质类型有机质生成油气潜力的差针对上述问题，本文报道以石英玻璃管封装块异J、液态及气态产物特征及其演化规律等J。状岩石样品开展热模拟实验的方法，对模拟后的样近些年随着页岩气研究的不断深入，部分学者品开展了扫描电镜、镜质体反射率及含气量分析，研尝试将生烃热模拟实验方法应用于页岩气研究中，究了泥页岩从低熟到高

5、熟阶段岩石孔隙特征及含气对不同类型页岩富集烃气能力71及热演化过程中量的变化情况，并结合油气地质理论对实验结果进页岩气产率、同位素组成变化进行了探讨j。但是行分析，评价了实验方法的适用性，以期为研究页岩目前的页岩气热模拟实验研究存在以下两方面的不气成藏及演化规律提供一种有效的模拟方法，为页足：①未明确页岩气的实质为“滞留气”，仍以模拟岩气勘探开发研究提供技术支持。过程中排出烃气为研究对象展开分析。页岩气是主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中，以吸附、游离或1实验部分溶解状态存在于泥页岩及其所夹的粉砂岩夹层中的1．

6、1样品信息天然气聚集，其实质为泥页岩中生成但未排出的实验样品为银额盆地白垩系泥岩和抚顺地区新烃类气体。因此，页岩气热模拟研究更需关注“滞近系油页岩，其主要地球化学参数原始值见表1。留”于泥页岩中的烃类气，而不是已经排出的烃类各参数测定依据相应的国家标准或行业标准方法开收稿日期：2015—02～04；修回日期：2015—12—28；接受日期：2016—03—10基金项目：国家地质实验测试中心基本科研业务项目(2014CSJ02)；地质矿产调查评价二级项目(121201105000150040)；国家科技重大专项

7、项目(2016ZX05025—03)作者简介：徐学敏，研实员，从事生烃模拟实验研究。E—mail：xueminxu—cup@126．tom。通讯作者：汪双清，研究员，硕士生导师，从事油气地球化学研究。E-mail：henO07@163．tom。一l86—第2期徐学敏，等：一种页岩含气性热演化规律研究的模拟实验方法第35卷展。其中，总有机碳(TOC)的测定依据GB／T玻璃管中的烃类气，即排出气，记为#；另一部分为19145-2003进行，实验用仪器为EA2000红外碳硫生成后尚滞留在岩石中，在一定温度下解析释放

8、的元素分析仪(德国耶拿公司)；生烃潜量(s+s)依烃类气，即真正意义的解析气，记为。样品开展据GB／T18602-2001测定，仪器为油气评价工作站解析气测定后，需要对两部分气体的含量进行区分OGE—II，S的上限温度为300℃，S2的上限温度为计算。600℃；镜质体反射率(Ro)的测定依据sY／T5l24—图1揭示了模拟样品的解析规律，在解析初期1995进行，仪器为CRAIC20／20显微分光光度