不同类型页岩富集烃气能力模拟实验及微观结构特征研究.pdf

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1、第24卷第4期天然气地球科学Vo1．24NO．42013年8月NATURALGASGEOSCIENCEAug．2013不同类型页岩富集烃气能力模拟实验及微观结构特征研究王杰，秦建中，饶丹，郑伦举，李广友(1．中国石油化工集团公司油气成藏重点实验室，江苏无锡214151；2．中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所，江苏无锡214151)摘要：基于前人对页岩气赋存形式和含气性影响因素的研究相对薄弱，结合页岩微观结构特征，利用地层孔隙热压模拟实验仪系统开展了不同类型页岩在不同成熟阶段、不同压力以及现今不同地质状态下的富集烃气能力模拟

2、实验，研究发现页岩解析气产率的高低主要与其所经历的最高热演化程度密切相关，过成熟阶段页岩解析气产率较高。硅质页岩解析气所占的比例最高，钙质页岩次之，黏土质页岩最低。同一类型页岩成熟阶段解析气所占的比例最高，高成熟阶段次之，过成熟阶段最低，但解析气产率较高。超压的存在能显著提高页岩解析气产率，超压系数越大，解析气产率越高。在泥页岩热演化程度和演化历程相同的情况下，正常埋深页岩的解析气产率明显高于发生抬升的页岩；埋藏深度越深，页岩解析气产率越高。硅质页岩和钙质页岩脆性矿物含量高。大的孔隙和裂缝发育，孔隙度较高，解析气能力强，而黏土质页岩

3、中脆性矿物含量相对较低，主要以有机质生烃过程形成的微孔隙为主，大的裂隙不发育，孔隙度相对较低，解析气能力肯定要低于硅质和钙质页岩。页岩残余气产率很低，基本上不具有工业开采价值，页岩含气量测定应以现场解吸气量和损失气量为主。综合研究认为页岩含气性主要受有机碳含量及储集物性共控，超压的存在是页岩气高产的关键，页岩气富集岩性为夹钙质(灰质)、硅质、砂质薄层(互层)，页理发育的黑色、黑灰色泥页岩。关键词：不同类型页岩；模拟实验；解析气；页岩气主控因素；微观结构中图分类号：TEl32．2文献标志码：A文章编号：1672—1926(2013)0

4、4—0652—07引用格式：WangJie，QinJianzhong，RaoDan，eta1．MicrostructureandsimulationexperimentsofextractedgascapabilityindifferenttypesofshalefJi．NaturalOasGeoscience，2013，24(4)：652—658．[王杰，秦建中，饶丹，等．不同类型页岩富集烃气能力模拟实验及微观结构特征研究[J]．天然气地球科学，2O13，24(4)：652—658．]0引言物颗粒、干酪根颗粒以及孔隙表面之上)及溶

5、解态(溶解于干酪根、沥青质、残留水以及液态原油随着页岩气勘探在北美地区取得巨大的成功，中)[2]页岩气的赋存形式在很大程度上将影响到页岩气资源越来越引起人们的高度重视。页岩气是页岩气勘探开发方案和地质储量评估。尽管国内外指以游离、吸附或者溶解方式存在于泥页岩及其所学者针对页岩气的赋存形式开展了一些实验研究和夹粉砂质泥岩、粉砂岩等地层中的非常规天然气_1]。地质调查，但对不同页岩气赋存形式所占比例的认页岩气的赋存形式具有多样性，包括游离态(存在于识还存在比较大的分歧[3u7l，且对页岩气不同赋存形孔隙与裂隙中)、吸附态(吸附于有机质颗

6、粒、黏土矿式影响因素的研究还不够系统。前人系统开展了不收稿日期：2013一Ol～16；修回日期：2013—06—12．基金项目：中国石化股份公司油田勘探开发事业部非常规先导项目和国家重点基础研究发展规划“973”项目(编号：2012CB214801)资助作者简介：王杰(1975一)，男，河南郸城人，高级工程师，博士，主要从事油气地质及有机地球化学研究．E‘mail：wangiieiz@126．corn·No．4王杰等：不同类型页岩富集烃气能力模拟实验及微观结构特征研究653同类型烃源岩在近似地质条件下的高温热压生烃模估不同类型页岩的

7、含气性及其影响因素，以期对我拟实验，并对烃源岩生排烃特征和油气演化规律进国页岩气地质储量评价和页岩气勘探开发提供理行了深入研究_8]，重点关注烃源岩生烃后排出的那论指导。部分烃类产物，对于残留烃源岩内的产物关注较少，1模拟实验样品选择尤其是气态产物。页岩气的实质是泥页岩在生烃作用后残留在泥页岩微孔隙和微裂缝中未能排出的烃在对采集的泥页岩样品进行有机碳、热解、全岩类气体，但目前还都没有专门针对页岩富集烃气能反射率、矿物组成、薄片鉴定等相关分析的基础上，力的系统模拟实验研究。根据页岩气发育的有利条件，遴选有机质丰度相对根据目前国内外页岩

8、气的勘探开发现状，本文较高(TOC>2)且成熟度相对较低的3种不同类拟运用自研的地层孔隙热压模拟仪开展不同类型型泥页岩，本研究分别选取准噶尔盆地天池剖面上页岩在不同温度、压力及现今不同地质状态下富集二叠统平地泉组页岩作为硅质页岩、吉林