页岩气分析测试技术.doc

《页岩气分析测试技术.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、.页岩气实验测试技术一、页岩气富集机理及实验测试特殊性页岩气是指主体上以吸附和游离状态赋存于泥、页岩（部分粉砂岩）地层中的天然气聚集。张金川、金之钧等在研究吐哈盆地天然气问题时注意到了页岩气，随后对页岩气特点和聚集机理进行了探讨，并对页岩气进行了界定，认为页岩气是指主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中，以吸附或游离状态为主要存在方式的天然气聚集，在页岩气藏中，天然气也存在于夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、甚至砂岩地层中，为天然气生成之后在源岩层内就近聚集的结果，表现为典型的“原地”成藏模式；张金川等（2006）进一步明确了页岩气具有煤层气和根源气在聚

2、集意义上的双重特征，吸附机理的存在提高了页岩气资源量并延伸了勘探领域，页岩气可能是中国南方地区油气进一步勘探的重要突破口；薛会等（2006）从天然气成因机理和成藏机理两个方面对天然气类型进行划分，对页岩气进行研究；孙超等（2007）通过页岩气藏和深盆气藏的对比研究，认为页岩气藏的形成需要大面积、厚层页岩，裂缝是其重要储集空间，排烃方式以扩散作用为主，短距离运移，在低孔低渗储层形成的隐蔽圈闭中聚集，气藏中常具异常地层压力。1、页岩气富集机理页岩气是一种重要的非常规天然气类型，与常规天然气相比，其生成、运移、赋存、聚集、保存等过程及成藏机理既有许多相似之处，

3、又有一些不同点，页岩气成藏的生烃条件...及过程与常规天然气藏相同，泥页岩的有机质丰度、有机质类型和热演化特征决定了其生烃能力和时间；在烃类气体的运移方面，页岩气成藏体现出无运移或短距离运移的特征，泥页岩中的裂缝和微孔隙成了主要运移通道，而常规天然气成藏除了烃类气体在泥页岩中的初次运移以外，还需在储集层中通过断裂、孔隙等输导系统进行二次运移；在赋存方式上，二者差别较大，首先，储集层和储集空间不同（常规天然气储集于碎屑岩或碳酸盐岩的孔隙、裂缝、溶孔、溶洞中，页岩气储集于泥页岩粘土矿物和有机质表面、微孔隙中）。其次，常规天然气以游离赋存为主，页岩气以吸附和游

4、离赋存方式为主；在盖层条件方面，鉴于页岩气的赋存方式，其对上覆盖层条件的要求比常规天然气要低；地层压力的降低可以造成页岩气解吸和散失。页岩气的成藏过程和成藏机理与煤层气极其相似，吸附气成藏机理、活塞式气水排驱成藏机理和置换式运聚成藏机理在页岩气的成藏过程中均有体现，进行页岩气的勘探开发研究，可以在基础地质条件研究的基础上，借助煤层气的研究手段，解释页岩气成藏的特点及规律。页岩气不单一是指存在于裂缝中的游离相天然气，也不单一是服从常规常规成藏机理的天然气聚集。根据不同的成藏条件，页岩气可以表现为典型的吸附机理、活塞运聚机理或置换运聚机理。在成藏机理特征上介

5、于煤层气、根源气和常规天然气三大类气藏之间。因此，页岩气成藏体现出非常复杂的多机理过程，是天然气成藏机理序列中的重要组成部分（据张金川等，2003）页岩气成藏机理按成藏过程分生成机理（主导地位是成因机理）、赋存机理、运移机理、产出机理。页岩气作为非常规天然气类型之一，“自生自储”是其最主要的成藏特点。而表现在实验方面，其既作为烃原岩，也作为储集层，需要对同一个样品分别进行生烃能力和储集能力的测试，而为后期开发考虑还需要进行开发参数的实验。对应生烃能力的实验在常规天然气勘探实验中已非常成熟，作为储层的实验则需要专门针对页岩所具有的特殊性质进行专门的实验或对

6、常规测试方法进行改良，这是本文的主要研究重点。首先针对页岩气聚集机理进行阐述，以方便下文对页岩特殊性的理解。页岩气的成藏和富集是一个极其复杂的地质过程，页岩气在主体上表现为吸附和游离状态，...成藏过程中没有或仅有极短距离运移，因此从某种意义上说，页岩气藏具有典型的双重机理。可分为3个主要作用过程：天然气生成盒吸附、膨胀造隙富集到活塞式推进、置换式运移，每一过程都产生了富有自身特色的气藏类型。阶段一：是天然气在页岩中的生成、吸附与溶解逃离，具有与煤层气成藏大致相同的机理过程。在天然气的最初生成阶段，主要由生物作用所产生的天然气首先满足有机质和岩石颗粒表面

7、吸附的需要，当吸附气量与溶解的逃逸气量达到饱和时，富裕的天然气则以游离相或溶解相进行运移逃散，条件适宜时可为水溶气藏的形成提供丰富气源。此时所形成的页岩气藏分布限于页岩内部且以吸附状态为主要赋存方式，总体含气量有限。阶段二：在热裂解气大量生成过程中，由于天然气的生成作用主要来自于热化学能的转化，它将较高密度的有机母质转化成较低密度的天然气。在相对密闭的系统中，物质密度的变小导致了体积的膨胀和压力的提高，天然气的大量生成使原来的地层压力得到不断提高，从而产生原始的高异常压力，即“高压锅“原理。由于压力的升高作用，页岩内部沿应力集中面、岩性接触过度面或脆性薄

8、弱面产生裂缝，天然气聚集其中则易于形成以游离相为主的工业性页岩气藏，此时...页