第六届非常规油气地质评价暨新能源学术研讨会
6th Symposium on Unconventional Oil and Gas Geological Evaluation and New Energy

102 / 2021-05-31 23:52:15

富有机质页岩生物成因石英的类型及其耦合成储机制

四川盆地及周缘；五峰组—龙马溪组；石英；生物硅质成因；成储机制

页岩油气理论与技术

目前，中国页岩气唯一实现工业化开发的五峰组—龙马溪组页岩气层主要发育在四川盆地内部，已经发现了威远、长宁、昭通、涪陵和威荣等页岩气田，其勘探开发也由浅层逐渐向深层迈进，钻探成本高、风险大，亟需进一步深化优质页岩动态生烃—成储机理研究。页岩成分复杂，但石英是页岩中常见的矿物成分之一，也是指示页岩储集层可压裂性的重要参数，对页岩成储至关重要。为此，以四川盆地及周缘五峰组—龙马溪组页岩中生物成因石英为切入点，结合多种实验分析技术，从有机岩石学、矿物学和地球化学等方面对页岩中生物成因石英进行定性分析与定量表征，并探讨有机质与石英之间的耦合成储作用。结果表明：①生物成因石英至少存在两种类型：I类石英粒径亚微米级，以集合体攒簇在有机质边缘，均为生物成因；II类石英粒径纳米级，以球形“漂浮”在有机质上，彼此之间点接触或面接触，该层段伴生的重晶石条带为自生成岩作用形成，因而II类石英主体为生物成因，局部混合热液硅质作用（图1）。②五峰组—龙马溪组富有机质页岩中生物成因石英整体贯穿页岩气成藏演化过程，为“甜点段”的形成夯实基础。I类石英固结于早成岩阶段，其形成的刚性骨架为粒间孔的保存和有机质的充注提供条件；II类石英形成于中成岩阶段，既能催化有机质大量生排烃，又可以进一步促进微裂缝的发育。两类石英形成的刚性硅质格架与有机质相互作用，形成“生物硅质粒间孔—有机质孔隙—微裂缝”高效渗流通道。研究认为：生物成因石英的发育和有机质生烃演化之间的耦合作用，是优质页岩发育的关键因素，五峰组—龙马溪组优质页岩展布与内部生物硅含量的分布相契合。