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

129 / 2021-06-07 16:01:00

川东北陆相页岩不同组分孔隙结构对甲烷吸附能力的差异控制作用

shale gas,pore structure,organic matter,clay minerals

页岩油气理论与技术

近年来我国陆相页岩气勘探开发不断取得突破，显示出巨大的资源潜力。陆相页岩具有水平和垂直相变快、粘土矿物含量高、有机质组分来源复杂等特点，其成储成藏机理有待进一步明确。本论文以川东北地区自流井组陆相页岩为研究对象，利用FE-SEM及EDS能谱鉴别有机质组分及其孔隙结构，利用热模拟实验原位观察有机质孔隙结构演化，创新全组分孔隙结构定量表征方法定量评价不同组分孔隙贡献，通过对比提取干酪根和页岩甲烷吸附能力并结合干酪根镜检结果明确有机质对陆相页岩甲烷吸附能力的贡献。结果显示：（1）根据有机质孔隙形态及发育程度，结合EDS能谱分析，将川东北地区自流井组陆相页岩有机质及其孔隙类型分为4类：气泡孔有机质、颗粒孔有机质、无孔有机质以及分散孔有机质。（2）随热模拟温度增加，中孔和宏孔呈现互补的演化规律：在450℃热模拟以前宏孔孔体积减小，中孔孔体积增加；450℃热模拟后宏孔孔体积增加，中孔孔体积减小；认为导致该情况的原因为演化初期生成的烃类占据孔隙，后期烃类裂解释放孔隙并伴随微裂缝增大，从而总孔体积变大。陆相页岩孔比表面积在450℃热模拟以前不断增加，450℃热模拟后逐渐减小；结合收集到的气态烃产物含量，认为导致该情况的原因为演化初期生成的烃类占据孔隙，烃类内部存在微小孔隙使得测得孔比表面积增加，后期烃类裂解释放被占据的孔隙，伴随微裂缝增大，孔比表面积逐渐减小。（3）各样品中黏土矿物组分都贡献了最大的总孔隙体积，其次是石英和长石组分，有机质组分贡献的总孔隙体积最少。（4）研究区页岩样品有机质组分甲烷吸附能力较强，不同类型的有机质的甲烷吸附能力不同；页岩样品的甲烷吸附能力主要由有机质和黏土矿物贡献。研究结果对明确陆相页岩储集能力，完善页岩储层评价体系具有重要的理论意义和应用价值。