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

133 / 2021-06-08 11:09:06

生物成因型页岩气储层特殊性及成藏富集规律

页岩气,生物气,成藏机理,储层评价

页岩油气理论与技术

全球生物成因气储量约占天然气储量的20%~30%，广泛分布于美国、意大利、加拿大、俄罗斯、哥伦比亚、墨西哥湾等国家和地区。柴达木盆地东部地区是我国非常重要的生物气区，主要产自于第四系地层。第四系地层具有气藏埋藏浅、成岩作用弱、砂泥互层明显、孔隙度和渗透率较高等特点。第四系泥页岩发育较好、分布广泛，具备页岩气成藏的潜力。但目前，对这套泥页岩尚未开展系统研究，储层特征不明确，成藏富集规律不清楚，资源潜力待落实。

柴东地区的生物气源岩以湖相暗色泥页岩为主，七个泉组（Q₁₊₂）厚度大于1000m的分布面积达9600km²。第四系沉积期，湖盆频繁震荡，砂、泥岩频繁互层，岩性主要为粉砂质泥页岩、灰色泥页岩、泥质粉砂岩，暗色泥页岩累计厚度接近地层总厚度的70%。钻井取心表明，第四系岩石固结程度较低，成岩性差，尚处于早期成岩作用阶段。如Z1井300m以上的地层取心出筒基本为淤泥或散砂，SS2井七个泉组1100~1150m岩心含泥较多时岩性固结较好，而含砂较多时则多为散砂。

生物模拟和地化分析研究表明，浅、中、深层以甲烷杆菌为代表的生气指标基本相同，表明第四系从沉积初期到现在都有足够的沉积有机物供微生物降解。湖相暗色泥页岩有机质类型以Ⅲ型和Ⅱ₂型为主，仍处于未成熟阶段。由于沉积速率高，沉积有机质相对分散，有机质丰度相对较低。七个泉组一般有机碳含量0.10%~0.70%，平均0.35%；狮子沟组有机质丰度相对较高，一般有机碳含量0.15%~0.80%，平均0.40%。虽然有机质丰度偏低，但由于沉积厚度巨大，有效地弥补了泥页岩的上述不足。

薄片、扫描电镜及物性分析表明，研究区泥页岩物性具有高孔低渗的特征，主力气层段泥页岩孔隙度介于20%~35%，集中分布在27%~30%，渗透率多为0.1~10mD，具有较好的物性条件。泥页岩矿物呈松散堆积，以点式接触互相支撑，为典型的原生粒间孔隙。泥质含量低的部位发育粒间孔，孔径范围在10~40μm之间；在泥质含量高部位则发育泥晶间孔、白云石粒内孔、粘土矿物层间孔，孔喉半径15~160nm。泥页岩中微米级的粒间孔和裂缝为天然气提供了良好的储集空间；而纳米级的微小孔隙，由于中值孔喉半径普遍小于临界半径，天然气在这类储层中受浮力作用向外运移的能力较弱，更容易在页岩孔隙中滞留，形成页岩气藏。

全烃及测井资料对比显示，构造高部位的泥页岩含气性优于低部位。结合其他气田页岩气成藏条件，认为柴东地区第四系疏松泥页岩相对一般意义的页岩储层具有较高的孔隙度和渗透率，内部的游离气容易发生渗流作用，易向构造高部位富集，造成正向构造高部位含气饱和度相对较高。



作者简介

唐相路，男，1988年1月生，山东济南人，副教授，主要从事页岩气储层评价和成藏机理研究，北京市昌平区，中国石油大学（北京），102249,18810905992，tangxl@cup.edu.cn