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

5 / 2021-04-30 18:53:55

海陆过渡相页岩气成藏模式与含气性评价 —以鄂尔多斯盆地东南缘山西组页岩为例

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页岩油气理论与技术

海陆过渡相页岩在国内广泛分布，成藏地质条件良好，但勘探开发工作一直没有获得突破。论文以鄂尔多斯盆地东南缘山西组海陆过渡相页岩为例，通过现场含气量解析测试、气体组分及碳同位素测试、矿物组成分析和孔缝结构分析等手段，剖析了山西组页岩的储层特征、孔缝结构、含气量变化及天然气来源等含气性指标。山西组页岩中有机质为III型干酪根，处于过成熟阶段，有机质丰度在0.33-7.49%之间，表现出随深度增大而增加的特征，整体生气物质基础良好。页岩中以粘土矿物为主，其中主要发育高岭石和伊利石，而脆性矿物含量较低，储层可压裂性较差。页岩储层孔缝结构中，主要发育矿物粒间孔和粒内溶蚀孔，有机孔不发育，孔径较小，以微介孔为主，而微裂缝在层内广泛发育，镜下观察可见矿物边缘收缩缝、有机质收缩缝、构造应力缝和压力释放缝等，整体孔渗条件较差，孔缝结构复杂，连通性较差。由现场含气量解析测试可知，山西组含气量在0.089～6.27m³/t和0.03～7.33m³/t之间，平均值为1.43m³/t和0.81m³/t，与龙马溪组页岩相比，含气量较低，但高于北美页岩气可采含气量下限。天然气以甲烷和乙烷为主，非烷烃气含量较低。结合天然气组分和碳同位素数据，分析山西组页岩气为晚成熟热成因气，其有两种气体来源，一种是山西组内自生的煤型气，另一种是下伏太原组碳酸盐岩油型气的充注。考虑其保存、构造和储层等因素，认为鄂尔多斯盆地东南缘山西组页岩气属于单斜型“双气源”成藏模式。同时，通过碳同位素分布模型，计算山西组游离气比例在26.62% - 81.1%之间。结合损失气、解吸气和残余气分布模型，山西组页岩气的最大可采系数分别是79.48% - 99.7%和57.14% - 92.5%，层段内变化不大。综合考虑山西组页岩的厚度、含气量、孔渗条件、矿物组成等因素，认为山1段底部和山2段中上部为山西组页岩气的优选层位。通过鄂尔多斯盆地东南缘山西组海陆过渡相页岩气成藏模式的建立及其含气性评价，认识海陆过渡相页岩的成藏特征和含气性特征，能够对国内海陆过渡相页岩气的勘探开发工作有一定指示意义。