中國南方海相頁巖氣勘探開發(fā)的實(shí)踐表明,地層壓力對(duì)于頁巖氣的保存及勘探開發(fā)具有重要的影響。為了進(jìn)一步明確壓力演化對(duì)頁巖氣儲(chǔ)層演化的影響,以四川盆地及其周緣上奧陶統(tǒng)五峰組—下志留統(tǒng)龍馬溪組頁巖為例,依據(jù)巖相、物性、孔隙結(jié)構(gòu)、包裹體分析與頁巖微觀特征等資料,研究了壓力演化對(duì)頁巖氣儲(chǔ)層的控制作用。研究結(jié)果表明:①頁巖氣儲(chǔ)層物性與孔隙結(jié)構(gòu)受巖相、埋深與壓力演化的共同控制,孔隙壓力超壓對(duì)埋藏壓實(shí)具有抑制作用,總體上有利于頁巖有機(jī)孔的保持和物性向好;②泄壓期次與泄壓強(qiáng)度影響了五峰組—龍馬溪組不同巖相頁巖的差異演化對(duì)高應(yīng)力敏感性黏土質(zhì)頁巖的影響尤為顯著,而對(duì)硅質(zhì)頁巖的影響則較低;③區(qū)域抬升與泄壓時(shí)期晚、泄壓時(shí)期短和泄壓強(qiáng)度低最有利于有機(jī)孔的保持和頁巖氣儲(chǔ)層物性向好;④盆內(nèi)深層頁巖氣泄壓程度低,保存條件優(yōu)越,儲(chǔ)層物性普遍優(yōu)于盆緣常壓—超壓區(qū),富有機(jī)質(zhì)硅質(zhì)頁巖與黏土質(zhì)頁巖均具有較好的儲(chǔ)集性能;⑤盆緣常壓區(qū)泄壓程度較高,富黏土質(zhì)頁巖儲(chǔ)集性能降低,封蓋性增強(qiáng),并逐漸演化為直接蓋層。 

【文章來源】：天然氣工業(yè). 2020,40(10)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

四川盆地五峰組—龍馬溪組頁巖埋深、主要抬升時(shí)間分布和地層發(fā)育特征圖

四川盆地及其周緣五峰組—龍馬溪組頁巖發(fā)育有機(jī)孔、黏土礦物孔、脆性礦物孔和微裂縫4種微觀儲(chǔ)集空間[15]，其中有機(jī)質(zhì)孔隙為主要儲(chǔ)集空間，其發(fā)育程度成為制約頁巖賦存天然氣的主要因素[16-17]。五峰組—龍馬溪組頁巖有機(jī)質(zhì)類型、成熟度差異性總體較小，有機(jī)質(zhì)類型以腐泥型和偏腐殖腐泥型為主，雖然現(xiàn)今埋深分布差異較大，主要介于2 000～5 000 m，但其等效鏡質(zhì)體反射率（Ro）集中分布在2.3%～3.1%，均已達(dá)過成熟階段，Ro與現(xiàn)今埋深無相關(guān)性[12]。不同學(xué)者對(duì)有機(jī)質(zhì)孔隙及其載體進(jìn)行了相關(guān)研究，認(rèn)為有機(jī)質(zhì)孔隙主要發(fā)育于原始沉積有機(jī)質(zhì)（如藻類和動(dòng)物碎屑等）和遷移有機(jī)質(zhì)（如固體瀝青）[12,16,18-19]。自上而下隨總有機(jī)碳含量（TOC）的增加，有機(jī)質(zhì)孔隙占比逐漸增加，主產(chǎn)氣層有機(jī)質(zhì)孔隙占比可達(dá)50%～60%[10]。實(shí)鉆結(jié)果表明，四川盆地及其周緣不同產(chǎn)氣井五峰組—龍馬溪組優(yōu)質(zhì)頁巖隨著保存條件的變差、壓力系數(shù)的降低、壓實(shí)作用的增強(qiáng)，有機(jī)質(zhì)孔隙由近圓形的、數(shù)百納米至微米級(jí)的大孔（圖3-a～c）逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)百納米、具橢圓、扁平或不規(guī)則菱角狀有機(jī)孔（圖3-d、e），最終變?yōu)樾∮?0 nm、圓度進(jìn)一步降低的納米級(jí)有機(jī)孔（圖3-f），進(jìn)一步證實(shí)了超壓有利于頁巖有機(jī)質(zhì)孔隙的保存。

四川盆地五峰組—龍馬溪組頁巖氣勘探開發(fā)實(shí)踐表明，頁巖氣單井產(chǎn)量與壓力系數(shù)呈明顯正相關(guān)關(guān)系[4,10,13]。研究結(jié)果顯示，頁巖孔隙度受巖相和地層壓力系數(shù)共同影響，隨壓力系數(shù)的增大，頁巖孔隙度逐漸增大；黏土質(zhì)頁巖與硅質(zhì)頁巖抗壓實(shí)能力差異顯著，隨著地層壓力系數(shù)的增加，黏土質(zhì)頁巖壓實(shí)程度降低（圖2），孔隙度增幅大于硅質(zhì)頁巖，從而造成地層超壓的焦石壩和永川地區(qū)黏土質(zhì)頁巖孔隙度大于硅質(zhì)頁巖、地層常壓的彭水和武隆地區(qū)黏土質(zhì)頁巖孔隙度小于硅質(zhì)頁巖這一現(xiàn)象（圖4-a）。頁巖滲透率受巖相、埋深和地層壓力系數(shù)3者共同控制，常壓的彭水和武隆地區(qū)五峰組—龍馬溪組頁巖滲透率隨埋深增加逐漸降低，抗壓實(shí)能力較弱的黏土質(zhì)頁巖與粉砂質(zhì)頁巖滲透率低于硅質(zhì)頁巖；超壓的焦石壩和永川地區(qū)頁巖滲透率與埋深也具有負(fù)相關(guān)關(guān)系，但超壓對(duì)壓實(shí)的緩解作用利于黏土質(zhì)頁巖與粉砂質(zhì)頁巖保持較高的滲透率，其滲透率大于硅質(zhì)頁巖（圖4-b）。圖4 五峰組—龍馬溪組頁巖氣儲(chǔ)層物性特征圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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