與常規(guī)天然氣相比,頁巖氣具有特殊的賦存形式,并且吸附、游離和溶解三種賦存形式的含量差別較大。為評價不同沉積環(huán)境、不同成熟度下頁巖氣賦存形式及其含氣能力的差異性,選取了鄂爾多斯盆地延長組低成熟頁巖和四川盆地龍馬溪組高成熟頁巖樣品進行對比研究。通過對這些樣品開展鏡質(zhì)體反射率測定、TOC含量分析、場發(fā)射掃描電鏡觀察、低溫氮氣吸附、甲烷等溫吸附等實驗,定性分析了頁巖氣在孔隙空間中的賦存狀態(tài)及賦存機理,定量計算了不同賦存狀態(tài)頁巖氣的含量,并結(jié)合不同頁巖的熱演化程度、孔隙空間變化特征和含氣量變化規(guī)律,建立了頁巖氣賦存形式動態(tài)演化模型。研究結(jié)果表明,不同熱演化階段,頁巖氣的賦存形式差異較大。對低成熟的延長組頁巖而言,吸附氣含量約占58%,游離氣占32%,溶解氣占10%,具有"吸附氣為主,游離氣次之,溶解氣不可忽略"的特征;而對高過成熟的龍馬溪組頁巖而言,游離氣含量約占51%,吸附氣含量占48%,溶解氣僅占1%,具有"游離氣和吸附氣共同主導(dǎo)"的特征。隨著熱成熟度的增加,生成的頁巖氣首先滿足頁巖表面的飽和吸附和部分溶解,再以游離態(tài)的形式存在于孔隙之中,最后吸附氣和游離氣處于動態(tài)平衡,該過程分別對應(yīng)吸附、... 

【文章來源】：地質(zhì)論評. 2020,66(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

美國兩種典型的頁巖氣藏生產(chǎn)特征(據(jù)Baihly et al.,2010修改)

依據(jù)勢能公式(2)可計算出孔壁與甲烷吸附勢能曲線(圖1a)和壁面分子力影響范圍曲線(圖1b)。從圖中可以看出,越靠近孔隙壁面勢能越大,受壁面分子影響區(qū)域越大;遠離壁面勢能迅速減小,并由正變?yōu)樨撟詈筅吔?,受壁面分子影響區(qū)域也接近于0。在半徑小于2 nm的孔隙空間內(nèi),甲烷分子均可受到孔壁的作用力,并處于吸附態(tài),且孔隙越小吸附能力越強;而在半徑大于2 nm的孔隙中,甲烷分子受到作用力的大小基本一致且?guī)缀鯙?,甲烷分子呈現(xiàn)游離狀態(tài)(左羅等,2014;劉宇等,2015)。因此,頁巖的微孔比例越高,吸附能力就越強,在有機質(zhì)孔隙和黏土礦物孔隙中需同時考慮吸附氣和游離氣,而在非黏土礦物孔隙中僅需考慮游離氣。此外,還有少量氣體以溶解狀態(tài)存在,溶解氣的賦存機理主要以間隙充填和水合作用的形式表現(xiàn),主要受天然氣溶解度的影響(屈策計等,2013;阮昱,2018)。2.2 動態(tài)成藏過程

表1 各頁巖樣品的地球化學(xué)參數(shù)、礦物成分特征及現(xiàn)場解吸氣量Table 1 Geochemical parameters, mineral compositions and on-site desorption gas content of the studied shale samples 樣品編號 TOC(%) Ro(%) 黏土礦物(%) 石英(%) 長石(%) 碳酸鹽礦物(%) 現(xiàn)場解析氣量(m3/t) 1 1.4 0.84 24.5 39.6 8.1 27.8 1.22 2 2.4 0.89 36.7 27 12.1 24.1 1.22 3 5.0 0.99 55.7 17.2 9.7 17.5 1.14 4 2.8 1.03 32.7 22.8 10.8 32.2 1.64 5 5.6 1.01 47.6 27.9 17.9 6.6 1.35 6 4.8 1.06 44.3 25.5 15 15.3 1.99 7 5.3 0.95 50.3 23 12.6 14.1 1.08 8 7.4 0.97 51.6 21.9 13.6 9.9 1.70 9 4.3 1.05 48.4 31.5 4.6 15.5 1.97 10 5.5 0.71 60.8 29.3 7.2 0 1.48 11 6.5 0.93 53.1 18.6 6.6 18 1.92 12 6.8 — 58.9 20 9.3 6.4 1.91 13 7.4 0.86 60.1 18.6 11 6.2 1.91 14 4.6 0.80 45.8 28.1 9 13.5 1.64 15 5.1 0.96 54.3 18.6 11.3 12.4 1.89 16 1.7 2.81 54.6 30.2 4.8 7.9 1.55 17 2.4 2.79 55.2 36.1 5.5 0 1.23 18 2.1 — 49.1 32.5 6.2 8.2 2.10 19 1.9 2.94 39.8 42.9 6.2 7.2 2.14 20 1.2 — 38.9 39.4 12 7.2 1.57 21 2.3 3.39 44.5 39.7 5.7 5.8 2.13 22 3.7 3.33 39.6 44.1 4.5 6.9 3.76 23 2.6 3.31 34.2 40 7.5 15.5 2.09 24 2.9 2.99 39.6 50 4.3 4.8 2.42 25 3.2 2.86 30.8 46.9 7.2 11.2 3.45 26 3.7 3.41 41.1 51.8 5.6 1.5 3.78 27 3.8 3.23 26.4 56.5 4.2 8.2 4.35 28 4.4 3.29 55.9 44.1 0 0 4.43 29 5.0 3.37 22.6 60.2 7.5 6.9 3.74 30 2.4 3.34 49 34.9 8.7 7.4 4.40 注:“—”表示部分樣品由于鏡質(zhì)體顆粒較少,無法準確測得Ro數(shù)據(jù)。2 頁巖氣賦存形式分析

【參考文獻】：
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博士論文
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本文編號：3350753