页岩气储层特征及含气性主控因素——以湘西北保靖地区龙马溪组为例

湘西北保靖地区龙马溪组富有机质泥页岩是重要的页岩气勘探层位。为研究其页岩气储层特征和气体赋存规律,利用矿物组分、有机地球化学、物性、含气性、等温吸附、扫描电镜和Nano-CT扫描等测试资料,并结合野外地质调查,分析和探讨了龙马溪组岩相特征、储层特征及储层含气性主控因素。结果表明:龙马溪组发育3种岩相,分别为炭质-粉砂质泥页岩相、炭质泥页岩相、含炭泥质粉砂岩相;储层孔隙类型主要包括粒间孔、溶蚀孔、晶间孔、化石孔、有机质孔和微裂缝,其中裂缝类型主要为构造缝和成岩缝;孔隙按孔径大小可分为微孔、介孔和宏孔,介孔占总孔容的比重最大,其次是微孔,宏孔最少。综合分析认为:微孔孔容、页岩比表面积与甲烷最大吸附量呈正相关性,受控于页岩有机质含量(TOC);微裂缝与页岩含气量也呈正相关性,说明微裂缝的发育程度对页岩含气性具有影响作用。利用Nano-CT扫描结果,认为绝大部分气体流动空间位于有机质孔隙以及微裂缝中。TOC和微裂缝的发育程度是该区龙马溪组页岩气富集的主控因素。

保靖地区龙马溪组高成熟海相页岩吸附气量及其影响因素

页岩吸附气量是含气性评价和资源潜力预测的关键参数,保靖地区志留系龙马溪组海相页岩热演化程度高,页岩吸附气量尚未查明,成为亟待研究的关键问题。采集研究区BY-1井龙马溪组页岩岩心样品12个,开展了页岩TOC、热成熟度(R_o)、X射线衍射、场发射扫描电镜、低压液氮吸附和高压甲烷等温吸附等分析测试。结果表明,研究区海相页岩有机质丰度高,TOC范围是0.57%~2.16%;热演化程度高,R_o的范围为2.86%~3.76%;矿物组分中石英含量为33.7%~73.9%,斜长石含量为0.7%~16.9%,黏土矿物含量为15.8%~54.4%;页岩中纳米级孔隙发育,以粒间孔和有机质孔为主;低压液氮吸附实验结果展示页岩孔径分布范围宽,以2~50nm的中孔为主;高压等温吸附实验揭示保靖地区龙马溪组页岩的吸附气量较高,为0.82~3.56m3/t,平均为1.93m3/t。保靖地区页岩吸附气量主要受到有机质丰度和中孔、微孔比表面积的控制,龙马溪组页岩有机质处于高成熟阶段,有机质热演化产生大量的微孔和中孔,二者比表面积较大,为页岩气吸附提供了较大的空间,页岩的吸附气量大。

湖南保靖地区下志留统重力流沉积特征及沉积模式

为揭示页岩气储层的形成机制,明确时空展布规律,指导页岩气的勘探部署,通过岩心观察和重力流理论分析,对湖南保靖地区下志留统重力流沉积特征及沉积模式进行研究。结果表明,湖南保靖地区下志留统主要发育浊流、碎屑流和液化流3种重力流沉积类型。其中,浊流发育不完整的鲍马序列浊积岩,下部以多期次单段式或两段式浊积岩叠加的进积型地层组合为主,上部以多期次三段式浊积岩叠加的加积型地层组合为主;碎屑流以块状细砂岩为主;液化流以厚层的泥质粉砂岩或粉砂质泥岩为主,发育变形层理。从下志留统龙马溪组沉积时期到马脚冲组沉积时期,湖南保靖地区断续发育海底扇、远岸水下扇和滑移-滑塌扇3种沉积模式。浊流主要发育海底扇扇端亚相浊积砂、扇端泥微相,扇中亚相网状水道、水道侧缘、前缘席状砂微相以及远岸水下扇扇中亚相水道侧缘、前缘席状砂微相,碎屑流发育远岸水下扇扇中亚相辫状水道微相,液化流发育滑移-滑塌扇扇中亚相滑移-滑塌水道、水道间湾微相。

保靖地区高成熟度海相页岩微—纳米孔隙结构特征

页岩中微—纳米孔隙广泛发育,微—纳米孔隙结构对页岩含气性评价及页岩气开发具有重要意义。利用场发射扫描电镜（FE-SEM）观察、高压压汞、低压液氮吸附等方法对保靖地区龙马溪组高成熟度海相页岩的微—纳米孔隙结构特征开展了详细研究。结果表明,研究区龙马溪组海相页岩有机质丰度较高,BY-1井岩心样品实测TOC值范围是0.57%~2.16%,矿物组分中石英和黏土矿物含量最高,均值分别为46.9%和32.6%;页岩中黄铁矿发育;页岩的孔隙类型包括粒内孔、粒间孔、晶间孔、有机质孔和微裂缝5种,其中页岩气的储集空间主要由黏土矿物晶间孔、有机质孔和黏土矿物收缩缝提供。BY-1井龙马溪组页岩中微孔和中孔孔容分别占总孔容的14.5%~38.1%和49.4%~61.9%,是研究区目的层的主要储集空间,而页岩中宏孔孔容较小,相对不发育。

湖南保靖地区龙马溪组页岩气成藏条件分析

湖南保靖地区是页岩气勘探新区块。通过多口页岩气钻井的勘探实践,应用岩心描述、有机地球化学测试和扫描电镜观察等方法,系统总结了研究区下志留统龙马溪组页岩气成藏地质条件,并揭示其富集成藏的主控因素,为下一步勘探部署提供理论依据。湖南保靖地区下志留统龙马溪组黑色页岩分布广、厚度较大、有机质丰度高、热演化程度高、岩石中硅质含量高、储层裂缝发育程度高、孔渗条件较好、埋深适中,储集空间和运移通道充足,气测值较高,具有形成页岩气藏的有利地质条件。预测保靖县东南部甘溪—大坨地区为页岩气勘探有利区。

湖南省保靖地区龙马溪组页岩气地质特征与成藏模式研究

湖南保靖地区为页岩气勘探新区块,其页岩气地质特征和富集规律有待进一步研究。通过对区内沉积环境、储层孔渗、地球化学特征及地层含气性等研究,总结区内龙马溪组页岩气的地质特征;根据生烃发育史、裂缝发育特征、滑脱层运移特征以及断裂作用等研究,探索页岩气的成藏模式。研究结果表明:湖南保靖地区龙马溪组页岩有机质丰度较高,热演化程度适中,脆性矿物含量较高,物性特征较好,具备页岩气富集成藏条件;页岩从二叠纪开始进入生气阶段,并持续到中侏罗世;中侏罗世末期研究区形成隔槽式断裂褶皱冲断带,龙马溪组储层中形成垂直层面多组网状裂缝及顺层滑脱层;湖南保靖地区龙马溪组具有"滑脱层运移、裂缝聚集、孔隙残留、断层封堵、高位富集、箱状成藏"的页岩气富集成藏模式。