页岩气储层主要特征及其对储层改造的影响

第３５卷第６期　２０１３年１１月　石　油　雾　驺沾届　ＰＥＴＲｏＬＥＵＭ　ＧＥｏＬｏＧＹ＆ＥＸＰＥＲＩＭ＿ＥＮＴ　Ｖｏ】．３５．Ｎｏ．６　Ｎｏｖ．，２０１３　

文章编号：１００１－６１１２（２０１３）０６—０６０１—０６　ｄｏｉ：１０．１　１７８１／ｓｙｓｙｄｚ２０１３０６６０１　

页岩气储层含气性影响因素及储层评价　

以上扬子古生界页岩气储层为例　

郭少斌　．黄　磊　

（１．中国地质大学（北京）能源学院，北京１０００８３；２．中国地质大学（北京）地球科学与资源学院，北京１０００８３）　

摘要：页岩气藏属于自生自储型气藏，在进行储层评价时，应该重点考虑含气性。以我国上扬子古生界７　１２１页岩气井岩心样品测试　数据为基础，首先从总含气量入手，讨论储层含气性影响因素，包括有机碳含量、镜质体反射率、孔隙度、等温吸附气量、伊／蒙混层含　量和可动流体百分数，研究发现可以用总含气量Ｏ．５　ｍ　／ｔ作为区分储层与非储层的界限．各项指标均和总含气量呈不同程度的相关　关系。进而运用灰色关联理论，进行储层评价，同时参考前人成果和经验数据，提出了储层评价方案和储层空间图像特征。　关键词：页岩气；灰色关联；储层评价；古生界；上扬子地区　中图分类号：ＴＥｌ２２．２　文献标识码：Ａ　

Ｇａｓ－ｂｅａｒｉｎｇ　ｉｎｆｌｕｅｎｔｉａｌ　ｆａｃｔｏｒｓ　ａｎｄ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｈａｌｅ　ｇａｓ　ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ：　

Ａ　ｃａｓｅ　ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　Ｐａｌｅｏｚｏｉｃ　ｓｈａｌｅ　ｇａｓ　ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ　ｉｎ　Ｕｐｐｅｒ　Ｙａｎｇｔｚｅ　ｒｅｇｉｏｎ　

Ｇｕｏ　Ｓｈａｏｂｉｎ　，Ｈｕａｎｇ　Ｌｅｉ　

（１．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆＥｎｅｒｇｙ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｃｈｉｎａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅ￣ｉｉｎｇ　１０００８３，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆＥａｒｔｈ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ　ａｎｄ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｃｈｉｎａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００８３，Ｃｈｉｎａ）　

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页岩气成藏机理及气藏特征

页岩气是泛指赋存于富含有机质的暗色页岩或高碳泥页岩中，主要以吸附或游离状态存在的非常规天然气资源。在埋藏温度升高或有细菌侵入时，暗色泥页岩中的有机质，甚至包括已生成的液态烃，裂解或降解成气态烃，游离于基质孔隙和裂缝中，或吸附于有机质和矿物表面，在一定地质条件下就近聚集，形成页岩气藏。

从全球范围来看，页岩气拥有巨大的资源量。据统计，全世界的页岩气资源量约为456.24xl0i2m3，相当于致密砂岩气和煤层气资源量的总和，具有很大的开发潜力，是一种非常重要的非常规资源［1-6］。页岩气资源量占3种非常规天然气（煤层气、致密砂岩气、页岩气）总资源量的50%左右，主要分布在北美、中亚和中国、中东和北非、拉丁美洲、前苏联等地区，与常规天然气相当。页岩气的资源潜力甚至还可能明显大于常规天然气。

1.1 页岩气成藏机理

1.1.1 成藏气源

页岩气藏的生烃、排烃、运移、聚集和保存全部在烃源岩内部完成，页岩既是烃源岩、储层，也是盖层。研究表明，烃源岩中生成的烃类能否排出，关键在于生烃量必须大于岩石和有机体对烃类的吸附量，同时必须克服页岩微孔隙强大的毛细管吸附等因素。因此，烃源岩所生成的烃类只有部分被排出，仍有大量烃类滞留于烃源岩中。

北美地区目前发现的页岩气藏存在3种气源，即生物成因、热成因以及两者的混合成因。其中以热成因为主，生物成因及混合成因仅存在于美国东部的个别盆地中，如Michigan盆地Antrim生物成因页岩气藏及Illinois盆地NewAlbany混合成因页岩气藏［2l］。

1.1.2 成藏特点

页岩气藏中气体的赋存形式多种多样，其中绝大部分是以吸附气的形式赋存于页岩内有机质和黏土颗粒的表面，这与煤层气相似。游离气则聚集在页岩基质孔隙或裂缝中，这与常规气藏中的天然气相似。因此，页岩气的形成机理兼具煤层吸附气和常规天然气两者特征，为不间断充注、连续聚集成藏（图l-l）。 2

加拿大西加盆地泥盆系页岩气储层特征

加拿大西加盆地是世界上重要的页岩气产区之一，其泥盆系页岩气储层特征备受研究者和工程师们的关注。本文将通过对西加盆地泥盆系页岩气储层的特征进行分析和总结，以期为相关领域的研究和开发提供参考。

一、地质特征

西加盆地的泥盆系页岩气储层主要分布于艾伯塔、萨斯喀彻温和曼尼托巴等省份，其地质构造主要为盆地中的古元古代基岩和泥盆纪的地层序列。盆地中分布有丰富的页岩气资源，特别是位于布尔根组、古大陆坡湖组和费尔金潘组等泥盆系地层中，页岩气资源储量极为可观。

二、储层特征

1. 岩性特征

西加盆地泥盆系页岩气储层以均质粘土质页岩为主，具有致密、均质的特点。一般具有较高的有机质含量，有机质类型主要以干酪根Ⅰ型和Ⅱ型为主，同时伴随着少量的岩屑和矿物颗粒。

2. 孔隙结构

由于页岩岩性的特点，西加盆地泥盆系页岩气储层的孔隙结构极为微细，其孔隙类型主要包括微孔隙、裂缝孔隙和溶孔隙。裂缝孔隙是页岩气储层中最重要的储集空间类型，对页岩气的渗透能力有着重要影响。

3. 孔隙连通性

由于页岩气储层的致密性，孔隙连通性较差，因此需要通过水平井、压裂等技术手段来改善孔隙连通性，提高气体的开采效率。

4. 物性参数

西加盆地泥盆系页岩气储层的物性参数主要包括孔隙度、渗透率、孔隙结构系数、岩石力学参数等。这些参数对于页岩气的勘探、开发和评价具有重要的意义。

三、地质条件

1. 沉积环境

西加盆地泥盆系页岩气储层的沉积环境多样，包括古大陆坡湖相、海相和湖相等，沉积环境对储层物性和地质构造有着重要影响。 2. 地层伴生矿物

泥盆系页岩储层中常常伴生着石英、长石、云母、钠长石等矿物，这些矿物的存在对页岩气的形成和储集具有一定的影响。

3. 构造特征

西加盆地泥盆系页岩气储层的构造特征主要包括构造构型、构造应力等，这些特征对页岩气的形成和分布具有一定的控制作用。

浅谈志留统龙马溪组页岩储层特征

志留统龙马溪组页岩层位于中国华北地块的北部，是中国页岩气勘探开发的重要区域之一。该区域页岩气资源丰富，具有较好的勘探开发前景。本文将从岩性特征、孔隙结构、裂缝特征、地层构造等方面，对志留统龙马溪组页岩储层的特征进行探讨。

一、岩性特征

志留统龙马溪组页岩整体岩性为页岩、板岩、泥页岩和黑色粉质页岩。页岩层中石英含量较高，多为细晶石英，页岩中的粘土矿物以伊利石和泥质高岭石为主，同时还含有少量的长石矿物。整体来看，岩性较为致密，无明显的泥碎屑结构。页岩中的有机质含量较高，有机质丰度一般在2%-5%之间。由于有机质的存在，页岩整体颜色呈现深灰色或黑色，呈现出一定的均一性。

二、孔隙结构

龙马溪组页岩的孔隙结构主要包括一些微孔和裂缝孔隙。微观来看，页岩中主要有细微的孔隙，孔隙直径一般在0.1-10微米之间，这些微孔主要由于石英颗粒间的间隙或黏土矿物颗粒空隙而形成。裂缝孔隙也是页岩中的重要孔隙类型，主要分为水平裂缝和垂直裂缝两种。裂缝孔隙在页岩中的分布较为普遍，裂缝的长度和宽度也较为适中。虽然页岩的孔隙度并不高，但裂缝和微孔的存在为页岩的储层特性提供了一定的支持。

三、裂缝特征

龙马溪组页岩的裂缝特征主要表现在产状、分布、密度和规模等方面。页岩中产状裂缝较多，产状裂缝的分布具有一定的规律性，呈现出一定的层间分布特点。裂缝的密度一般在0.5-2m/m2之间，裂缝的规模一般为毫米级或厘米级。裂缝的发育程度也不一，有些裂缝成熟度较高，裂缝间的连接性较强，有利于气体的储集和运移；而有些裂缝则未发育完全，对页岩气的富集运移有一定的限制。

四、地层构造

志留统龙马溪组页岩主要分布在北华北地块的断裂带附近，地层构造较为复杂。在地层构造上，页岩主要受到古构造运动的影响，形成了多期次的构造变形。这些复杂的构造特征对页岩的物性和储层特征有着一定的影响。常见的构造特征包括褶皱、断裂、岩性变化和构造异常等。古构造运动还导致了页岩层的非均质性增强，对页岩气的产出和富集起到了一定的作用。