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页岩气储层孔隙连通性及其对页岩气开发的启示——以四川盆地南部下志留统龙马溪组为例张海杰1 蒋裕强2,3 周克明4 付永红2,3 钟铮1张雪梅5 漆麟6 王占磊2,3 蒋增政71.重庆页岩气勘探开发有限责任公司2.西南石油大学地球科学与技术学院3.中国石油非常规重点实验室储层评价分室4. 中国石油西南油气田公司勘探开发研究院5.四川科宏石油天然气工程有限公司6.中国石油川庆钻探工程有限公司地质勘探开发研究院7.四川杰瑞泰克科技有限公司摘 要 大型水力压裂后，页岩气储层中的不连通含气孔隙有可能转变成“潜在可采孔隙”，而目前的主流页岩气储层孔隙分类方法没有考虑上述不连通孔隙，对储层孔隙有效性评价的准确性有影响。
为此，以四川盆地南部下志留统龙马溪组页岩为研究对象，开展柱塞样和碎样岩心孔隙度、饱和盐水后离心＋渐变干燥核磁共振和核磁冻融实验，分析页岩气储层不连通孔隙体积、主要发育位置、主要孔径分布范围，划分页岩气储层孔隙系统，确定页岩含气连通孔隙有效孔径的下限，开展页岩气储层全孔隙有效性评价，并探讨页岩中不连通孔隙对于页岩气开发的影响。
研究结果表明：①该区页岩气储层存在着大量的不连通孔隙，占比高达30.23%，孔径分布介于5～30 nm，主要发育于有机质和少量的黏土矿物中；②该区页岩气储层黏土束缚水核磁T2截止值为0.26 ms，对应孔径为5.35 nm，此为该区页岩气储层有效孔径的下限；③大型水力压裂可改善页岩气储层中孔径超过5.35 nm的不连通孔隙，实现页岩气有效开发；④水力压裂改造后的不连通孔隙可增加压裂液在基质中的储存空间，吸收裂缝中的压裂液，置换孔隙中的页岩气，促使页岩气储层自动缓解水锁，提高页岩气单井产量。
结论认为，采用“离心＋渐变温度干燥”法，结合核磁共振实验可实现页岩孔隙中流体赋存状态和孔隙系统的定量划分，高速离心＋核磁共振实验可以确定可动水和毛细管束缚水，渐变干燥＋核磁共振实验可以确定毛细管束缚水和黏土束缚水。
ｄｏｉ：１０．１１７６４／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－１９２６．２０１４．０６．０９４７非常规天然气收稿日期：２０１３－１１－０６；修回日期：２０１４－０３－２２．基金项目：国家重点基础研究计划（“９７３”）课题（编号：２０１２ＣＢ２１４７０２）；教育部高等学校博士学科点基金项目（编号：２０１１００２３１１００１７）；国家科技重大专项（编号：２０１１ＺＸ０５００７－００２）联合资助．作者简介：赵佩（１９８９－），女，湖北仙桃人，硕士研究生，主要从事页岩气地质、地球化学研究．Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｐ２６８２＠ｑｑ．ｃｏｍ．通讯作者：李贤庆（１９６７－），男，浙江富阳人，教授，博士生导师，主要从事煤油气地质、有机地球化学、有机岩石学方面的研究和教学工作．Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｘｑ＠ｃｕｍｔｂ．ｅｄｕ．ｃｎ．川南地区龙马溪组页岩气储层微孔隙结构特征赵 佩１，２，李贤庆１，２，田兴旺１，２，苏桂萍１，２，张明扬１，２，郭 曼１，２，董泽亮１，２，孙萌萌１，２，王飞宇３，４（１．中国矿业大学（北京）煤炭资源与安全开采国家重点实验室，北京１０００８３；２．中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院，北京１０００８３；３．中国石油大学（北京）油气资源与探测国家重点实验室，北京１０２２４９；４．中国石油大学（北京）地球科学学院，北京１０２２４９）摘要：应用扫描电子显微镜、高压压汞法、Ｎ２和ＣＯ２气体吸附法，对川南地区下志留统龙马溪组海相页岩气储层孔隙微观特征和孔隙结构进行了研究，探讨了页岩孔隙发育的主要影响因素。
结果表明，川南地区龙马溪组海相页岩样品中发育多种类型微观孔隙，常见有黏土矿物粒间孔、黄铁矿晶间孔、碳酸盐颗粒溶蚀孔、生物碎屑粒内孔、颗粒边缘溶蚀孔和有机质孔；龙马溪组富有机质页岩发育大量的微米—纳米级孔隙，为页岩气赋存提供了储集空间。
龙马溪组页岩样品中孔隙以微孔和介孔为主，宏孔较少；孔隙结构形态主要为平板狭缝型孔、圆柱孔和混合型孔，孔径为０．４～１ｎｍ、３～２０ｎｍ；微孔和介孔占孔隙总体积的７８．１７％，占比表面积的８３．９２％，是龙马溪组页岩储气空间的主要贡献者。
川南地区五峰-龙马溪组页岩孔隙结构全孔径表征及对过成熟海相页岩孔隙演化的启示
# 四川南地区五峰-龙马溪组页岩孔隙结构全孔径表征及其对过成熟海相页岩孔隙演化的启示
四川南地区五峰-龙马溪组页岩的物理性质特征涉及精细地质研究，对掌握页岩储层孔隙结构及其成因具有重要意义，为此，这里研究了九江组页岩孔径全孔径表征及其对海相页岩孔隙演化的启示。
研究表明，四川南地区五峰-龙马溪组页岩全孔径分布信息表明：①页岩孔径分为粗孔径段和精孔径段，其中粗孔径占比最大，占48.5%；精孔径占51.5%；②磁场分布拐弯点处在0.6μm处，拐弯幅度高达1.29；③2-10μm孔径段在孔隙分布中占比最大，贡献率达70.1%；④孔径-孔隙概率曲线执行Smalley模型，反应孔隙分布曲线总体变化趋势。
研究还表明，海相页岩孔隙演化基本可归结为流体洞口形成、改造、成熟化三个阶段。
流体洞口形成，孔径细小，可以形成小孔径，如密度递减区，从而构造多孔径结构和复杂的气孔网络结构，从而促进水动力同化过程的继续；改造，孔隙的改造使得孔径的拓宽，而该组海相页岩孔径拓宽比较明显；成熟化，页岩中黏土矿物及表面活性物质在构造极大压力和高温环境下进行交联和聚合，这可以形成孔隙结构趋于成熟和稳定，从而形成容器缝隙结构，从而增大孔径赋存相。
四川南地区五峰-龙马溪组页岩孔隙结构的全孔径表征以及对经过成熟海相页岩孔隙演化的启示，有助于我们更好地了解是否可能改造出适合的孔隙结构，从而使其更有利的利用，提升其储量效率，为四川南地区海相页岩油气开发提供参考。
川东南五峰-龙马溪组页岩储层特征分析摘要：川东南地区五峰-龙马溪组是我国很长一段时间页岩气勘探开发的重点目的层段，由于工区目的层段页岩储层特征复杂，制约页岩气赋存状态和含气量评价，本文基于页岩展布特征、地化特征和矿物成分，分析评价川东南五峰-龙马溪组页岩储层特征。
为工区页岩气的产量评估、富集规律认识以及高效开发方案的实施提供重要的理论支撑。
研究表明，川东南地区五峰-龙马溪组页岩储层具有分布广、厚度大等特点，页岩有机质均发育较好，页岩气资源丰富、地质条件优越，TOC含量普遍大于2%，有机质类型主要以Ⅰ型-Ⅱ1型为主，属腐泥型和腐殖-腐泥型干酪根，热成熟度普遍介于2-3%之间，为生干气阶段，具有页岩气勘探开发的潜力。
且样品中石英等脆性矿物含量高、膨胀性粘土矿物含量较少则利于后期压裂改造和裂缝的形成。
关键词：川东南；五峰-龙马溪；页岩；矿物成分1.前言川东南地区五峰-龙马溪组，是我国南方海相地层最有利的页岩气勘探开发重点层系[1]。
工区位于上扬子板块，整体经历了多期旋回构造运动，在奥陶世时晚期，川东南地区受板块的强烈挤压发生大规模的海侵，使得研究区页岩沉积出大量的含笔石黑色页岩[2]。
寒武世时，研究区整体上经历了快速的海侵，此时盆地内以海相沉积为主，地层经历了连续沉积后，形成了浊流沉积盆地由于川东南地区盆内遭受构造改造作用时间较晚且改造程度较弱，志留系龙马溪组表现为超压地层，地层压力系数越高，页岩气保存条件优越，因此分析评价页岩气储层特征对页岩气赋存状态和含气量的评价具有重要的意义[3]。
2.页岩展布特征川东南地区在晚奥陶-志留纪时期经历了一个缓慢海进、海退的沉积旋回，由盆内向盆缘，整套地层沉积速率增大，厚度也随之增大[4]。
如焦页1井志留系厚986.3m，隆页1井志留系厚1017.5m，彭页1井志留系厚1391m。
五峰-龙马溪组厚度在不同地区，亦有较大变化，彭页1井钻遇五峰-龙马溪组405m，隆页1井钻遇五峰-龙马溪组220m，焦页1井钻遇五峰-龙马溪组228.3m。
四川盆地五峰—龙马溪组页岩储层形成机理通过对四川盆地五峰-龙马溪组典型井和剖面优质黑色页岩岩石学、矿物学、地球化学、多尺度孔隙结构等对比研究,取得以下结论和认识:(1)四川盆地五峰-龙马溪组优质黑色页岩(TOC>2.0%)空间展布受隆坳格局控制,坳陷中心沉积厚度大,向古隆起方向减薄。
威远和长宁地区优质黑色页岩沉积于黔中隆起和川中隆起之间的坳陷区,主要岩性为黑色钙质页岩、黑色粉砂质页岩和少量黑色硅质页岩;焦石坝地区优质黑色页岩沉积于川中隆起和雪峰隆起之间的坳陷区,主要岩性为黑色硅质页岩和黑色粉砂质页岩。
(2)五峰-龙马溪组黑色页岩矿物组分、时空展布和厚度上存在差异:长宁和威远地区碳酸盐矿物含量相对较高,焦石坝地区石英含量相对较高,且焦石坝地区石英和TOC具有很好的相关系,而威远和长宁地区石英和TOC不具有明显的相关系;威远地区优质黑色页岩主要分布在龙马溪组中下段,厚度在25m左右,五峰组不发育,长宁和焦石坝地区优质黑色页岩主要分布在五峰组和龙马溪组下段,厚度分别为30m左右和40m左右。
造成这个差异的主要原因是古隆起迁移引起的沉积中心的迁移。
(3)四川盆地及周缘五峰-龙马溪组沉积时期古隆起的发育与迁移对上扬子五峰-龙马溪组沉积期海盆沉积格局产生重要影响,在綦江地区还形成一个水下隆起,导致不同地区五峰-龙马溪组优质黑页岩地球化学特征显示古生产力、氧化还原条件、水体滞留程度和埋藏效率差异较大,威远地区的初级生产力、氧化还原环境和埋藏效率比长宁和焦石坝地区差,但水体滞留程度比长宁和焦石坝地区强。
这些差异导致不同地区有机质页岩的富集方式不同:威远地区富有机质页岩富集的模式主要是水体滞留导致底层水体缺氧,有机质的埋藏效率增加;焦石坝地区富有机质页岩的富集模式为半开放-开放水体生物繁盛与深水底层水体缺氧,从而影响富有机质页岩的富集;长宁地区位于两者的过渡区。
(4)五峰-龙马溪组黑色页岩主要发育有机质孔、无机孔和裂缝空隙类型,其中有机质孔为主要的孔隙类型。
渝东南地区五峰—龙马溪组页岩纳米级孔隙特征及其成藏意义作者：游声刚等来源：《科技创新与应用》2015年第26期摘要：通过氮气吸附法可得到页岩比表面积、孔径分布、孔体积等参数，结果表明，渝东南地区五峰-龙马溪组段页岩样品比表面积为5.17～13.64m2/g；孔体积为3.02～8.89×10-3ml/g；平均孔径为5.12～6.58nm。
对页岩各孔隙参数之间的相关性进行分析，结果表明，当孔径小于5nm时，随着孔径的增大，比表面积迅速减小，孔径大于5nm左右，随着孔径的增大，比表面积基本上保持不变；微孔的孔体积与孔径具有负相关关系，中孔和宏孔的孔体积与孔径呈明显的正相关关系。
分析影响页岩孔隙发育的因素，认为矿物组分、有机质成熟度、有机质含量是影响页岩纳米级孔隙发育的因素，但有机质含量对纳米级孔体积和比表面积的发育起绝对控制作用。
关键词：渝东南地区；页岩气；纳米孔；五峰-龙马溪组；影响因素；成藏意义引言页岩气主要以吸附态和游离态赋存于微孔隙、裂缝中，还有部分溶解在水和液态烃中，岩石孔隙是页岩气的主要储集空间，约有一半的页岩气存储于孔隙中，2011年我国首次在非常规油气储层中发现了纳米级孔隙，并认识到纳米级孔隙中的流体主要为非线性渗流，这一认识改变了微米级孔隙是油气储层唯一微观孔隙的传统认识[1]。
之后，我国学者针对页岩储层纳米级孔隙特征做了大量的研究工作，探讨了纳米级孔隙对孔隙体积、比表面积的影响，进一步论述了纳米级孔隙对页岩气成藏的意义，并分析了影响纳米级孔隙发育的主控因素。
1 纳米级孔隙特征页岩中的纳米级孔隙规模及孔隙分布特征主要通过孔隙直径、孔隙比表面积及孔隙体积等来表征[2]。
页岩作为一种有孔性物质，其孔隙特征能用吸附与凝聚理论，通过氮气吸附实验得到[3]。
氮气吸附法运用BET公式和BJH方法[4]，可以得到页岩比表面积、孔径分布、孔体积、平均孔径等参数。
Loucks[5]等根据孔隙尺寸大小，将泥页岩中的微孔隙划分为纳米级孔隙（d750nm），而作为页岩中天然气主要的赋存场所，纳米级孔隙备受关注，根据纳米孔隙直径的大小，将纳米级孔隙划分为直径小于2nm的纳米级微孔隙、2～50nm的纳米级中孔隙及大于50nm的纳米级宏孔隙。
川南龙马溪组页岩孔隙分形特征张陈珺;郭平;熊健【摘要】以川南长宁—兴文地区龙马溪组页岩为对象，基于压汞实验测试结果研究其分形特征。
对压汞法实验结果进行分析，采用Menger海绵模型和基于热力学关系的分形模型，计算得到川南地区龙马溪组页岩的分形维数。
研究结果表明基于热力学关系的分形模型比较恰当地反应了川南长宁—兴文地区龙马溪组页岩的孔隙结构；龙溪组页岩具有明显的分形特征及较大的分形维数，分形维数在2．9337～2．9941；页岩孔隙的分形维数与TOC含量、脆性矿物含量呈正相关，而与黏土矿物含量、碳酸盐岩含量及长石呈负相关，其中黏土矿物中高岭石和绿泥石、碳酸盐岩中方解石及脆性矿物的石英对页岩孔隙结构分布特征影响较大。
%According to measured results of mercury penetration tests,the fractal dimensions of shale pore structure,lo-cated in Longmaxi Formation in the south region of Sichuan Basin,were calculated by using the Menger sponge model and the fractal model based on thermodynamic relation.The result showed that the fractal model correctly responded to the shale pore structures.The shale pore structures of Longmaxi Formation was found to have typical fractal nature and bigger the value of fractaldimension,between 2.933 7 and 2.994 1;the fractal dimension value of shale pore showed positive cor-relation with the content of TOC and brittle mineral,and negative correlation with the content of claymineral,carbonatite rock,and feldspar;kaolinite and chlorite in clay mineral,calcite in carbonate rock,and quartz in brittle mineral significant-ly affected the fractal characteristics of shale pore structure.【期刊名称】《复杂油气藏》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】5页(P15-18,23)【关键词】分形维数;压汞法;Menger模型;热力学关系分形模型;龙马溪组页岩;川南【作者】张陈珺;郭平;熊健【作者单位】西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川成都610500;西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川成都 610500;西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川成都 610500【正文语种】中文【中图分类】TE122.1页岩作为页岩气藏的储集层，是一种非均匀性多孔介质，孔容和孔径及其分布对于研究页岩气赋存状态及页岩气解吸、扩散和渗流有重要意义。
