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南方海相页岩气散失控制因素研究

谌志远  
【摘要】:四川盆地五峰—龙马溪组页岩是中国页岩气建产的重要层位。勘探实践证实,不同区块页岩气产量差异巨大,与散失作用密切相关。因此,本论文研究南方海相页岩气散失控制因素,以四川盆地南部地区五峰—龙马溪组页岩为研究对象,运用实验与理论分析、静态与动态分析、宏观与微观分析相结合的方法,研究了页岩气散失主控因素,揭示了相应的页岩气散失机理。研究结论如下:(1)构造活动和页岩封闭性是页岩气散失的主要控制因素,页岩孔-缝结构与页岩气散失具有内在联系。(2)页岩封闭性(自身封闭性和顶底板封闭性)对页岩气散失具有重要控制作用。研究表明,当页岩气藏压力超过60~70MPa时,气藏开始发生较强烈的散失作用;对比不同地区(富顺—永川、长宁、渝东南)顶底板分布模式,发现富顺—永川地区顶底板分布模式最好,页岩气散失作用相对较弱,长宁次之,渝东南地区较差,页岩气散失作用相对较强;龙二段、龙三段以及龙一段LM5以上页岩层对五峰—龙马溪组页岩气产层(五峰组及龙马溪组下部页岩)具有自封闭作用;页岩气吸附可降低页岩在地层条件下的渗透率,进而建立了页岩三级自封闭模式。(3)地层抬升时间早、抬升幅度大的区域,页岩气的散失作用较强。地层抬升过程中,五峰—龙马溪组页岩含气性整体降低,其中,吸附气含量占比呈现先增高后降低的趋势,临界深度为1000m,在深度低于1000m时,游离气加速散失,同时证实了长宁地区吸附气含量较威远地区高,游离气含量相对较低的观点。以焦石坝和长宁地区为例,分别分析了背斜和向斜构造中页岩游离气散失通道和散失动力,认为在背斜和向斜构造中,页岩气均自构造低部位向构造高部位散失;同时,这也是导致向斜构造样式页岩含气性比背斜构造样式整体较低的根本原因。(4)系统表征了页岩孔-缝结构,并分析了孔-缝结构与页岩气散失之间的内在联系。认为不同区块页岩孔隙度与TOC的相关关系可定性评价页岩气散失条件,即当孔隙度与TOC相关性较好时,指示页岩气散失作用较弱,反之,页岩气散失作用相对较强,此外,孔隙度与TOC的斜率可半定量反映页岩含气性。指出了无机矿物对页岩有机孔的微观保持机制。基于以上成果,识别出了不同区块五峰—龙马溪组页岩孔-缝特征,并指出有机孔受页岩气散失作用影响较大。


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