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贵州岑巩区块牛蹄塘组页岩储层敏感性及含气量变化效应

李振  
【摘要】:为探究页岩储层敏感性与含气量变化效应,采用模拟实验、统计归纳、理论分析和地质综合等研究方法和手段,系统研究了页岩储集物性特征、孔缝-孔渗-岩石力学性质温压敏感性和吸附-游离-溶解气量的温压联动变化效应,探讨了孔隙结构、储层物性、岩石力学性质、温压效应与含气量变化效应的关系。主要取得了如下认识:(1)基于多尺度的页岩储层定量研究,明确了页岩储层含气量变化的主要影响参数。页岩含气量变化敏感性的主要影响参数包括TOC、石英、孔隙结构、储层压力、温度和有效应力。有机质为生气物质基础,并为气体赋存提供储集空间。石英发育-定最的孔隙,并对其他孔隙有一定的保护作用。孔隙结构影响气体相态分布,进而控制含气结构。压力、温度和有效应力为改变气体状态和页岩储集物性的外在因素。(2)甚于覆压条件的低场核磁共振和地层条件的孔渗测试及岩石力学实验,厘定了储层的物性、力学参数与游离气含量之间的响应关系。模拟实际地层由浅部至深部的页岩游离气量呈现快速增加、高值稳定和缓慢降低的三个变化阶段,储层物性呈现敏感区、过渡区和稳定区三个区域,声学-岩石力学参数在速率和趋势呈现三个不同的阶段。(3)基于页岩等温吸附实验,气体状态方程和甲烷溶解度的温压敏感效应,阐明了地层条件下的含气量变化的敏感性规律。实际地层条件下的吸附气量变化呈先快速增加至最高值然后缓慢降低的变化,温度敏感性先增加后减小,压力敏感性持续降低。游离气最变化规律及对温压;的敏感性与吸附气类似,对有效应力的敏感性定量农征为孔隙压缩系数大小。溶解气量的计算可类比刻画吸附气赋存行为的Langmuir模型,其变化敏感性随着盐度的增加而增加,模型计算结果需考虑溶解度矫正系数。(4)基于矿物成分、有机碳含量、孔隙结构和外界条件变化及其含气量变化效应的探讨,揭示了岑巩区块的含气量变化效应的控制机理。小于100nm和大于10nm的孔隙分别为吸附气和游离气的主要赋存空间,孔隙类型主要为有机质孔和石英溶蚀孔。孔隙比表面积与TOC含量呈正相关性,甲烷吸附能力与TOC含量和BET比表面积正相关。埋深的储层压力、温度和有效应力的综合作用下的含气景处于高值区内。研究所取得的认识对进一步揭示页岩气赋存机理,提高页岩气有利选层和有利选区科学性,创新油气资源评价方法和认识深地能源矿产地质条件与分布规律等方面具有积极的推动作用和重要的借鉴意义。


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