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鄂西宜昌地区下寒武统水井沱组页岩生烃潜力与储层特征研究

张聪  
【摘要】:本文聚焦近年来实现页岩气勘查突破的中扬子鄂西宜昌地区,以露头和典型钻井下寒武统水井沱组页岩为研究对象,采用宏观+微观的研究手段,运用沉积学、岩石学、地球化学等理论和方法,以建立高-过成熟海相页岩有机质成熟度测定方法为切入点系统评价研究区下寒武统水井沱组的生烃潜力;以宏观岩相分析和微观储层表征为纽带,试图建立储层孔隙结构表征的综合评价模型。水井沱组页岩Mo/TOC介于7~20,平均为13;Al-Fe-Mn三元图分析结果揭示水井沱组页岩中二氧化硅不受热液活动的影响;提出水井沱组页岩沉积时期,研究区整体属于水体中度封闭的海洋环境,海平面经历了频繁升降的波动期(总体上升)-稳定上升期-下降期-稳定上升期的过程;有机质富集主要受控于古海洋生产力和氧化还原条件,与海平面的变化密切相关。依托场发射扫描电镜和激光拉曼,探索建立了一种适用于高演化页岩有机质成熟度的准原位测定方法,弥补了传统评价指标适用性的不足,应用效果良好。水井沱组TOC介于0.99%~7.7%,平均4.24%;干酪根碳同位素为-35.9‰~-29.5‰,平均-32.6‰,反映有机质类型为Ⅰ型:拉曼成熟度2.83~3.27,平均3.09。可见,水井沱组页岩是好-极好烃源岩,尤其是中下部的含粉砂粘土质/硅质混合页岩相具有良好的生烃潜力,是值得页岩气勘探开发重点关注的层段。本着科学、客观、适用、统一的基本原则,选取结构和成分作为客观分类参数,建立了新的页岩岩相“结构—成分”二级分类方案。据此识别出水井沱组发育含粉砂粘土质/硅质混合页岩、含粉砂含硅含钙粘土页岩、含粉砂钙质粘土页岩、石英粉砂质页岩和灰质云岩5种岩相及3个岩相组合。不同岩相页岩的储层类型和特征不一致,含粉砂粘土质/硅质混合页岩裂缝和有机质孔较为发育;含粉砂含硅含钙粘土页岩有机质孔、无机孔和裂缝相对发育;含粉砂钙质粘土页岩裂缝欠发育,以粘土矿物层间孔为主无机孔为主。结合含气性指标认为,含粉砂粘土质/硅质混合页岩和含粉砂含硅含钙粘土页岩具有高TOC、高孔隙度、高含气性的特征,是最有利海相页岩气勘探目标岩相。本文将储层微观孔隙表征和宏观岩相分析建立了有机联系,试图建立一种微观孔隙表征与宏观岩相分析相结合的页岩储层评价模型,利用该模型可以预测勘探新区的储层发育特征,更有效地服务页岩气资源潜力评价。


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