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頁巖氣新認識:黔西地區打屋壩組頁巖孔隙結構及其控制因素研究

專題網友投稿2022-11-05A+A-

頁巖氣新認識:黔西地區打屋壩組頁巖孔隙結構及其控制因素研究

ECF國際頁巖氣論壇
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頁巖油氣、致密油氣、煤層氣等非常規能源與常規能源研究平臺,提供能源咨詢、調研、科技評價與信息服務。

收錄于合集 #頁巖氣 251個

頁巖孔隙作為頁巖氣的主要賦存空間,其發育特征對認識頁巖氣的富集機理至關重要。 州六盤水地區的黔水地1井測試獲日產萬方頁巖氣流,取得了我國南方上古生界海相頁巖氣調查的重要突破,而其頁巖孔隙如何分布?微孔、中孔、宏孔對頁巖比表面積、孔體積的貢獻如何?在有機質孔并不發育的情況下,打屋壩組頁巖氣的主要賦存空間是什么?影響頁巖吸附能力的主要控制因素有哪些?這些問題對于新區、新層系頁巖氣調查評價來說,是研究的關鍵。
針對上述重要的科學問題,自然資源部中國地質調查局油氣資源調查中心研究團隊通過場發射掃描電鏡、低溫氣體吸附(N2和CO2)和高壓壓汞實驗,對以黔水地1井為代表的黔西地區下石炭統打屋壩組頁巖的孔隙結構進行了全孔徑表征,并討論了影響頁巖孔隙發育的主控因素。研究取得創新認識。
一是 黔西地區打屋壩組頁巖微孔、中孔較發育,宏孔次之。在孔體積方面,中孔和宏孔貢獻了約89%的孔體積,微孔的孔體積貢獻率約11%;在比表面積方面,微孔和中孔貢獻了打屋壩組頁巖93%的比表面積,且小于0.6nm的孔隙是比表面積的主要貢獻者。
二是 掃描電鏡顯示,打屋壩組頁巖存在多種孔隙類型,但相比有機質孔,打屋壩組頁巖中的微裂縫和黏土礦物層間孔縫更為發育,這些空間為烴類氣體的賦存提供了良好的儲集空間。
三是 打屋壩組不同層段孔隙發育特征不同,打屋壩組三、四段孔隙類型以四面開放的狹縫狀孔為主,打屋壩組一、二段孔隙主要以兩端開口的規則管狀孔和細頸廣體的墨水瓶狀孔為主。
四是 頁巖有機碳含量和黏土礦物含量通過影響其比表面積及孔體積等孔隙結構進而影響頁巖的吸附能力,是黔西地區打屋壩組頁巖吸附能力的主要控制因素。打屋壩組頁巖有機碳含量與微孔的比表面積、孔體積相關性良好,有機質孔和黏土礦物間孔對樣品的比表面積起主要貢獻作用。
本研究從不同尺度對打屋壩組頁巖的孔隙結構進行了表征,得到頁巖比表面積、孔徑分布、孔體積等孔隙結構參數,并分析了其主控因素,明確了頁巖有機碳含量和黏土礦物含量與頁巖的吸附能力有明顯的正相關關系,為后續上古生界海相頁巖氣調查研究提供了參考。
本研究受中國地質調查局項目(DD20190088)資助。
圖1 黔西地區打屋壩組頁巖孔隙顯微特征
圖2 黔西地區打屋壩組頁巖孔體積全孔徑分布
圖3 黔西地區打屋壩組頁巖全孔徑孔體積隨孔徑變化率曲線
圖4 黔西地區打屋壩組頁巖孔隙比表面積、孔體積與TOC的關系

         

來源:中國地質調查局油氣資源調查中心

作者:苑坤

編輯:曉礦

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