高过成熟海相页岩储层特征与储气能力——以川东北地区下寒武统页岩为例

摘要

四川盆地下寒武统海相页岩是中国页岩气勘探的重点目的层之一. 由于该套页岩的成熟度高，经历过强烈的构造应力作用，因此颗粒排列较紧密，导致其孔隙度和渗透率较低，储集游离态页岩气的能力较差。然而，该套页岩的有机质丰度和粘土矿物含量较高，且微观孔隙大量发育，比表面积较大，这使得该套页岩对天然气具有较强的吸附能力。兰氏体积与有机质和粘土矿物含量具有较好的正相关性，而与石英、长石和方解石等脆性矿物含量具有一定的负相关关系，说明页岩中吸附作用的主要是有机质和粘土矿物，脆性矿物几乎没有吸附能力。兰氏体积与微孔体积有很好的正相关关系，这表明微孔是吸附气的主要储集空间，而微孔又主要发育在有机质中。因此，高过成熟页岩的有机质中微孔大量发育很可能是其富集页岩气的主要原因。rn 为了分别估算该套页岩的储集能力，假设页岩孔隙饱含天然气，即将孔隙体积作为最大储集游离气体积。用兰氏体积、兰氏压力和页岩实际压力结合朗格缪尔方程可以计算出页岩储集吸附气量，分别对页岩储集游离气和吸附气的能力进行评价。结果表明，该套页岩储集游离气的能力(F)很差，基本上在0.6m3/t以下，而储集吸附气的能力(A)在0.33~1.87m3/t的范围内，F/A比值平均为0.32。两者相加可得川东北下寒武统页岩的最大储气能力介于0.38~2.27m3/t之间，计算的最大储气能力与现场解吸含气量有很好的正相关关系，进一步证实该套页岩中的天然气主要以吸附态赋存。