鄂尔多斯盆地上古生界泥页岩储层含气性影响因素及储层评价

鄂尔多斯盆地上古生界泥页岩储层含气性影响因素及储层评价郭少斌;赵可英

【摘要】In the estimation of shale gas reservoirs, the shale gas content and the difficulty for fracture develop⁃ment are the main influencing factors. Six critical factors were chosen, including organic carbon content, the amount of adsorbed gas, maturity, porosity, and the content of I/S and brittle mineral. According to the theory of grey correlation grade, the shale reservoirs in the Upper Paleozoic in the Ordos Basin were studied. The reser⁃voirs were classified into three types based on the Reservoir Estimating Index ( REI) . When REI≥0.5, the reser⁃voirs belong to typeⅠ. When 0.33≤REI<0.5, the reservoirs belong to typeⅡ. When 0.3≤REI<0.33, the res⁃ervoirs belong to type Ⅲ. Combined with previous studies, an estimation scheme of transitional facies shale gas reservoirs in the study area was proposed, and the characteristics of different reservoirs were shown with images.%评价泥页岩储层的好坏主要考虑泥页岩的含气性与泥页岩后期压裂开发的难易程度。据此，优选了与泥页岩储层优劣紧密相关的6项影响因素，包括有机碳含量、等温吸附气量、成熟度、孔隙度、伊蒙混层及脆性矿物含量。运用灰色关联理论，对鄂尔多斯盆地上古生界泥页岩储层进行了评价，应用储层综合评价指标（REI）可将储层分为3类：Ⅰ类储层，REI≥0．5；Ⅱ类储层，0．33≤REI＜0．5；Ⅲ类储层，0．3≤REI＜0．33。同时参考前人成果和经验数据，提出了该区海陆过渡相泥页岩储层的评价方案，并用图像的方式展示了不同储层的特征。

【期刊名称】《石油实验地质》

【年(卷),期】2014(000)006

【总页数】7页(P678-683,691)

【关键词】泥页岩储层;灰色关联;储层评价;上古生界;鄂尔多斯盆地

【作者】郭少斌;赵可英

【作者单位】中国地质大学北京能源学院，北京 100083;中国地质大学北京能源学院，北京 100083

【正文语种】中文

【中图分类】TE122.2

页岩气藏的生储盖均为泥页岩，属于连续聚集、自生自储型气藏[1-2]。泥页岩中的孔隙以有机质演化过程中形成的微孔隙为主，天然气在泥页岩储层中主要以吸附态和游离态为主。由于其孔隙结构以及其中天然气赋存状态的特殊性，导致常规油气储层的评价方法体系难以适用于特殊的泥页岩储层[3]，需要建立一套适合泥页岩储层的评价方法。目前国内针对页岩气储层表征及评价的工作开展得相对较少，前人的研究[3-11]考虑泥页岩含气量的影响因素不够，没有和泥页岩含气量建立关系。作者以我国上扬子古生界岩心样品测试为依据，首先从含气量入手，讨论储层含气性影响因素，进行储层评价，初步提出了我国上扬子古生界页岩气储层评价方案[12]。在此基础上，本文以鄂尔多斯盆地上古生界泥页岩储层为例，进一步开展了页岩气储层评价初步研究，提出了我国鄂尔多斯盆地上古生界海陆过渡相页岩气储层评价分类方案。

鄂尔多斯盆地上古生界是以障壁岛—潮坪—潟湖沉积体系为主的陆表海环境与河

流—三角洲平原相沉积体系为主的陆源碎屑沉积环境交互形成的混合沉积体系。

其岩性复杂，底部以灰岩、泥岩、煤层及砂岩为主，上部以砂岩、泥岩及煤层为主，岩性交互频繁，泥岩单层厚度小，但层数多，累积厚度大，泥岩主要分布在上石炭统的本溪组、下二叠统的太原组和山西组。平面上山西组、太原组的泥页岩在整个盆地内发育较为稳定，横向连续性好；本溪组的泥页岩在盆地局部相对稳定。上古生界泥页岩埋深在1 400～4 000 m，累积泥页岩厚度最小13 m，最大164.5 m，平均94.3 m。

2.1 储层评价参数的选取

有机碳含量不仅是衡量烃源岩生烃潜力的重要参数，而且是有机质作为吸附气的核心载体[13]。有机质含有丰富的微孔隙，是吸附甲烷的重要空间，且泥页岩中的分散有机质是一种活性非常强的吸附剂，能够提高泥页岩的吸附能力。泥页岩中含气量与泥页岩的有机碳含量呈线性正相关关系[14]，主要原因是泥页岩对甲烷的吸附能力伴随着TOC值增高而增强，吸附气量增大[15](图1)。因此有机碳含量是评价泥页岩储层的最重要参数。

目前，越来越多的研究者认同Curtis和Martini等的观点[16-17]，即吸附作用是页岩气聚集的基本属性之一。泥页岩储层中的天然气主体以吸附态赋存于泥页岩的显微孔隙中，仅在大的孔隙和微裂缝中存在游离态[3]。因此，对泥页岩储层储气

性能的评价，除了其孔隙体积和孔隙结构外，其对天然气的吸附能力也是评价的一个重要指标[3]。泥页岩对天然气的吸附能力往往是通过等温吸附实验获得的吸附

气量的多少来反映。吸附气量的多少除了受到有机碳含量的影响，还受到地层温度和压力的影响。本次研究所测试的泥页岩样品埋深在2 300～2 500 m，其地层平均温度在80 ℃左右，为了尽量模拟地层温压对泥页岩吸附气的影响，吸附气量是由80 ℃时等温吸附试验所获得的。