陆相页岩气储层评价标准探讨_以延长组富有机质页岩为例_曾秋楠

新疆

地质

XINJIANG

GEOLOGY

2015年9月Sep.2015

第33卷第3期Vol.33No.3

中图分类号:P618.130.2+1

文献标识码:A

文章编号：1000-8845(2015)03-409-06收稿日期:2014-05-29;修订日期:2014-10-20;作者E-mai l:qiunanzeng@ 第一作者简介:曾秋楠(1988-)，女，北京人，实习研究员，2013级中国地质大学（北京）硕士研究生，主要从事油气储层研究工作

陆相页岩气储层评价标准探讨

——以延长组富有机质页岩为例

曾秋楠1，周新桂1，于炳松2，冯子齐2，苗淼1

（1中国地质调查局油气资源调查中心，北京100029；2中国地质大学（北京），北京100029）

摘要：页岩气是近年来新兴的一种非常规天然气，目前我国陆相页岩气储层尚无评价标准和规范。以鄂尔多斯盆地延长组长7-长9段内富有机质页岩为例，通过有机碳含量、R o 、X 射线衍射粘土矿物及全岩分析、页岩等温吸附测试、岩石比表面和孔径分布等一系列测试，总结陆相页岩的基本特征，探讨了陆相页岩气储层的评价方案和标准。结合前人相关研究成果，对陆相页岩气储层作出定义，指出泥页岩中所含夹层及夹层所占比例是定义页岩气储层关键，选取储层厚度、夹层比、有机碳含量、有机质成熟度、脆性矿物含量及页岩孔隙度等作为储层评价主要参数，结合研究区陆相页岩测试数据，给出陆相页岩气储层评价标准,认为依据上述6个因素，可将陆相页岩气储层分为3类，其中I 类储层应满足储层厚度大于30m 、TOC 大于2%、R o 在1%~3%、夹层比大于20%，或夹层比小于30%，但页岩中脆性矿物含量大于60%、孔隙度大于2%条件。

关键词：鄂尔多斯盆地；储层评价标准；页岩气；富有机质页岩；陆相；延长组

页岩气赋存于低孔、低渗的富有机质暗色页岩中，具典型“自生自储”特点，储层低孔、低渗特征明显，除赋存在裂缝中的游离相天然气外，吸附于岩石颗粒表面的吸附气占较大比重[1]。作为近年来新兴非常规天然气能源，美国天然气研究所基本已摸清海相页岩气分布规律，并发展了相应的开采生产技术[2]。针对陆相页岩气储层评价在目前的页岩气地质评价和研究中尚无系统方法及相关标准，国外评价方法差异较大[3-5]。鄂尔多斯盆地三叠系延长组形成于陆相湖盆环境，以延长组长7-长9段内富有机质页岩为例，探讨陆相页岩气储层评价方案和标准。

1陆相页岩基本特征

鄂尔多斯盆地是一个经历多期构造运动叠合形成的残余克拉通内盆地。盆地在晚古生代—中三叠世时期处于海陆交互相沉积环境到陆相沉积环境的转变过程。研究区位于鄂尔多斯盆地东南部。区内上三叠统延长组为内陆湖泊-三角洲沉积体系[6]。本文所用样品采集于鄂尔多斯盆地东南部下寺湾-云岩地区，主要来自于长7段底部“张家滩页岩”与长9段顶部“李家畔页岩”，兼有少量长8

段、长10段内黑色富有机质页岩。岩石多形成于湖

盆发育初始期及鼎盛期[7]，

综合称为“延长组陆相页岩”或“陆相页岩”。为探明陆相页岩气储层特征，笔者进行包括有机碳含量、R o 、显微组分、X 射线衍射粘土矿物及全岩分析、页岩等温吸附测试、岩石比表面和孔径分布等一系列测试，测试条件见表1[8]。

测试结果表明，延长组陆相页岩具以下特征：

表1测试分析明细一览表

Table 1Test analysis table

检测项目岩石有机碳报告

R o 显微组分X 射线衍

射粘土矿物及全岩分析

页岩等温吸

附测试

岩石比表面

和孔径分布

检测依据GB/T 19145-2003

SY/T 5124-1995

SY/T 5163-1995SY/T 5983-1994

GB/T 19560-2004

GB/T 19587-2004

检测条件检测环境温度为27℃

油浸50倍物镜，

总放大倍数

为800倍检测环境温度

为24℃，检测环

境湿度为30%温度为30℃，油浴锅温度控制精度为0.1℃

压力测量精度

为689Pa 90℃加热1h 、350℃加热5h

使用仪器Leco 碳硫测定仪

荧光显微镜

（LABORLUX12POL ）

D8K1SCOVER 型

X 射线衍射仪

300型等温吸附仪

比表面测定仪（Quadrasorbsi)

新疆地质2015年

①富含有机质，TOC 平均值达2.69%，且集中分布于2%~4%，镜质体反射率（R o ）为0.56%~1.4%，属成熟阶段-高成熟阶段（图1）；有机质类型以Ⅲ型为主，利于生气；②矿物组成以粘土矿物为主，次为石英，含少量长石和碳酸盐矿物，指示陆相环境相对干旱，长石的化学风化较弱；③陆相页岩中，脆性矿物含量、有机质含量及成熟度对孔隙的发育整体上有积极影响，粘土矿物含量具消极影响（图2）；④岩石的吸附能力与有机碳含量具一定正相关性，而与有机质成熟度无明显关系；石英含量与吸附气量呈负相

关关系，粘土矿物含量的增多则利于饱和吸附量的

增大（图3）。

2页岩气储层定义

目前国内尚无陆相页岩的储评价层标准，本文在本区陆相页岩储层特征研究的基础上，结合现有页岩气勘探开发经验和标准，对页岩气储层提出定义，认为页岩中所含夹层的比例是划分页岩气储层的先决条件，并探讨了其他影响页岩气储层评价的主要因素，为厘定评价标准提供依据。

图1陆相页岩有机碳含量分布频率图

Fig.1Distribution ondograph of organic carbon content of continental facies shale

图2陆相页岩孔隙发育主控因素

Fig.2The main controlling factors of pore development in continental facies

shale

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