中国南方海相页岩有利储集相划分及其勘探开发应用

1、摘要

优势储集相的划分对我国南方海相页岩气的高效勘探开发具有重要意义。本文以四川盆地周缘下寒武统牛蹄塘组和下志留统龙马溪组页岩为研究对象,选取岩心样品进行有机碳含量测试、全岩矿物X射线衍射、等效镜质体反射率测定及聚焦离子束扫描电子显微镜(FIB-SEM)等实验,明确龙马溪组和牛蹄塘组页岩的储层、地化及微纳米孔隙发育等特征,优选有利储集相划分参数,明确优势页岩储集相特征。结果表明:龙马溪组和牛蹄塘组页岩样品的平均TOC含量分别为3.1%和3.2%;龙马溪组和牛蹄塘组页岩样品的等效镜质体反射率分布范围分别在2.0%~3.0%和3.0%~4.0%之间,龙马溪组页岩热演化程度相对牛蹄塘组页岩较低。同一岩相、不同层位页岩样品的微纳米孔隙发育类型不同,龙马溪组页岩由于热演化程度相对适中,有机质孔隙大量发育;牛蹄塘组页岩由于热演化程度过高,导致有机质孔隙不发育,无论何种岩相均不发育有机质孔隙。页岩储集相是指页岩储层的热演化作用、有机质含量与有利于页岩气在储层中赋存及形成有效渗流的储集空间的组合。根据页岩储层的Ro和TOC含量的划分范围,页岩储集相划分成九大类,适宜演化富有机质储集相(RC-1)发育大量的有机质孔隙,利于页岩气在储层中的赋存和渗流,为最优页岩储集相;过演化储集相由于页岩热演化程度过高导致有机质孔隙不发育,无法使页岩气在储层中得到有效赋存和渗流。页岩优势储集相的划分可为南方海相页岩气的高效勘探开发扩展目标层位。

2、行文

首先介绍了储层特征,以有机地化特征和矿物组成两方面展开详细描述。接下来从划分参数、岩相类型、有机质空隙发育特征三方面介绍岩相划分。最后介绍了有利储集相划分,从页岩储集相概念、划分参数优选和优势储集相特征三方面展开论述。

图1 中国南方扬子地台重庆地区位置及龙马溪组和牛蹄塘组页岩井位分布图

3、结论

(1)四川盆地周缘龙马溪组和牛蹄塘组页岩均为典型的海相富有机质页岩。龙马溪组和牛蹄塘组页岩样品的平均TOC含量分别为3.1%和3.2%;两套页岩样品的主要矿物组成均为石英、粘土和碳酸盐矿物,相差不大。龙马溪组和牛蹄塘组页岩样品的等效镜质体反射率分布范围分别在2.0%~3.0%和3.0%~4.0%之间,牛蹄塘组页岩热演化程度已达到过成熟—变质期阶段,龙马溪组页岩热演化程度相对牛蹄塘组页岩较低。

(2)同一岩相、不同层位页岩样品的微纳米孔隙发育类型不同,龙马溪组页岩由于热演化程度相对适中,有机质孔隙大量发育;而牛蹄塘组页岩由于热演化程度过高,导致有机质孔隙不发育,无论何种岩相均不发育有机质孔隙。岩相划分由于未考虑热演化程度,无法完全适用南方高过成熟度海相页岩气的勘探开发。

(3)页岩储集相是指页岩储层的热演化作用、有机质含量与有利于页岩气在储层中赋存及形成有效渗流的储集空间的组合。根据页岩储层的Ro和TOC含量的划分范围,页岩储集相划分成九大类,分别是适宜演化富有机质储集相(RC-1)、适宜演化含有机质储集相(RC-2)、高演化富有机质储集相(RC-3)、适宜演化贫有机质储集相(RC-4)、高演化含有机质储集相(RC-5)、高演化贫有机质储集相(RC-6)、过演化富有机质储集相(RC-7)、过演化含有机质储集相(RC-8)和过演化贫有机质储集相(RC-9)。

(4)最优页岩储集相为适宜演化富有机质储集相(RC-1),此类储集相会发育大量的有机质孔隙,利于页岩气在储层中的赋存和渗流;最差页岩储集相为过演化贫有机质储集相(RC-9),此类储集相由于热演化程度过高导致有机质孔隙不发育,无法使页岩气在储层中得到有效赋存和渗流,页岩气无法进一步富集成藏。

 

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