中国南方下寒武统牛蹄塘组页岩气高效勘探开发储层地质参数分析

1、摘要

为了明确四川盆地周缘牛蹄塘组页岩气勘探开发失利原因并为后续高效勘探开发提供储层地质参数指标,在此次研究中,采用有机碳热解分析,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)等实验方法并以四川盆地周缘渝东北地区下寒武统牛蹄塘组页岩储层为例进行分析。结果表明:渝东北地区牛蹄塘组页岩样品的TOC平均含量达3.1%;等效镜质体反射率分布范围在 3.0%~4.0%之间,热演化程度已达到过成熟—变质期阶段。由于热演化程度过高导致研究区下寒武统牛蹄塘组页岩样品有机质孔隙不发育,粒间孔隙和粒内孔隙为主要类型的微纳米孔隙。热演化程度控制了页岩中的干酪根及滞留液态烃的持续生气,同时又控制着页岩有机质孔隙的发育。四川盆地周缘渝东北地区牛蹄塘组页岩的有机质孔隙演化和生烃演化未达到最佳匹配,在页岩有机质孔隙大量发育时期,由于地层未及时抬升,导致储层热演化程度进一步加强,有机质孔隙数量由于过度演化而急剧减少,页岩气在生成后失去有机质孔隙这一有效赋存空间而导致散失。针对中国南方下寒武统牛蹄塘组页岩气的高效勘探开发应寻找热演化程度适中(2.0%<Ro<3.5%),地层古埋藏较浅的页岩发育区,即寻找发育有古隆 起或古潜山的页岩分布区。

2、行文

首先对页岩储层特征进行了解释,选取TOC含量、矿物组成、热演化程度等指标描述。其次描述了微纳米孔隙类型,对有基质孔、矿物基质孔两方面解释。接下来分析了成藏储层关键参数。

图1 中国南方扬子地台重庆地区位置及牛蹄塘组页岩和龙马溪组井位分布图

图2  中国南方上扬子地区下寒武统牛蹄塘组沉积相

3、结论

(1)四川盆地周缘渝东北地区牛蹄塘组页岩为典型的海相富有机质页岩。页岩样品的TOC含量变化范围为0.5%~7.2%,平均含量达3.1%;主要矿物组成是石英、粘土和碳酸盐矿物。牛蹄塘组页岩的等效镜质体反射率分布范围在3.0%~4.0%之间,最高的能超过4.0%,热演化程度已达到过成熟—变质期阶段。

(2)渝东北地区下寒武统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,页岩储层主要发育粒间孔隙和粒内孔隙。有机质孔隙不发育导致牛蹄塘组页岩赋存甲烷等烃类气体能力降低。

(3)热演化程度控制了页岩中的干酪根及滞留液态烃的持续生气,同时又控制着页岩有机质孔隙的发育。四川盆地周缘渝东北地区牛蹄塘组页岩的有机质孔隙演化和生烃演化未达到最佳匹配,在页岩有机质孔隙大量发育时期,由于地层未及时抬升,导致储层热演化程度进一步加强,有机质孔隙数量由于过度演化而急剧减少,页岩气在生成后失去有机质孔隙这一有效赋存空间而导致散失。

(4)针对中国南方下寒武统牛蹄塘组页岩气的高效勘探开发应寻找热演化程度适中(2.0%<Ro<3.5%),地层古埋藏较浅的页岩发育区,即寻找发育有古隆起或古潜山的页岩分布区。

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