2018年9月27日

中国hg0088备用网址的储层类型及其制约因素

hg0088备用网址储层的无机质制约要素

自然, hg0088备用网址储层率先与页岩中无机质类型、愿意的与散布。页岩油气样式是指无机质成熟的的进程。。使吃重页岩油气潜力的次要索引是无机席、无机质衍变度数、无机质和无机物的病号厚度和立体散布。表2次要产气页岩大麻烟卷的烟蒂圈无机地球神秘的变化特点。就全体就, 次要含油气碗状物内, 中— 新生代页岩的海外盘剥, 陆相是次要证词类型。, 它在东部具有很强的生油发生率。, 东方激烈性命力的特点 古生代页岩次要研制于奇纳。、西部碗状物与在南方, 用上蓝剂于证词物占优势。, 高烧衍变度数的特点[51, 52]。这偏爱地是鉴于无机质的丰度。、无机质衍变度数和无机质类型3个在实地工作的复杂的讨论有区别的类型hg0088备用网址储层的无机质制约要素。

表2

Table 2

表2(表) 2)

表2 奇纳次要产气页岩无机地球神秘的变化特点Table 2 The organic geochemical characteristics of the main gas producing shale in China and the United States

溢出物集流坑清晰度 页岩清晰度 证词有经济效益的状况 长大 TOC/% RO/% 瓦斯 干酪根类型
塔里木碗状物 Kiriz Nur组 海陆过渡相 J2 热解 Ⅰ , Ⅱ 型
杨霞结党 海陆过渡相 J1 热解 Ⅰ , Ⅱ 型
尤尔结党 海相 1+2 0.5~5.0 1.29~2.95 生物、热解 Ⅰ , Ⅱ 型
四川碗状物 须家河组 海陆过渡相 T3 1.0~4.5 1.0~2.2 热解、破裂 Ⅲ 型
龙马溪组 海相 S1 0.5~3.0 2.0~3.0 生物、热解 Ⅰ , Ⅱ 型
筇竹寺组 海相 ∈ 1 1.0~4.0 3.0~6.0 生物、热解 Ⅰ , Ⅱ 型
厄尔多斯碗状物 延伸组 陆相 T 0.6~5.8 0.7~1.1 热解 Ⅱ , Ⅲ 型
山西组 陆相 C-P 2.0~3.0 1.2~2.0 热解 Ⅱ , Ⅲ 型
沁水碗状物 山西组 陆相 P1 1.77~8.64 2.24~2.95 热解 Ⅱ , Ⅲ 型
太原组 海陆过渡相 C 0.96~1.54 2.35~2.77 热解 Ⅱ , Ⅲ 型
渤海湾碗状物 沙三段 陆相 R 0.3~33 0.3~1.0 生物、热解 Ⅱ , Ⅲ 型
松辽碗状物 青音长 陆相 K 1.5~4.2 0.7~3.3 热解、破裂 Ⅰ , Ⅱ 型
沙河子组 陆相 J3 0.7~1.5 1.5~3.9 破裂 Ⅰ , Ⅱ 型
圣胡安碗状物 Lewis 陆相(湖心岛)相 K2 0.45~2.5 1.6~1.88 热解、破裂 Ⅰ 型
密歇根州碗状物 Antrim 海相 D3 0.3~24.0 0.4~0.6 生物、热解 Ⅰ 型
伊利诺斯碗状物 New Albany 海相 D 1.0~25.0 0.4~1.0 生物、热解 Ⅰ 型
福特汽车沃斯碗状物 Barnett 海相 C 4.5 1.0~1.3 热解 Ⅱ 型
阿巴拉契亚碗状物 Ohio 海相 D 0~4.7 0.4~1.3 热解 Ⅰ , Ⅱ 型
Marcellus 海相 D2 3.0~12.0 1.5~3.0 热解 Ⅰ , Ⅱ 型
表2 奇纳次要产气页岩无机地球神秘的变化特点Table 2 The organic geochemical characteristics of the main gas producing shale in China and the United States

.1 无机质丰度

无机质是无机烃样式的物质基础, TOC是使吃重页岩油气样式量的要紧索引。TOC高, 大生烃潜力 反而, 生烃潜力小。。用上蓝剂于黑色页岩TOC通常超越2% 海相过渡相忧郁的页岩与煤层的互层功能, 岩性交换快。, TOC内容愉快活跃的。, 平均值高, 薄煤层中包厢的在, 煤页岩TOC可以比标准页岩高很多。[53]; 陆相(次要是湖)忧郁的页岩的TOC值图5)。高TOC值通常与细粒证词(Ye Yan)关心。, 粗碎屑证词岩无机质内容绝对较低。像因此,页岩TOC内容在很大度数上受大麻烟卷的烟蒂圈岩性把持。。海相页岩的页社会阶层很厚。, 慢岩性 过渡相砂岩、泥岩频繁包厢, TOC值交换神速。, 极愉快活跃的, 有必然的周期性。 陆相页岩碗状物方面较小。, 细粒证词物通常发作在证词提取岩芯附近地。, 横向系数不方便的。但综合地说, 奇纳很多地域的页岩, 包含海相、海相陆相大麻烟卷的烟蒂圈富C页岩与陆相大麻烟卷的烟蒂圈C。

.2 无机质热衍变度数

无机质的热衍变度数具有要紧意义。, 它是评价慷慨的发生页岩的要紧限制因素。[58]。美国汽油页岩TOC系数思索、RO与页岩的病号厚度等地质限制因素。, 当倚靠限制因素外表时, RO它对油气的样式和富集有很大的感染。[59]。赵等[60]以为Barnetthg0088备用网址可以选点与盘剥的首次要素是热衍变度数, 其次是厚度和TOC。。鉴于天梭分区密谋RO< 为低成熟的功能阶段, 生油岩成为未成熟的或低成熟的功能阶段; RO1.3%是成熟的阶段。, 成为生油窗; RO高熟期, 在湿度和凝析区。 RO> 2%,过头成熟的阶段。, 干气区[61]。特定于单一类型的干酪根。, 成熟的度说明的是有区别的的。, 美国腐烂干酪的普通请求允许RO大于, 奇纳腐烂干酪根RO召唤大于, 腐殖型干酪根RO大于[62]

奇纳产气页岩多RO偏高, 这可以与奇纳复杂的构造的热衍变关心。[6, 26]。中、新生代改革后, 很多大中型碗状物遭到缺口。, 最好的在四川、厄尔多斯、许多的不乱地块碗状物被保在塔里木和倚靠地方。。中生代以后, 陆相碗状物的海外研制。早寒武世海相富无机页岩热衍变为GEN, 最好的在Yangtze向南方和北部。、湖北西部与下长江地域RO< , 倚靠地域早寒武世海相富含无机质页岩遍及RO> , hg0088备用网址的选点远景简直不。RO过高对某人不利hg0088备用网址储层的模型[13, 63]图6奇纳和美国的有区别的碗状物、有区别的页岩的缓和度数或热衍变度数, 总体来说, 奇纳海相古生界页岩的热衍变绝对较高。RO=), 以性命为本 海相过渡页岩的热成熟的度在表层之下, 但它受到其它热事变叠加的感染。, 它可以遂愿高的的热衍变度数。, 海相过渡相页岩次要为Ⅲ型干酪根。, 他们说话中肯多半数人进入了毒窗。, 以性命为本 陆看中生代和Cenozoic shale的热衍变是绝对的RO=~2.0%), 陆相页岩次要为Ⅰ型干酪根。, 热衍变度数较低。, 石油是次要获得。, 可以有石油和汽油。[64]。成熟的度也会感染页岩的吸附发生率。, 以及, 跟随热衍变度数的高处, 慷慨的的烃类会形成大麻烟卷的烟蒂圈压力。, 高处吸附瓦斯内容。。

.3 无机质类型

鉴于证词有经济效益的状况和古生物出身, 无机质(干酪根)类型通常是divided into I.。, II, Ⅲ和Ⅵ型[65]。无机质类型与hg0088备用网址的样式和贮存紧凑中间定位。, 这是思索hg0088备用网址成藏机械作用的独一限制因素。。事先的思索先前弄清, I和II 型干酪根次要石油是次要获得。, 它们模型于内心深湖相和用上蓝剂于证词有经济效益的状况中。 Ⅲ 干酪根的类型次要是瓦斯。, 次要由陆生证词有经济效益的状况说话中肯高气压工厂模型。 Ⅳ型干酪根为残留无机质。, 被旧证词物蚕食或风化的。、发热的而成, 油气潜力极低。 在实际限制下, 每个碗状物页岩说话中肯干酪根类型通常是2种或多种混合类型。[65]。鉴于美国页岩材料, 巴内特页岩总无机碳平均值为, 在内侧地95%是人I。 型干酪根, 5%是人 型干酪根[58]; 安三点的牌姆页岩次要产气层Ⅰ。 型认为优先[66]。Chin碗状物四川碗状物相龙-马西组同位素思索 和Ⅱ 型[67]; 厄尔多斯碗状物海陆过渡相煤系页岩干酪根类型以III型认为优先, 煤层的无机质对性命作出了宏大的奉献。 厄尔多斯碗状物陆相页岩干酪根为Ⅰ、Ⅱ。1型认为优先[68]

有区别的干酪根的神秘的变化化合和构架特点, 因此有区别的阶段产气率会有较大交换。次要生机期(汽油的样式量占总生机量的70%~80%)对应的RO有区别的花费观[69]。I, II型和III型干酪根对应于主气相。RO分离为1.2%~2.3%, ~2.6%和 用上蓝剂于油气破裂RO值为[70]。在RO值同卵双胞的限制下, 陆相页岩最先进入气相,而不是海相页岩。。普通来说,奇纳大陆页岩RO高值特点, 沁水碗状物RO值普通在, 且有区别的的无机质类型的hg0088备用网址储层小开度研制度数也有区别的, 富镜质体、迟钝质体II和III干酪根说话中肯无机质小开度至多, 跟随成熟的度的高处而高处。, II型干酪根的高处大于I和III干酪根的高处。[58, 71~74]。Ⅱ型干酪根甲烷吸附发生率强于Ⅰ型干酪根[75]。高熟期, 有区别的类型干酪根的香味高处。, 神秘的变化构架精力同卵双胞。, 干酪根型很难区别。, 像因此,显微合成的可以是感染孔构架的次要要素。[76]

hg0088备用网址储层特点制约要素

除前述的hg0088备用网址储层无机地球神秘的变化特点非常小, 仍有很多要素是hg0088备用网址资源潜力评价需求说明基本政策思索的, 包含页岩似矿物的化合、页岩品种、模型学期等。。表3奇纳和美国次要hg0088备用网址储层限制因素, 奇纳次要hg0088备用网址储层物性非均质性要狡猾的高于美国, 这直接的相干到复杂碗状物的衍变特点。。

奇纳学会会员远在20世纪90年头便对hg0088备用网址藏的基本特点停止了综合[77~85], 他们转位页岩是一种自然的储盖零碎。, hg0088备用网址藏具有高气压非常、有区别的类型储层茫然的特点, 根气、根缘气、根在空气和三暗中。, 浓密石油矿床, 十亿分之一公尺小开度和微重击是次要要素。, 单井低产品。hg0088备用网址藏为遮蔽装捕捉机气藏, 它的发作和基金不需求构造的装捕捉机。[86]

.1 页岩似矿物的的化合与构架

页岩说话中肯似矿物的次要为磁性似矿物的(石英和方解石)。、粘土似矿物的与微量似矿物的(白铁矿)、大学校工、Barite等。。磁性似矿物的内容是评价稀土元素的要紧索引。, 直接的感染磁性说明的的巨大。[87~89]。譬如,巴内特hg0088备用网址发生区段是容积式的。, 石英有45%种。, 长石的7%, 粘土不足30%[90]。巴内特页岩说话中肯石英、粘土和充二氧化碳于内容相异很大。, 落得裂痕梯度发作较大交换。[58]。磁性似矿物的的内容对小开度度和微重击的感染、含易冲动及压裂改革办法等的要紧要素, 大麻烟卷的烟蒂的磁性更强。, 在外力功能下,自然裂痕和诱发裂痕, 多树木模型 弯曲分得的财产插入插座, 脱下hg0088备用网址地雷。高粘土似矿物的的页岩内容是强压制性的。, 吸取才能, 模型立体裂伤, 对某人不利页岩性能转变。粘土似矿物的包含伊利石。、高岭石、胶岭石、水云母、亚氯酸盐等。, 其高内容对某人不利裂伤的模型。, 但绝对于磁性似矿物的, 粘土似矿物的吸附瓦斯的发生率较强。[91], 像因此黏土似矿物的内容多的页岩护理hg0088备用网址的微孔吸附, 但对某人不利hg0088备用网址的地雷, 水基压裂液易形成储层伤害。[92]

粘土似矿物的身分对hg0088备用网址成藏的要紧奉献, 低无机质页岩, 伊利石的吸附是至关要紧的。[93]。粘土似矿物的在无机物热衍变进程说话中肯催化功能, 加快进展了无机质的成熟的。, 无机质内容明显高处。, 低熟期产油率低。, 成熟的度越高,无机锍的产油率越高。[94]。小开度巨大散布也与似矿物的类型关心。, 巨大开度的小开度性能与石英关心。, 而介孔、小开度性能和小开度比表层积呈正中间定位, 即粘土似矿物的内容和TOC高处。, 脱下变高吸附瓦斯的内容。[95~97]。粘土似矿物的可以作废原始发生小开度和次生小开度度的交换。, 当晶体成长阻挠喉头音或易变的绕流时,它会落得舞台调度。, 不由自主地,它会作废可漏性。。

图7启示了奇纳类型海相。、海陆过渡相和陆相页岩与美国Barnett和Marcellus页岩的似矿物的类型化合, 可以看出,海相页岩的充二氧化碳于似矿物的狡猾的增加。。管都是中级的的[98]奇纳海相和陆相页岩似矿物的学剖析弄清, 海相页岩, 石英、长石等磁性似矿物的较多。, 这些似矿物的具有必然的抗挤土音响效果。, 能病号地护卫队必然的晶间孔。, 它还盘剥了必然量的充二氧化碳于似矿物的。, 易模型溶孔。 陆源碎屑对陆源页岩的稀薄化功能, 次要富含粘土似矿物的, 集合于55%~68%, 以及,沂蒙混合层和高岭石水敏剂的内容也有区别的。[26]。这是鉴于有经济效益的状况的增加。, 长石、方解石和倚靠碎屑似矿物的护理保留。 在发热的有经济效益的状况中, 长石护理风化成伊利石。、粘土似矿物的,如胶岭石。

.2 页岩小开度与断裂特点

页岩小开度类型次要分为无机小开度类型。、粒间孔、溶蚀孔、内孔和微裂伤的5优秀的型。页岩小开度构架是多种大麻烟卷的烟蒂圈的复杂结成。。更物理成分压实, 感染储层小开度重击性能的其它要素包含神秘的变化功能。、胶接剂、白铁矿的结晶与交代功能、石英和方解石等似矿物的流去和重结晶作用、胶岭石伊利石的相互的转变、无机酸流去和无机质堕落小开度度。[101~104]。无机小开度次要是十亿分之一公尺小开度。, 散布在无机质或被似矿物的分得的财产吸附的无机物中, 它是成岩功能下模型的小开度和无机质衍变。, 无机质小开度研制与成熟的度、无机质显微合成的和总无机碳内容中间定位。[105]

泥岩裂痕多标出上涂料表征的迅速开展, 模型工业界CT。 微米CT 十亿分之一公尺CT/FIB一套辐射扫描法和瞬息万变的漏的(MICP) 氮气吸附— 一种充分的二发热的碳吸附办法系统[106, 107]。水合氢修正和扫描电子显微镜的化合做准备了。图8它显示了奇纳的次要海相。、海陆过渡一致地微线的微观小开度特点。总体来说, 海相页岩无机质多小开度。、密度高的, 这次要是鉴于缓和度数较高所致。, 它也可以与无机质的类型关心。 陆相页岩比海相页岩小。, 压实功能绝对较弱。, 种源多样性强。, 小开度类型和小开度方式各种的多样化。。

页岩似矿物的的粒间小开度遍及符合较大的GRA中。、绝对较高的可靠性(如石英)、方解石、长石、白云石等。, 这些碎屑颗粒阻挠外力。, 因此凝视就被保留到群众中去了。, 上涂料变化从几十亿分之一公尺到1从一边至另一边。 μ m[111]; 石英等愉快活跃的似矿物的、长石、充二氧化碳于、粘土似矿物的等将模型溶蚀小开度。, 格外地粘土似矿物的说话中肯流去小开度方镞箭常共有权的。, 无机物在决定进程中会发生无机酸。, 无机酸能使堕落慷慨的的长石和充二氧化碳于似矿物的。, 这是次生小开度。 泥页岩在页岩中海外研制。, 洞次要为微米级。, 其方式多样。, 复杂成因 微裂痕是衔接微观小开度与微观裂痕的桥, 页岩无机质、梗概似矿物的、粘土似矿物的可开展为微裂伤。, 或在似矿物的和似矿物的暗中开展,或经过L, 微裂痕可以病号地变高储层渗流发生率。, 裂痕研制度数是评价裂痕的要紧索引。[112]

页岩裂痕可为hg0088备用网址做准备募捐茫然的、运移隔墙[113, 114], 裂痕是汽油和分得的财产吸附瓦斯的储集层。, 因而裂痕的研制是hg0088备用网址贮存的需要要素, 自然裂痕的研制度数不独直接的感染。页岩裂痕可分为构架裂痕和非构架裂痕。, 构造的裂痕包含切变裂痕。、拉剪裂痕、滑动裂伤、构造的压力含酒精饮料缝术、竖向工作量裂痕、竖向工资级差工作量裂痕 非构架后退包含成岩退缩裂痕。、热退缩裂伤、使堕落裂伤与风化裂伤[112]。而感染裂痕研制的要素很复杂, 包含社会阶层的力学品种。、湿度、构造的金属等变形要素、流去与充填功能、大麻烟卷的烟蒂圈应力有经济效益的状况、埋置深度等。[115], 它还包含页岩厚度和无机碳内容。[116]、生烃压力或生烃应力[117]。美国阿巴拉契亚碗状物高气穴巴内特, 它们多半位置裂痕研制区。, 相反,在裂痕缺勤开展的地域。, 油井的气穴产品很低。[118]。水的内容会感染较浅改编页岩的裂痕研制, 相应地用过的感染hg0088备用网址的赋存。硬磁性页岩具有明显的表层张力的效应。, 大麻烟卷的烟蒂与似矿物的颗粒间的微孔具有较强的水化功能。, 助长次生微裂伤、延长与连通性, 微裂伤开展为裂伤和聚结。[119]。再如Barnetthg0088备用网址的地雷进程中, 很多自然裂痕已被胶接剂。, 像因此,Barnet次要断裂附近地的泥页岩的充其量的。, 存款是水落得自然裂痕的胶接剂功能。[120]。裂痕的密度和任职培训把持煤层气。、hg0088备用网址穴的充其量的[121]

.3 hg0088备用网址赋存及运移学期

奇纳页岩储层特点及石料、有区别的充二氧化碳于岩储层, 汽油也有有区别的的赋存个人财产。。hg0088备用网址次要以吸附和自由州同时赋存于自然重击和粒间小开度、干酪根和页岩颗粒表层或干酪根和说教。[21], 这弄清在进程中缺勤或最好的很短的间隔偏移。, 自样式自内存型。页岩对甲烷的吸附发生率受AN缩放比例的感染、无机质成熟的度、类型与愿意的、小开度构架(如洞散布)、比表层积等。、高温潮湿内容、发烧和压力学期、页岩病号厚度等[122, 123]。hg0088备用网址储集和保留与微十亿分之一公尺小开度具有紧凑的相干[124, 125]

hg0088备用网址绕流机械作用次要包含解吸、传播渗流。详细就,瓦斯从十亿分之一公尺多孔壁的解吸。 干酪根/粘土和十亿分之一公尺孔说话中肯瓦斯绕流是传播。。井眼附近地, 巨大开度和裂痕说话中肯瓦斯绕流遵照达西规律。[126]。眼前,页岩裂痕的漏率普通为X。 10-3~× 10-3 μ m2, 基质漏率为10。-12× 10-3~10-6× 10-3 μ m2[127]。岩样试验达到页岩的基质漏率为10。-9 μ m2数量级, 像因此hg0088备用网址的自然运移产出机制次要受微观小开度构架制约。页岩的小修理。, 落得小的小开度率。 同时,粘土似矿物的和无机质的在有独一Mo。[128]。瓦斯在页岩小开度说话中肯拿下是独一传播进程。[129]

奇纳页岩小开度度和漏率差数较大。。hg0088备用网址储层低孔、低渗的物性特点与病号小开度度高都是形成hg0088备用网址流产生的的阻碍比踏出的路汽油大的要素。页岩中解体相汽油的回收, 可以遂愿弛压的作用。, 落得吸附的汽油的解离。, 更远的变高汽油的发生发生率, 意识到俗人不乱的发生目的[130]。鉴于低小开度度和低可漏性, hg0088备用网址的充其量的和回收百分数也很低。。像因此, hg0088备用网址的终极工业界产率求助于病号的人工压裂办法[120]。压裂技术和地雷工艺学直接的感染hg0088备用网址穴的有经济效益的效果。

.4 泥页岩埋置深度与病号厚度

页岩的掩蔽吃水和病号厚度是把持hg0088备用网址成藏的关键要素。美国hg0088备用网址碗状物的关心材料弄清, hg0088备用网址储层的掩蔽吃水变化构成海外, 浅埋76 m到最深的2 439 m, 次要用于762~1 372 m。普通地, 泥页岩厚度91.5~183 m[131]。页岩原始发生小开度度可达35%从一边至另一边。, 跟随掩蔽吃水的高处, 神速增加, 在2深处 000 后m, 小开度率仅为10%或更低。[116], 物理成分压实对小开度率的感染最大。, 数公里的掩蔽可以增加88%的小开度率。[73]。hg0088备用网址成藏的关键要素是掩蔽吃水和病号厚度, 由于模型工业界性的hg0088备用网址藏的页岩只好遂愿必然厚度并具有延续散布面积, 有需要做准备十足的瓦斯和储集茫然的以模型病号的。掩蔽吃水十足, 复杂的使定居历史, 使安全发烧、压力学期, 膨胀和深埋的多个阶段使无机质进入九头蛇。[117]。美国海相hg0088备用网址储层埋置深度从浅到深均有散布, 800~2 600 m。奇纳海相大麻烟卷的烟蒂圈次要为古生代大麻烟卷的烟蒂圈。, 深埋吃水, 四川碗状物早寒武世九古孔洞组、筇竹寺组、Lower Silurian、龙玛希组等。, 埋置深度2 000~3 500 m[130]; 奇纳大陆陆相陆相过渡泥页岩, 掩蔽吃水早于古生代大麻烟卷的烟蒂圈。, 沁水碗状物山西组、太原组, 厄尔多斯碗状物延伸组, 掩蔽吃水次要为1。 000 米内表3)。泥社会阶层掩蔽吃水越深。, 岩性各种的紧凑。, hg0088备用网址保留学期越好, 但开展的麻烦也越来越大。。

依据美国海相hg0088备用网址盘剥亲身经历, 病号厚度大于30。 M具有有经济效益的盘剥的花费。。无机质较厚的页岩越厚,厚度越大。, 气藏浓度越高。[116]。要模型工业界性的hg0088备用网址藏, 页岩只好遂愿必然厚度并具有延续散布区。, 做准备十足的汽油和储集茫然的。, 最好的因此才能模型独一病号的源岩和储层。[132]。页岩越厚, 气藏模型越利于。, 十足的埋置深度确保无机物具有需要的回火。。普通海相大麻烟卷的烟蒂圈说话中肯单层厚度较大。, 脱下无机质生烃 陆相单层厚度与海陆过渡, 但鉴于它们相互的纵横, 累计厚度大, 它也有开展花费。。沁水碗状物石炭系太原组富无机质页岩累计病号厚度遂愿46.61~64.15 m, 并具有生烃发生率。[133], 像因此,它具有潜在的盘剥花费。表3)。成藏厚度脱下油气成藏。, 可以弥补TOC的较低感染。。

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