鄂尔多斯盆地东南部延长组页岩的孔隙结构与热演化特征

发布时间：2018-03-01 07:48

  本文关键词： 有机质 孔隙结构 热演化 排烃 延长组　出处：《中国科学院广州地球化学研究所》2017年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：泥页岩的孔隙度和孔隙结构对页岩油气的储集和运移具有重要的意义。热演化过程中有机质赋存状态的变化对孔隙发育影响显著,但不同热演化阶段的主控因素与相应的机制有待深入研究。本文以鄂尔多斯盆地东南部延长组页岩为主要研究对象,综合利用低压N2/CO2吸附、He密度法、高压压汞和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)等多种方法,分析了地质样品和热模拟实验样品的孔隙结构和体积的变化规律,力图阐明富有机质页岩热演化过程与孔隙发育的关系。本次工作主要认识如下:(1)鄂尔多斯盆地东南部的延长组长7、长9段泥页岩的有机质类型主要为Ⅱ型,长7段样品的成熟度主体在生油初期和高峰期,而长9段样品的成熟度主体在生油后期和凝析油阶段。抽提后页岩甲烷吸附量明显高于干酪根,并且全岩甲烷吸附量与粘土矿物含量之间具有明显的正相关关系,表明干燥后泥页岩的甲烷吸附量受粘土矿物含量影响较大。(2)FE-SEM观察结果表明,延长组页岩中的有机质孔隙按发育程度分为不发育、发育差、发育良好与高度发育四种。孔隙不发育的有机质包括高等植物来源有机质、固体沥青、层状有机质;孔隙主要发育在充填在矿物颗粒之间的小块固体沥青中;孔隙高度发育的有机质具有纳米级纤维状结构,与胞外聚合物这类生物结构类似。(3)TOC大于5%的泥页岩孔隙发育差,主要原因有两个:其一,有机质含量高的泥页岩中残留沥青量也高,沥青运移到矿物颗粒之间的孔隙导致孔隙体积减小,抽提后泥页岩的孔隙体积明显高于抽提前样品,证明残留沥青占据了处于生油窗泥页岩的孔隙;其二,耐压实的矿物颗粒支撑作用减小,导致页岩压实程度高,从而制约了孔隙发育。(4)高压半封闭体系和封闭玻璃管体系热模拟实验结果的对比分析表明,高压半封闭体系中对岩石颗粒的压实抑制了有机质裂解,进而导致了相对封闭玻璃管体系明显偏高的排烃强度。在生油阶段,高压半封闭体系和封闭玻璃管体系的孔隙体积明显降低,抽提前-后样品N2吸附量的对比表明油充填是导致孔体积降低的主要原因,在生油高峰期孔隙开始发育;油裂解阶段是孔隙发育最主要的时期,高压半封闭体系中的油裂解产生的高流体压力导致了高温阶段的强烈排烃,样品的中-大孔的体积有明显增长且其增长幅度明显高于相同热演化阶段中封闭玻璃管体系获得的样品,而两个体系的微孔体积增长趋势和大小相似。(5)有机质类型和有机质含量不同的富有机质泥页岩的模拟实验结果对比显示:有机质类型越好,TOC含量越高的泥页岩,其排烃效率越高、孔隙体积增长越多。与Ⅱ/Ⅲ型泥页岩相比,容易生油的有机质类型为Ⅰ、Ⅱ型的泥页岩样品在热解过程中更容易产生大孔。压实作用对大孔体积较高的样品的孔隙体积增长有明显的抑制作用。
[Abstract]:The porosity and pore structure of shale play an important role in the reservoir and migration of shale oil and gas. However, the main controlling factors and the corresponding mechanism of different thermal evolution stages need to be deeply studied. In this paper, the shale of Yanchang formation in the southeast of Ordos Basin is taken as the main research object, and the density method of he adsorption with low pressure N _ 2 / CO _ 2 is used synthetically. Various methods, such as high pressure mercury injection and field emission scanning electron microscope (FE-SEM), are used to analyze the variation of pore structure and volume of geological and thermal simulated samples. This paper tries to elucidate the relationship between the thermal evolution process of organic shale and pore development. The main understanding of this work is as follows: 1) the Yanchang formation in the southeast of Ordos Basin is 7, and the organic matter type of shale in Chang 9 is mainly type 鈪，

本文编号：1551046