渝东南下志留统龙马溪组页岩岩相特征及其对孔隙结构的控制

发布时间：2020-02-13 23:30

【摘要】：目前对优势页岩岩相的划分尚缺乏明确的标准.另外,合理连接不同孔隙测试方法的结果,实现页岩的全孔径孔隙结构定量化表征,成为现阶段亟待解决的关键问题.基于页岩的有机质丰度和矿物组分建立了岩相划分方案,查明了渝东南下志留统龙马溪组页岩发育硅质页岩、混合质页岩和粘土质页岩3类,根据有机质丰度将每类页岩细分为富、含和贫有机质等共计9种岩相,在此基础上开展了低压N2吸附和高压压汞实验.研究区龙马溪组中富有机质页岩孔径呈现多峰分布特征,主要孔径峰值位于2~3nm、70~90nm和200~300nm,页岩的孔体积主要来源于中孔(2~50nm)和宏孔(50nm),比表面积主要来自中孔和微孔(2nm);对于孔体积贡献,微孔最高可占12%,中孔占53%,宏孔占52%.对于孔面积贡献,微孔最高占47%,中孔占57%,宏孔占11%.随着粘土矿物含量升高,在200~400nm范围内孔体积显著升高.中孔和宏孔贡献了超过90%的孔体积,微孔和中孔贡献了超过90%的比表面积.富有机质硅质页岩微孔比例高,对比表面积贡献高,孔体积和比表面积最大,有利于页岩气富集,是最有利的页岩岩相.
【图文】：

井位图,构造位置,井位,页岩气

ｌｅ，ｗｈｉｃｈｈａｓｔｈｅｌａｒｇｅｓｔｐｏｒｅｖｏｌｕｍｅａｎｄｓｕｒｆａｃｅａｒｅａ，ｉｓｔｈｅｍｏｓｔｆａｖｏｕｒａｂｌｅｌｉｔｈｏｆａｃｉｅｓｆｏｒｓｈａｌｅｇａｓｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｏｕｔｈｅａｓｔｅｒｎＣｈｏｎｇｑｉｎｇ；ＬｏｎｇｍａｘｉＦｏｒｍａｔｉｏｎ；ｓｈａｌｅｌｉｔｈｏｆａｃｉｅｓ；ｓｉｌｉｃｅｏｕｓｓｈａｌｅ；ｐｏｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｐｅｔｒｏｌｅｕｍｇｅｏｌｏｇｙ．我国在四川盆地东南部涪陵地区的海相页岩气图１渝东南地区构造位置（ａ）及井位分布（ｂ）Ｆｉｇ．１Ｔｅｃｔｏｎｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ（ａ）ａｎｄｗｅｌｌｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ（ｂ）ｏｆｓｏｕｔｈｅａｓｔｅｒｎＣｈｏｎｇｑｉｎｇ勘探取得了重大突破，展示了海相页岩气资源潜力巨大（郭彤楼和张汉荣，２０１４；郭旭升，２０１４）．但是，我国海相页岩非均质性强，不同地区的富集程度有差异，如何优选和评价页岩气有利勘探区成为关键问题．岩相分析是页岩储层描述、储量计算、可改造性评价的关键步骤，是区域上优选页岩气富集区块的有效技术手段（ＬｏｕｃｋｓａｎｄＲｕｐｐｅｌ，２００７；董大忠等，２０１１；ＷａｎｇａｎｄＣａｒｒ，２０１２；张林晔等，２０１５）．针对页岩岩相，前人主要运用岩石学、地球化学和地球物理方法，通过查明页岩的矿物成分、古生物、结构强度和矿物含量及分布等特征，划分页岩岩相，划分方案更加精细和系统，研究卓有成效（Ｊａｒｖｉｅｅｔａｌ．，２００７；Ｘｉｅｅｔａｌ．，２００８），但对优势页岩岩相的划分尚缺乏

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地球科学ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅａｒｔｈ－ｓｃｉｅｎｃｅ．ｎｅｔ第４２卷页岩和碳质、硅质页岩的互层（Ｔａｎｇｅｔａｌ．，２０１５）．图２海相页岩岩相划分方案Ｆｉｇ．２ＴｈｅｌｉｔｈｏｆａｃｉｅｓｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｍａｒｉｎｅｓｈａｌｅＣｌａｙ．粘土矿物；Ｃａ．碳酸盐矿物，主要包括方解石和白云石；Ｓｉ．石英；Ⅰ．粘土质页岩；Ⅱ．钙质页岩；Ⅲ．混合质页岩；Ⅳ．硅质页岩１页岩岩相１．１岩相划分方案以页岩的有机碳含量（ＴＯＣ）和矿物组分作为岩相划分参数，可有效地反映页岩气储层的基本特征．ＴＯＣ和Ｘ－射线衍射（ＸＲＤ）实验准确易行，所得ＴＯＣ和矿物组分是页岩孔隙结构、含气性和力学性质的关键控制因素（ＲｏｓｓａｎｄＢｕｓｔｉｎ，２００８；Ｌｏｕｃｋｓｅｔａｌ．，２０１２；Ｃｌａｒｋｓｏｎｅｔａｌ．，２０１３）．笔者首先根据页岩有机碳含量，将页岩划分为富有机质页岩（ＴＯＣ＞２％）、含有机质页岩（２％＞ＴＯＣ＞１％）和贫有机质页岩（ＴＯＣ＜１％）；进而根据矿物组成划分为粘土质页岩（Ⅰ，Ｃｌａｙ＞４０％）、钙质页岩（Ⅱ，Ｃｌａｙ＜４０％，Ｃａ／Ｓｉ＞２）、混合质页岩（Ⅲ，Ｃｌａｙ＜４０％，１／２＜Ｃａ／Ｓｉ＜２）和硅质页岩（Ⅳ，，Ｃｌａｙ＜４０％，Ｃａ／Ｓｉ＜１／２）；最终建立了页岩岩相划分方案，包括１２种岩相类型（图２）．１．２页岩岩相类型根据上述划分方案，笔者将渝东南地区下志留统龙马溪组页岩划分为９种岩相类型（图３、表１）．研究区龙马溪组页岩

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