压力演化对页岩气储层的控制作用——以四川盆地五峰组—龙马溪组为例
发布时间：2021-07-10 11:08
中国南方海相页岩气勘探开发的实践表明,地层压力对于页岩气的保存及勘探开发具有重要的影响。为了进一步明确压力演化对页岩气储层演化的影响,以四川盆地及其周缘上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩为例,依据岩相、物性、孔隙结构、包裹体分析与页岩微观特征等资料,研究了压力演化对页岩气储层的控制作用。研究结果表明:①页岩气储层物性与孔隙结构受岩相、埋深与压力演化的共同控制,孔隙压力超压对埋藏压实具有抑制作用,总体上有利于页岩有机孔的保持和物性向好;②泄压期次与泄压强度影响了五峰组—龙马溪组不同岩相页岩的差异演化对高应力敏感性黏土质页岩的影响尤为显著,而对硅质页岩的影响则较低;③区域抬升与泄压时期晚、泄压时期短和泄压强度低最有利于有机孔的保持和页岩气储层物性向好;④盆内深层页岩气泄压程度低,保存条件优越,储层物性普遍优于盆缘常压—超压区,富有机质硅质页岩与黏土质页岩均具有较好的储集性能;⑤盆缘常压区泄压程度较高,富黏土质页岩储集性能降低,封盖性增强,并逐渐演化为直接盖层。
【文章来源】：天然气工业. 2020,40(10)北大核心EICSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
四川盆地五峰组—龙马溪组页岩埋深、主要抬升时间分布和地层发育特征图
四川盆地及其周缘五峰组—龙马溪组页岩发育有机孔、黏土矿物孔、脆性矿物孔和微裂缝4种微观储集空间[15]，其中有机质孔隙为主要储集空间，其发育程度成为制约页岩赋存天然气的主要因素[16-17]。五峰组—龙马溪组页岩有机质类型、成熟度差异性总体较小，有机质类型以腐泥型和偏腐殖腐泥型为主，虽然现今埋深分布差异较大，主要介于2 000～5 000 m，但其等效镜质体反射率（Ro）集中分布在2.3%～3.1%，均已达过成熟阶段，Ro与现今埋深无相关性[12]。不同学者对有机质孔隙及其载体进行了相关研究，认为有机质孔隙主要发育于原始沉积有机质（如藻类和动物碎屑等）和迁移有机质（如固体沥青）[12,16,18-19]。自上而下随总有机碳含量（TOC）的增加，有机质孔隙占比逐渐增加，主产气层有机质孔隙占比可达50%～60%[10]。实钻结果表明，四川盆地及其周缘不同产气井五峰组—龙马溪组优质页岩随着保存条件的变差、压力系数的降低、压实作用的增强，有机质孔隙由近圆形的、数百纳米至微米级的大孔（图3-a～c）逐渐转变为数百纳米、具椭圆、扁平或不规则菱角状有机孔（图3-d、e），最终变为小于50 nm、圆度进一步降低的纳米级有机孔（图3-f），进一步证实了超压有利于页岩有机质孔隙的保存。
四川盆地五峰组—龙马溪组页岩气勘探开发实践表明，页岩气单井产量与压力系数呈明显正相关关系[4,10,13]。研究结果显示，页岩孔隙度受岩相和地层压力系数共同影响，随压力系数的增大，页岩孔隙度逐渐增大；黏土质页岩与硅质页岩抗压实能力差异显著，随着地层压力系数的增加，黏土质页岩压实程度降低（图2），孔隙度增幅大于硅质页岩，从而造成地层超压的焦石坝和永川地区黏土质页岩孔隙度大于硅质页岩、地层常压的彭水和武隆地区黏土质页岩孔隙度小于硅质页岩这一现象（图4-a）。页岩渗透率受岩相、埋深和地层压力系数3者共同控制，常压的彭水和武隆地区五峰组—龙马溪组页岩渗透率随埋深增加逐渐降低，抗压实能力较弱的黏土质页岩与粉砂质页岩渗透率低于硅质页岩；超压的焦石坝和永川地区页岩渗透率与埋深也具有负相关关系，但超压对压实的缓解作用利于黏土质页岩与粉砂质页岩保持较高的渗透率，其渗透率大于硅质页岩（图4-b）。图4 五峰组—龙马溪组页岩气储层物性特征图
【参考文献】：
期刊论文
[1]叠前地球物理技术预测页岩气保存条件——以四川盆地焦石坝构造页岩气藏为例[J]. 张殿伟,孙炜,李双建,郝运轻,刘玲. 天然气工业. 2020(06)
[2]四川盆地五峰组—龙马溪组页岩气优质储层成因机制[J]. 聂海宽,何治亮,刘光祥,杜伟,王濡岳,张光荣. 天然气工业. 2020(06)
[3]四川盆地深层—超深层天然气勘探进展与展望[J]. 郭旭升,胡东风,黄仁春,魏志红,段金宝,魏祥峰,范小军,缪志伟. 天然气工业. 2020(05)
[4]常压页岩气形成机制、分布规律及勘探前景——以四川盆地及其周缘五峰组—龙马溪组为例[J]. 聂海宽,汪虎,何治亮,王濡岳,张培先,彭勇民. 石油学报. 2019(02)
[5]渝东南盆缘转换带常压页岩气地质特征及富集高产规律[J]. 何希鹏,何贵松,高玉巧,张培先,卢双舫,万静雅. 天然气工业. 2018(12)
[6]四川盆地南部页岩气富集规律与规模有效开发探索[J]. 马新华. 天然气工业. 2018(10)
[7]川东南五峰组—龙马溪组与黔东南牛蹄塘组页岩储层特征对比分析与差异性探讨[J]. 王濡岳,胡宗全,聂海宽,刘忠宝,陈前,高波,刘光祥,龚大建. 石油实验地质. 2018(05)
[8]四川盆地五峰组—龙马溪组页岩气勘探进展、挑战与前景[J]. 董大忠,施振生,管全中,蒋珊,张梦琪,张晨晨,王书彦,孙莎莎,于荣泽,刘德勋,彭平,王世谦. 天然气工业. 2018(04)
[9]构造变形对页岩孔隙结构及吸附性的影响[J]. 章新文,李吉君,卢双舫,黄开展,阴建新. 特种油气藏. 2018(03)
[10]四川盆地南部深层海相页岩气勘探开发前景[J]. 龙胜祥,冯动军,李凤霞,杜伟. 天然气地球科学. 2018(04)
本文编号：3275805
【文章来源】：天然气工业. 2020,40(10)北大核心EICSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
四川盆地五峰组—龙马溪组页岩埋深、主要抬升时间分布和地层发育特征图
四川盆地及其周缘五峰组—龙马溪组页岩发育有机孔、黏土矿物孔、脆性矿物孔和微裂缝4种微观储集空间[15]，其中有机质孔隙为主要储集空间，其发育程度成为制约页岩赋存天然气的主要因素[16-17]。五峰组—龙马溪组页岩有机质类型、成熟度差异性总体较小，有机质类型以腐泥型和偏腐殖腐泥型为主，虽然现今埋深分布差异较大，主要介于2 000～5 000 m，但其等效镜质体反射率（Ro）集中分布在2.3%～3.1%，均已达过成熟阶段，Ro与现今埋深无相关性[12]。不同学者对有机质孔隙及其载体进行了相关研究，认为有机质孔隙主要发育于原始沉积有机质（如藻类和动物碎屑等）和迁移有机质（如固体沥青）[12,16,18-19]。自上而下随总有机碳含量（TOC）的增加，有机质孔隙占比逐渐增加，主产气层有机质孔隙占比可达50%～60%[10]。实钻结果表明，四川盆地及其周缘不同产气井五峰组—龙马溪组优质页岩随着保存条件的变差、压力系数的降低、压实作用的增强，有机质孔隙由近圆形的、数百纳米至微米级的大孔（图3-a～c）逐渐转变为数百纳米、具椭圆、扁平或不规则菱角状有机孔（图3-d、e），最终变为小于50 nm、圆度进一步降低的纳米级有机孔（图3-f），进一步证实了超压有利于页岩有机质孔隙的保存。
四川盆地五峰组—龙马溪组页岩气勘探开发实践表明，页岩气单井产量与压力系数呈明显正相关关系[4,10,13]。研究结果显示，页岩孔隙度受岩相和地层压力系数共同影响，随压力系数的增大，页岩孔隙度逐渐增大；黏土质页岩与硅质页岩抗压实能力差异显著，随着地层压力系数的增加，黏土质页岩压实程度降低（图2），孔隙度增幅大于硅质页岩，从而造成地层超压的焦石坝和永川地区黏土质页岩孔隙度大于硅质页岩、地层常压的彭水和武隆地区黏土质页岩孔隙度小于硅质页岩这一现象（图4-a）。页岩渗透率受岩相、埋深和地层压力系数3者共同控制，常压的彭水和武隆地区五峰组—龙马溪组页岩渗透率随埋深增加逐渐降低，抗压实能力较弱的黏土质页岩与粉砂质页岩渗透率低于硅质页岩；超压的焦石坝和永川地区页岩渗透率与埋深也具有负相关关系，但超压对压实的缓解作用利于黏土质页岩与粉砂质页岩保持较高的渗透率，其渗透率大于硅质页岩（图4-b）。图4 五峰组—龙马溪组页岩气储层物性特征图
【参考文献】：
期刊论文
[1]叠前地球物理技术预测页岩气保存条件——以四川盆地焦石坝构造页岩气藏为例[J]. 张殿伟,孙炜,李双建,郝运轻,刘玲. 天然气工业. 2020(06)
[2]四川盆地五峰组—龙马溪组页岩气优质储层成因机制[J]. 聂海宽,何治亮,刘光祥,杜伟,王濡岳,张光荣. 天然气工业. 2020(06)
[3]四川盆地深层—超深层天然气勘探进展与展望[J]. 郭旭升,胡东风,黄仁春,魏志红,段金宝,魏祥峰,范小军,缪志伟. 天然气工业. 2020(05)
[4]常压页岩气形成机制、分布规律及勘探前景——以四川盆地及其周缘五峰组—龙马溪组为例[J]. 聂海宽,汪虎,何治亮,王濡岳,张培先,彭勇民. 石油学报. 2019(02)
[5]渝东南盆缘转换带常压页岩气地质特征及富集高产规律[J]. 何希鹏,何贵松,高玉巧,张培先,卢双舫,万静雅. 天然气工业. 2018(12)
[6]四川盆地南部页岩气富集规律与规模有效开发探索[J]. 马新华. 天然气工业. 2018(10)
[7]川东南五峰组—龙马溪组与黔东南牛蹄塘组页岩储层特征对比分析与差异性探讨[J]. 王濡岳,胡宗全,聂海宽,刘忠宝,陈前,高波,刘光祥,龚大建. 石油实验地质. 2018(05)
[8]四川盆地五峰组—龙马溪组页岩气勘探进展、挑战与前景[J]. 董大忠,施振生,管全中,蒋珊,张梦琪,张晨晨,王书彦,孙莎莎,于荣泽,刘德勋,彭平,王世谦. 天然气工业. 2018(04)
[9]构造变形对页岩孔隙结构及吸附性的影响[J]. 章新文,李吉君,卢双舫,黄开展,阴建新. 特种油气藏. 2018(03)
[10]四川盆地南部深层海相页岩气勘探开发前景[J]. 龙胜祥,冯动军,李凤霞,杜伟. 天然气地球科学. 2018(04)
本文编号：3275805
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