阜新盆地南部頁巖氣有利區(qū)參數(shù)評價(jià)

1、阜新盆地南部頁巖氣有利區(qū)參數(shù)評價(jià) 阜新盆地南部頁巖氣有利區(qū)參數(shù)評價(jià) 摘 要：頁巖氣的勘探開發(fā)與常規(guī)的油氣相比有著很大的差異，一個(gè)成功的頁巖氣工程的關(guān)鍵在于綜合考慮諸多影響因素進(jìn)而選擇一個(gè)有利區(qū)進(jìn)行勘探開發(fā)，這也是判斷頁巖氣能否到達(dá)商業(yè)化開采的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。文章在大量調(diào)研國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)根底上，參照國內(nèi)外頁巖氣開采成功經(jīng)驗(yàn)與理論成果，對阜新盆地南部九佛堂組和沙海組進(jìn)行了主要參數(shù)評價(jià)。結(jié)論認(rèn)為阜新盆地南部九佛堂組、沙海組泥頁巖富有機(jī)質(zhì)泥頁巖厚度大，總有機(jī)碳含量高，有機(jī)質(zhì)以偏生氣型為主，有機(jī)質(zhì)成熟度適中，該區(qū)具有良好頁巖氣成藏地質(zhì)根底，具有進(jìn)一步開展研究并進(jìn)行工業(yè)性開發(fā)的良好資源條件。 關(guān)鍵詞：頁巖氣；有

2、利區(qū)優(yōu)選；評價(jià)參數(shù)；主控因素；阜新盆地 引言 頁巖氣是指主體位于暗色泥頁巖或高碳泥頁巖中、以吸附或游離狀態(tài)為主要存在方式的天然氣聚集。在頁巖氣藏中，天然氣也存在于夾層狀的粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖甚至砂巖地層中，是天然氣生成之后在源巖層內(nèi)就近聚集的結(jié)果。表現(xiàn)為典型的原地成藏模式，具有自生自儲、無氣水界面、大面積連續(xù)成藏、低孔低滲等特征。 阜新盆地頁巖氣屬于一種新的頁巖氣類型，屬于中小型陸相斷陷盆地含煤頁巖盆地，文章試圖結(jié)合國外理論成果，結(jié)合該區(qū)以往地質(zhì)資料，對阜新盆地南部九佛堂組和沙海組進(jìn)行了主要參數(shù)評價(jià)，為國內(nèi)中小型陸相斷陷盆地含煤型頁巖氣勘探開發(fā)的有利區(qū)優(yōu)選提供可靠借鑒。 1 阜新南地

3、區(qū)頁巖發(fā)育地質(zhì)背景 阜新盆地位于遼寧省西部，屬東北晚中生代中小型盆地群的典型代表，也是遼寧省重要的煤炭產(chǎn)地。盆地東部為醫(yī)巫閭山，西部為小松嶺山脈，盆地是在前寒武紀(jì)基底上發(fā)生和開展起來的晚侏羅-早白堊世地塹型斷陷盆地，基底最大埋藏深度約為6000m，南北長120km，東西寬10-20km，總面積約2000km2。 2 評價(jià)參數(shù) 2.1 頁巖厚度 頁巖作為頁巖氣的儲層，但并非都有利于成藏，作為頁巖氣勘探目的層的含氣頁巖通常是黑色富有機(jī)質(zhì)的泥頁巖，特別是那些伽馬值一般大于100150API的高伽馬黑色頁巖【2】。儲集層的厚度控制著頁巖氣藏勘探開發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益與勘探潛力，通常對于有機(jī)質(zhì)含量相對較高的頁巖

4、氣儲層，當(dāng)儲層厚度到達(dá)15m以上，且區(qū)域上連續(xù)穩(wěn)定分布的儲層為有利儲層；而對于有機(jī)質(zhì)含量相對較低的頁巖氣儲層，當(dāng)儲層厚度到達(dá)30m以上，且位于有一定保存條件的盆地中心區(qū)或構(gòu)造斜坡區(qū)的儲層為有利儲層。 根據(jù)以往工作阜參2井調(diào)查結(jié)果，九佛堂組-沙四段泥頁巖總厚度500600m，分別占各地層總厚度的1070%；單層厚度0.532m?？梢姲讏资涝缙诰欧鹛闷诩吧澈Ｍ砥诤喟l(fā)育過程中，沉積了廣泛發(fā)育的厚層富有機(jī)質(zhì)泥頁巖，有利于頁巖氣的生成與賦存。 2.2 總有機(jī)碳含量 總有機(jī)碳含量是反映頁巖儲層有機(jī)質(zhì)豐度的一個(gè)重要指標(biāo)，是頁巖氣聚集成藏的主控因素之一。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明，頁巖含氣量隨頁巖總有機(jī)碳含量的增加而增大

5、。頁巖儲層成為烴源巖的總有機(jī)碳含量最低應(yīng)大于2%，隨著開采技術(shù)的進(jìn)步，其下限值可以適度降低。 九佛堂組泥頁巖有機(jī)顯微組分以殼質(zhì)組為主，有機(jī)質(zhì)類型多為II2型，總有機(jī)碳含量0.93-2.51%，平均1.66；而沙海組泥頁巖富含鏡質(zhì)組，III型有機(jī)質(zhì)普遍發(fā)育，總有機(jī)碳含量0.3211.52%，平均2.13%，有機(jī)質(zhì)豐度較高。 2.3 熱成熟度 頁巖中有機(jī)質(zhì)成熟度可以預(yù)測頁巖儲層的生烴潛能，幫助我們判斷儲層中富存石油還是天然氣，或是不產(chǎn)油氣，是頁巖氣聚集成藏的重要評價(jià)指標(biāo)之一。研究說明頁巖儲層從未成熟到成熟均有發(fā)現(xiàn)，熱成熟度變化較大。可見，成熟度的上下不是制約頁巖氣成藏的關(guān)鍵因素，但當(dāng)有機(jī)質(zhì)進(jìn)入過成

6、熟期后，此時(shí)有機(jī)顯微組分已經(jīng)發(fā)生炭化，不利于吸附氣的賦存，產(chǎn)氣量明顯減少。 受沉積厚度差異及局部巖漿侵入的影響，阜新盆地白堊系泥頁巖有機(jī)質(zhì)成熟度變化較大，鏡質(zhì)體反射率小于0.5%及大于2.0%均有分布，沙四段泥頁巖Ro為0.410.63%，屬未成熟到成熟期；九佛堂組頁巖Ro處于1.32.0%之間，到達(dá)過成熟階段，說明至少在局部地區(qū)，富有機(jī)質(zhì)頁巖已經(jīng)生成了一定量的烴類，具有形成頁巖氣的良好地質(zhì)根底。 2.4 頁巖礦物成分 頁巖主要礦物成分是黏土、石英、方解石等，其相對組成的變化影響了頁巖的巖石力學(xué)性質(zhì)、孔隙結(jié)構(gòu)和對氣體的吸附能力。石英和碳酸鹽礦物含量的增加，會降低頁巖的孔隙，但高含量的石英等脆性

7、礦物能增加頁巖的脆性，在水力壓裂過程中容易形成誘導(dǎo)裂縫。一般認(rèn)為，頁巖的石英等脆性礦物含量40%，泥質(zhì)含量20%30%時(shí)，有利于儲層壓裂改造。 X射線衍射分析說明該區(qū)沙海組測試巖樣礦物成分包括：伊利石、高嶺石等黏土礦物，以及石英和黃鐵礦。其中石英、黏土礦物、白云石及長石為主要組成礦物。石英含量最高，34.99%41.01%，平均37.21%；黏土礦物次之，14.11%18.93%，平均16.09%；此外，還含有較多的白云石和長石，平均含量分別為18.04%和15.85%；方解石、菱鐵礦等較少，平均含量均小于10%。 2.5 儲層的力學(xué)性質(zhì) 為了獲得理想的壓裂效果，儲層本身要有一定硬度。泊松比決

8、定著頁巖儲層在應(yīng)力作用下的壓裂能力，楊氏模量決定了頁巖儲層壓裂后的支撐能力。研究說明，當(dāng)泊松比3104MPa時(shí)，儲層壓裂時(shí)易形成網(wǎng)絡(luò)裂縫，有利于儲層的壓裂改造。該區(qū)沙海組巖樣楊氏模量：3.591044.36104MPa，平均3.978104MPa；泊松比：0.13120.3527，平均0.241。綜合評定有利于后期壓裂改造。 3 結(jié)論 阜新盆地南部九佛堂組和沙海組富有機(jī)質(zhì)泥頁巖厚度大，九佛堂及沙海組上段單組泥頁巖厚度普遍在300m以上，最厚可達(dá)750m；有機(jī)質(zhì)豐度高，總有機(jī)碳含量普遍在1%以上，最高可達(dá)12%；有機(jī)質(zhì)以偏生氣型為主，有機(jī)質(zhì)類型多為II2-III型；有機(jī)質(zhì)成熟度適中，多處于成熟階段，該區(qū)泥頁巖具有良好頁巖氣成藏地質(zhì)根底，具有進(jìn)一步開展研究并進(jìn)行工業(yè)性