页岩气储层特征及测井评价方法解析

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时间：2016-06-15 20:54:05

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页岩气储层特征及测井评价方法解析　　节能：页岩气是一种重要的非常规天然气。根据美国页岩气的勘探开发经验及中国页岩气资源潜力分析，页岩气勘探是目前经济技术条件下天然气工业化勘探的重要

　　节能：页岩气是一种重要的非常规天然气。根据美国页岩气的勘探开发经验及中国页岩气资源潜力分析，页岩气勘探是目前经济技术条件下天然气工业化勘探的重要领域，具有巨大的勘探开发潜力。

　　页岩气是指主体位于暗色泥页岩或高碳泥岩中，以吸附或游离状态为主要存在方式的天然气聚集。在页岩气藏中，天然气也存在于夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、甚至砂岩地层中，为天然气生成之后在源岩层内就近聚集的结果，表现为典型的“原地”成藏模式。页岩气具有生物化学成因气、热成因气或两者混合的多成因特点，具有普遍的地层饱含气、隐蔽聚集机理等特点。因而，页岩气的储层特征及其测井评价方法与其他类型的油气藏不同。

　　1、页岩气储层特征

　　通过大量调研国内外文献，综合分析各地区页岩气成藏机理，总结出页岩气储层特征。

　　1.1矿物成分

　　盆地不同演化阶段直接控制富有机质页岩的发育与分布，根据页岩沉积环境的不同，将富含有机质页岩划分为海相页岩、海陆交互相煤系碳质页岩、陆相页岩3种基本类型。

　　页岩储层的矿物由常见的黏土矿物(伊利石、蒙脱石和高岭石)混杂石英、长石、方解石、白云石、云母、黄铁矿等碎屑矿物和自生矿物组成。岩石矿物的存在将影响到吸附气含量的大小及页岩气的开采。黏土矿物通常具有较大的比表面积和微孔隙体积，对气体的吸附能力强。碳酸盐矿物和石英碎屑含量的增大，会降低岩层对气体的吸附能力，但岩石脆性会提高，使页岩在外力作用下，容易形成裂缝，增大游离态页岩气储集空间。

　　1.2有机质特征

　　页岩气储层中含有大量的有机质，其干酪根类型、丰度和成熟度对页岩气资源量有重要影响。干酪根的类型不仅对岩石的生烃能力有影响，同时还影响天然气吸附率和扩散率。统计国内外各页岩气储层干酪根类型，大多以I型(腐泥型)干酪根为主，II型(腐泥–腐殖混合型)次之，也见III型(腐殖型)干酪根(表1)。有机碳含量(TOC)与页岩气的生气率之间有较好的正相关性，页岩有机碳含量越高及地层压力越大，天然气吸附量越高。页岩产气能力与有机质成熟度(镜质体反射率Ro)密切相关，成熟度越高，越有利于页岩气成藏。

　　表1国内外部分页岩气储层有机质特征

　　1.3物性特征

　　页岩气储层具有典型的低孔隙度、极低渗透率的物性特征。其气流阻力比常规天然气大；孔隙度低于10%，一般只有4%~6%；渗透率一般低于0.1×10–3μm2；喉道半径不到0.005μm(表2)。当处于裂缝发育带或断裂带时，页岩的孔隙度和渗透率将会增大。另外，含水饱和度的增加，会降低产气率；而含油饱和度过大，一方面会降低含气饱和度，另一方面，油分子容易堵塞微孔隙和喉道，使气体流速减慢，不利于页岩气的产出。

　　表2国内外部分页岩气储层物性特征

　　1.4储集特征

　　与常规天然气成藏规律不同，页岩既可以是烃源岩，也可以是储层，甚至充当盖层。

　　1.4.1储集方式

　　烃类气体在页岩层中生成后，会自身储集成藏，属于“连续型”聚集。天然气在页岩储层中主要有两种储集方式：在天然气生成初期，首先在有机质和岩石颗粒表面以吸附方式存在；随着天然气的大量生成，当吸附气量达到饱和时，在页岩内部裂缝或大孔隙中则有游离态天然气存在。

　　1.4.2储集空间

　　页岩气的储集空间包括裂缝、基质孔隙和不整合面。页岩储层中的裂缝多以微裂缝形式存在，包括有机质生烃时产生自生裂缝系统、断层和褶皱等构造运动产生的构造裂缝系统、差异水平压力产生的裂缝系统。裂缝的存在一方面会使地层水通过裂缝进入页岩储层，发生水淹，并且对页岩气的保存极为不利；另一方面裂缝有助于页岩层中游离态天然气含量的增加和吸附态天然气的解吸。

　　页岩储层中的基质孔隙包括：分散于黏土中粉砂质颗粒间的残余原生孔隙、有机质生烃形成的孔隙、黏土矿物伊利石化开成的微裂(孔)隙和不稳定矿物(如长石、方解石等)溶蚀形成的溶蚀孔等。页岩地层中不整合面和沉积断面也可以成为页岩气储集的良好空间，同时还能提高页岩层的孔隙度和渗透率。