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壓力演化對頁巖氣儲層的控制作用
——以四川盆地五峰組—龍馬溪組為例

2020-11-03 10:46王濡岳聶海寬胡宗全劉光祥席斌斌劉偉新
天然氣工業(yè) 2020年10期
關鍵詞:龍馬物性黏土

王濡岳 聶海寬 胡宗全 劉光祥 席斌斌 劉偉新

1.中國石化石油勘探開發(fā)研究院 2.頁巖油氣富集機理與有效開發(fā)國家重點實驗室3.中國石化頁巖油氣勘探開發(fā)重點實驗室 4.中國石化石油勘探開發(fā)研究院無錫石油地質(zhì)研究所

0 引言

頁巖油氣作為常規(guī)油氣資源的重要補充與接替,已成為全球油氣勘探開發(fā)的熱點。中國南方上揚子地區(qū)古生界與中生界發(fā)育多套富有機質(zhì)頁巖,頁巖氣資源潛力巨大,其中四川盆地及其周緣頁巖氣資源評價與勘探開發(fā)工作取得了顯著的成果與豐富的認識[1-8]。截至2019年底,四川盆地上奧陶統(tǒng)五峰組—下志留統(tǒng)龍馬溪組累計探明頁巖氣地質(zhì)儲量超過1.8×108m3。涪陵、長寧、威遠、威榮、昭通、永川等地區(qū)頁巖氣的商業(yè)開發(fā),標志著我國頁巖氣進入工業(yè)化規(guī)模開采階段,對中國非常規(guī)油氣發(fā)展與能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化,意義深遠而重大。五峰組—龍馬溪組頁巖在四川盆地及其周緣分布廣泛,是中國海相頁巖氣勘探開發(fā)的重點層系。勘探開發(fā)實踐表明,地層超壓是頁巖氣富集與高產(chǎn)的重要條件,也是反映頁巖氣保存條件的重要指標[1-3]。隨著勘探開發(fā)的不斷推進和實踐認識的不斷深入,資源潛力巨大的四川盆地盆內(nèi)深層頁巖氣與盆外常壓頁巖氣得到了廣泛關注[9-11]。頁巖氣儲層受沉積環(huán)境、構(gòu)造運動、成巖及壓力演化等因素共同控制,不同地質(zhì)條件下頁巖氣儲層特征差異明顯,并決定著五峰組—龍馬溪組優(yōu)質(zhì)頁巖氣儲層的發(fā)育特征與時空分布。以往的研究往往偏重于現(xiàn)今地層壓力對頁巖物性、含氣性、孔隙結(jié)構(gòu)和頁巖氣保存條件等方面的影響,而忽視了壓力演化對頁巖儲層演化的重要影響。為此,筆者從頁巖巖相、儲層物性、孔隙結(jié)構(gòu)、流體活動期次和儲層微觀特征入手,結(jié)合四川盆地及其周緣五峰組—龍馬溪組頁巖氣勘探實踐,分析并探討了壓力演化對頁巖氣儲層的控制作用及其對頁巖氣勘探開發(fā)的影響,以期為中國南方頁巖氣勘探開發(fā)提供參考。

圖1 四川盆地五峰組—龍馬溪組頁巖埋深、主要抬升時間分布和地層發(fā)育特征圖

1 區(qū)域地質(zhì)概況

四川盆地是以上揚子克拉通為基礎發(fā)展而來的大型含油氣疊合盆地。受構(gòu)造與海侵影響,晚奧陶世至早志留世兩次全球性海侵的作用下,五峰組—龍馬溪組富有機質(zhì)頁巖廣泛沉積(圖1)。五峰組—龍馬溪組以硅質(zhì)頁巖、黏土質(zhì)頁巖、灰質(zhì)頁巖和粉砂質(zhì)頁巖為主,其底部優(yōu)質(zhì)頁巖(TOC>2%)具有薄層、富碳、富硅、深水、低沉積速率等顯著特征[12],目前實現(xiàn)勘探開發(fā)的主要巖相為硅質(zhì)頁巖和黏土質(zhì)頁巖[7],自下而上,隨著沉積水體的變淺、有機質(zhì)和硅質(zhì)礦物含量的降低,頁巖氣產(chǎn)層巖相由硅質(zhì)頁巖逐漸變?yōu)轲ね临|(zhì)頁巖[1,3]。四川盆地及其周緣經(jīng)歷了多期構(gòu)造運動,燕山運動控制了東、西構(gòu)造的差異演化,齊岳山斷裂以西地區(qū)抬升時期較晚,構(gòu)造變形與抬升幅度較小,頁巖埋深大,頁巖氣富集與保存條件總體較好。齊岳山斷裂以東地區(qū)抬升時間早、構(gòu)造改造強烈,頁巖埋深淺(小于3 500 m),頁巖氣富集與保存條件及其演化過程較為復雜[13]。

2 頁巖氣儲層特征

2.1 微觀結(jié)構(gòu)特征

2.1.1 埋藏壓實特征

掃描電鏡下微觀特征顯示,五峰組—龍馬溪組頁巖氣儲層表現(xiàn)出較強烈壓實特征,主要包括片狀黏土礦物的順層定向排列,顆粒間以線接觸、凹凸接觸為主,黏土礦物、有機質(zhì)等發(fā)生明顯的塑性變形。然而異常高壓對壓實具有明顯抑制作用,抑制有機質(zhì)的熱演化和蒙脫石的伊利石化,拓寬生油窗和延緩成巖演化[14]。異常高壓條件下,流體壓力可以部分支撐上覆地層載荷,抵消部分垂向有效應力并減緩了壓實作用。以盆內(nèi)永川地區(qū)YYA井和盆緣焦石壩地區(qū)JYA井為例,對比不同壓力系數(shù)條件下五峰組—龍馬溪組頁巖壓實特征(圖2)。

圖2 JYA井與YYA井五峰組—龍馬溪組頁巖氣儲層壓實特征照片

JYA井位于盆緣,五峰組—龍馬溪組地層壓力系數(shù)為1.55,龍一段上部與中部壓實程度較強,自上而下壓實程度逐漸降低,底部生物硅富集層段壓實程度顯著降低,體現(xiàn)出生物石英對抗壓實與促進儲集空間保存的重要作用(圖2-a~c)。YYA井位于盆內(nèi),五峰組—龍馬溪組地層壓力系數(shù)為1.77,高于盆緣地區(qū),相同層段頁巖微觀特征顯示,YYA井壓實程度總體弱于JYA井,龍一段上部至中部總體為中等壓實程度,龍一段底部與五峰組上部壓實程度較低,礦物粒間孔面孔率及其內(nèi)部有機質(zhì)充填度均較高(圖2-d~f)。總體而言,超壓對五峰組—龍馬溪組壓實程度具有一定抑制作用,尤其對龍馬溪組一段中上部地層影響程度較高;龍一段底部與五峰組硅質(zhì)頁巖抗壓實能力強,不同壓力系數(shù)下壓實程度均較低,壓力系數(shù)對其壓實程度影響較弱。

2.1.2 有機質(zhì)孔隙結(jié)構(gòu)特征

四川盆地及其周緣五峰組—龍馬溪組頁巖發(fā)育有機孔、黏土礦物孔、脆性礦物孔和微裂縫4種微觀儲集空間[15],其中有機質(zhì)孔隙為主要儲集空間,其發(fā)育程度成為制約頁巖賦存天然氣的主要因素[16-17]。五峰組—龍馬溪組頁巖有機質(zhì)類型、成熟度差異性總體較小,有機質(zhì)類型以腐泥型和偏腐殖腐泥型為主,雖然現(xiàn)今埋深分布差異較大,主要介于2 000~5 000 m,但其等效鏡質(zhì)體反射率(Ro)集中分布在2.3%~3.1%,均已達過成熟階段,Ro與現(xiàn)今埋深無相關性[12]。不同學者對有機質(zhì)孔隙及其載體進行了相關研究,認為有機質(zhì)孔隙主要發(fā)育于原始沉積有機質(zhì)(如藻類和動物碎屑等)和遷移有機質(zhì)(如固體瀝青)[12,16,18-19]。自上而下隨總有機碳含量(TOC)的增加,有機質(zhì)孔隙占比逐漸增加,主產(chǎn)氣層有機質(zhì)孔隙占比可達50%~60%[10]。

實鉆結(jié)果表明,四川盆地及其周緣不同產(chǎn)氣井五峰組—龍馬溪組優(yōu)質(zhì)頁巖隨著保存條件的變差、壓力系數(shù)的降低、壓實作用的增強,有機質(zhì)孔隙由近圓形的、數(shù)百納米至微米級的大孔(圖3-a~c)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)百納米、具橢圓、扁平或不規(guī)則菱角狀有機孔(圖3-d、e),最終變?yōu)樾∮?0 nm、圓度進一步降低的納米級有機孔(圖3-f),進一步證實了超壓有利于頁巖有機質(zhì)孔隙的保存。

2.2 儲層物性特征

五峰組—龍馬溪組底部優(yōu)質(zhì)頁巖孔隙度統(tǒng)計顯示,頁巖孔隙度普遍介于2%~8%,由盆緣至盆內(nèi),頁巖孔隙度與地層壓力系數(shù)具有逐漸增大的趨勢。位于盆內(nèi)的焦石壩和永川地區(qū)黏土質(zhì)頁巖孔隙度最高,硅質(zhì)頁巖物性總體較好,粉砂質(zhì)頁巖孔隙度最低;位于盆緣的彭水和武隆地區(qū)硅質(zhì)頁巖孔隙度最高,黏土質(zhì)頁巖次之(圖4-a)。五峰組—龍馬溪組底部頁巖滲透率統(tǒng)計顯示,彭水和焦石壩地區(qū)頁巖滲透率較高,平均值可達0.1 mD,武隆和永川地區(qū)頁巖滲透率較低,與彭水和焦石壩地區(qū)相差1~2個數(shù)量級(圖4-b)。

四川盆地五峰組—龍馬溪組頁巖氣勘探開發(fā)實踐表明,頁巖氣單井產(chǎn)量與壓力系數(shù)呈明顯正相關關系[4,10,13]。研究結(jié)果顯示,頁巖孔隙度受巖相和地層壓力系數(shù)共同影響,隨壓力系數(shù)的增大,頁巖孔隙度逐漸增大;黏土質(zhì)頁巖與硅質(zhì)頁巖抗壓實能力差異顯著,隨著地層壓力系數(shù)的增加,黏土質(zhì)頁巖壓實程度降低(圖2),孔隙度增幅大于硅質(zhì)頁巖,從而造成地層超壓的焦石壩和永川地區(qū)黏土質(zhì)頁巖孔隙度大于硅質(zhì)頁巖、地層常壓的彭水和武隆地區(qū)黏土質(zhì)頁巖孔隙度小于硅質(zhì)頁巖這一現(xiàn)象(圖4-a)。頁巖滲透率受巖相、埋深和地層壓力系數(shù)3者共同控制,常壓的彭水和武隆地區(qū)五峰組—龍馬溪組頁巖滲透率隨埋深增加逐漸降低,抗壓實能力較弱的黏土質(zhì)頁巖與粉砂質(zhì)頁巖滲透率低于硅質(zhì)頁巖;超壓的焦石壩和永川地區(qū)頁巖滲透率與埋深也具有負相關關系,但超壓對壓實的緩解作用利于黏土質(zhì)頁巖與粉砂質(zhì)頁巖保持較高的滲透率,其滲透率大于硅質(zhì)頁巖(圖4-b)。

圖3 龍一段硅質(zhì)頁巖氣儲層不同壓力系數(shù)條件下有機孔形態(tài)特征照片

圖4 五峰組—龍馬溪組頁巖氣儲層物性特征圖

3 壓力演化及其對頁巖氣儲層的控制作用

3.1 壓力演化控制頁巖氣儲層孔隙結(jié)構(gòu)

3.1.1 區(qū)域壓力演化

含油氣盆地油氣及伴生流體包裹體捕獲時的溫度和壓力反映油氣成藏或運移的古溫度和古壓力,能夠比較精確地限定油氣運移、成藏的時間和深度[20-21]。南方頁巖氣勘探開發(fā)實踐表明,地層壓力與頁巖氣的保存和富集高產(chǎn)關系密切[5,22],裂縫脈體形成與封閉時期的古溫壓是分析氣藏壓力演化的重要手段[11,20-21]。

涪陵地區(qū)JYA井區(qū)五峰組裂縫方解石中氣液兩相包裹體均一溫度介于160~250 ℃,主要介于160~170 ℃和200~230 ℃,具有明顯的2期充填特征(圖5-a)。依據(jù)對涪陵地區(qū)五峰組—龍馬溪組頁巖流體包裹體古壓力分析結(jié)果,200 ℃左右最大埋深期包裹體捕獲壓力主體介于100~130 MPa,古壓力系數(shù)主體介于1.8~2.2,表明涪陵地區(qū)五峰組—龍馬溪組頁巖最大埋深階段與抬升初期地層溫壓條件具有高溫、超高壓特征(圖5-a)。涪陵地區(qū)位于齊岳山斷裂以西,抬升時間距今約為85 Ma(圖1),五峰組—龍馬溪組壓力演化具有抬升與泄壓時期晚、泄壓時期短和泄壓強度低(始終超壓,現(xiàn)今地層壓力系數(shù)1.55)等特征,有利于黏土質(zhì)頁巖與硅質(zhì)頁巖孔隙形態(tài)與儲層物性的保持(圖4、圖5-a)。

南川地區(qū)NYA井五峰組裂縫石英和方解石脈體中氣液兩相包裹體均一溫度介于118.5~240.8 ℃,包裹體均一溫度體現(xiàn)明顯的3期流體活動特征(圖5-b)。依據(jù)包裹體古壓力分析結(jié)果,結(jié)合地層埋藏史,得到前兩期流體活動期地層古壓力系數(shù)分別介于1.7~2.1和1.6~1.8,表明抬升早期兩期流體活動并未對氣藏造成顯著破壞,類似于涪陵地區(qū),抬升初期具有強超壓特征。而NYA井第3期流體活動溫度約為120 ℃,古埋深接近6 000 m,對應喜馬拉雅晚期快速抬升期,經(jīng)歷了明顯的泄壓過程,導致NYA井現(xiàn)今地層壓力系數(shù)為1.38。與涪陵地區(qū)相比,南川地區(qū)壓力演化具有抬升時期略早、深埋期多次中—短期泄壓和泄壓強度略高的特征,較有利于頁巖孔隙形態(tài)與儲層物性的保持。6 000~7 000 m古埋深下泄壓作用與較強的壓實作用使NYA井有機孔大小與形態(tài)(圓度)分布不均,不同大小與圓度有機孔均有發(fā)育(圖5-b)。

彭水地區(qū)PYA井五峰組—龍馬溪組裂縫方解石脈體中氣液兩相包裹體均一溫度介于128.5~162.7 ℃。據(jù)席斌斌等[20]古壓力計算結(jié)果,均一溫度為128.5 ℃包裹體捕獲壓力介于32.5~43.0 MPa,古埋深約為4 100 m,對應古壓力系數(shù)介于0.8~1.1(圖5-c)。與涪陵和南川地區(qū)相比,彭水地區(qū)抬升時期早(距今約130 Ma),燕山期抬升幅度大,泄壓時期早、持續(xù)期長(流體活動溫度與年代區(qū)間跨度較大),大于4 000 m埋深階段古壓力已泄至常壓,裂縫封閉時期(距今約65 Ma)晚于生氣高峰,后期壓力補充不足,抬升剝蝕與擴散作用使壓力進一步降低,不利于頁巖孔隙結(jié)構(gòu)與儲層物性的保持。PYA井現(xiàn)今壓力系數(shù)為0.96,表明自65 Ma抬升剝蝕以來,彭水地區(qū)總體處于常壓狀態(tài),失去了超壓對孔隙的保持及較強的壓實作用使頁巖有機孔大小、數(shù)量與圓度均小于盆內(nèi)超壓地區(qū)(圖3-f、5-c)。

圖5 五峰組—龍馬溪組頁巖流體活動期次、壓力演化和頁巖孔隙結(jié)構(gòu)特征圖

值得注意的是,上述頁巖氣井區(qū)五峰組—龍馬溪組頁巖均具備較好的含氣性(含氣量介于2.0~9.0 m3/t)與保存條件,受晚期斷裂破壞和頁巖氣逸散的影響較小。川東地區(qū)石柱復向斜JS1井和YZA井區(qū)志留系地層壓力分別為超高壓和常壓,在晚期斷裂破壞和頁巖氣快速逸散作用影響下YZA井頁巖含氣量僅有0.2~0.8 m3/t。對比早期泄壓、致密化的PYA井(現(xiàn)今地層壓力系數(shù)0.96,含氣量介于2.0~5.0 m3/t,測試日產(chǎn)氣量為2.5×104m3)與晚期保存條件迅速破壞的YZA井,早期泄壓與致密化雖然對頁巖氣儲層物性與含氣性造成一定影響,但緩慢的壓力與儲層物性演化增強了頁巖自封閉性,形成常壓頁巖氣藏;YZA井頁巖氣藏受晚期斷裂破壞前與JS1井具有相似的超壓環(huán)境,頁巖孔隙結(jié)構(gòu)、物性與含氣性良好,但受晚期斷裂破壞影響,良好的孔滲與超壓環(huán)境促進了頁巖氣的快速逸散與大氣淡水的侵入[11],導致YZA井區(qū)與PYA井區(qū)相比,雖然其微觀孔隙結(jié)構(gòu)保持較好,有機孔發(fā)育、保存程度較高,但含氣性與保存條件差異顯著。

圖6 焦石壩與彭水地區(qū)五峰組—龍馬溪組頁巖裂縫發(fā)育特征與微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征照片

3.1.2 縱向壓力演化

以川東南地區(qū)焦石壩和彭水地區(qū)為例,五峰組—龍馬溪組巖心特征顯示,龍馬溪組底部頁巖以層理縫為主,高角度構(gòu)造縫發(fā)育程度低,五峰組構(gòu)造裂縫發(fā)育程度明顯強于龍馬溪組底部,彭水地區(qū)五峰組頁巖破碎變形更為顯著(圖6-a~d)。微觀孔隙特征顯示,龍馬溪組底部硅質(zhì)頁巖段有機質(zhì)孔隙十分發(fā)育,孔隙形狀多呈圓形和橢圓形,孔徑總體較大,部分可達微米級(圖6-e);五峰組頁巖有機質(zhì)孔隙較發(fā)育,孔隙形狀大多不規(guī)則,多呈棱角狀和不規(guī)則狀,也有少數(shù)呈橢圓形,孔徑總體相對較小,分布較密集、均勻(圖6-f)。利用圖像識別對焦石壩和彭水地區(qū)五峰組和龍馬溪組底部頁巖有機孔結(jié)構(gòu)參數(shù)統(tǒng)計結(jié)果顯示,焦石壩地區(qū)五峰組—龍馬溪組頁巖有機質(zhì)孔隙孔徑均普遍大于彭水地區(qū),孔徑分布峰值向大孔徑偏移,孔徑大于30 nm孔隙占比相對更大,而彭水地區(qū)孔徑大于30 nm有機質(zhì)孔隙占比更低;而且焦石壩與彭水地區(qū)均表現(xiàn)出龍馬溪組頁巖有機孔隙孔徑大于五峰組的現(xiàn)象(圖7)。五峰組與龍馬溪組底部頁巖巖相、物質(zhì)基礎等大致相當,成巖演化大體相似,差異性較小,其差異性與底部構(gòu)造擠壓滑脫及地層壓力演化關系密切。區(qū)域擠壓推覆應力背景下,與下伏剛性碳酸鹽巖地層接觸的五峰組更易發(fā)生滑脫變形與壓力卸載,使五峰組頁巖有機質(zhì)孔隙在側(cè)向應力擠壓作用與壓力卸載作用下產(chǎn)生變形與收縮,從而形成五峰組頁巖內(nèi)大量不規(guī)則及菱角狀有機質(zhì)孔隙[23],在改變頁巖孔隙結(jié)構(gòu)的同時增強了其吸附性能[23-24]。

圖7 焦石壩與彭水地區(qū)五峰組—龍馬溪組頁巖有機孔徑分布直方圖

3.2 壓力演化控制儲層的差異演化

對于構(gòu)造演化復雜、普遍過成熟的南方海相頁巖,頁巖儲集空間發(fā)育程度不僅與TOC、Ro、有機質(zhì)類型和礦物組成等內(nèi)在因素相關,而且很大程度上受構(gòu)造—壓力與生烴—成巖演化及其耦合作用共同控制。針對我國頁巖油氣資源的特殊性,已有學者提出“沉積相帶與保存條件控藏”“構(gòu)造類型與構(gòu)造作用過程控富”“石英抗壓保孔”和“儲層流體超壓”等成藏富集主控因素[25-26]和考慮頁巖生—儲—保演化序列的“建造—改造”評價思路[13],對我國頁巖油氣勘探開發(fā)具有重要指導意義。

四川盆地及其周緣五峰組—龍馬溪組頁巖在燕山運動之前(最大埋深時期)總體均為超壓狀態(tài)[11,13],川東地區(qū)五峰組—龍馬溪組頁巖燕山運動前地層壓力系數(shù)介于1.7~2.2,現(xiàn)今壓力系數(shù)總體介于0.9~1.5,普遍產(chǎn)生了泄壓;四川盆地內(nèi)威遠與富順—永川地區(qū)現(xiàn)今地層壓力系數(shù)普遍介于1.6~2.1,與川東南地區(qū)相比泄壓程度較低,頁巖氣保存條件總體較好。四川盆地及其周緣五峰組—龍馬溪組頁巖壓力演化存在明顯差異,并控制了儲層的差異演化(圖8):①未發(fā)生明顯泄壓或弱泄壓條件下,如四川盆地內(nèi)部深層與盆緣超壓地區(qū),強抗壓實能力的硅質(zhì)頁巖與高應力敏感性富有機質(zhì)黏土質(zhì)頁巖在超壓與良好保存條件下均具有較好儲集性能,分別為優(yōu)質(zhì)與次優(yōu)質(zhì)儲層,上部粉砂質(zhì)頁巖物質(zhì)基礎較差、抗壓實能力最弱,原始孔隙難以有效保存,物性差、封閉性好,主要起直接蓋層作用;②顯著泄壓、致密化作用下,如盆緣常壓頁巖氣分布區(qū),受燕山和喜馬拉雅運動改造影響較大,頁巖氣藏遭受不同程度泄壓,使抗壓實能力較弱的黏土質(zhì)頁巖和粉砂質(zhì)頁巖物性顯著降低,逐漸演化為直接蓋層??傮w而言,五峰組—龍馬溪組頁巖自下而上隨著TOC、石英等剛性礦物含量的減少,壓實程度逐漸增強,網(wǎng)絡狀分布的遷移有機質(zhì)逐漸減少,頁巖氣儲層質(zhì)量逐漸變差(圖8)。

四川盆地盆內(nèi)超壓區(qū)與盆外常壓區(qū)頁巖氣資源潛力巨大,隨著南方頁巖氣勘探開發(fā)的不斷推進將成為未來重要的接替領域。盆內(nèi)超高壓—超壓頁巖氣具有含氣量高、地層能量高、物性好、初產(chǎn)高、最終產(chǎn)出量大等特征,盆外廣大常壓區(qū)頁巖氣具有含氣量低、地層能量低、物性差、初產(chǎn)低、最終產(chǎn)出量低等特征[11]。盆內(nèi)深層超壓區(qū)與盆緣常壓區(qū)頁巖氣儲層特征、資源品質(zhì)與勘探開發(fā)技術工藝等方面與目前建產(chǎn)區(qū)頁巖氣藏存在明顯差異。對于常壓地區(qū),上部黏土質(zhì)頁巖、下部硅質(zhì)頁巖的巖性組合及其“上低下高”的物性特征一定程度上有利于上部黏土質(zhì)頁巖的物性封閉,有利于盆外常壓區(qū)頁巖氣的保存。對于超壓地區(qū),異常高壓有利于高應力敏感性黏土質(zhì)頁巖物性的保持,使五峰組—龍馬溪組優(yōu)質(zhì)頁巖物性在縱向上具有輕微的“上高下低”現(xiàn)象,使上部黏土質(zhì)頁巖更易發(fā)生天然氣的短距離運移與匯聚,有利于焦石壩地區(qū)上部氣層的“階梯運移、背斜匯聚、箱狀成藏”[27]。同時,壓力演化控制了頁巖物性的應力敏感性與吸附氣/游離氣占比,對頁巖氣開發(fā)技術政策的制定具有重要影響。深層超壓頁巖氣游離氣占比高、儲層應力敏感性強,常壓頁巖氣吸附氣占比高、儲層應力敏感性相對較低,其相關參數(shù)的準確獲取與開發(fā)技術政策的合理優(yōu)化是提升頁巖氣產(chǎn)能和準確預測開發(fā)指標的重要手段。

圖8 壓力演化與巖相控制下頁巖氣儲層差異演化模式圖

4 結(jié)論

1)頁巖氣儲層物性與孔隙結(jié)構(gòu)受巖相、埋深與壓力演化共同控制,儲層孔隙壓力超壓對埋藏壓實的抑制作用有利于孔隙結(jié)構(gòu)與儲層物性的保持。

2)泄壓期次與泄壓強度影響五峰組—龍馬溪組不同巖相頁巖的差異演化,對高應力敏感性黏土質(zhì)頁巖影響顯著,對硅質(zhì)頁巖影響較低。區(qū)域抬升與泄壓時期晚、泄壓時期短和泄壓強度低最有利于有機孔和頁巖氣儲層物性的保持。

3)盆內(nèi)深層頁巖氣泄壓程度低,保存條件優(yōu)越,儲層物性普遍優(yōu)于盆緣常壓—超壓區(qū),富有機質(zhì)硅質(zhì)與黏土質(zhì)頁巖均具有較好儲集性能。

4)盆緣中—淺層常壓區(qū)泄壓程度較高,富黏土質(zhì)頁巖儲集性能降低,封蓋性增強,并逐漸演化為直接蓋層。

致謝:成文中,引用了中國石油化工股份有限公司所轄勘探分公司、江漢油田分公司、華東油氣分公司和西南油氣分公司的部分數(shù)據(jù)。在此表示衷心感謝!

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