下扬子地区二叠系海相页岩孔隙特征新认识及页岩气勘探启示

作者：朱文博; 张训华; 周道容; 方朝刚; 李建青; 黄正清

来源：天然气工业, 2021, 41(07): 41-55.

• 下扬子地区
• 中上二叠统大隆组、孤峰组
• 孔隙结构
• 分形维数
• 页岩气
• 储集能力
• 勘探方向

下扬子地区中上二叠统大隆组和孤峰组页岩具有厚度大、有机碳含量高、分布范围广、有机质热演化程度适中等特点,有可能成为页岩气勘探下一步的重要领域。为了给该区页岩气勘探开发提供目标与方向,选取下扬子宣泾地区大隆组、孤峰组两套页岩为研究对象,运用扫描电镜、高压压汞、CO2及N2吸附等手段,定量表征了不同尺度的页岩孔隙的发育特征;利用FHH(FrenkelHalsey-Hill)模型计算了样品孔隙分形维数,进而结合TOC、矿物组分讨论了孔隙结构与分形维数的关系。研究结果表明:(1)大隆组页岩以富泥硅质、富泥/硅混合质为优势岩相,具有较低的比表面积、孔容以及较高的平均孔径,孔隙发育主要受黏土矿物含量的控制,孤峰组以硅质页岩为优势岩相,具有较高的比表面积、孔容以及较低的平均孔径,孔隙发育受有机质及脆性矿物含量的控制;(2)分形维数影响因素可以归根于微孔发育的控制因素,大隆组页岩分形维数D1介于2.451 5～2.551 3/2.522 7、D2介于2.581 7～2.6578/2.6246,孤峰组页岩分形维数D1介于2.581 7～2.657 8/2.624 6、D2介于2.722 7～2.871/2.813,孤峰组页岩表现出更为复杂的孔隙结构特征;(3)分形维数D1对比表面积、孔隙发育及矿物组分更具敏感性,D2对表征平均孔径效果更好。结论认为,具有高分形维数D1、D2的大隆组以及低D1、高D2的孤峰组页岩段可以作为下扬子地区二叠系海相页岩气勘探的有利对象,富烃凹陷内构造变形较弱的局部超压区(带)将是该区页岩气勘探的有利方向。

• 单位
  青岛海洋地质研究所; 中国地质调查局南京地质调查中心; 中国海洋大学