吴家坪组页岩储层特征及甲烷吸附能力——以鄂西利川地区为例

曹涛涛^1,2，邓模²，刘虎³，曹清古²，刘光祥²

1. 湖南科技大学页岩气资源利用与开发湖南省重点实验室2. 中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所3. 页岩气评价与开采四川省重点实验室

摘 要：为了深入研究鄂西地区吴家坪组硅质页岩的储层特征及其含气性,选取利川复背斜袁家槽和黄泥塘剖面样品进行了元素地球化学、有机地球化学、矿物组成、储层物性和超临界甲烷吸附等一系列分析测试,探讨了页岩的孔隙构成和吸附能力的影响因素.认为中孔贡献了吴家坪组页岩86.02%的孔体积和64.26%的比表面积,优势孔隙类型为有机质孔,TOC是页岩吸附能力的主控因素.研究结果表明:吴家坪组硅质页岩形成于深水缺氧的沉积环境,TOC值平均为7.29%,有机质类型以Ⅱ₁型为主、成熟度eqvR_o为1.91%～1.96%,石英质量分数平均为68.9%,具备页岩气生成和储层改造的优越条件;吴家坪组页岩主要储集空间为有机质孔,其次为矿物晶间孔,粒内孔发育程度最低,不同有机质颗粒的孔隙面孔率差异很大,与有机质的显微组成密切相关,BET比表面积和孔体积分别为6.63～33.12 m²/g和0.015～0.047 cm³/g,具备良好的页岩气储集条件;采用三元Langmuir模型拟合高温超临界甲烷吸附曲线,60℃时页岩的兰氏体积为2.08～3.96 cm³/g,具有较好的吸附性能,吴家坪组页岩的兰氏体积、TOC与BET比表面积三者之间具有良好的正相关性,说明TOC是微观孔隙和气体吸附能力的主要控制因素,有机质通过提供大量的中孔以及微孔来构建吴家坪组硅质页岩的孔隙系统,增加页岩的吸附能力,受强压实作用黏土颗粒排列致密,孔隙变形和闭合,数量减少,随黏土矿物质量分数增加,在一定程度上降低了页岩的比表面积和吸附能力.

关键词：沉积环境;储层特征;超临界甲烷吸附;吴家坪组;鄂西地区;