贵州页岩气资源量丰富,其黑色页岩系储层分布地区地质构造复杂,页岩气的生成、富集、赋存及运移规律也相对复杂。黑色页岩储层矿物组成、岩性特征及页岩孔隙类型等与页岩气赋存空间有着重要关联。有机质作为黑色页岩生烃的物质基础,对生烃强度、页岩吸附气量等均有重要控制作用。研究黑色页岩储层矿物组成、岩性特征、孔裂隙发育特征、有机质组成及演化特性可为页岩气勘探研究工作提供借鉴及基础参考资料。
《黔北地区页岩气储层物性特征研究》主要由贵州省科技厅重大应用基础研究项目“贵州复杂构造区页岩气赋存与渗透机制研究”的子课题“页岩气富集储层物性研究”(项目编号:黔科合JZ字[2014]2005)资助完成,主要是为贵州页岩气的开发利用提供参考资料,同时也供相关页岩气储层、成藏方面研究人员,相关专业研究生、本科生学习研究参考。
贵州页岩气资源丰富,但其黑色页岩系储层分布地区地质构造复杂,页岩气的生成、富集、赋存及运移规律也相对复杂,勘探开发难度相对较大。目前贵州页岩气成藏相关研究多集中于黔北地区,主要为气藏地质条件和含气评价方面的研究。本书主要从黑色页岩储层性质、有机质方面开展了相关研究,其主要目的是查明牛蹄塘组黑色页岩中页岩气存储条件。黑色页岩中页岩气存储层的矿物组成、岩性特征等对页岩孔隙类型与页岩气赋存空间变量有着重要影响,有机质作为黑色页岩生气的物质基础,对生烃强度、页岩吸附气含量均有重要控制作用。
研究黑色页岩储层矿物组成、岩性特征、孔裂隙发育特征、有机质组成及演化特性可为深入了解贵州黑色页岩特征以及贵州部分地区页岩气勘探研究工作提供参考依据,同时对我国其他地区黑色页岩的研究工作也有一定的借鉴及参考意义。
本书主要研究内容由贵州省科技厅重大应用基础研究项目“贵州复杂构造区页岩气赋存与渗透机制研究”的子课题“页岩气富集储层物性研究”(项目编号:黔科合JZ字[2014]2005)资助完成的研究工作所组成。基于钻孔岩芯取样和地表露头页岩样品取样及测试分析,查明页岩气吸附基质物质组成,重点查明吸附基质中矿物组成、化学组成、有机质含量等变化特征,揭示复杂构造区富集有机质页岩的孔隙特征等,为研究页岩气赋存机制、渗透机理及开采利用提供基础研究参考资料。希望为推动贵州页岩气的勘查及开发利用基础研究作出贡献。
本书的编写分工如下:第1~5章以及第10、11章由张杰教授、王沙讲师完成,第6~9章主要由毛瑞勇博士完成。矿业学院教师谢飞完成了相关数据测试,成奖国、李海兰完成部分资料整理、插图编辑。
感谢贵州省科技厅重大应用基础研究项目对书中研究工作及出版的资助。感谢李希建教授、左宇军教授对本书出版的大力支持。
本书的大部分内容为作者多年辛勤工作的成果总结,希望本书的出版能对丰富页岩气成藏研究提供有价值的参考。
由于作者水平所限,书中不妥之处,敬请同行和读者批评指正。
1 页岩气储层物性研究的目的意义
1.1 本书研究资料来源
1.2 研究目的
1.3 研究目标
1.4 研究过程
1.4.1 研究开展情况
1.4.2 主要完成工作任务及技术路线
2 研究区简要地质特征
2.1 地质构造单元划分
2.2 贵州下寒武统黑色页岩地质特征
2.3 贵州奥陶系一志留系黑色页岩简要地质特征
2.3.1 奥陶系
2.3.2 志留系
2.4 本章小结
3 黑色页岩储层物质组成特征
3.1 矿物组成特征
3.1.1 黑色页岩显微镜下矿物成分(光薄片)鉴定
3.1.2 X射线衍射分析(XRD)
3.1.3 扫描电镜配合能谱分析(SEM-EDAX)
3.1.4 电子探针分析(EPMA)
3.2 常量元素特征
3.3 微量元素特征
3.4 稀土元素组成及物质来源示踪特征
3.5 本章小结
4 黑色页岩有机质特征研究
4.1 黑色页岩有机质丰度
4.2 有机质类型
4.3 有机质成熟度
4.4 黑色页岩中有机碳含量与相关元素富集特征
5 页岩气储层微观孔隙结构特征
5.1 页岩气储层孔裂隙分类
5.2 页岩气系统孔隙表征方法研究进展
5.3 黑色页岩孔裂隙表征研究
5.3.1 储集空间类型及特征
5.3.2 孔隙结构特征
5.3.3 黑色页岩孔隙分布特征
5.3.4 页岩气储层微观孔隙结构的控制因素
5.4 黑色页岩宏观裂隙特征
6 黑色页岩有机质含量与相关矿物组成、富集特征
6.1 有机质与矿物富集关系
6.2 “有机质-矿物”集合体富集相关元素特征
6.3 “有机质-矿物”集合体与页岩气赋存关系
7 页岩气储层中有机质、黏土矿物及其演化特征
7.1 黔北页岩储层中有机质及黏土矿物特征
7.1.1 黏土矿物特征
7.1.2 有机质物理化学特征
7.1.3 有机质赋存状态
7.1.4 有机黏土复合体
7.2 有机质和黏土矿物的演化特征
7.2.1 黏土矿物的成岩演化
7.2.2 有机质的演化
7.3 黏土矿物对有机质生烃的催化作用
7.3.1 黏土矿物的催化机理
7.3.2 黏土矿物催化反应影响因素
7.4 “有机质-黏土矿物”集合体与页岩气储存关系
7.4.1 “有机质-黏土矿物”集合体特征
7.4.2 “有机质-黏土矿物”集合体形貌、孔裂隙及微孔裂隙类型分布特征
7.4.3 “有机质-黏土矿物”集合体对甲烷气体吸附实验及结果分析
7.5 黔北地区页岩储层生烃特征
7.6 本章小结
8 黏土矿物与有机黏土复合体甲烷吸附特征
8.1 黏土矿物与有机黏土复合体对甲烷的高压等温吸附实验
8.1.1 吸附原理
……
9 有机质和黏土矿物对页岩气赋存的影响分析
10 牛蹄塘组与五峰组-龙马溪组页岩气储层某些特征对比
11 主要结论与建议
参考文献