沉积环境对页岩气储层的控制作用———以中下扬子区下寒武统筇竹寺组为例(2)

人气指数:点发布时间:2015-12-17 15:16 来源：http://www.zgqkk.com 作者：王阳,陈洁,胡琳,朱炎

分享到：

　　对中下扬子下寒武统筇竹寺组泥页岩进行的全岩X-衍射分析表明,筇竹寺组泥页岩矿物成分较复杂,其中黏土矿物和石英为主要组成矿物。含有少量长石、方解石、白云石等碎屑矿物和自生矿物。

　　总体而言,石英含量最高,为24．9%~93．0%,平均达64．97%;其次为黏土矿物,为3．0%~65．9%,平均达23．66%;碳酸盐矿物含量较少,为2．0%~24．3%,平均达9．13%。黏土矿物以伊利石为主,含少量的高岭石和绿泥石。石英颗粒主要为外源碎屑颗粒,多呈层状漂浮于页岩中,碳酸盐矿物主要以裂缝充填物和胶结物形式存在,局部地区研究层段形成于深水还原环境,含有大量黄铁矿。

　　2．2．3矿物成分对沉积环境的响应

　　研究区筇竹寺组黑、灰黑色泥页岩属于典型的海相水生有机质富集,是重要的富有机质泥页岩层系。分析结果显示,泥页岩含碎屑状石英,还有方解石等自生矿物,扫描电镜下也观察到极细莓状黄铁矿大量存在;这些均表明研究区筇竹寺组形成于滞留缺氧还原沉积环境。筇竹寺组这种还原沉积环境对有机质的富集和保存有利,为页岩气藏的形成提供了良好的沉积条件。

　　2．3页岩储集空间发育特征

　　沉积环境为页岩孔裂隙形成的外部控制因素之一,而受沉积环境控制下的岩石岩相、岩性和矿物组分等又是控制孔隙发育的内部因素,所以探讨沉积环境对页岩孔隙的控制作用具有重要的意义。

　　2．3．1矿物组分对孔裂隙的影响

　　受沉积环境控制的黏土矿物与脆性矿物从不同角度控制着页岩储层孔裂隙的发育,前人研究表明泥页岩中黏土、石英和方解石相对组成的变化影响了岩石的力学性质、孔隙结构以及对气体的吸附能力。

　　黏土矿物对于孔隙的演化和保存具有重要作用,高岭石相对含量变化与孔隙演化趋势一致,伊利石、绿泥石相对含量的变化与孔隙演化趋势相反。与石英和方解石相比,黏土矿物具有较多的微孔隙和较大的比表面积,对气体有较强的吸附能力,一方面由于黏土矿物随着地层埋深增加和地层水逐渐变为碱性,黏土矿物发生脱水转化析出大量层间水,在层间形成微裂隙,另一方面,黑色页岩在黏土伊利石化过程中也会产生大量微孔隙。当泥页岩中黏土矿物含量较少,硅质、碳酸盐岩等矿物较多时,岩石脆性较大,容易在外力作用下形成天然裂隙和诱导裂隙,有利于渗流。

　　2．3．2沉积环境控制下的孔裂隙发育特征

　　沉积相控制着不同的岩石类型以及岩石组分。皖南—浙西早寒武世主要表现为滞留盆地相沉积,沉积一套炭质页岩和含硅质页岩,其中沉积于封闭—半封闭的缺氧还原环境下的细粒状或草莓状黄铁矿呈星散状或纹层状分布,发育大量的黄铁矿晶间孔,而筇竹寺组底部发育大量天然泥岩裂缝,见层间页理缝,连通性好,构成重要的储集空间;湘西北早寒武世属于深水、宁静的还原环境,沉积陆棚相的炭质页岩、硅质岩,页岩黏土矿物含量较高,发育较多矿物晶间孔。总体而言,发育于陆棚相、深海—次深海滞留盆地相的中下扬子筇竹寺组,沉积了富含有机质的暗色泥页岩,而高成熟期有机质的大规模烃类排放形成了较多的呈规则凹坑近球状密集分布有机质孔隙。

　　3、讨论

　　通过对研究区下寒武统筇竹寺组富有机质页岩厚度、总有机碳含量,页岩组分以及孔裂隙发育对比分析表明,浅海陆棚相与深海—次深海相为有利页岩气储层发育沉积环境。

　　对比两种具有潜力的页岩气富集带沉积环境控制下的储层特征可以看出,相比深海—次深海滞留盆地相,浅海陆棚相沉积泥页岩空间展布较局限,富有机质泥页岩发育厚度也较小,而有机碳含量以及黏土矿物含量相对较高,储集空间类型主要以有机质孔与黏土矿物晶间孔为主,而深海—次深海滞留盆地相富有机质泥页岩脆性矿物、黄铁矿含量较高,储集空间以微裂隙,黄铁矿晶间孔为主。沉积相对页岩储层的基本地质条件的性质及其空间分布控制明显。

　　4、结论

　　(1)中下扬子区下寒武统筇竹寺组黑色页岩厚度以及有机碳含量发育特征受沉积相带控制明显,主要发育于陆棚相和深海—次深海盆地相中,形成湖南的桑植—永顺、江苏的扬州—盐城以及安徽的黟县—黄山3个沉积中心,页岩厚度可达80~180m,有机碳含量(TOC)最高可达18．7%,平均达到5．07%,并与厚度高值分布区形成良好的对应关系。

　　(2)受静水缺氧还原沉积环境的控制,研究区下寒武统筇竹寺组主要发育炭质页岩、粉砂质页岩、钙质页岩、硅质页岩等4种岩相,矿物成分主要以黏土矿物和石英为主,石英含量最高,为24．9%~93．0%,平均达65．85%;其次为黏土矿物,为3．0%~65．9%,平均为23．66%;碳酸盐矿物含量较少,为2．0%~24．3%,平均为9．13%。

　　(3)缺氧还原环境下沉积大量黄铁矿形成的黄铁矿晶间孔、有机质生烃形成的微孔隙、黏土矿物层间微孔隙以及脆性矿物控制的微裂缝为页岩气提供了良好的储集空间。

　　(4)沉积相控制了页岩储层的基本地质条件的性质及其空间分布。通过对页岩厚度、有机碳含量、源岩组成以及孔裂隙系统研究表明,浅海陆棚相与深海—次深海滞留盆地相为研究区页岩气储层发育有利沉积环境。

　　参考文献:

　　[1]张金川,金之钧,袁明生.页岩气成藏机理和分布[J].天然气工业,

　　[2]陈更生,董大忠,王世谦,等.页岩气藏形成机理与富集规律初探[J].天然气工业,

　　[3]蒋裕强,董大忠,漆麟,等.页岩气储层的基本特征及其评价[J].天然气工业,

　　[4]郭岭,姜在兴,姜文利.页岩气储层的形成条件与储层的地质研究内容[J].地质通报,

　　[5]王社教,杨涛,张国生,等.页岩气主要富集因素与核心区选择及评价[J].中国工程科学,

　　[6]陈仁学.中扬子地区寒武系层序地层研究[D].西安:西北大学,

　　[7]冯增昭,彭勇民,金振奎,等.中国南方寒武纪岩相古地理[J].古地理学报,

　　[8]张欣国.扬子区寒武系沉积相分布及其特征[J].石油实验地质,

　　[9]王清晨,严德天,李双建.中国南方志留系底部优质烃源岩发育的构造-环境模式[J].地质学报,