四川盆地及邻区下古生界海相泥页岩吸水实验研究

论文摘要

我国南方寒武系牛蹄塘组页岩气生成条件优越,地质储量丰富,但目前只在少数地区获得突破,如湖北宜昌地区和四川威远地区,绝大部分地区都没有形成商业意义上的突破,含气性在区域上差异较大,这与龙马溪组泥岩形成明显的对比,其差异原因尚不清楚。本文通过对寒武系页岩气有突破的湖北宜昌地区和四川威远地区与没有突破的重庆和贵阳地区对比,选取湖北宜昌WPZK001钻井剖面、湖北长阳露头剖面、四川威远001-4钻井剖面、重庆酉阳露头剖面、贵州开阳钻井剖面的寒武系富有机质泥页岩样品45件,并选取四川省长宁县双河镇露头剖面、渝东南黔浅1井钻井剖面志留系龙马溪组富有机质泥页岩样品12件。对这57件样品进行岩石柱体吸水实验、氦孔隙度测定和XRD矿物成分分析,并对部分样品开展了SEM孔隙成像观察。分析了有机质丰度及矿物组成变化对样品饱和吸水量的影响,探讨了影响这两套富有机质泥页岩孔隙发育的差异及主控因素。结果表明:（1）有机质丰度对寒武系和志留系的两套泥页岩饱和吸水量的影响程度明显不同。志留系龙马溪组有机质丰度与泥页岩饱和吸水量呈很好的正相关性,而寒武系富有机质泥页岩饱和吸水量却随着有机质含量的增加出现两种明显不同的趋势,其中湖北宜昌WPZK001钻井剖面、湖北长阳露头剖面、四川威远001-4钻井剖面有机质丰度与泥页岩饱和吸水量呈现很好的正相关性,而重庆酉阳露头剖面、贵州开阳钻井剖面有机质丰度与饱和吸水量之间没有相关性。有机孔发育的志留系龙马溪组富有机质泥岩与寒武系页岩气有突破的宜昌、威远地区具有相似的吸水特征,这可能表明湖北宜昌寒武系水井沱组和四川威远寒武系筇竹寺组泥页岩有机孔发育,而寒武系页岩气未获得突破的重庆酉阳、贵州开阳寒武系牛蹄塘组泥页岩有机孔隙则不发育。（2）矿物学组成的差异对富有机质泥岩的饱和吸水量有明显的影响。志留系龙马溪组泥页岩样品单位质量岩石吸水量与石英含量之间具有较好的正相关性,与黏土矿物含量及碳酸盐矿物含量之间不具有相关性;而贵州开阳钻井剖面牛蹄塘组泥页岩单位质量岩石吸水量与石英含量之间关系不明显,与黏土矿物含量及碳酸盐矿物含量均具有较好的正相关性。这表明这两组地层无机矿物中发育孔隙的特征不同。氦孔隙度测试结果表明:氦孔隙度龙马溪组（6.13%）﹥长阳露头剖面水井沱组（4.19%）﹥威远001-4钻井剖面筇竹寺组（3.47%）﹥开阳钻井剖面牛蹄塘组（2.83%）,寒武系牛蹄塘组/筇竹寺组/水井沱组孔隙度普遍小于志留系龙马溪组。扫描电子显微镜SEM孔隙成像观察表明寒武系牛蹄塘组/筇竹寺组/水井沱组泥页岩无机矿物中溶蚀孔隙非常发育,而志留系龙马溪组无机矿物孔主要以粒间孔隙、裂缝孔为主。（3）志留系龙马溪组与宜昌地区阳页1井寒武系水井沱组有机质孔隙特征对比发现,龙马溪组有机质孔隙在孔隙数量、孔径大小、孔隙的连通性方面都优于水井沱组。吸水实验结果表明,影响寒武系富有机质泥页岩含气性差异的关键因素之一是泥页岩中有机质孔隙的发育差异,这为研究寒武系页岩含气性差异提供了重要的研究思路。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 引言
•   1.1 选题依据及研究意义
•   1.2 研究现状
•     1.2.1 四川盆地早古生代页岩气勘探开发现状
•     1.2.2 富有机质泥页岩纳米级孔隙特征及表征技术
•   1.3 研究内容及技术路线
•   1.4 论文完成工作量
•   1.5 论文创新点
• 第二章 区域地质概况
•   2.1 区域地质背景及富有机质泥页岩特征
•   2.2 采样剖面及样品特征
•     2.2.1 湖北宜昌钻井剖面
•     2.2.2 湖北长阳县露头剖面
•     2.2.3 四川威远地区001-4 钻井剖面
•     2.2.4 重庆酉阳丹泉剖面
•     2.2.5 贵州省开阳钻井剖面
• 第三章 泥页岩吸水实验
•   3.1 吸水实验方法简介
•   3.2 湿度发生装置的原理及制作
•   3.3 吸水实验泥页岩孔隙中水储存相态的讨论
•   3.4 实验湿度对泥页岩柱体吸水量的影响
•   3.5 泥页岩吸水实验脱水特征
•   3.6 吸水实验泥页岩中水分子的赋存状态
•   3.7 吸水实验对泥页岩孔隙发育程度及孔隙连通性的指示意义
• 第四章 龙马溪组和牛蹄塘组泥页岩吸水实验对比分析
•   4.1 龙马溪组和牛蹄塘组泥页岩吸水实验对比设计
•   4.2 有机质丰度与泥页岩饱和吸水量的关系
•   4.3 矿物学特征与泥页岩饱和吸水量的关系
• 第五章 影响龙马溪组和牛蹄塘组泥页岩吸水量的因素
•   5.1 龙马溪组和牛蹄塘组泥页岩孔隙结构特征
•     5.1.1 氦孔隙度特征
•     5.1.2 SEM孔隙特征
•   5.2 影响泥页岩吸水量的主要因素
•     5.2.1 有机质对泥页岩吸水的影响
•     5.2.2 无机矿物对泥页岩吸水的影响
•   5.3 吸水实验对影响泥页岩含气性的主控因素的指示意义
• 第六章 结论
• 参考文献
• 在学期间的研究成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张亚军

导师: 张同伟

关键词: 下古生界,泥页岩,吸水实验,孔隙

来源: 兰州大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,石油天然气工业

单位: 兰州大学

基金: 国家“973”计划项目课题:“页岩气形成与含气性的影响因素研究”(编号:2012CB214701),国家自然科学重点基金项目:“中国南方寒武系页岩有机质,流体和孔隙演化耦合机制研究”(编号:4173000034)

分类号: P618.13

总页数: 64

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