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页岩气储层地质2_图文

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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页岩气储层地质主讲人:于炳松86京)2011有机质页岩岩石学与沉积环境第二讲 富有机质页岩孔隙结构及其主控因素第二讲 富有机质页岩孔隙特征及主控因素一、富有机质页岩孔隙结构特征1、研究方法2、孔隙特征二、富有机质页岩孔隙结构主控因素1、孔隙结构主要控制因素2、孔隙结构与页岩气赋存状态的关系孔隙特征孔隙度渗透率孔隙体积孔隙结构孔隙分类( 孔隙直径 50 二讲 富有机质页岩孔隙特征及主控因素• 孔隙特征是储层研究的核心第二讲 富有机质页岩孔隙特征及主控因素• 页岩气储层特殊性1)孔隙结构的特殊性: 以中孔 )矿物组成的特殊性: 富粘土矿物和有机质;3)岩石结构的特殊性: 粒度细;第二讲 富有机质页岩孔隙特征及主控因素• 页岩气储层研究方法特殊性常规方法难以奏效: 孔渗测定、铸体薄片、压汞(一般 >50气体赋存状态的特殊性: 游离与吸附;评价思路的特殊性: 常规与特殊、直接与间接;一、富有机质页岩孔隙特征1、研究方法2、孔隙特征1)偏光显微镜:原理: 偏振光研究内容: 岩石矿物成分、结构、显微构造、孔隙类型、孔隙结构、成岩作用类型、成岩序列等。一、富有机质页岩孔隙特征 1、研究方法2)扫描电镜(环境扫描电镜): 理: 以电子束为光源,其放大倍数及分辨能力远远超过光学显微镜( 20最高分辨率可达 30Å。样品制备: 抛光的薄片、表面镀膜; 碎屑成分、胶结物成分、自生矿物、岩石结构、孔隙类型、孔隙发育程度、孔隙连通情况、成岩作用。尤其对粘土矿物,有重要作用。注意:油砂需预先洗油。一、富有机质页岩孔隙特征 1、研究方法 1 m 0 μ 射电镜( 理: 使用真空中透过磨薄样品的电子束,类似于使用透射光的光学凸透镜。要求样品应薄到足以让电子通过(几纳米)。通常使用 500000倍的放大倍数获得晶格边缘的图象,用几千到大约 30000倍的放大倍数可得到十分精细的结构信息,如粘土矿物。样品制备: 先制成抛光薄片,再用离子减薄到出现空洞为止,洞周围的样品区薄到足以让电子束通过。应用: 矿物成分、矿物结构关系、矿物化学成分。一、富有机质页岩孔隙特征 1、研究方法Q 5 μE n e r g y ( k e V)r Q 石 英 . 5 5 7 . 5 5 μ . 5E n e r g y ( k e V )云 母 . 50 . 5 μn e r g y ( k e V ) . 5 5X-射线衍射分析( 理: X-射线衍射技术。样品制备: 通常粉末样品( 5~10微米), 200目。研究内容: 粘土矿物的定性定量分析、混层粘土矿物的鉴定及混层比、自生矿物的分析鉴定、矿物的有序度分析等。一、富有机质页岩孔隙特征 1、研究方法5)微量与稀土元素分析有机质页岩孔隙特征 1、研究方法( 1)毛细管压力曲线的测定R θ毛细管压力 (表面张力( δ) 成正比,与毛细管半径( R)成反比;润湿角( θ) 越小,则表面张力越大,毛细管上升高度也越大;毛细管半径( R) 越大,则上升高度越小。 2 δ /非润湿相液体与固体所形成的接触角大于 90度,这时表面张力的作用是阻止液体进入孔隙介质中。如欲将非润湿性液体注入岩石的孔隙中去,则必须外界对其施加压力,此压力就相当于毛细管压力。一、富有机质页岩孔隙特征 1、研究方法6)压汞法水银是一种非润湿性液体,将水银注入被抽空的岩样空间中去,就要克服岩石孔隙系统对水银的毛细管阻力。显然,注入水银的过程就是测量毛细管压力的过程。注入水银的每一点压力,就可代表一个相应的孔喉大小的毛细管压力。在这个压力下,进入孔隙系统的水银量就代表此种大小的孔喉在系统中所占的孔隙体积。随着注入压力不断增加,水银即不断进入较小的孔隙。将各个压力点的压力与注入相应的水银量的关系绘成图件即为该岩样的毛细管压力-饱和度曲线,简称 毛细管压力曲线 。( 1)毛细管压力曲线的测定一、富有机质页岩孔隙特征 1、研究方法6)压汞法根据毛细管压力求取孔喉半径: 2 δ /δ= 480 θ= 140c = 2 δ /R= 2× 480 × = 7500/R ( 1)毛细管压力曲线的测定一、富有机质页岩孔隙特征 1、研究方法6)压汞法2016/11/7 22( 1)毛细管压力曲线的测定一、富有机质页岩孔隙特征 1、研究方法6)压汞法孔喉大小的柱状频率分布( 1)毛细管压力曲线的测定一、富有机质页岩孔隙特征 1、研究方法6)压汞法2016/11/7 24( 2)毛细管压力曲线的定量特征 排驱压力 ( 指使润湿相在孔隙中开始连续运动所需的压力,也就是指在孔隙系统中最大连通孔隙所相应的压力,又称门槛压力。在毛细管压力曲线上为沿平坦部分作切线与纵轴相交的压力值。对于分选很差的毛细管压力曲线 ,用初始拐点的水平位置定为排驱压力。: α角越小,表示最大连通孔喉的集中程度越高。一、富有机质页岩孔隙特征 1、研究方法6)压汞法2016/11/7 25最小非饱和孔隙体积百分数 ( 表示当注入水银的压力达到仪器的最高压力时,水银仍无法注入的孔隙体积百分数,是无效孔隙。大,表示无效微孔隙所占的体积越多,储集性能越差 。( 2)毛细管压力曲线的定量特征一、富有机质页岩孔隙特征 1、研究方法6)压汞法2016/11/7 26退出曲线及退出效率( : ( 100%入水银的最大饱和度出后残留在岩样中的水银饱和度退出效率高,孔喉直径较大,连通性较好,反之,孔喉直径小,连通性差。( 2)毛细管压力曲线的定量特征一、富有机质页岩孔隙特征 1、研究方法6)压汞法一、富有机质页岩孔隙特征 1、研究方法7)低压 2作为流体的一种测试方法,由于其分子直径较汞小,故能测出中孔和宏孔的体积分布8)低压 2比表面测定,由于 能测出中孔和微孔的体积分布研究方法:① 利用压汞方法测定黑色页岩样品的宏孔隙( 积和孔隙大小分布;② 利用低压 宏孔隙的孔隙大小分布;③ 利用低压 体积和大小分布。④ 利用扫描电镜和透射电镜,观察黑色页岩显微孔隙形态与分布。一、富有机质页岩孔隙特征 1、研究方法一、富有机质页岩孔隙特征 2、孔隙特征0%20%40%60%80%100%孔和宏孔体积占总体积百分比图1)孔隙体积分布 中孔为主一、富有机质页岩孔隙特征 2、孔隙特征2)孔径分布单峰型分布一、富有机质页岩孔隙特征 2、孔隙特征2)孔径分布多峰型分布孔隙直径主要集中于 2有机质页岩孔隙特征及主控因素一、富有机质页岩孔隙结构特征1、研究方法2、孔隙特征二、富有机质页岩孔隙结构主控因素1、孔隙结构主要控制因素2、孔隙结构与页岩气赋存状态的关系2009二、富有机质页岩孔隙结构主控因素1、孔隙降低,与微孔隙关系不密切二、有机质页岩孔隙结构主控因素2016/11/7 系究竟如何?二、富有机质页岩孔隙结构主控因素372016/11/中孔降低。 原因?微裂缝?二、富有机质页岩孔隙结构主控因素2、孔隙结构与页岩气赋存状态1)吸附态:中孔隙 离态:宏孔隙、微裂缝二、富有机质页岩孔隙结构主控因素目前的研究普遍认为:2016/11/7 392009吸附能力与显微孔隙体积和 )吸附量(m3/t)m3/t)二、m l / g )饱和吸附量(m3/t)二、ml/g)饱和吸附量(m3/t)ml/g)饱和吸附量(m3/t)ml/g)饱和吸附量(m3/t)孔隙结构与饱和吸附量关系二、富有机质页岩孔隙结构主控因素y = 和吸附量(m3/t)y = 孔体积(ml/g)有机碳含量与饱和吸附量关系 o)饱和吸附量(m3/t)o)宏孔体积(ml/g)镜质体反射率与饱和吸附量关系 镜质体反射率与宏孔体积关系二、)微孔体积(ml/g))中孔体积(ml/g))宏孔体积(ml/g))饱和吸附量(m3/t)粘土含量与孔隙体积和饱和吸附量的关系二、)微孔体积(ml/g))中孔体积(ml/g))宏孔体积(ml/g))饱和吸附量(m3/t)石英含量与孔隙体积和饱和吸附量的关系二、富有机质页岩孔隙结构主控因素2、孔隙结构与页岩气赋存状态微孔隙:甲烷不能进入中孔 附态>100离态可能的情况为:2016/11/7 46敬请批评指正 !
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