苏里格地区致密砂岩矿物组成与微观结构及其对水力压裂的潜在影响

作     者：李培月 何晓东 周长静 解永刚 史华 LI Peiyue;HE Xiaodong;ZHOU Changjing;XIE Yonggang;SHI Hua

作者机构：长安大学水利与环境学院陕西西安710054 旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室(长安大学)陕西西安710054 水利部旱区生态水文与水安全重点实验室(长安大学)陕西西安710054 低渗透油气田勘探开发国家工程实验室陕西西安710018 中国石油长庆油田分公司油气工艺研究院陕西西安710018 

出 版 物：《水文地质工程地质》 (Hydrogeology & Engineering Geology)

年 卷 期：2023年第50卷第3期

页      面：1-11页

核心收录：

学科分类：081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(42072286,41761144059) 陕西省科技厅秦创原队伍建设项目(2022KXJ-005) 中国石油科学研究与技术开发项目(2021DJ2015) 

主　　题：致密砂岩 微观形貌 黏土矿物 水力压裂 苏里格气田 

摘      要：致密砂岩气是重要的非常规天然气资源,致密砂岩储层的矿物组成特征与孔隙微观结构不仅会影响致密储层中天然气的赋存状态,同时也对水力压裂改造效果具有重要影响。然而,有关致密砂岩矿物成分及其微观赋存形态对气井水力压裂潜在影响的研究尚不充分,针对这一问题,文章以鄂尔多斯盆地苏里格地区主开采层—二叠系下石盒子组盒8下段致密砂岩为研究对象,钻取5口气井岩心样品,利用XRF、XRD、铸体薄片、SEM及EDS能谱等技术系统分析了该段致密砂岩矿物组成、微观形貌、孔隙分布等储层特征。基于分析结果,探讨了上述储层特征因素对水力压裂的潜在影响。研究发现,苏里格地区盒8下段致密砂岩主要为岩屑砂岩和岩屑石英砂岩,密度介于2.44~2.56 g/cm^(3)之间,孔隙度为7.7%~12.6%,渗透率为0.16~1.42 mD,属于典型的低渗透气藏。矿物成分主要为石英和黏土矿物,而长石矿物和碳酸盐矿物含量极低。其中黏土矿物含量占比为16.5%~47.4%,以高岭石、伊利石和绿泥石为主。高岭石在该区致密砂岩中广泛发育,呈书页状和蠕虫状填充于粒间孔隙及粒表,形成大量高岭石晶间孔。此外,致密砂岩中粒间孔隙、粒内溶孔、粒间裂隙及粒内缝均有发育,为致密砂岩气的赋存提供了良好的储集空间。矿物分析以及压裂液致密砂岩水岩实验结果显示黏土矿物稳定性对于苏里格地区致密砂岩气水力压裂效果至关重要,尤其是易分散运移的高岭石和伊利石矿物。水力压裂前需要对储层矿物成分及地层水成分展开详细研究,选择合适的黏土稳定剂优化水力压裂。