烃源岩不同尺度孔径演化特征及滞留烃定量表征

作     者：靳继阳 

作者单位：中国石油大学(华东) 

学位级别：硕士

导师姓名：薛海涛;王东良

授予年度：2018年

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] 

主      题：泥页岩 孔径分布 演化特征 滞留烃 

摘      要：全球能源发展,加之美国在页岩油气开采方面取得了巨大成功,显现了页岩油气具有极高的商业价值。据我国国土资源局调查统计发现我国页岩气资源潜力巨大,有待进一步的勘探开发以缓解我国目前能源紧张的局面,因此近几年我国国家能源局已将页岩油气开发上升到国家能源战略层面。但目前我国对于页岩油气勘探开发还处于初级探索阶段,其中页岩油气的勘探开发工作最为重要的一点就是页岩油气储层的储集空间、不同尺度孔径演化特征以及滞留烃量的表征等方面的研究。基于目前页岩油气储集空间孔径演化特征及滞留烃定量表征对于页岩油气勘探开发的迫切性和重要性,本文在中石油勘探开发研究院重大研究课题的资助下开展了基础研究工作。本论文重点研究了两大问题:1、烃源岩不同尺度孔径演化特征,2、烃源岩不同孔径内滞留烃的定量表征。关于问题1,本文作者的研究思路为:首先获取低熟样品,然后通过催熟实验将其催熟到不同的成熟阶段,然后将不同成熟阶段的岩石样品分别进行高压压汞实验,N吸附、CO吸附实验,核磁共振实验,通过此四种实验手段获取不同成熟度孔隙结构及孔径分布演化特征。同时将不同成熟度样品进行扫描电镜和EDS能谱实验,获取有机无机孔隙及岩石矿物的演化分布特征;关于问题2,作者将不同成熟度的样品首先进行基础的地化实验获取基础地化数据,然后将不同成熟度样品分成两份进行抽提和不抽提实验,然后将抽提和未抽的样品分别进行核磁,N、CO吸附实验,前者抽提的样品可以获取样品总的孔径分布特征,后期未抽的样品可以获取含油时的孔径分布,最终可得到不同尺度孔径内滞留烃量分布情况。由于上述实验技术都有一定的缺陷和适用范围,所以本文作者综合创新性的综合适用上述几种实验手段扬其所长、避其所短,来研究泥页岩孔径演化特征,且作者使用了催熟样品和地质条件下的样品对比研究即弥补了催熟样品的不符合地质真实演化过程的缺陷,与地质实际样品对比也有助于后期地质参数的对比校正,所以现实了催熟样品和实际地质样品很好的结合。最终本文作者研究发现:松辽盆地青山口组泥页岩样品主要发育微纳米孔隙其孔隙度约为5.6%,且随着成熟度的增加,孔隙越来越发育,较小孔径的孔隙变的更为发育,其孔径主要分布在20nm和大于1000nm范围。四川盆地龙马溪组泥页岩其孔隙度发育范围为3.9%.53%,且随着成熟度的增大,孔隙度增加,其中有机孔越来越发育,占中孔比例增大,有机孔主要发育在5000nm之间,无机孔受成熟度的影响变化较小。松辽盆地滞留烃的演化特征,中孔内滞留烃随着成熟度的增大呈现减小趋势,在低熟和成熟阶段,滞留烃的量较多,大约为0.015cm/g,而在高熟和过熟阶段滞留烃量基本为零;微孔内的滞留烃,随着成熟度增大,微孔内滞留烃量呈现先减小后增大的趋势。