川西坳陷新場(chǎng)28井上三疊統(tǒng)須五段頁(yè)巖氣儲(chǔ)層特征研究及評(píng)價(jià)

陳磊，姜振學(xué)，邢金艷

陳冬霞，謝明賢

陳委濤，羅梟

川西坳陷新場(chǎng)28井上三疊統(tǒng)須五段頁(yè)巖氣儲(chǔ)層特征研究及評(píng)價(jià)

陳磊，姜振學(xué)，邢金艷

（油氣資源與探測(cè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 （中國(guó)石油大學(xué) （北京）））中國(guó)石油大學(xué) （北京）非常規(guī)天然氣研究院，北京102249

陳冬霞，謝明賢

（油氣資源與探測(cè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 （中國(guó)石油大學(xué) （北京）））中國(guó)石油大學(xué) （北京）地球科學(xué)學(xué)院，北京102249

陳委濤，羅梟

（油氣資源與探測(cè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 （中國(guó)石油大學(xué) （北京）））中國(guó)石油大學(xué) （北京）非常規(guī)天然氣研究院，北京102249

頁(yè)巖氣是一種重要的非常規(guī)天然氣，其特有的賦存形式、源儲(chǔ)一體的成藏模式、不同于常規(guī)天然氣儲(chǔ)層的評(píng)價(jià)方法等均說(shuō)明了頁(yè)巖氣儲(chǔ)層具有一定的特殊性。目前，對(duì)頁(yè)巖氣儲(chǔ)層特征的研究及評(píng)價(jià)工作在國(guó)內(nèi)開展的相對(duì)較少，亟需建立一套適用于頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。以試驗(yàn)分析數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，綜合利用最新的淺井鉆探、野外露頭觀測(cè)資料和前人研究成果，從巖石礦物學(xué)特征、有機(jī)質(zhì)特征、物性特征、儲(chǔ)集空間特征和巖石力學(xué)特征等方面，對(duì)川西坳陷新場(chǎng)28井上三疊統(tǒng)須家河組五段黑色泥頁(yè)巖的儲(chǔ)層特征進(jìn)行了初步研究。在此基礎(chǔ)上，參考國(guó)內(nèi)外頁(yè)巖氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)方案及前人評(píng)價(jià)模式，篩選出總有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)、成熟度、厚度等8大評(píng)價(jià)參數(shù)，建立了一套適用于頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)后認(rèn)為，川西坳陷新場(chǎng)28井須家河組五段泥頁(yè)巖具有良好的勘探開發(fā)前景。

頁(yè)巖氣；新場(chǎng)28井；須家河組五段；儲(chǔ)層特征；評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

頁(yè)巖氣是一種賦存于富含有機(jī)質(zhì)的泥頁(yè)巖及其粉砂質(zhì)巖類夾層中的非常規(guī)天然氣資源，具有自生自儲(chǔ)、近原地富集、賦存方式及儲(chǔ)集空間多樣、成因類型多樣、大面積連續(xù)成藏、非均質(zhì)性極強(qiáng)等特點(diǎn)［1～6］，其儲(chǔ)集條件的好壞直接影響著頁(yè)巖氣富集成藏［7～15］。目前，受到試驗(yàn)儀器、方法和資料等諸多限制，國(guó)內(nèi)對(duì)于頁(yè)巖氣儲(chǔ)層特征的研究及其評(píng)價(jià)工作開展的相對(duì)較少，尚處于逐步探索階段。

四川盆地下古生界發(fā)育筇竹寺組、五峰組、龍馬溪組等海相頁(yè)巖地層，已有學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了大量研究［14～17］，但對(duì)陸相頁(yè)巖地層的研究則相對(duì)較少。筆者以川西坳陷新場(chǎng)28井陸相上三疊統(tǒng)須家河組五段（T3x5）泥頁(yè)巖為例，采用常規(guī)薄片鑒定、X衍射礦物分析、掃描電鏡、有機(jī)碳測(cè)試、熱解分析等試驗(yàn)方法，從儲(chǔ)層巖性特征、礦物組成特征、有機(jī)質(zhì)特征、物性特征、儲(chǔ)集空間特征及巖石力學(xué)特征等方面對(duì)該套頁(yè)巖氣儲(chǔ)層進(jìn)行了初步研究，為川西坳陷陸相頁(yè)巖氣目標(biāo)區(qū)優(yōu)選提供地質(zhì)指導(dǎo)依據(jù)。

1 地質(zhì)背景

川西坳陷位于四川盆地西部，北起米倉(cāng)山山前，南抵峨眉－瓦山斷塊，西臨龍門山推覆構(gòu)造帶，東接川中隆起，介于龍泉山隱伏深斷裂與龍門山馬角壩深斷裂之間，為一北東－南西向的條形地帶，總面積約為5×104km2［18］。川西坳陷須家河組 （T3x）是晚三疊世的一套河流－湖沼相沉積，其中T3x5主要為濱淺湖相沉積，沉積了一套黑色泥頁(yè)巖夾薄層砂巖及沼澤薄煤層，具較好的生氣潛力。

中石化西南油氣分公司于2010年9月在川西坳陷孝泉－豐谷構(gòu)造帶開鉆頁(yè)巖氣井兼探井——新場(chǎng)28井 （見(jiàn)圖1）。中生界陸相頁(yè)巖廣泛發(fā)育其中，主要包括T3x5和須家河組三段 （T3x3）頁(yè)巖。頁(yè)巖地層具發(fā)育范圍廣、厚度大、裂縫發(fā)育等特點(diǎn)。鉆探顯示，新場(chǎng)28井T3x5頁(yè)巖實(shí)際厚度遠(yuǎn)大于地表露頭顯示厚度，且具有良好的含氣顯示。

2 頁(yè)巖氣儲(chǔ)層基本特征

2.1 巖性與礦物學(xué)特征

通過(guò)對(duì)新場(chǎng)28井的巖心觀察、錄井巖屑以及常規(guī)薄片鑒定，T3x5巖石類型主要為灰黑色、深灰色泥頁(yè)巖夾淺灰色中薄層粉砂巖，普遍夾可采煤層或煤線。在巖石薄片鏡下照片中，可見(jiàn)大量呈條帶狀分布的褐（黑）色有機(jī)物 （見(jiàn)圖2（a）），有時(shí)可見(jiàn)少量灰泥呈鮞粒狀 （見(jiàn)圖2（b））、泥質(zhì)物局部富集 （見(jiàn)圖2（c））、灰泥呈圓形團(tuán)粒狀 （見(jiàn)圖2（d））等。有機(jī)質(zhì)含量豐富，呈黑色條帶密集分布于泥頁(yè)巖層面上。

據(jù)黏土礦物測(cè)定及X射線衍射全巖分析（見(jiàn)表1、圖3），新場(chǎng)28井T3x5巖石的黏土礦物體積分?jǐn)?shù)平均為28.17%（16%～40%），主要為伊利石、伊－蒙間層、高嶺石以及綠泥石，不含蒙脫石，其中伊利石含量最高。非黏土礦物主要為石英、長(zhǎng)石、方解石和白云石，其中石英體積分?jǐn)?shù)最高，平均為52.17%（42%～65%），其次為碳酸鹽礦物 （包括方解石和白云石），平均為16.67%（13%～20%）。從礦物組成上看，該套陸相泥頁(yè)巖脆性礦物 （石英、長(zhǎng)石和碳酸鹽）體積分?jǐn)?shù)較高，平均超過(guò)40%，且不含膨脹性蒙脫石，說(shuō)明巖石脆性較好，天然裂縫容易發(fā)育，有利于后期人工壓裂。美國(guó)主要頁(yè)巖氣產(chǎn)層的石英體積分?jǐn)?shù)為28%～52% （以生物、成巖石英為主），碳酸鹽體積分?jǐn)?shù)為4%～16%，脆性礦物總體積分?jǐn)?shù)為46%～60%［19］。從巖性和礦物組成變化特征可以看出，新場(chǎng)28井T3x5泥頁(yè)巖儲(chǔ)層具較強(qiáng)的非均質(zhì)性。

圖1 川西坳陷新場(chǎng)28井地理位置

圖2 川西坳陷新場(chǎng)28井T3x5薄片鏡下鑒定特征

表1 川西坳陷新場(chǎng)28井T3x5的X衍射礦物體積分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)表

2.2 有機(jī)質(zhì)特征

有機(jī)質(zhì)類型是決定烴源巖生烴潛力的主要因素之一，是評(píng)價(jià)烴源巖質(zhì)量的指標(biāo)。有機(jī)質(zhì)類型的不同對(duì)烴源巖生成烴類的性質(zhì)有較大影響［20］。同時(shí)，干酪根類型也影響著氣體賦存的方式和含量，并提供一些與烴源巖沉積環(huán)境有關(guān)的信息。筆者未開展有機(jī)質(zhì)類型鑒定的相關(guān)試驗(yàn)，主要結(jié)合前人研究成果進(jìn)行分析，川西坳陷新場(chǎng)28井T3x5泥頁(yè)巖的有機(jī)質(zhì)類型主要屬于Ⅲ型 （腐殖型），以生氣為主。

圖3 川西坳陷新場(chǎng)28井T3x5泥頁(yè)巖儲(chǔ)層礦物成分條形圖

有機(jī)質(zhì)豐度也是評(píng)價(jià)烴源巖質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。沉積盆地中烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度的分布在很大程度上控制著油氣分布的有利區(qū)域［21］。含氣頁(yè)巖的有機(jī)質(zhì)豐度不僅決定了頁(yè)巖氣的生成量，而且還控制著頁(yè)巖氣的賦存與富集，從而影響頁(yè)巖氣的資源豐度。目前，常用的有機(jī)質(zhì)豐度指標(biāo)主要包括總有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù) （w（TOC））、氯仿瀝青 “A” （w（“A”））、總烴 （w（HC））和巖石熱解生烴潛量（w（S1＋S2））等。其中，w（TOC）是國(guó)內(nèi)外普遍采用的，也是最重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)。w（TOC）不僅控制著頁(yè)巖的物理化學(xué)性質(zhì)，也在很大程度上控制著頁(yè)巖的裂縫發(fā)育程度和含氣量［22］。北美頁(yè)巖氣勘探開發(fā)實(shí)踐表明，具商業(yè)開采價(jià)值的頁(yè)巖氣層主要為w（TOC）在2%以上的富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖段［12，23］。新場(chǎng)28井T3x5泥頁(yè)巖w（TOC）平均為2.46%，表明該套泥頁(yè)巖富含有機(jī)質(zhì)，既是優(yōu)質(zhì)氣源巖，也是較好的頁(yè)巖氣儲(chǔ)集層。

沉積巖中有機(jī)質(zhì)的豐度和類型是生成油氣的物質(zhì)基礎(chǔ)，但有機(jī)質(zhì)只有達(dá)到一定的熱演化程度才能開始大量生烴。有機(jī)質(zhì)成熟度是評(píng)價(jià)一個(gè)地區(qū)或某一烴源巖系生烴量及資源前景的重要依據(jù)［24］。鏡質(zhì)體反射率 （Ro）是目前研究干酪根熱演化和成熟度的最佳參數(shù)之一。對(duì)6個(gè)樣品進(jìn)行Ro測(cè)試，結(jié)果表明，新場(chǎng)28井T3x5泥頁(yè)巖Ro變化不大，平均為1.39%，說(shuō)明該套泥頁(yè)巖正處于高－過(guò)成熟生氣階段。

2.3 物性特征

在傳統(tǒng)的油氣勘探中，由于頁(yè)巖孔、滲極差，一般不作為儲(chǔ)層來(lái)考慮，因此其物性參數(shù)常被忽略。但在頁(yè)巖氣勘探開發(fā)中，孔、滲條件的好壞在很大程度上決定了頁(yè)巖氣的開采是否具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值，物性特征是頁(yè)巖氣地質(zhì)評(píng)價(jià)中不可或缺的重要參數(shù)［7～12］。作為頁(yè)巖結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，頁(yè)巖的孔隙是泥質(zhì)沉積物在埋藏之后經(jīng)歷了成巖和成巖期后一系列變化作用的綜合產(chǎn)物。頁(yè)巖中孔隙度的大小直接控制著游離氣的含量。一般來(lái)說(shuō)，孔隙體積越大，所含的游離氣量就越大 （見(jiàn)圖4）。這是由于氣體分子在孔隙中賦存，當(dāng)孔徑越大，孔隙度越大時(shí)，游離氣含量也隨之增加。滲透率直接關(guān)系到頁(yè)巖氣藏的開采，頁(yè)巖的基質(zhì)滲透率非常低，一般小于0.1mD，但隨裂縫的發(fā)育會(huì)大幅度提高。

對(duì)新場(chǎng)28井T3x5泥頁(yè)巖樣品測(cè)量其孔隙度與滲透率。從孔隙度的分布來(lái)看，介于3.6%～5%之間，平均值為4.26%；從滲透率的分布來(lái)看，介于0.0005～0.0044mD之間，平均值為0.002mD。以上參數(shù)均低于北美主要含氣頁(yè)巖，表明新場(chǎng)28井T3x5泥頁(yè)巖物性偏低，屬于非常致密的頁(yè)巖儲(chǔ)層，但其脆性礦物含量較高，有利于后期壓裂造縫，從而提高巖石的孔隙度與滲透率。

2.4 儲(chǔ)集空間特征

頁(yè)巖作為一種非常規(guī)天然氣儲(chǔ)集層，其儲(chǔ)集空間類型多樣，可分為無(wú)機(jī)孔隙、有機(jī)孔隙和裂縫。無(wú)機(jī)孔隙包括殘余原生孔隙、黏土礦物脫水轉(zhuǎn)化形成的微裂 （孔）隙和不穩(wěn)定礦物 （如長(zhǎng)石、方解石）溶蝕形成的溶蝕孔等；有機(jī)孔隙是指在高－過(guò)成熟階段，有機(jī)質(zhì)熱降解大量生排烴后形成的微孔隙。

2.4.1 無(wú)機(jī)孔隙

圖4 游離氣含量與孔隙度關(guān)系圖

1）殘余原生孔隙 原生孔隙是指在沉積時(shí)期形成的孔隙。在常規(guī)砂巖儲(chǔ)層中，該類孔隙主要是受脆性礦物顆粒支撐，顆粒之間未被雜基充填，膠結(jié)物含量少而留下的的原始孔隙，隨成巖后生作用的增強(qiáng)和地層埋深的增加而快速減少。在頁(yè)巖中，由于石英、長(zhǎng)石、方解石等脆性礦物以分散狀鑲嵌于黏土礦物與有機(jī)質(zhì)中，大多不能形成顆粒支撐，因此原生孔隙殘余較少。原生孔隙主要存在于少量的脆性礦物顆?；蚓ЯＶg以及脆性礦物顆粒與黏土之間。在新場(chǎng)28井T3x5泥頁(yè)巖中極少見(jiàn)到這種殘余原生孔隙。

2）溶蝕孔隙 隨著成巖后生作用的增強(qiáng)和地層埋深的增加，當(dāng)成巖流體的化學(xué)性質(zhì)與巖石中各組分不能達(dá)到一種有效的化學(xué)平衡時(shí)，常常發(fā)生不穩(wěn)定礦物的溶蝕作用，其中長(zhǎng)石顆粒是極為常見(jiàn)的被溶蝕組分，碳酸鹽礦物也常發(fā)生溶蝕而形成溶蝕孔。該類孔隙主要存在于礦物顆粒間或粒內(nèi)，孔徑變化大（30～720nm），連通性差 （見(jiàn)圖5）。通過(guò)掃描電鏡下觀察，溶蝕孔隙在新場(chǎng)28井T3x5泥頁(yè)巖中較為常見(jiàn)。

3）黏土礦物脫水轉(zhuǎn)化形成的微裂 （孔）隙 黏土礦物發(fā)生脫水轉(zhuǎn)化是頁(yè)巖成巖過(guò)程中的重要變化。沉積盆地中的黏土礦物在其埋藏過(guò)程中，由于溫度等條件的變化，在轉(zhuǎn)化過(guò)程中析出大量層間水，從而在層間形成微裂隙［25］。其轉(zhuǎn)化形式主要包括蒙脫石向伊利石、伊－蒙間層轉(zhuǎn)化，伊－蒙間層向伊利石轉(zhuǎn)化等。研究表明，黏土礦物的脫水轉(zhuǎn)化這一過(guò)程主要受溫度的控制。此類孔縫寬50～300nm，連通性相對(duì)較好 （見(jiàn)圖6），在新場(chǎng)28井T3x5泥頁(yè)巖中較為多見(jiàn)。

圖5 川西坳陷新場(chǎng)28井T3x5黑色頁(yè)巖中顆粒被溶蝕現(xiàn)象

圖6 川西坳陷新場(chǎng)28井T3x5黑色頁(yè)巖中黏土礦物層間微裂縫

2.4.2 有機(jī)孔隙

北美頁(yè)巖氣儲(chǔ)層研究發(fā)現(xiàn)［12］，在有機(jī)質(zhì)生烴演化過(guò)程中，干酪根向油氣的熱降解可產(chǎn)生次生的微孔、微裂隙，有機(jī)質(zhì)內(nèi)孔隙呈蜂窩狀結(jié)構(gòu)，從而提高頁(yè)巖的基質(zhì)孔隙度。據(jù)Jarvie等人研究表明，總有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%的頁(yè)巖，在生烴演化過(guò)程中，轉(zhuǎn)化35%的有機(jī)碳可形成4.9%的孔隙空間［5］。在新場(chǎng)28井T3x5泥頁(yè)巖中，有機(jī)孔隙普遍發(fā)育 （見(jiàn)圖7）。這些孔隙主要分布于有機(jī)質(zhì)間和有機(jī)質(zhì)內(nèi)，呈蜂窩狀、線狀或串珠狀，直徑為5～750nm，平均為100nm。

2.4.3 裂縫

在泥頁(yè)巖儲(chǔ)集層中，裂縫是極其常見(jiàn)的儲(chǔ)集空間類型之一，也是重要的滲流通道，是天然氣從頁(yè)巖基質(zhì)孔隙進(jìn)入到井筒中的必要途徑［1，2，11］。頁(yè)巖中裂縫的形成與多種因素有關(guān)，主要包括巖石脆性、地層孔隙異常壓力、有機(jī)質(zhì)生烴、構(gòu)造應(yīng)力等［26］。其中，石英、長(zhǎng)石、碳酸鹽等礦物含量高導(dǎo)致巖石脆性好，是頁(yè)巖裂縫形成的內(nèi)因，其他因素則是裂縫發(fā)育的外因。筆者發(fā)現(xiàn)，在新場(chǎng)28井T3x5泥頁(yè)巖中，普遍發(fā)育微裂縫 （圖8）。

圖7 川西坳陷新場(chǎng)28井T3x5有機(jī)質(zhì)生烴體積縮小形成的微孔隙

圖8 川西坳陷新場(chǎng)28井T3x5薄片鑒定下微裂縫分布

2.5 巖石力學(xué)特征

對(duì)于頁(yè)巖氣的勘探與開發(fā)，從某種程度上來(lái)說(shuō)，開發(fā)顯得更為重要。因此，在研究泥頁(yè)巖儲(chǔ)集層時(shí)，不僅需要關(guān)注它的巖石礦物學(xué)特征、物性特征、儲(chǔ)集空間特征等常規(guī)儲(chǔ)層特征，也要重視評(píng)估其力學(xué)特征參數(shù)是否符合人工壓裂改造的巖石物理標(biāo)準(zhǔn)。為此，筆者挑選了4塊新場(chǎng)28井T3x5灰黑色泥頁(yè)巖巖樣，對(duì)其進(jìn)行了力學(xué)特征參數(shù)的測(cè)試。結(jié)果顯示：4塊泥頁(yè)巖樣品的彈性模量為4.78～18.71GPa，泊松比 （橫向應(yīng)變與縱向應(yīng)變的比值）為0.17～0.54（見(jiàn)表2）。上述2項(xiàng)巖石力學(xué)特征參數(shù)與美國(guó)主要產(chǎn)氣頁(yè)巖相差不大，表明新場(chǎng)28井T3x5泥頁(yè)巖具有高彈性模量、低泊松比特征，質(zhì)地硬而脆，適宜后期人工壓裂造縫，對(duì)頁(yè)巖氣開采有利。

表2 川西坳陷新場(chǎng)28井T3x5泥頁(yè)巖物理參數(shù)

3 儲(chǔ)層評(píng)價(jià)內(nèi)容及標(biāo)準(zhǔn)

3.1 評(píng)價(jià)內(nèi)容

頁(yè)巖氣是典型的非常規(guī)天然氣資源［2］，評(píng)價(jià)頁(yè)巖儲(chǔ)層除參考常規(guī)儲(chǔ)層評(píng)價(jià)思路之外，還應(yīng)考慮頁(yè)巖儲(chǔ)層的含氣性及巖石力學(xué)性質(zhì)等［27］參數(shù)。因此，結(jié)合北美頁(yè)巖氣勘探開發(fā)的成功經(jīng)驗(yàn)和國(guó)內(nèi)頁(yè)巖氣的研究現(xiàn)狀，筆者篩選出8大關(guān)鍵評(píng)價(jià)參數(shù)，初步建立了頁(yè)巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

1）有機(jī)質(zhì)豐度w（TOC）直接決定生烴量的大小。頁(yè)巖含氣量與w（TOC）具較好的正相關(guān)關(guān)系。目前普遍研究認(rèn)為，具有商業(yè)開采價(jià)值的頁(yè)巖氣藏w（TOC）一般應(yīng)大于2%，但可隨著勘探開發(fā)水平的提高而適當(dāng)降低。

2）有機(jī)質(zhì)成熟度Ro是衡量烴源巖實(shí)際生烴能力的重要指標(biāo)之一，北美主要產(chǎn)氣頁(yè)巖的Ro一般大于1.1%。

3）厚度 頁(yè)巖厚度控制著頁(yè)巖氣藏的經(jīng)濟(jì)效益，厚度越大，頁(yè)巖氣藏富集程度越高。目前，一般要求直井厚度大于30m。

4）物性 頁(yè)巖儲(chǔ)層的孔隙度和滲透率大小直接關(guān)系到頁(yè)巖中殘余氣量及可采氣量。游離氣含量受控于孔隙體積，滲透率則是判斷頁(yè)巖氣藏是否具有經(jīng)濟(jì)開發(fā)價(jià)值的重要參數(shù)。

5）礦物成分 頁(yè)巖儲(chǔ)層中的黏土礦物影響吸附氣含量的大小。同時(shí)，頁(yè)巖的礦物成分在很大程度上影響著頁(yè)巖氣的產(chǎn)能。硅質(zhì)、鈣質(zhì)礦物含量越高，頁(yè)巖儲(chǔ)層脆性越強(qiáng)，在壓裂改造時(shí)，越容易形成裂縫，有利于頁(yè)巖氣開采。

6）巖石力學(xué)性質(zhì) 通過(guò)泊松比、彈性模量等巖石物理參數(shù)的測(cè)定，評(píng)價(jià)頁(yè)巖儲(chǔ)層的造縫能力。彈性模量越高，泊松比越低，越容易被壓裂造縫。

7）含氣性 頁(yè)巖氣的主要存在形式是游離氣與吸附氣。頁(yè)巖儲(chǔ)層的含氣性直接決定了頁(yè)巖氣藏的經(jīng)濟(jì)開發(fā)價(jià)值?？筛鶕?jù)現(xiàn)場(chǎng)解吸和等溫吸附試驗(yàn)，直接測(cè)定頁(yè)巖儲(chǔ)層的含氣量。

8）非均質(zhì)性 主要表現(xiàn)在巖石物質(zhì)組成的非均質(zhì)和孔隙空間的非均質(zhì)，包括縱向非均質(zhì)性和橫向非均質(zhì)性。頁(yè)巖儲(chǔ)層的非均質(zhì)性極強(qiáng)，需進(jìn)行深入研究與探索。

3.2 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)上述評(píng)價(jià)內(nèi)容，結(jié)合北美頁(yè)巖氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)方案與蔣裕強(qiáng)等［28］的研究成果，筆者嘗試建立了以下頁(yè)巖氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) （見(jiàn)表3）。

表3 頁(yè)巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)表

川西坳陷新場(chǎng)28井T3x5泥頁(yè)巖儲(chǔ)層的w（TOC）普遍大于2%，Ro最低都大于1.1%，脆性礦物體積分?jǐn)?shù)基本超過(guò)40%，黏土礦物體積分?jǐn)?shù)低且不含蒙脫石，其孔隙度滿足下限標(biāo)準(zhǔn)。由此表明，川西坳陷新場(chǎng)28井T3x5陸相黑色泥頁(yè)巖具有良好的頁(yè)巖氣勘探開發(fā)潛力。

4 結(jié)論

1）新場(chǎng)28井須家河組五段 （T3x5）泥頁(yè)巖為濱淺湖相沉積，巖性以黑色泥頁(yè)巖、煤層和淺灰色粉砂巖為主，黑色碳質(zhì)條帶普遍發(fā)育；礦物學(xué)和力學(xué)性質(zhì)適中，石英、長(zhǎng)石等脆性礦物體積分?jǐn)?shù)高，超過(guò)40%，黏土礦物體積分?jǐn)?shù)低于30%，以伊利石為主，不含蒙脫石；具有較高彈性模量和較低泊松比特征，易于形成天然裂縫和人工誘導(dǎo)裂縫，利于后期開采。

2）新場(chǎng)28井T3x5泥頁(yè)巖儲(chǔ)集空間類型多樣，發(fā)育有殘余原生孔、溶蝕孔、黏土礦物層間微孔、有機(jī)質(zhì)孔以及大量天然裂縫，其中以有機(jī)質(zhì)孔為主；儲(chǔ)層物性相對(duì)較好，孔隙度平均為4.26%，滲透率平均為0.002mD；干酪根類型以Ⅲ型干酪根為主，有機(jī)質(zhì)豐度高，熱演化程度較高，處于大量生烴階段。

3）基于巖石學(xué)特征、有機(jī)質(zhì)特征、物性特征、儲(chǔ)集空間特征和巖石力學(xué)特征，精選8大評(píng)價(jià)參數(shù)，建立了頁(yè)巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。利用該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)川西坳陷新場(chǎng)28井T3x5泥頁(yè)巖進(jìn)行評(píng)價(jià)，預(yù)示其勘探開發(fā)前景良好。

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［編輯］ 鄧?yán)?/p>

Features and Evaluation of Shale Gas Reservoirs in the Fifth M em ber of Upper Triassic Xu jiahe Form ation from W ell Xinchang 28 in the W estern Sichuan Dep ression

CHEN Lei，JIANG Zhenxue，XING Jinyan，CHEN Dongxia，XIE Mingxian，CHEN Weitao，LUO Xiao (First Author's Address:State Key Laboratory of Petroleum Resources and Prospecting，China University of Petroleum;Unconventional NaturalGas Institute，China University of Petroleum，Beijing 102249，China)

Shale gaswas an important unconventional gas，it had particularity for its specialmodes of occurrence，reservoir forming pattern of source-storage integration and themethod for reservoir evaluation thatwas different from conventional gas.At present，related studies on shale gas reservoir features and evaluation were relatively less both at home and abroad，so it was necessary to establish a set of evaluation criteria for shale gas evaluation.Based on the experimental data and integrated with other data of previous research results，drillings and outcrop observation，the characteristics of black-shale reservoir in the fifth member of Upper Triassic Xujiahe Formation from Well Xinchang 28 in the western Sichuan Depression were preliminarily studied from the aspects ofmineralogic characteristics，organicmatter，physical properties，reservoir space and rock mechanical properties.At the same time，on the basis of an investigation of reservoir evaluating program and a number of literatures at home and abroad，eight key geologic factors such asorganic abundance，thermalmaturity，and thickness，etc.are selected and a setof corresponding evaluation criteria are established.According to these criteria，evaluation is carried out，the result shows that there is good exploration prospect in the fifth member of upper Triassic Xujiahe Formation from Well Xinchang 28 in western Sichuan Depression.

shale gas;Well Xinchang28;the fifthmember of Xujiahe Formation;reservoir characteristics;evaluation criteria

TE122.2

A

1000-9752（2014）05-0025-07

2013-10-20

國(guó)家科技重大專項(xiàng) （2011ZX05003-001）。

陳磊 （1988-），男，2011年大學(xué)畢業(yè)，碩士生，現(xiàn)主要從事油氣成藏機(jī)理與非常規(guī)油氣地質(zhì)研究工作。

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