泥页岩非均质性评价及其与页岩油气富集关系

随着油气资源的消耗和供需矛盾的加剧，非常规油气在能源结构中的重要性凸显。页岩油气被认为是其中最有潜力且最为现实的勘探目标。但页岩油气的富集、分布规律及其可采性主要受控于页岩有机（TOC、"A"、S1、S0）、无机（矿物组成、砂体夹层）的非均质性。但这两方面的应用基础研究还相当薄弱。目前主要是利用实测分析数据来评价，但受样品数及分析费等制约，难以全面刻画其非均质性。针对这一薄弱但有重要意义的环节，本项研究利用不同测井曲线对有机组分变化及无机矿物变化有不同幅度的响应及测井曲线纵向连续、分辨率高的特点，建立从机理出发评价泥页岩有机、无机非均质性变化的测井响应模型，并利用靶区（页岩油、气分别选取松辽盆地、黔中隆起为靶区）实测数据标定模型，进而评价有机非均质性与页岩油气的富集、分布的关系，无机非均质性与可采性的关系，在此基础上优选页岩油气的富集区及有利区。这可为其他探区的同类工作提供有效的评价技术

众所周知，成熟的泥页岩中润涵丰富的油气资源，但由于其存在较强的有机和无机非均质性，使得页岩油气的富集和分布并不均一。因此，为了探究页岩油气的富集规律及其可压裂改造性，需对泥页岩的有机和无机非均质性进行评价。.本次研究基于改进的ΔlogR模型评价泥页岩有机质丰度和残留烃含量，并根据热解色谱分析参数校正实验和组分生烃热模拟实验，确定S1的重、轻烃补偿系数。泥页岩的吸附能力评价，按吸附能力的差别，将泥页岩分为有机质、粘土和其他矿物等3部分，利用系列实验数据，优化求解了三种“组分”的吸附能力，计算有机质TOC、粘土矿物和其它矿物的吸附能力分别为37m3/t、3.1m3/t和0.3m3/t。根据全岩及地化测试资料，剖析该区泥页岩的岩性、矿物组成及曲线响应特征，构建适用于泥页岩的体积模型及曲线响应方程；采用基于遗传算法的最优化方法对页岩油层进行处理，得到地层的矿物组分含量、孔隙度及干酪根含量等参数。实际处理结果表明，多矿物反演预测的矿物变化趋势与ECS结果一致，其精度明显高于线性拟合。.研究结果表明，改进的ΔlogR模型较好的改善了测井资料评价地化参数的精度，可操作性强；应用结果显示，松辽盆地南部青山口组页岩油资源主要富集在青一段中下部，分布于扶新隆起、红岗阶地和长岭凹陷北部区域，富集资源量48.08亿吨，约占总资源量的1/3。但由于松辽盆地属陆相沉积，粘土矿物含量普遍在53%~58.1%，与海相沉积盆地相比，工区内泥页岩粘土含量较高，不利于压裂。根据现场解析实验、斯伦贝谢测井解释和模型计算黔南坳陷下寒武统九门冲组泥页岩单位质量岩石含气量分别为1.16m3/t、1.99m3/t和2.63m3/t。根据九门冲组泥页岩矿物组分，石英含量达到49.7%、粘土含量约为16.4%。较高的脆性矿物含量，预示着其具有较高的可压裂改造性。