鄂尔多斯盆地泥页岩矿物组构特征及其对页岩气储层物性的影响

This study aim to analysis the characteristics of organic/inorganic minerals compositon, organic patrology and reservoir's geological settings in the shale gas reservoir of ordos basin. A series of analytic method including scanning electron microscope (SEM), X-ray Diffraction (XRD), infrared adsorption spectrum (IR), mercury instrusion method and N2 adsorption at low temperature are planned to be taken in order to study the characterics of different minerals composition, the clay minerals' style, content, neropore structure and gas content. The mechanism of minerals in shale controlling on the pore and hole distribution would be studied in quantitative way as well as the relation between minerals composition and shale reservoir's porosity and permeability.

针对我国鄂尔多斯盆地陆相页岩气储层中有机/无机矿物组构特征、有机岩石学特征与储层地质条件，进行矿物组构特征、粘土矿物类型、含量及其微纳米孔结构与含气量的关系的研究，通过扫描电镜、X射线衍射、红外光谱、压汞及低温氮吸附等测试手段，从定量的角度分析泥页岩矿物组构对页岩孔裂隙分布的控制机理及其与储层孔渗性能间的关系。

本项目以我国鄂尔多斯地区最具页岩气潜力的陆相沉积层段上三叠统长7段作为研究对象，对该区泥页岩矿物组构特征、粘土矿物类型、含量及其微纳米孔结构与含气量的关系进行了研究，同时对比研究了川渝西南部地区的部分海相沉积环境条件下的泥页岩。研究成果显示，鄂尔多斯盆地长7段泥页岩在矿物组成以石英和粘土矿物为主，平均含量分别为30.75%和49.32%，与南方海相富有机质页岩相比，普遍具有低脆性、高粘土的特征。该区陆相粘土矿物多以伊/蒙混层和伊利石为主，孔隙类型主要以有机质孔、粘土集合体矿片间孔隙和颗粒内溶蚀孔隙、粒间溶孔以及溶蚀缝和颗粒边缘缝等。研究发现，陆相泥页岩的孔隙结构明显受矿物组分和有机质特征控制，其总孔体积及比表面积与石英含量负相关，其比表面积与粘土含量正相关，而伊利石含量对比表面积及孔容有积极的贡献作用。研究区样品的TOC含量与被测试样品总孔体积及比表面积呈正相关的关系，该区泥页岩的Ro值与泥页岩孔隙结构参数之间相关性不明显，甲烷气吸附量在4.12~4.37m3/t，最大吸附量随样品TOC值和Ro值的增加而增大，表明有机组分生烃产生的纳米级孔隙为页岩气提供了较大的吸附空间。总体来说，陆相泥页岩中的粘土矿物为页岩提供了较大的比表面积，有利于气体的吸附；而石英等碎屑矿物的输入对泥页岩中的有机组分起到一定的稀释作用，不利于气体吸附空间的发育和保存。本项目研究成果对我国陆相页岩气储层基础研究起到了完善作用，为陆相页岩气的合理开发提供了有价值的参考数据。