貴州頁巖氣資源量豐富,其黑色頁巖系儲層分布地區(qū)地質(zhì)構造復雜,頁巖氣的生成、富集、賦存及運移規(guī)律也相對復雜。黑色頁巖儲層礦物組成、巖性特征及頁巖孔隙類型等與頁巖氣賦存空間有著重要關聯(lián)。有機質(zhì)作為黑色頁巖生烴的物質(zhì)基礎,對生烴強度、頁巖吸附氣量等均有重要控制作用。研究黑色頁巖儲層礦物組成、巖性特征、孔裂隙發(fā)育特征、有機質(zhì)組成及演化特性可為頁巖氣勘探研究工作提供借鑒及基礎參考資料。
《黔北地區(qū)頁巖氣儲層物性特征研究》主要由貴州省科技廳重大應用基礎研究項目“貴州復雜構造區(qū)頁巖氣賦存與滲透機制研究”的子課題“頁巖氣富集儲層物性研究”(項目編號:黔科合JZ字[2014]2005)資助完成,主要是為貴州頁巖氣的開發(fā)利用提供參考資料,同時也供相關頁巖氣儲層、成藏方面研究人員,相關專業(yè)研究生、本科生學習研究參考。
貴州頁巖氣資源豐富,但其黑色頁巖系儲層分布地區(qū)地質(zhì)構造復雜,頁巖氣的生成、富集、賦存及運移規(guī)律也相對復雜,勘探開發(fā)難度相對較大。目前貴州頁巖氣成藏相關研究多集中于黔北地區(qū),主要為氣藏地質(zhì)條件和含氣評價方面的研究。本書主要從黑色頁巖儲層性質(zhì)、有機質(zhì)方面開展了相關研究,其主要目的是查明牛蹄塘組黑色頁巖中頁巖氣存儲條件。黑色頁巖中頁巖氣存儲層的礦物組成、巖性特征等對頁巖孔隙類型與頁巖氣賦存空間變量有著重要影響,有機質(zhì)作為黑色頁巖生氣的物質(zhì)基礎,對生烴強度、頁巖吸附氣含量均有重要控制作用。
研究黑色頁巖儲層礦物組成、巖性特征、孔裂隙發(fā)育特征、有機質(zhì)組成及演化特性可為深入了解貴州黑色頁巖特征以及貴州部分地區(qū)頁巖氣勘探研究工作提供參考依據(jù),同時對我國其他地區(qū)黑色頁巖的研究工作也有一定的借鑒及參考意義。
本書主要研究內(nèi)容由貴州省科技廳重大應用基礎研究項目“貴州復雜構造區(qū)頁巖氣賦存與滲透機制研究”的子課題“頁巖氣富集儲層物性研究”(項目編號:黔科合JZ字[2014]2005)資助完成的研究工作所組成。基于鉆孔巖芯取樣和地表露頭頁巖樣品取樣及測試分析,查明頁巖氣吸附基質(zhì)物質(zhì)組成,重點查明吸附基質(zhì)中礦物組成、化學組成、有機質(zhì)含量等變化特征,揭示復雜構造區(qū)富集有機質(zhì)頁巖的孔隙特征等,為研究頁巖氣賦存機制、滲透機理及開采利用提供基礎研究參考資料。希望為推動貴州頁巖氣的勘查及開發(fā)利用基礎研究作出貢獻。
本書的編寫分工如下:第1~5章以及第10、11章由張杰教授、王沙講師完成,第6~9章主要由毛瑞勇博士完成。礦業(yè)學院教師謝飛完成了相關數(shù)據(jù)測試,成獎國、李海蘭完成部分資料整理、插圖編輯。
感謝貴州省科技廳重大應用基礎研究項目對書中研究工作及出版的資助。感謝李希建教授、左宇軍教授對本書出版的大力支持。
本書的大部分內(nèi)容為作者多年辛勤工作的成果總結,希望本書的出版能對豐富頁巖氣成藏研究提供有價值的參考。
由于作者水平所限,書中不妥之處,敬請同行和讀者批評指正。
1 頁巖氣儲層物性研究的目的意義
1.1 本書研究資料來源
1.2 研究目的
1.3 研究目標
1.4 研究過程
1.4.1 研究開展情況
1.4.2 主要完成工作任務及技術路線
2 研究區(qū)簡要地質(zhì)特征
2.1 地質(zhì)構造單元劃分
2.2 貴州下寒武統(tǒng)黑色頁巖地質(zhì)特征
2.3 貴州奧陶系一志留系黑色頁巖簡要地質(zhì)特征
2.3.1 奧陶系
2.3.2 志留系
2.4 本章小結
3 黑色頁巖儲層物質(zhì)組成特征
3.1 礦物組成特征
3.1.1 黑色頁巖顯微鏡下礦物成分(光薄片)鑒定
3.1.2 X射線衍射分析(XRD)
3.1.3 掃描電鏡配合能譜分析(SEM-EDAX)
3.1.4 電子探針分析(EPMA)
3.2 常量元素特征
3.3 微量元素特征
3.4 稀土元素組成及物質(zhì)來源示蹤特征
3.5 本章小結
4 黑色頁巖有機質(zhì)特征研究
4.1 黑色頁巖有機質(zhì)豐度
4.2 有機質(zhì)類型
4.3 有機質(zhì)成熟度
4.4 黑色頁巖中有機碳含量與相關元素富集特征
5 頁巖氣儲層微觀孔隙結構特征
5.1 頁巖氣儲層孔裂隙分類
5.2 頁巖氣系統(tǒng)孔隙表征方法研究進展
5.3 黑色頁巖孔裂隙表征研究
5.3.1 儲集空間類型及特征
5.3.2 孔隙結構特征
5.3.3 黑色頁巖孔隙分布特征
5.3.4 頁巖氣儲層微觀孔隙結構的控制因素
5.4 黑色頁巖宏觀裂隙特征
6 黑色頁巖有機質(zhì)含量與相關礦物組成、富集特征
6.1 有機質(zhì)與礦物富集關系
6.2 “有機質(zhì)-礦物”集合體富集相關元素特征
6.3 “有機質(zhì)-礦物”集合體與頁巖氣賦存關系
7 頁巖氣儲層中有機質(zhì)、黏土礦物及其演化特征
7.1 黔北頁巖儲層中有機質(zhì)及黏土礦物特征
7.1.1 黏土礦物特征
7.1.2 有機質(zhì)物理化學特征
7.1.3 有機質(zhì)賦存狀態(tài)
7.1.4 有機黏土復合體
7.2 有機質(zhì)和黏土礦物的演化特征
7.2.1 黏土礦物的成巖演化
7.2.2 有機質(zhì)的演化
7.3 黏土礦物對有機質(zhì)生烴的催化作用
7.3.1 黏土礦物的催化機理
7.3.2 黏土礦物催化反應影響因素
7.4 “有機質(zhì)-黏土礦物”集合體與頁巖氣儲存關系
7.4.1 “有機質(zhì)-黏土礦物”集合體特征
7.4.2 “有機質(zhì)-黏土礦物”集合體形貌、孔裂隙及微孔裂隙類型分布特征
7.4.3 “有機質(zhì)-黏土礦物”集合體對甲烷氣體吸附實驗及結果分析
7.5 黔北地區(qū)頁巖儲層生烴特征
7.6 本章小結
8 黏土礦物與有機黏土復合體甲烷吸附特征
8.1 黏土礦物與有機黏土復合體對甲烷的高壓等溫吸附實驗
8.1.1 吸附原理
……
9 有機質(zhì)和黏土礦物對頁巖氣賦存的影響分析
10 牛蹄塘組與五峰組-龍馬溪組頁巖氣儲層某些特征對比
11 主要結論與建議
參考文獻