湖相頁岩油可動性基本地質條件研究

《湖相頁岩油可動性基本地質條件研究》是依託西北大學，由張林曄擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：湖相頁岩油可動性基本地質條件研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：張林曄
• 依託單位：西北大學

項目摘要

本項目選擇中國東部陸相盆地頁岩出油井較多的濟陽坳陷古近系沙河街組Es3下Es4上兩套頁岩為主要研究對象，利用低溫樣品前處理技術與地球化學分析技術相結合的研究方法定量評價不同演化階段頁岩中的滯留烴量。開展不同溫壓條件下乾酪根和礦物的吸附實驗、生排烴動力學實驗及環境掃描電鏡與X射線能譜在線上分析，通過化學實驗與鏡下微區觀察相結合的研究方法分析頁岩中所滯留液態烴的賦存狀態與賦存機制。利用物理模擬實驗與自然演化剖面相結合的研究手段，研究頁岩在不同演化階段生成產物的相態變化，結合頁岩出油井的溫度、壓力、原油物性等資料建立頁岩油流動性預測方法。開展壓裂模擬實驗，結合對生油窗範圍內頁岩的儲集空間類型、脆性及岩石力學性質的研究，分析湖相頁岩油可動的基本地質條件。為湖相頁岩油資源評價和有效開採提供科學依據。

結題摘要

針對我國湖相頁岩油資源評估及頁岩油資源能否被有效動用等科學問題，本次研究以我國東部陸相盆地濟陽坳陷古近系頁岩為切入點，探討了陸相頁岩滯留烴量的估算方法、頁岩中液態烴的賦存方式、頁岩油的流動性和頁岩儲集空間類型及可壓性等科學問題。在研究的過程中充分利用採集到的新鮮頁岩樣品，在大量實驗工作的基礎上，解決了頁岩滯留烴評價中輕烴丟失的問題，建立了頁岩滯留烴量估算方法；利用顯微觀察與化學實驗相結合的研究方法，分析了頁岩油的賦存狀態，頁岩油主要以吸附和游離狀態賦存於頁岩中，吸附實驗表明乾酪根比無機礦物具有更強的吸附能力，利用溶脹實驗和自然演化剖面分析相結合的研究方法確定了研究區沙三下、沙四上亞段頁岩不同演化階段的吸附烴量，以此為基礎建立了頁岩含油量計算方法；通過頁岩中油的流動性實驗，建立了頁岩啟動壓力與流度的關係圖版，研究認為，地下粘度小於1mPa﹒s為頁岩油可流動的有利區，通過壓裂流動實驗證明頁岩中可動油約占總滯留油量的7%-33%，可動油量隨埋深增加而增加，與利用地層能量計算頁岩油可動比例結果一致；利用環境掃描電鏡-能譜在線上分析了頁岩的儲集空間類型，研究表明頁岩的儲集空間類型主要由原始孔、次生孔和裂縫組成，孔隙的尺度為微米-納米級，孔隙度和滲透率的測試結果表明，研究區頁岩的孔隙度與北美頁岩具有一定的可比性，但基質滲透率低於北美地區頁岩，表明流體在頁岩基質中的流動性差於北美地區；分析了研究區頁岩的岩相、礦物組成和岩石力學性質，與北美頁岩的礦物組成有一定的差異性，但碳酸鹽礦物和石英作為脆性礦物的總和與北美頁岩具有可比性，頁岩岩石力學參數楊氏模量與北美頁岩相比略低，泊松比相當，可壓性相對差於北美地區。綜合分析認為研究區存在可動用的頁岩油資源，但開採目標的選擇要充分考慮頁岩層的儲集物性、可壓性及原油流動性的匹配關係。上述研究成果為我國湖相頁岩油資源評價和有效開採提供了科學依據。