《頁岩氣系統有機質孔隙演化定量評價研究》是依託浙江大學，由孫永革擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：頁岩氣系統有機質孔隙演化定量評價研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：孫永革
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目圍繞當今頁岩氣系統勘探評價的難點問題之一:頁岩有機質孔隙度測定及其演化特徵，借鑑高分子學科溶脹理論與相應實驗技術，以當前我國頁岩氣最具勘探前景區塊：南方古生界海相頁岩沉積與渤海灣盆地古近系湖相頁岩沉積為研究對象，在完善和發展頁岩乾酪根提取技術的基礎上，首先考察不同有機質類型頁岩乾酪根化學結構對其溶脹特性的影響，以此為基礎，採用控制條件下人工熱壓模擬實驗，定量評價兩類典型地區中代表性頁岩有機質孔隙度隨成烴作用的動態演化特徵，並結合自然界不同熱演化程度頁岩有機質孔隙度的實測結果，建立不同類型頁岩有機質孔隙度演化的數學模型，最終套用於頁岩氣的勘探與評價。
結題摘要
本課題利用自行設計的半開放半封閉熱壓模擬實驗裝置討論了高演化階段我國典型海相和湖相頁岩氣的來源。實驗結果表明，乾酪根降解和頁岩滯留瀝青裂解均對頁岩的成氣有貢獻，前者主要發生在主生油階段，以乾燥係數隨溫度增加而增大和甲烷碳同位素隨溫度增加而變重為特點。後者開始於生油階段後期，生成高濕氣含量及富含12C甲烷的烴類氣體。高演化頁岩地層所表現出的高產氣率及烴類氣體碳同位素“反序”的現象也可能與殘留瀝青的裂解貢獻有關。以氫質量平衡為基礎，獲得我國典型海相和湖相頁岩滯留瀝青對頁岩氣的貢獻可占總產氣量的20-30%，這一結果與國際油氣勘探界利用理論模型計算獲得的滯留瀝青裂解成氣貢獻率相一致，指示頁岩滯留瀝青作為一個重要的頁岩氣源不可忽視。因此，理論上對頁岩可通過氫質量平衡計算，結合TOC含量、有機質類型、頁岩區塊的厚度及面積、成熟度，大致可以估算出乾酪根和殘留瀝青對頁岩氣的貢獻量，最終可為頁岩氣資源評價及開採提供技術支撐。 根據熱壓模擬實驗獲得人工熟化剖面，綜合通過甲烷吸附實驗、比表面積測定、以及溶脹實驗，揭示頁岩有機孔的發育與演化具有以下特徵：(1) 有機孔在鏡質組反射率0.6-0.7%Ro階段開始發育，在生油高峰（鏡質組反射率0.8-0.9%Ro）進行快速發展階段，其總體積在鏡質組反射率1.3%Ro左右達到高峰，隨後出現下降趨勢，下降幅度取決於焦瀝青發育程度，且主要體現在微孔和少量中孔上。(2)有機孔的孔徑演化存在由小至大，再減小的趨勢，在鏡質組反射率1.3%Ro左右達到最大值，高演化階段以發育微孔為主，與實際地質體中高演化頁岩有機孔以納米有機孔為主相一致。結合實際地質剖面建立的有機孔發育、演化模式將有助於頁岩油氣儲集性能的評價，對頁岩油氣勘探具有現實指導意義。
