基于有机质孔特征的页岩储集层评价研究：以川南地区五峰组—龙马溪组为例

摘要

有机质孔是页岩气赋存、富集的主要空间，其发育特征对于储集层评价及优选具有重要意义，而目前关于矿物-有机质孔组合类型、特征及非均质性方面的研究较为薄弱。为此，以川南地区五峰组—龙马溪组页岩为研究对象，利用全岩-X衍射分析、氩离子抛光—扫描电镜、电子探针显微分析、阴极发光、Image J图像分析等手段，厘清矿物与有机质的赋存关系，刻画矿物-有机质孔组合结构特征，分析不同岩相的矿物-有机质孔组合分布特征，探讨矿物-有机质孔组合的非均质分布对页岩储集层的影响。研究结果表明：（1）石英、黏土矿物、碳酸盐矿物和黄铁矿与有机质各存在3种赋存关系，共识别出4类12种矿物-有机质孔组合；（2）矿物-有机质孔组合在不同岩相中的分布表现出差异性，生物硅质页岩以石英-有机质孔组合为主，相对含量为73.59%;黏土质页岩、长英质-钙质粉砂页岩、钙质页岩和长英质粉砂页岩以黏土矿物-有机质孔组合为主，相对含量分别为73.45%、55.45%、38.92%、53.66%;钙质粉砂页岩以碳酸盐矿物-有机质孔组合为主，相对含量为55.01%;（3）有机质包裹成岩石英和黏土矿物呈流动结构有机质孔的有机质相对含量高、孔径大、成孔率高、孔隙连通性好，是对储集层最有利的2类有机质孔；（4）生物硅质页岩是页岩气的最佳储集层，其中对储集层有利的矿物-有机质孔组合的相对含量高达33.71%,与其3.53 m³/t的高含气量相吻合。结论认为，矿物-有机质孔组合的分布特征影响页岩的含气性，对储集层有利的矿物-有机质孔组合的相对含量与含气量呈正相关关系，该认识对储集层评价具有重要意义。

关键词

五峰组—龙马溪组 / 矿物-有机质孔组合 / 页岩储集层 / 岩相 / 非均质性 / 页岩气富集

基金资助

国家自然科学基金(编号:42172165); 泰山学者计划(编号:TSQN202306208); 山东省高等学校青年创新团队(编号:2022KJ215)联合资助