頁巖氣儲層主要特征及其對儲層改造的影響分析

李熊（中國石油西南油氣田分公司蜀南氣礦，四川內江642450）

頁巖氣儲層主要特征及其對儲層改造的影響分析

李熊（中國石油西南油氣田分公司蜀南氣礦，四川內江642450）

頁巖氣儲層是一種非常規天然氣儲層，具有比較強的非均質性，開發頁巖氣儲層時，需要在完井之后改造儲層，才能保證產能達到理想的狀態，而在進行儲層改造的過程中，頁巖氣儲層的特征會對其產生一定的影響，為了保證改造的效果，就需要了解頁巖氣儲層的主要特征，基于此，本文首先介紹了頁巖氣儲層的主要特征，接著分析了特征對儲層改造的影響。

頁巖氣儲層；特征；儲層改造；影響

在油氣資源中，頁巖氣屬于新型的礦種，吸附態、游離態就溶解態是頁巖氣賦存的主要形式。近年來，世界上各個國家都大力的開采頁巖氣，然而，開采的過程中，受到頁巖氣儲層特殊性的影響，開采的效果并不理想，為了實現商業開采的目的，必然要利用相應的技術對儲層進行改造，需要注意的是，改造儲層時，要在明確并尊重頁巖氣儲層特征的基礎上進行。

1　頁巖氣儲層的主要特征

1.1富含有機質和粘土礦物

頁巖氣一個突出的特點為自生自儲，因此，頁巖氣儲層具有比較高的有機質含量，這是儲層各項特征中的基本特征。根據相關的數據資料可知，在北美典型頁巖發育區中，頁巖氣儲層中均含有比較高的有機碳，比如在德拉華盆地中，頁巖氣儲層有機碳的含量平均在4.4%左右，在加拿大西部盆地中，儲層有機碳的含量均超過2%，最高層段的有機碳含量超過5.5%，從這些數據中可以看出，含有豐富的有機質為頁巖氣儲層的特征之一［1］。實際上，我國各地區頁巖氣儲層的有機質含量同樣也比較高，通過對下古生界牛蹄塘組中頁巖氣儲層的有機碳含量調查可知，有機碳的含量均超過1%，比較豐富。

富含有機質的頁巖氣儲層另外一個比較突出的特點為含有豐富的粘土礦物。美國Bossier頁巖中，儲層粘土礦物的含量超過了70%，非常豐富，而在我國的上揚子地區下古生界頁巖氣儲層中，粘土礦物的含量超過了20%，最高層段可達到65%左右，平均50%左右，含量非常高。

1.2細小的礦物粒度

從巖石結構上來看，頁巖的結構為泥質結構，巖石組成中，主要是細小的礦物粒度，實際上，礦物粒度在很大程度上由礦物晶體的細小程度來決定。而從沉積環境方面，深水、靜水等遠離物源的環境為頁巖的主要環境，碎屑礦物經過搬運之后，出現在沉積環境中，搬運時，必然會經歷比較長的距離，碎屑礦物的組分為細粒，多為泥級，粉砂級存在的含量非常少，這也決定了其泥質結構的特性［2］。

1.3極低的孔隙度和滲透率

頁巖氣儲層的物性特征為孔隙度及滲透率非常低，依據美國的分析數據可知，儲層總孔隙度平均約為5.5%左右，測井孔隙度平均5.1%，而在滲透率方面，通常在0.1mD以下，喉道平均半徑尚不及0.005mm。我國頁巖氣儲層的孔隙度及滲透率情況與國外比較接近，都比較小。

2　頁巖氣儲層特征對儲層改造的影響

2.1巖石組成的影響

在進行儲層改造時，巖石組成在巖石力學性質及巖石敏感性兩個方面產生影響。第一，巖石力學性質的影響，巖石力學性質中，主要的衡量參數包含兩個，一個是楊氏模量，衡量巖石剛性大小，楊氏模量越高時，頁巖的脆性越大，越有利于開采的順利進行，另一個是泊松比，泊松比越小時，頁巖的脆性越大。儲層改造過程中，如果頁巖的脆性越差，壓裂的難度越高，裂隙越不容易產生，影響改造的效果。第二，頁巖敏感性的影響，頁巖的敏感性是指環境條件及流動條件改變后，其物性特征的變化情況，在頁巖中，儲層敏感性的主要引起因素為粘土礦物、組合特征等，壓裂改造過程中，如果頁巖對壓力液體的敏感性越高，那么儲層改造的效果越好［3］。

2.2地質環境的影響

在頁巖氣儲層的地質環境中，重要的兩個因素為天然裂隙和地應力。天然裂隙對壓裂裂隙效果的影響比較大，壓裂過程中，人工裂隙與天然裂隙之間會存在一定的關系，而這正是天然裂隙產生影響的表現。壓裂過程中，與天然裂隙之間應盡量多的溝通，從而提升改造的效果。對于地下的巖石單元體來說，會感受的3個應力，這3個應力來源于3個方向，相互之間垂直，其中，2個應力為水平軸方向上的，1個應力為垂直方向上的。我國地質構造是非常復雜的，且具備多樣性，應力的分布狀況會存在一定的差異，儲層改造過程中，應力會對效果產生比較大的影響。頁巖氣儲層中，天然裂隙比較多，而且水平應力之間的差異比較小，因此，地質條件的復雜性比較高，在進行儲層改造的過程中，必然會產生比較大的影響，降低壓裂的效果。

3　結語

頁巖氣儲層的主要特征為極低的滲透率及孔隙度，粘土礦物及有機質的含量豐富，這些空間分布特征、巖石組成特征及地質環境特征、物性特征均會對儲層改造的效果產生不同的影響，在進行儲層改造之前，應結合具體開采地點頁巖氣的實際情況，制定合理的施工方案，提升壓裂縫隙的效果，提高頁巖氣開采的產量。

［1］張曉明，石萬忠，徐清海等.四川盆地焦石壩地區頁巖氣儲層特征及控制因素［J］.石油學報，2015，（08）：926～939+953.

［2］陳尚斌，秦勇，王陽等.中上揚子區海相頁巖氣儲層孔隙結構非均質性特征［J］.天然氣地球科學，2015，（08）：1455～1463.

［3］孫海成，湯達禎，蔣廷學.頁巖氣儲層裂縫系統影響產量的數值模擬研究［J］.石油鉆探技術，2011，（05）：63～67.

李熊（1989-），男，漢族，四川省仁壽人，大學本科學歷，助理工程師，研究方向：天然氣開采。