桂中坳陷環江地區高-過成熟富有機質頁巖儲集性能研究及其對含氣性的影響

王 祥，王瑞湖，張 能，岑文攀，黃文芳

(廣西壯族自治區地質調查院，廣西 南寧 530031)

0 引言

美國商業開發的頁巖成熟度一般為1.2%～2.5%，然而我國南方地區經歷了長期的構造運動和熱演化，成熟度較高，如四川盆地筇竹寺組頁巖等效鏡質體反射率(Ro)一般大于2.5%，平均值為3.5%，威遠地區筇竹寺組井下樣品Ro值為2.68%～2.80%，瀘州地區井下樣品Ro平均值為3.2%，峨眉麥地坪、樂山范店鄉露頭樣品Ro值為3.0%～4.0%，熱演化處于過成熟階段[1-2]。同樣，桂中環江地區構造運動期次多，構造演化歷史復雜，熱成熟度較高。較多學者認為高—過成熟頁巖會有較低的孔隙度和較小的儲集空間[3]。然而也有部分學者研究了高演化程度條件下的泥頁巖，發現當Ro<3.5%時，孔容和比表面積隨Ro的增大是遞增的，增大了頁巖氣的儲集空間；在Ro在3.5%～4%之間時達到峰值，之后減小，頁巖氣儲集空間變小[4]。由于桂中環江地區高—過成熟度頁巖的潛力研究還基本處于空白，筆者依托于廣西自然資源廳下達的“桂中坳陷重點區頁巖氣地質調查”和“廣西頁巖氣資源潛力調查”項目，采集了環江地區一批富有機質泥頁巖樣品，通過鏡質體反射率測試實驗、電鏡掃描實驗、壓汞實驗及低溫氮氣吸附實驗，在評價頁巖成熟度分布及頁巖儲集空間類型研究的基礎上探討了成熟度對孔隙度、比表面積和孔容的影響，從而評價高—過成熟頁巖的儲集性能及其含氣潛力。

1 樣品采集與實驗方法

1.1 樣品采集

環江地區位于桂中坳陷西北部，通過野外地質調查，區內下石炭統暗色泥頁巖厚度達50～550 m，其中富有機質頁巖厚度可達25～350 m，具有良好的頁巖氣勘探潛力。本次所選取的樣品均來自環江地區下石炭統地表新鮮樣品，盡量選取塊狀樣品，重量大于500 g。露頭上暗色頁巖一般為深灰色—灰黑色碳質泥巖、硅質泥巖、鈣質泥巖或粉砂質泥巖，巖石中黃鐵礦含量較豐富，小腕足、瓣腮類化石較多。炭質泥巖易污手，以中—薄層狀產出，性軟；硅質泥巖一般節理較發育，性脆，發育較多針狀孔隙或微裂縫；鈣質泥巖一般易風化，呈貝殼狀斷口；粉砂質泥巖中水平層理較發育，可見少量植物碎片等。樣品采集位置分布及基本特征見圖1和表1。

圖1 樣品采集位……