頁巖氣儲層地化參數影響因素

王亞森

（西安石油大學地球科學與工程學院，陜西 西安 710065）

頁巖氣是指主體位于泥頁巖體系之中，主要以吸附態和游離態為主的一類非常規天然氣藏[1]。為了更好地對頁巖氣儲層地化參數進行評價，需要厘清頁巖氣儲層地化參數的影響因素，本文通過文獻調研，對泥頁巖儲層地化參數的影響因素進行總結。

1 總有機碳含量

總有機碳含量是烴源巖中的碳含量占巖石體積的百分比[2-3]。按沉積環境劃分，含氣頁巖可初步劃分為分為海相和陸相兩種。頁巖總有機碳影響因素見表1。

表1 總有機碳含量的影響因素及機制 [4-6]

2 鏡質體反射率

鏡質體反射率是指鏡質組磨片表面的反射光強度與入射光強度之比[7]。鏡質體反射率的影響因素有溫度、鏡質組類型及有機質類型等，溫度是鏡質組熱演化過程中的主要因素。見表2。

3 熱成熟

熱成熟度是指烴源巖有機質向油氣轉化的程度[9]。當熱成熟度達到一定程度時，有機質才能生成天然氣。目前認為影響有機質成熟度主要有三大因素：溫度、壓力和沉積速率[10-11]。

表2 鏡質體反射率的影響因素及影響機制 [8]

圖1 Antrim頁巖總有機碳含量與含氣量關系圖 [2]

1） 溫度因素

溫度在有機質的熱成熟演化過程中起著主要的作用，一般隨著烴源巖埋深的增加，溫度會逐漸增加，有機質成熟度也會隨之升高。梁剛等[12]認為：溫度因素包括烴源巖表面的溫度和烴源巖在熱演化過程中周圍介質的溫度，深水區的低海底溫度對有機質的熱演化過程具有抑制作用，而且隨著時間的增長，抑制作用也會隨之增大。

2）沉積速率因素

熊小峰等[11]認為：當烴源巖埋深相同時，晚期快速沉積的有機質的熱成熟度較低。梁剛等[12]認為：低沉積速率對有機質的熱演化程度有著促進作用。王秀平等[13]認為：低沉積速率不利于有機質的富集。

3） 壓力因素

Hill等[14]認為：在某種限定范圍內，壓力對有機質的熱演化有著促進作用，而過高的壓力又會對有機質的熱演化有著抑制作用。也就是說，適當的壓力對有機質的熱演化過程具有促進作用。

4 生烴潛力

生烴潛力指的是烴源巖中的殘留烴（S1）與熱解烴（S2）之和，它是對烴源巖進行儲層評價時的重要指標[15]。

1）總有機碳含量

不管是由生物成因氣或者熱成因氣及兩者混合形成的烴源巖，總有機碳含量在烴源巖生烴過程中都發揮著重大作用。Gareth等認為：Antrim頁巖中總有機碳含量和含氣量呈明顯正比例關系（圖1）。而且，烴源巖中的有機質既是天然氣生成的來源，又可以讓氣體吸附在有機質孔的表面。

2）有機質成熟度

在烴源巖有機質向烴類熱演化的整個過程中都會或多或少地伴隨著氣體的生成，隨著熱演化的不斷進行，氣體的生成量也會隨之增加。因此，一般烴源巖的生烴能力與有機質成熟度存在線性關系，即頁巖氣隨烴源巖的成熟度升高，氣體的生成量也會不斷增加。

3） 干酪根類型

一般認為，干酪根主要有三種類型，不同類型的干酪根所主導的生氣期也會有所不同。例如Ⅰ型干酪根的主要生氣期是Ro處于1.2%～2.3%，Ⅱ型干酪根的主要生氣期是Ro處于1.1%～2.6%，Ⅲ型干酪根的主要生氣期是Ro處于0.7%～2.0%[2]。但是，對于熱演化程度比較高的烴源巖來說，干酪根類型對生烴潛力的影響較小，這時總有機碳含量和有機質成熟度是生烴潛力的主要影響因素。

5 結語

通過上述研究發現：有機質來源與沉積環境對有機質富集影響大；在一定范圍內，鏡質體反射率與溫度呈正相關；溫度在有機質的熱成熟演化過程中具有重要的作用；總有機碳含量、干酪根類型及熱成熟度等都在不同程度上影響著烴源巖的生烴潛力。