中国南方海相地层牛蹄塘组页岩气"甜点段"识别和优选

为了探索中国南方海相地层牛蹄塘组原始储层中页岩气赋存状态,笔者采用了液氮低温吸附/脱附实验和甲烷等温吸附实验等手段,分别表征了页岩对吸附气和游离气的储集能力;同时结合典型井的含气性特点,研究页岩气的赋存机理,识别和优选出了研究区储层的"甜点段".结果表明,牛蹄塘组发育1～2层富有机质页岩(有机碳含量TOC>2.0％),岩性以黑色硅质页岩为主;储层微观主要发育有机质孔(两端开口的圆柱孔),粘土矿物层间孔(四面开口的狭窄平板孔)以及粒间孔和晶间孔(四面开口的锥形平板孔),而最重要的孔隙类型是有机质孔.牛蹄塘组含气性普遍较差,但慈页1井残余气体积分数高达69.7％.理论计算和现场实验结果均表明,牛蹄塘组页岩储层赋存甲烷特征变化随TOC发生改变,由于有机质孔的孔径较小(一般仅为几十纳米以下),导致原始储层中赋存吸附气能力较强,而赋存游离气能力较弱.随着有机质质量分数的增加,岩石的弹性模量逐渐降低,但泊松比却逐渐增加.牛蹄塘组"甜点段"具有"甜"和"脆"的特点,即厚度为20～40 m,TOC含量为4％～8％,石英质量分数超过40％,粘土矿物质量分数30％～40％,碳酸盐岩质量分数低于20％,VBJH在(10～17)×10-3 cm3/g,VL在4～6 cm3/g,游离气体积分数超过40％,弹性模量为25～35 GPa,泊松比为0.20～0.25,整体上,牛蹄塘组"甜点段"主要发育在深水陆棚泥质相带,且游离气富集能力强的层段.