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页岩气基础研究

来源：煤田地质与勘探

近年，我国页岩气勘探开发已取得重大突破，重庆礁石坝大型海相页岩气田的快速高效开发，极大的鼓舞了页岩气产业界。页岩作为烃源岩和储集岩，具有组成矿物细微、有机质与矿物质共伴生、纳米级孔隙占优势等特点，这些特殊性使得扫描电镜等微观分析测试仪器成为页岩气勘探开发中必不可少的重要手段。

为了跟进、服务页岩气勘探开发进程，本刊自2018年第1期起，连续刊登张慧研究员在页岩油气储层微观研究方面的系列文章6~8篇。系列文章的研究对象主要为南方下古生界海相页岩和北方石炭–二叠系陆相页岩，在场发射扫描电镜下，充分揭示页岩有机质的赋存状态、显微组分、纳米孔隙，逐层分析页岩矿物质的成因类型、孔隙发育及其地质指示意义，进而为评价页岩储层物性和预测页岩气勘探甜点建立一系列微观标志。

行业视野: 煤层气
类别; 20个
关键词; 11位
专家; 5篇
论文; 1676IP
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富有机质海相与陆相页岩的对比研究——以南方早古生代和华北石炭–二叠纪页岩为例

作者(Author)：张慧, 林伯伟, 卞建玲, 吴静, 杨庆龙, 袁立颖

摘要：以南方早古生代海相页岩和华北石炭–二叠纪陆相(包括海陆交互相)页岩为研究对象,以场发射扫描电镜微观观测和相关物化测试结果为基础资料,重点对页岩的矿物成因、显微组分、有机质孔隙、岩石力学性质等进行对比性研究。结果表明:海相页岩与陆相页岩有异有同;海相页岩的基本特征是自生矿物多于陆源碎屑,自生石英含量丰富且与有机质同源分异,交互共生,显微组分是以低等生物为原始质料的沥青质体,且纳米级孔隙发育较好;陆相页岩的基本特征是陆源碎屑和泥质为主,自生矿物含量少,显微组分主要是以高等植物为原始质料的各种有机碎屑体,有机质纳米孔隙不发育。这些基本特征导致海相页岩和陆相页岩的生烃潜力、储层物性、岩石可压裂性等均有明显差异,页岩气资源评价与勘探开发需要区别对待。

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煤田地质与勘探

2018年第06期

391

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海相页岩储层矿物质孔隙的形貌–成因类型

作者(Author)：张慧, 魏小燕, 杨庆龙, 林伯伟, 郝临山

摘要：在南方下古生界海相页岩矿物种类识别和成因判断的基础上,研究矿物质孔隙的成因类型及其对页岩储层物性的影响。以场发射扫描电镜微观形貌观测结果为主要依据,立足于页岩的矿物组成,综合考虑沉积、成岩、地质构造等因素,将南方下古生界海相页岩储层矿物质孔隙的形貌–成因类型划分为3大类:主要孔隙(顺层缝隙、泥粒孔、组分间隙、层间裂隙等),镜下常见,数量多,对页岩储层有一定的影响;其他孔隙(晶间孔、溶蚀孔、气液包体孔、片间缝隙等),镜下少见,局限性大,对页岩储层影响微弱;构造孔隙(构造裂隙、碎粒孔等)是地质构造活动的记录,对页岩储层具有双刃剑的作用。页岩岩性不同,主要孔隙类型不同,不同的孔隙在页岩储层中有不同的作用。

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煤田地质与勘探

2018年第04期

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四川盆地龙马溪组页岩有机质的纳米孔隙

作者(Author)：张慧, 晋香兰, 吴静, 杨庆龙, 郝林山

摘要：在南方下古生界海相页岩有机显微组分及其赋存状态研究的基础上,以场发射扫描电镜二维图像所展示的有机质纳米孔隙形貌特征为主要依据,将四川盆地龙马溪组页岩有机质纳米孔隙的成因类型划分为沥青球粒孔、气孔、铸模孔。分别论述了这3种纳米孔隙的成因、形貌、大小、演化、连通性、相互关系及其在页岩储层中的作用。研究表明,龙马溪组页岩的显微组分主要是沥青质体,气孔和沥青球粒孔均发育于沥青质体内部,形成于有机质降解和热演化过程,是页岩气生成、吸附和聚集的有力佐证与优先空间。龙马溪组底部富有机质页岩中,各种有机质纳米孔隙发育程度高,直接体现了强的生气和聚气作用。

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煤田地质与勘探

2018年第03期

325

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牛蹄塘组页岩矿物的成因类型及其地质指示意义

作者(Author)：张慧, 吴静, 晋香兰, 李贵红

摘要：以场发射扫描电镜为主要研究手段,在微米级–纳米级尺度上观测南方下古生界牛蹄塘组(包括相当层位)页岩的主要组成矿物。通过揭示矿物质与有机质的生长发育形貌特征,从而获得判断矿物成因的直观依据。研究结果表明,牛蹄塘组页岩矿物的成因类型有陆源碎屑成因、自生成因(包括蚀变成因、生物成因等)、后生成因、热液成因、表生成因等,其中以陆源碎屑和自生成因为主。不同成因的矿物具有不同的地质指示意义,对页岩储层物性也有不同的影响。生物成因石英(包括硅质)与有机质的交互共生关系指示页岩气勘探的甜点层位。

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煤田地质与勘探

2018年第02期

347

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南方下古生界页岩中有机质赋存状态及其成因

作者(Author)：张慧, 李贵红, 晋香兰

摘要：页岩有机质特征是页岩气勘探开发研究的重要内容之一。同时制取页岩的抛光面和自然断面,借助场发射扫描电镜,观测南方多省(市)下古生界页岩有机质的电子图像特征及其赋存状态。从大量样品的观测结果中归纳得出,在抛光面上有机质的赋存状态有条带状、散块状、填隙状、互裹状;在自然断面上有交互状、薄膜状、条带状。这些赋存状态反映出有机质与矿物质的成因关系有同生、胶结和分异。研究结果从微米级–纳米级尺度上为页岩气理论研究和勘探开发提供深层次的直观信息。

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煤田地质与勘探

2018年第01期

291

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