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“页岩气资源潜力及可造性评价”专题

来源：煤田地质与勘探

本专题来源于《煤田地质与勘探》2018—2020年刊登的系列成果。

行业视野: 煤层气
类别; 53个
关键词; 44位
专家; 10篇
论文; 4727IP
点击量; 1634次
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基于微观尺度的页岩损伤破裂数值试验

作者(Author)：崔恒涛, 邬忠虎, 娄义黎, 左宇军, 孙文吉斌, 刘镐

摘要：为正确认识下寒武统页岩微观尺度破裂特征及声发射信号演化规律，基于数字图像处理技术对含石英充填的页岩进行非均匀性表征，采用岩石真实破裂分析系统RFPA2D-DIP建立数值模型，模拟页岩在不同围压作用下的破坏过程。试验结果表明：在微观尺度结构下，页岩破裂模式大致可归纳为3种形式，分别为倒V形(0、2 MPa)、V形(6 MPa)和倒Z形(10 MPa)。由于石英矿物颗粒分布不规律且具有非均匀性，导致应力分布对页岩微观结构产生显著差异。单轴时，累计声发射(简称AE)表现为“平缓–线性–平缓–稳定”模式；围压为2 MPa时，累计AE表现为“平缓–非线性–激增–平缓–稳定”模式；围压为6、10 MPa时，累计AE表现为“平缓–非线性–稳定”模式。页岩的破裂模式和微观结构破坏规律为页岩气的压裂开采提供重要的理论指导。

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煤田地质与勘探

2020年第05期

410

188
渝东北地区龙马溪组页岩吸水特性及对其力学性质的影响

作者(Author)：刘洪, 徐烽淋, 陈乔, 朱洪林, 苏德桂, 冯柯来

摘要：页岩中含有一定量的黏土矿物，在与水基压裂液接触后会表现出与泥岩相同的膨胀特性和强度弱化效应，进而引起套管外载增加，在页岩储层压裂过程中套管出现不同程度的变形问题。以渝东北地区龙马溪组页岩为研究对象，开展不同溶液体系下页岩的自吸、膨胀特性物理实验，分析页岩水化对其岩石力学特性的影响。结果表明：页岩吸水量与时间呈对数递增关系，在不同溶液体系中，吸水量大小表现为蒸馏水＞地层水＞滑溜水，含有减阻剂浓度小的滑溜水体系更利于减弱页岩的吸水能力；页岩膨胀率与时间呈逐渐增长趋势，黏土矿物含量、围压和溶液体系对页岩膨胀率影响明显，相对于黏土含量，围压对膨胀率影响更加明显，页岩在溶液体系中的膨胀性能表现为蒸馏水＞地层水＞滑溜水；页岩的抗压强度和弹性模量都随着水化时间的增加整体呈线性递减规律。研究结果对完井过程套管强度设计具有一定的指导意义。

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煤田地质与勘探

2020年第04期

516

220
酸化作用对页岩微观结构及其物性的影响

作者(Author)：陈刘瑜, 李希建, 沈仲辉, 许石青, 马晟翔, 尹鑫

摘要：龙马溪组页岩作为贵州页岩气的主要储气层位，勘探及钻井均证实其具有良好的页岩气成藏条件和资源开发潜力。为揭示贵州龙马溪组页岩微观孔隙结构及其物性对酸化作用的响应规律，基于X射线衍射分析(XRD)、压汞、低温氮吸附及核磁共振(NMR)等实验手段，定量表征页岩酸化作用前后的孔隙体积、孔隙率、比表面积、孔径分布等页岩微观结构物性参数的差异性，分析酸化作用前后页岩孔裂隙的结构特征。研究表明：酸化作用增大了页岩的孔隙体积、孔隙率、比表面积和孔径，酸化作用后页岩进–退汞曲线及低温氮吸/脱附曲线的滞后环明显增大，酸化作用增大了墨水瓶孔的孔隙体积；受到酸化作用影响，页岩优势孔隙由介孔和110 nm左右大中孔向介孔与2 800 nm左右宏孔发展，介孔数量减少，宏孔数量增加，页岩孔隙的连通性明显变好；酸化对页岩孔裂隙中矿物质及黏土成分具有明显的化学溶解和刻蚀作用，对页岩孔裂隙体积的改造效果显著，增加了页岩储层的渗透性，进而提高了页岩气的运移与渗流能力；酸化作用下伴随的水化作用对页岩孔裂隙沿层理面起裂、扩展延伸起促进作用，但是页岩酸化作用下的水化作用机制尚需进一步研究。

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煤田地质与勘探

2020年第03期

574

156
流固耦合作用下页岩破裂过程的数值模拟

作者(Author)：娄义黎, 邬忠虎, 王安礼, 左宇军, 刘镐, 孙文吉斌

摘要：为探究流固耦合作用下页岩的破裂过程和声发射特征，利用RFPA2D-Flow数值软件分别对黔北地区牛蹄塘组不同层理倾角页岩进行流固耦合数值模拟。研究表明：由于层理结构的影响，页岩抗压强度和弹性模量均表现出明显的各向异性。页岩的破裂过程可分为弹性、屈服和破坏3个阶段，随着层理倾角的变化，页岩最终表现出3种破坏模式，分别为斜I型、V型和火焰型。层理倾角不同的页岩，其破裂过程中的声发射信号演化规律不同。对低层理倾角(0°、15°、30°)的试样，累计AE曲线表现为“平缓—线性—台阶—平缓”的变化规律；高层理倾角(60°、75°、90°)试样的累计AE曲线呈现“平缓—线性—陡增”的变化规律；当a=45°时，累计AE曲线表现为“平缓—线性—激增—平缓—激增”的变化规律，且其AE计数出现两个峰值。

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煤田地质与勘探

2020年第01期

604

285
考虑断裂韧性影响的页岩气储层可压性评价方法

作者(Author)：张辰庆, 许江, 彭守建, 闫发志, 吴斌, 岳雨晴

摘要：可压性是衡量页岩气储层对压裂改造响应程度的重要依据，目前针对页岩可压性常用脆性指数对其进行评价。但在实际运用中存在脆性指数相近，实际压裂效果却差别甚远的问题。为了弥补利用脆性指数进行页岩气储层可压性评价的不足，在考虑断裂韧性影响的基础上引入临界机械能释放率，综合了Ⅰ型、Ⅱ型断裂韧性对岩石裂缝发育的影响，并定义平均临界机械能释放率。最后结合平均临界机械能释放率和脆性指数，初步建立了以裂缝发育指数为量化指标的页岩气储层可压性评价模型。基于焦石坝龙马溪组焦页48-2HF井测井资料，计算出其弹性模量、泊松比、Ⅰ型及Ⅱ型断裂韧性，并根据构建的裂缝发育指数模型，得出页岩储层可压性随埋深的变化关系。结合现场微震资料，验证了该模型能有效预测页岩气储层可压性随埋深的变化趋势，为页岩气实际开发过程中优选页岩储层压裂段提供可靠方法。

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煤田地质与勘探

2019年第05期

578

133
湘中与湘东南岩关阶组和龙潭组页岩气潜力

作者(Author)：曹涛涛, 邓模, 刘虎, 黄俨然, HURSTHOUSE Andrew Stefan

摘要：为了揭示湘中与湘东南坳陷海陆过渡相页岩含气潜力及勘探方向，对该区下石炭统岩关阶组和上二叠统龙潭组泥页岩进行总有机碳含量TOC、镜质体反射率Rran、干酪根碳同位素、有机质显微组成、X衍射、扫描电镜、孔渗特征和等温吸附等测试。结果表明岩关阶组和龙潭组处于成熟–高成熟期、类型以III型为主；龙潭组泥页岩TOC质量分数普遍较高、而岩关阶组泥页岩TOC较低。龙潭组和岩关阶关组泥页岩矿物主要为黏土矿物和石英，部分含有较高的方解石。这两套页岩的孔隙发育较差，主要孔隙类型为有机孔、溶蚀孔和层间裂缝。孔隙度为0.41%~3.03%、渗透率为(0.08~0.98)×10-3 μm2。孔隙度主要受TOC控制，不稳定矿物如长石和碳酸盐岩虽然能提供一定孔隙，但对页岩物性的影响有限。泥页岩的甲烷吸附量普遍在1.67~2.5 cm3/g，2015H-D3井龙潭组泥页岩现场解吸气量普遍大于0.5 cm3/g，最高为2.35 cm3/g，表明湘中和湘东南地区龙潭组具有一定的页岩气潜力，但岩关阶组勘探前景相对较差。

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煤田地质与勘探

2019年第04期

580

124
福建二叠系中统文笔山组页岩气储层条件分析

作者(Author)：陈泉霖

摘要：为丰富福建省页岩气资源调查评价的基础研究工作，以有机地球化学、岩石矿物成分和储层物性分析等实验为重点，结合野外地质调查、露头及钻井等资料，分析研究了福建省二叠系中统文笔山组页岩气储层地质条件。结果表明：福建二叠系中统文笔山组泥页岩干酪根为Ⅲ型；有机碳质量分数普遍在1%~2%，有机质丰度中等；Rran值介于3.76%~4.91%，泥页岩处于过成熟演化阶段；岩石脆性矿物普遍较低；泥页岩孔隙度中等，渗透率极低，微孔和中孔提供了气体吸附的主要场所。与国内外典型含气泥页岩相比，福建文笔山组具有形成页岩气的物质基础和埋藏条件，初步认为福建省中部龙岩一带可以作为下一步工作的重点区域。后期需要加强有机质成熟度和微观孔隙结构对储气性能的研究，了解研究区内泥页岩的吸附能力、孔隙形态及发育特征，为福建地区页岩气勘探开发提供指导作用。

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煤田地质与勘探

2019年第04期

480

146
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

226

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