页岩油气地质特点及难点（论文推荐曹涛涛等）
页岩油气地质特点及难点（论文推荐曹涛涛等）1. 湖南科技大学页岩气资源利用与开发湖南省重点实验室 2. 中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所 3. 页岩气评价与开采四川省重点实验室 作者单位 (3) 龙潭组和吴家坪组中干酪根对甲烷吸附的方式存在差异，前者通过表面吸附和长链结构线性分配提高吸附能力，后者通过微孔填充和表面吸附提高吸附能力。作 者 曹涛涛 1 曹清古2 刘 虎3 邓 模2 刘光祥2
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创新点
(1) 受沉积环境控制，龙潭组和吴家坪组页岩储层特征存在显著差异，龙潭组岩石类型为泥岩、粉砂岩和煤层，以富黏土矿物和III型干酪根为特征，优势孔隙类型为黏土矿物孔；吴家坪组岩石类型为硅质页岩和灰岩，以富脆性矿物和II1型干酪根为特征，优势孔隙类型为有机质孔。
(2) 有机碳含量和黏土矿物含量均对龙潭组泥页岩的吸附能力有控制作用，而吴家坪组泥页岩的吸附能力主要受有机碳含量控制。
(3) 龙潭组和吴家坪组中干酪根对甲烷吸附的方式存在差异，前者通过表面吸附和长链结构线性分配提高吸附能力，后者通过微孔填充和表面吸附提高吸附能力。
作 者
曹涛涛 1 曹清古2 刘 虎3 邓 模2 刘光祥2
作者单位
1. 湖南科技大学页岩气资源利用与开发湖南省重点实验室 2. 中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所 3. 页岩气评价与开采四川省重点实验室
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研究背景
我国海陆过渡相页岩气的勘探尚处于起步阶段 与之相关的研究也较少。近年来 国内对海陆过渡相页岩气进行了钻井勘探和现场解析 发现在湘中地区、鄂尔多斯盆地、南华北盆地和川东地区均具有较高的解析气含量 解析气量达1．30 ~2．29 cm3 / g。尽管这些海陆过渡相页岩气的产能低于涪陵和威远地区海相龙马溪组 仍反映了我国海陆过渡相页岩气具有不错的勘探潜力。
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摘 要
川东地区龙潭组/ 吴家坪组发育一套海陆过渡相泥页岩 其含气性特征及控制因素研究薄弱 制约着页岩气的勘探和研究。通过对泥页岩开展地球化学、储层孔隙类型、孔隙结构参数和甲烷吸附等测试 分析了有机碳含量等参数对吸附能力的影响。
结果表明 自川东南龙潭组至川东北吴家坪组 富有机质泥页岩形成的环境依次为滨岸沼泽、潮坪泻湖、浅水陆棚相和深水陆棚。龙潭组岩性主要为泥岩、粉砂岩和煤层 有机碳含量较高 多在2% 以上;矿物组成以黏土矿物为主 平均含量在42% ~70% 随沉积环境变化 黏土矿物组合面貌由以伊蒙混层 高岭石 伊利石为主转变为伊蒙混层 伊利石为主;吴家坪组岩性为硅质页岩和灰岩 有机碳含量为6．56% ~7．15%;矿物组成主要为石英 其次为黏土矿物和方解石。龙潭组泥页岩干酪根类型为III 型 有机质孔在镜质体和惰质体中发育较差、黏土矿物孔为优势孔隙类型;吴家坪组有机质为Ⅱ1 型 有机质孔为主要的孔隙类型 主要发育在腐泥质和固体沥青中。
采用三元Langmuir 模型对过剩吸附曲线进行校正后 在>5 MPa 时 绝对吸附量明显高于过剩吸附量。龙潭组泥页岩的兰氏体积普遍较高 介于2．19 ~6．98 cm3 / g 吴家坪组泥页岩的兰氏体积为2．08 ~3． 96 cm3 / g 龙潭组泥页岩较高的兰氏体积与其较高的比表面积有关。TOC 含量和黏土矿物含量是龙潭组/ 吴家坪组泥页岩兰氏体积的主控因素。
由于这两套泥页岩中有机质孔发育存在显著差异 有机质对甲烷的吸附方式可能明显不同。吴家坪组泥页岩中有机质通过提供大量的吸附位点促进甲烷吸附 而龙潭组Ⅲ型干酪根表面吸附及长链结构线性分配提高了甲烷吸附能力。海陆过渡相页岩中富黏土矿物的吸附作用使其吸
附能力显著增加 陆源碎屑石英含量的增加会降低泥页岩的吸附能力。
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文中部分图片
图1 川东地区龙潭组/ 吴家坪组沉积相展布
图2 川东地区龙潭组/ 吴家坪组矿物组成分布
图3 川东地区龙潭组/ 吴家坪组干酪根同位素(‰)和显微组成(%)变化趋势
图4 川东地区龙潭组泥页岩孔隙类型
图5 川东地区吴家坪组泥页岩孔隙类型
图9 川东地区龙潭组/ 吴家坪组泥页岩兰氏体积
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作者简介
曹涛涛，男， 1987年6月7日生，河南柘城人，副教授，硕士生导师，湖南省高等学校青年骨干教师，湖南科技大学青年创新人才。主要从事页岩气地质与地球化学方面的科研与教学工作。主持国家自然科学基金、湖南省自然科学基金、省重大科技专项子课题、中国石化科技攻关项目等5项。以第一作者/通讯作者发表学术论文30余篇，SCI/EI收录11篇，1篇入选ESI 1%高被引论文，1篇入选SCIENCE CHINA Earth Science 2017年热点论文和2018年最佳论文。担任AAPG Bulletin，Marine and Petroleum Geology，Journal of Petroleum Science and Engineering等期刊审稿人。获第十四届全国有机地球化学会议优秀论文奖，2019年度西南五省市区煤炭学术年会优秀论文奖。
研究方向
非常规油气地质与地球化学
主要成果
致力于我国南方高过成熟富有机质页岩储层孔隙演化、容烃与排烃等评价，分析了四川盆地三套海相富有机质页岩储层孔隙演化特征、量化了三套页岩的干酪根比表面积和物性参数，明确了储层的差异演化及其控制因素；系统研究了扬子地区海陆过渡相页岩气形成的地质条件和气体赋存条件，建立了随沉积环境演变海陆过渡相孔隙系统的演化模式，研究成果为川东地区龙潭组/吴家坪组页岩气和下扬子地区二叠系页岩气的勘探提供了有利的参考。
来源：
曹涛涛 曹清古 刘虎 等. 川东地区海陆过渡相泥页岩地球化学特征及吸附性能[J]. 煤炭学报 2020 45(4): 1445-1456.
CAO Taotao CAO Qinggu LIU Hu et al. Geochemical characteristics and adsorption capacity of marine-continental transitional mudrock in eastern Sichuan Basin[J]. Journal of China Coal Society 2020 45(4):1445-1456.
责任编辑：韩晋平编辑整理：刘旸审 核：常琛
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