[发明专利]一种泥页岩不同类型有机孔的预测方法

说明书

技术领域

本发明属于石油、地质、矿业勘探开发技术领域，具体地说，涉及以一种泥页岩有机孔的预测方法。

背景技术

由于不断攀升的能源需求和日益增大的能源压力，让泥页岩油气这一非常规能源受到越来越多的重视。泥页岩作为非常规油气储层的重要特征是自生自储，而泥页岩中的孔隙及孔喉小，孔隙结构复杂，如何研究页岩孔隙已经成为非常规油气首要解决的问题之一，其对页岩油气勘探层位选取、资源潜力评价和油气渗流能力计算具有重要意义。

有机质孔隙是指发育在有机质内部的粒内孔隙,是由固体干酪根转化为烃类流体而在干酪根内部形成的孔隙。干酪根的生烃作用能使有机质本身产生5-200nm左右的纳米级孔隙；在四川盆地寒武系和志留系高-过成熟海相页岩中的“有机质颗粒”内部发现大量微米-纳米级孔隙，这部分孔隙为亲油性的，一般不含水，是页岩油气的重要储存场所。研究显示，页岩对气的存储能力与页岩的有机质(有机碳)含量之间存在明显正相关关系。在成熟的泥页岩自生自储的系统内，有机生烃作用非常普遍，有机质生成烃后形成有机孔，是孔隙网络中的一部分，对增大泥页岩的储集空间十分有利。

现有国内外测试泥页岩孔隙度的方法有三种：镜下观察、流体渗入法(即压汞法)和氮气(或二氧化碳)吸附法。在上述三种测试泥页岩孔隙度的方法中：

(1)镜下观察法给出的形态特征仅是某一个截面的薄片，该方法不能测定样品的孔隙度大小。

(2)流体渗入方法(即压汞法)是储集空间表征的重要手段，该方法以汞作为非润湿性的流体，利用不润湿性的汞进入量和进入压力之间的关系，可以根据Washburn方程得出压力对应的孔喉半径，根据不同压力下进入的汞量即为压力对用孔喉半径下的孔隙度，该方法由于压力的限制，一般测量大孔隙(大于50纳米)，测得的孔隙度缺少部分纳米级尺寸的孔隙度，同时泥页岩中孔隙的形状和边界效应会对压汞法的测试结果造成部分影响，该方法无法较好地用于泥页岩中孔隙的实测。

(3)N₂(或CO₂)吸附法是通过N₂(或CO₂)吸附测定介孔(2～50nm)和微孔(＜2nm)的方法，该方法实现对流体渗入方法中缺失部分孔隙大小和孔径分布的测定，形成高压压汞 (MICP)-氮气(N₂)吸附-二氧化碳(CO₂)吸附流体法，由于该方法测定介孔(2～50nm)和微孔(＜2nm)的孔容和孔径分布受到页岩粉碎程度、页岩含水量和页岩非均质性等方面因素影响，并且该方法多给出孔径分布曲线，无法较好地用于泥页岩中孔隙的实测，且目前还未见相关文献中公开采用该方法测定孔隙度大小的应用。

公布号为CN103454198A、申请号为201310144945.6的中国专利申请公开了一种泥页岩孔隙度检测方法，以代表性泥页岩样品和原油样品的热模拟实验为基础，利用化学动力学方法计算干酪根成油、干酪根成气和原油裂解成气的化学动力学参数，结合目地层埋藏史和热史，确定研究层段泥页岩干酪根成油、干酪根成气和原油裂解成气转化率；利用目地层泥页岩残余氢指数和残余有机碳数据，结合干酪根成油、干酪根成气和原油裂解成气转化率，恢复目地层泥页岩原始氢指数和原始有机碳；利用目地层泥页岩样品的Ar离子抛光薄片分析泥页岩有机孔隙压缩系数；计算目地层段泥页岩样品有机孔隙度。该方法能计算泥页岩储层有机孔隙度，计算精度高、易于操作。

目前，国内外的学者已经开始尝试利用氩离子抛光技术对页岩样品进行处理，在高分辨率扫描电镜下观察页岩纳米级孔隙与微裂缝的结构特征，对泥页岩烃源岩的孔隙形态特征进行了初步的探索。

在陆相断陷湖盆中，由于沉积环境和后期演化等因素的制约，烃源岩存在着强烈的非均质性。有机质不均匀分布的特性给有机孔预测乃至生排烃评价、以及资源预测带来了严重影响。因此正确认识有机孔的非均质性，较细致地刻画烃源岩这些参数分布的非均质性，对非常规陆相湖盆泥页岩油气的勘探和开发非常重要。但是以上技术方法均是对实际样品而言，测量方法昂贵、成本高，并且有限的样品不能反映真实的复杂的具有强烈非均质性的泥页岩实际情况。