泥页岩岩相对发展页岩气大有裨益

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　近两年，我国页岩气开发正稳步有序推进。然而，目前我国在页岩气勘探开发领域的技术储备还比较薄弱，不适合仓促地开辟页岩气探区，而应集中力量首先在四川盆地、鄂尔多斯盆地等地质资料丰富的地区识别页岩气有利区，从而降低风险。泥页岩岩相识别近年来发展迅速，是在区域或盆地尺度上识别页岩气有利区的有效技术手段。
　　不同学者对泥页岩岩相的定义有所不同，大体可以归纳为两类：一类根据泥页岩纹理、结构等特征为主定义泥页岩岩相，另一类根据矿物组成、有机质含量等定义岩相。研究显示，基于矿物组成和有机质含量定义泥页岩岩相结合有机质热演化程度和天然裂缝分布特征，能非常准确地识别页岩气有利区，是页岩气储层表征的重要内容。其重要的研究意义表现在以下几个方面。
　　基于矿物组成和有机质含量定义泥页岩岩相是页岩气储层特征决定的
　　页岩气储层的地质特征可以概括为四大方面，即自生自储、大面积连续成藏，低孔、特低渗、富含有机质，构造、生烃成因的天然裂隙发育，吸附态、游离态页岩气并存。其中，低孔隙度和特低渗透率对页岩气的开发影响最大，导致其开发难度远远高于常规油气，通常需要利用水平井增大泄油（气）面积、利用人工大型水利压裂增加有效渗流通道来获取工业气流。北美页岩气开发实现商业化，正是由于水平钻井和多阶段水力压裂技术实现了突破。因此，页岩气储层评价的首要任务是为水平钻井和多阶段水力压裂提供地质支持。
　　在页岩气储层的众多属性中，矿物组成对水力压裂的影响最显著。组成页岩气储层的矿物可以分为四大类：硅质矿物（主要是石英和长石）、碳酸盐矿物（主要是方解石和白云石）、黏土矿物（主要是伊利石、绿泥石和云母）和微量矿物（主要为黄铁矿、重晶石）。石英和长石是一种脆性矿物，能增加泥页岩的脆性，从而有利于水力压裂的实施和天然裂隙的发育，并且在页岩气的开发过程中维持裂隙处于开启状态。石英和长石对气体几乎没有吸附能力，同等条件下，石英含量越高游离态页岩气所占的比重越大。黏土矿物易发生塑性变形，降低泥页岩脆性，部分黏土矿物还具有水敏效应，从而增加压裂难度。同时，黏土矿物的存在会增加吸附态页岩气的比重。碳酸盐矿物在泥页岩中起的作用非常复杂：当含量相对较小时，碳酸盐矿物难以胶结成岩，一方面破坏了粒间孔隙，另一方面却增加了泥页岩的脆性，在压裂中适当地添加酸能提高水力压裂的效果；而当碳酸盐岩矿物含量较大时会胶结成岩，形成碳酸盐岩条带，当其规模较大时会形成碳酸盐岩夹层，对页岩气储层储量评价、岩石机械力学性质和水力压裂有重大影响。微量矿物对泥页岩测井评价具有重要影响，而对泥页岩岩石力学性质的影响基本可以忽略。另外，页岩气自生、自储于富有机质泥页岩中，气体含量与有机质含量关系密切，是识别页岩气富集区的重要指标。因此，基于矿物组成和有机质含量定义泥页岩岩相与岩石脆性和气体含量关系密切，是设计水平钻井井位和水力压裂方案的重要基础地质资料。
　　寻找可压裂的富有机质泥页岩是页岩气勘探思路的重要转变
　　人们对页岩气系统中天然裂隙作用的认识经历了一个漫长的过程。
　　在19世纪50年代至20世纪50年代页岩气勘探开发的早期阶段，地质学家和石油工程师们认为页岩气主要以游离态存在于泥页岩裂隙中，天然裂隙不仅提供了主要的存储空间，而且提供了重要的渗流通道。因此，历史上一度以寻找裂缝性泥页岩为主要指导思想来进行页岩气的勘探开发。随着水平钻井技术和水力压裂技术在巴奈特页岩中的成功应用，有效解决了泥页岩基质渗透率太低而不能提供有效渗流通道的问题，天然裂隙不再是泥页岩成为储层的必要条件。另外，天然裂缝发育的区域，特别是在断层附近，不仅对页岩气的保存不利，还可能造成人工压裂液的大量漏水，进而对水力压裂产生负面影响。因此，寻找可压裂的富有机质泥页岩开始逐渐被油气地质学家接受，并逐渐发展为目前的主导思想，极大地扩展了页岩气的勘探范围，在客观上促进了页岩气产业的蓬勃发展，也标志着进入现代页岩气研究阶段。而可压裂的富有机质泥页岩与泥页岩岩相密切相关固控设备。

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