廣州地化所在高成熟頁巖納米孔隙發(fā)育的研究方面取得重要進(jìn)展
我國南方下古生界廣泛發(fā)育下志留統(tǒng)與下寒武統(tǒng)兩套富有機(jī)質(zhì)的海相頁巖,具有巨大的頁巖氣資源勘探開發(fā)潛力。目前,我國的頁巖氣勘探在四川盆地涪陵、威遠(yuǎn)-長寧等地區(qū)的下志留統(tǒng)頁巖取得突破,獲得工業(yè)頁巖氣產(chǎn)能;然而在資源潛力預(yù)測最大的下寒武統(tǒng)頁巖尚未獲得工業(yè)產(chǎn)能。相比于下志留統(tǒng)頁巖,下寒武統(tǒng)頁巖生油窗時期經(jīng)歷了較高程度的排烴過程,導(dǎo)致其在高演化階段固體瀝青含量偏低,而固體瀝青在高演化階段對頁巖有機(jī)質(zhì)納米孔隙發(fā)育具有十分重要的貢獻(xiàn)。因此,生油窗時期頁巖排烴效率的差異可能是導(dǎo)致這兩套頁巖含氣性優(yōu)劣的重要原因。此外,南方下古生界頁巖在地質(zhì)歷史時期經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造運(yùn)動,埋藏深度普遍大于7千米,地層壓力條件的變化勢必會對頁巖原有的孔隙系統(tǒng)造成影響。
中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所有機(jī)地球化學(xué)國家重點(diǎn)實驗室熊永強(qiáng)團(tuán)隊通過高溫高壓熱模擬實驗與低壓CO2-N2氣體吸附法在探究排烴效率和壓力對高成熟度頁巖納米孔隙發(fā)育影響方面取得了進(jìn)展。研究表明,排烴效率對高演化階段頁巖中的微孔(孔徑小于2nm)和小介孔(孔徑2-10nm)發(fā)育具有十分重要的影響,但是對于孔徑大于10nm的納米孔隙發(fā)育過程無明顯影響(圖1)。當(dāng)頁巖在生油窗時期經(jīng)歷較高程度的排烴過程,即排出占其60% TOC含量的有機(jī)質(zhì)后,在高演化生氣階段會損失52%-72%的納米孔隙(孔徑小于10nm)發(fā)育潛力。另外,較高的壓力有利于高演化階段頁巖中微孔(孔徑小于2nm)和小介孔(孔徑2-10nm)發(fā)育(圖2)。
該研究獲得國家自然科學(xué)基金及中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項的聯(lián)合資助。相關(guān)成果發(fā)表在Marine and Petroleum Geology雜志上。
論文信息:Liu, Yuke; Xiong, Yongqiang; Li, Yun; Peng, Ping'an. Effects of oil expulsion and pressure on nanopore development in highly mature shale: Evidence from a pyrolysis study of the Eocene Maoming oil shale, south China. MARINE AND PETROLEUM GEOLOGY, 2017, 86: 526-536. DOI:10.1016/j.marpetgeo.2017.06.012

圖1不同排烴效率下頁巖納米孔隙發(fā)育情況對比

圖2 不同壓力條件下頁巖納米孔隙發(fā)育情況對比
(有機(jī)地球化學(xué)國家重點(diǎn)實驗室 & 所綜合辦公室 供稿)

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