頁(yè)巖氣儲(chǔ)層主要特征及其對(duì)儲(chǔ)層改造的影響分析

李熊（中國(guó)石油西南油氣田分公司蜀南氣礦，四川內(nèi)江642450）

頁(yè)巖氣儲(chǔ)層主要特征及其對(duì)儲(chǔ)層改造的影響分析

李熊（中國(guó)石油西南油氣田分公司蜀南氣礦，四川內(nèi)江642450）

頁(yè)巖氣儲(chǔ)層是一種非常規(guī)天然氣儲(chǔ)層，具有比較強(qiáng)的非均質(zhì)性，開發(fā)頁(yè)巖氣儲(chǔ)層時(shí)，需要在完井之后改造儲(chǔ)層，才能保證產(chǎn)能達(dá)到理想的狀態(tài)，而在進(jìn)行儲(chǔ)層改造的過程中，頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的特征會(huì)對(duì)其產(chǎn)生一定的影響，為了保證改造的效果，就需要了解頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的主要特征，基于此，本文首先介紹了頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的主要特征，接著分析了特征對(duì)儲(chǔ)層改造的影響。

頁(yè)巖氣儲(chǔ)層；特征；儲(chǔ)層改造；影響

在油氣資源中，頁(yè)巖氣屬于新型的礦種，吸附態(tài)、游離態(tài)就溶解態(tài)是頁(yè)巖氣賦存的主要形式。近年來，世界上各個(gè)國(guó)家都大力的開采頁(yè)巖氣，然而，開采的過程中，受到頁(yè)巖氣儲(chǔ)層特殊性的影響，開采的效果并不理想，為了實(shí)現(xiàn)商業(yè)開采的目的，必然要利用相應(yīng)的技術(shù)對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行改造，需要注意的是，改造儲(chǔ)層時(shí)，要在明確并尊重頁(yè)巖氣儲(chǔ)層特征的基礎(chǔ)上進(jìn)行。

1　頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的主要特征

1.1富含有機(jī)質(zhì)和粘土礦物

頁(yè)巖氣一個(gè)突出的特點(diǎn)為自生自儲(chǔ)，因此，頁(yè)巖氣儲(chǔ)層具有比較高的有機(jī)質(zhì)含量，這是儲(chǔ)層各項(xiàng)特征中的基本特征。根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)資料可知，在北美典型頁(yè)巖發(fā)育區(qū)中，頁(yè)巖氣儲(chǔ)層中均含有比較高的有機(jī)碳，比如在德拉華盆地中，頁(yè)巖氣儲(chǔ)層有機(jī)碳的含量平均在4.4%左右，在加拿大西部盆地中，儲(chǔ)層有機(jī)碳的含量均超過2%，最高層段的有機(jī)碳含量超過5.5%，從這些數(shù)據(jù)中可以看出，含有豐富的有機(jī)質(zhì)為頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的特征之一［1］。實(shí)際上，我國(guó)各地區(qū)頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的有機(jī)質(zhì)含量同樣也比較高，通過對(duì)下古生界牛蹄塘組中頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的有機(jī)碳含量調(diào)查可知，有機(jī)碳的含量均超過1%，比較豐富。

富含有機(jī)質(zhì)的頁(yè)巖氣儲(chǔ)層另外一個(gè)比較突出的特點(diǎn)為含有豐富的粘土礦物。美國(guó)Bossier頁(yè)巖中，儲(chǔ)層粘土礦物的含量超過了70%，非常豐富，而在我國(guó)的上揚(yáng)子地區(qū)下古生界頁(yè)巖氣儲(chǔ)層中，粘土礦物的含量超過了20%，最高層段可達(dá)到65%左右，平均50%左右，含量非常高。

1.2細(xì)小的礦物粒度

從巖石結(jié)構(gòu)上來看，頁(yè)巖的結(jié)構(gòu)為泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，巖石組成中，主要是細(xì)小的礦物粒度，實(shí)際上，礦物粒度在很大程度上由礦物晶體的細(xì)小程度來決定。而從沉積環(huán)境方面，深水、靜水等遠(yuǎn)離物源的環(huán)境為頁(yè)巖的主要環(huán)境，碎屑礦物經(jīng)過搬運(yùn)之后，出現(xiàn)在沉積環(huán)境中，搬運(yùn)時(shí)，必然會(huì)經(jīng)歷比較長(zhǎng)的距離，碎屑礦物的組分為細(xì)粒，多為泥級(jí)，粉砂級(jí)存在的含量非常少，這也決定了其泥質(zhì)結(jié)構(gòu)的特性［2］。

1.3極低的孔隙度和滲透率

頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的物性特征為孔隙度及滲透率非常低，依據(jù)美國(guó)的分析數(shù)據(jù)可知，儲(chǔ)層總孔隙度平均約為5.5%左右，測(cè)井孔隙度平均5.1%，而在滲透率方面，通常在0.1mD以下，喉道平均半徑尚不及0.005mm。我國(guó)頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的孔隙度及滲透率情況與國(guó)外比較接近，都比較小。

2　頁(yè)巖氣儲(chǔ)層特征對(duì)儲(chǔ)層改造的影響

2.1巖石組成的影響

在進(jìn)行儲(chǔ)層改造時(shí)，巖石組成在巖石力學(xué)性質(zhì)及巖石敏感性兩個(gè)方面產(chǎn)生影響。第一，巖石力學(xué)性質(zhì)的影響，巖石力學(xué)性質(zhì)中，主要的衡量參數(shù)包含兩個(gè)，一個(gè)是楊氏模量，衡量巖石剛性大小，楊氏模量越高時(shí)，頁(yè)巖的脆性越大，越有利于開采的順利進(jìn)行，另一個(gè)是泊松比，泊松比越小時(shí)，頁(yè)巖的脆性越大。儲(chǔ)層改造過程中，如果頁(yè)巖的脆性越差，壓裂的難度越高，裂隙越不容易產(chǎn)生，影響改造的效果。第二，頁(yè)巖敏感性的影響，頁(yè)巖的敏感性是指環(huán)境條件及流動(dòng)條件改變后，其物性特征的變化情況，在頁(yè)巖中，儲(chǔ)層敏感性的主要引起因素為粘土礦物、組合特征等，壓裂改造過程中，如果頁(yè)巖對(duì)壓力液體的敏感性越高，那么儲(chǔ)層改造的效果越好［3］。

2.2地質(zhì)環(huán)境的影響

在頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的地質(zhì)環(huán)境中，重要的兩個(gè)因素為天然裂隙和地應(yīng)力。天然裂隙對(duì)壓裂裂隙效果的影響比較大，壓裂過程中，人工裂隙與天然裂隙之間會(huì)存在一定的關(guān)系，而這正是天然裂隙產(chǎn)生影響的表現(xiàn)。壓裂過程中，與天然裂隙之間應(yīng)盡量多的溝通，從而提升改造的效果。對(duì)于地下的巖石單元體來說，會(huì)感受的3個(gè)應(yīng)力，這3個(gè)應(yīng)力來源于3個(gè)方向，相互之間垂直，其中，2個(gè)應(yīng)力為水平軸方向上的，1個(gè)應(yīng)力為垂直方向上的。我國(guó)地質(zhì)構(gòu)造是非常復(fù)雜的，且具備多樣性，應(yīng)力的分布狀況會(huì)存在一定的差異，儲(chǔ)層改造過程中，應(yīng)力會(huì)對(duì)效果產(chǎn)生比較大的影響。頁(yè)巖氣儲(chǔ)層中，天然裂隙比較多，而且水平應(yīng)力之間的差異比較小，因此，地質(zhì)條件的復(fù)雜性比較高，在進(jìn)行儲(chǔ)層改造的過程中，必然會(huì)產(chǎn)生比較大的影響，降低壓裂的效果。

3　結(jié)語

頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的主要特征為極低的滲透率及孔隙度，粘土礦物及有機(jī)質(zhì)的含量豐富，這些空間分布特征、巖石組成特征及地質(zhì)環(huán)境特征、物性特征均會(huì)對(duì)儲(chǔ)層改造的效果產(chǎn)生不同的影響，在進(jìn)行儲(chǔ)層改造之前，應(yīng)結(jié)合具體開采地點(diǎn)頁(yè)巖氣的實(shí)際情況，制定合理的施工方案，提升壓裂縫隙的效果，提高頁(yè)巖氣開采的產(chǎn)量。

［1］張曉明，石萬忠，徐清海等.四川盆地焦石壩地區(qū)頁(yè)巖氣儲(chǔ)層特征及控制因素［J］.石油學(xué)報(bào)，2015，（08）：926～939+953.

［2］陳尚斌，秦勇，王陽(yáng)等.中上揚(yáng)子區(qū)海相頁(yè)巖氣儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)非均質(zhì)性特征［J］.天然氣地球科學(xué)，2015，（08）：1455～1463.

［3］孫海成，湯達(dá)禎，蔣廷學(xué).頁(yè)巖氣儲(chǔ)層裂縫系統(tǒng)影響產(chǎn)量的數(shù)值模擬研究［J］.石油鉆探技術(shù)，2011，（05）：63～67.

李熊（1989-），男，漢族，四川省仁壽人，大學(xué)本科學(xué)歷，助理工程師，研究方向：天然氣開采。