頁巖氣儲(chǔ)層地化參數(shù)影響因素

王亞森

（西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安 710065）

頁巖氣是指主體位于泥頁巖體系之中，主要以吸附態(tài)和游離態(tài)為主的一類非常規(guī)天然氣藏[1]。為了更好地對頁巖氣儲(chǔ)層地化參數(shù)進(jìn)行評價(jià)，需要厘清頁巖氣儲(chǔ)層地化參數(shù)的影響因素，本文通過文獻(xiàn)調(diào)研，對泥頁巖儲(chǔ)層地化參數(shù)的影響因素進(jìn)行總結(jié)。

1 總有機(jī)碳含量

總有機(jī)碳含量是烴源巖中的碳含量占巖石體積的百分比[2-3]。按沉積環(huán)境劃分，含氣頁巖可初步劃分為分為海相和陸相兩種。頁巖總有機(jī)碳影響因素見表1。

表1 總有機(jī)碳含量的影響因素及機(jī)制 [4-6]

2 鏡質(zhì)體反射率

鏡質(zhì)體反射率是指鏡質(zhì)組磨片表面的反射光強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度之比[7]。鏡質(zhì)體反射率的影響因素有溫度、鏡質(zhì)組類型及有機(jī)質(zhì)類型等，溫度是鏡質(zhì)組熱演化過程中的主要因素。見表2。

3 熱成熟

熱成熟度是指烴源巖有機(jī)質(zhì)向油氣轉(zhuǎn)化的程度[9]。當(dāng)熱成熟度達(dá)到一定程度時(shí)，有機(jī)質(zhì)才能生成天然氣。目前認(rèn)為影響有機(jī)質(zhì)成熟度主要有三大因素：溫度、壓力和沉積速率[10-11]。

表2 鏡質(zhì)體反射率的影響因素及影響機(jī)制 [8]

圖1 Antrim頁巖總有機(jī)碳含量與含氣量關(guān)系圖 [2]

1） 溫度因素

溫度在有機(jī)質(zhì)的熱成熟演化過程中起著主要的作用，一般隨著烴源巖埋深的增加，溫度會(huì)逐漸增加，有機(jī)質(zhì)成熟度也會(huì)隨之升高。梁剛等[12]認(rèn)為：溫度因素包括烴源巖表面的溫度和烴源巖在熱演化過程中周圍介質(zhì)的溫度，深水區(qū)的低海底溫度對有機(jī)質(zhì)的熱演化過程具有抑制作用，而且隨著時(shí)間的增長，抑制作用也會(huì)隨之增大。

2）沉積速率因素

熊小峰等[11]認(rèn)為：當(dāng)烴源巖埋深相同時(shí)，晚期快速沉積的有機(jī)質(zhì)的熱成熟度較低。梁剛等[12]認(rèn)為：低沉積速率對有機(jī)質(zhì)的熱演化程度有著促進(jìn)作用。王秀平等[13]認(rèn)為：低沉積速率不利于有機(jī)質(zhì)的富集。

3） 壓力因素

Hill等[14]認(rèn)為：在某種限定范圍內(nèi)，壓力對有機(jī)質(zhì)的熱演化有著促進(jìn)作用，而過高的壓力又會(huì)對有機(jī)質(zhì)的熱演化有著抑制作用。也就是說，適當(dāng)?shù)膲毫τ袡C(jī)質(zhì)的熱演化過程具有促進(jìn)作用。

4 生烴潛力

生烴潛力指的是烴源巖中的殘留烴（S1）與熱解烴（S2）之和，它是對烴源巖進(jìn)行儲(chǔ)層評價(jià)時(shí)的重要指標(biāo)[15]。

1）總有機(jī)碳含量

不管是由生物成因氣或者熱成因氣及兩者混合形成的烴源巖，總有機(jī)碳含量在烴源巖生烴過程中都發(fā)揮著重大作用。Gareth等認(rèn)為：Antrim頁巖中總有機(jī)碳含量和含氣量呈明顯正比例關(guān)系（圖1）。而且，烴源巖中的有機(jī)質(zhì)既是天然氣生成的來源，又可以讓氣體吸附在有機(jī)質(zhì)孔的表面。

2）有機(jī)質(zhì)成熟度

在烴源巖有機(jī)質(zhì)向烴類熱演化的整個(gè)過程中都會(huì)或多或少地伴隨著氣體的生成，隨著熱演化的不斷進(jìn)行，氣體的生成量也會(huì)隨之增加。因此，一般烴源巖的生烴能力與有機(jī)質(zhì)成熟度存在線性關(guān)系，即頁巖氣隨烴源巖的成熟度升高，氣體的生成量也會(huì)不斷增加。

3） 干酪根類型

一般認(rèn)為，干酪根主要有三種類型，不同類型的干酪根所主導(dǎo)的生氣期也會(huì)有所不同。例如Ⅰ型干酪根的主要生氣期是Ro處于1.2%～2.3%，Ⅱ型干酪根的主要生氣期是Ro處于1.1%～2.6%，Ⅲ型干酪根的主要生氣期是Ro處于0.7%～2.0%[2]。但是，對于熱演化程度比較高的烴源巖來說，干酪根類型對生烴潛力的影響較小，這時(shí)總有機(jī)碳含量和有機(jī)質(zhì)成熟度是生烴潛力的主要影響因素。

5 結(jié)語

通過上述研究發(fā)現(xiàn)：有機(jī)質(zhì)來源與沉積環(huán)境對有機(jī)質(zhì)富集影響大；在一定范圍內(nèi)，鏡質(zhì)體反射率與溫度呈正相關(guān)；溫度在有機(jī)質(zhì)的熱成熟演化過程中具有重要的作用；總有機(jī)碳含量、干酪根類型及熱成熟度等都在不同程度上影響著烴源巖的生烴潛力。