南方海相页岩气赋存状态演化规律

摘要

首先,基于Langmuir方程,以高温和高压状态下甲烷等温吸附实验为基础,利用多元线性回归法,建立温度和压力耦合控制的扩展Langmuir方程,计算储层不同温度和压力条件下页岩吸附甲烷能力;其次,基于实际气体状态方程,计算地下储层温度和压力条件下最大游离气含量;最后,结合地层埋藏史,建立南方海相页岩气赋存状态演化模式。研究结果表明:随深度增加,在温度和压力耦合控制下,页岩吸附甲烷能力先增加后降低;随有机碳质量分数(w(TOC))增大,页岩吸附甲烷能力增加,达到最大吸附能力时的深度也随之增加;根据吸附气与游离气赋存比例,从地表到地下可依次划分出混合气带、吸附气带和游离气带;南方海相页岩气赋存状态演化过程可划分为4个阶段,即早期生物游离气阶段、热解吸附气阶段、热解游离气阶段和游离气吸附阶段;地层达到最大埋深后开始抬升,生气过程停止,游离气储集能力开始逐渐降低,页岩吸附能力逐渐增加。若页岩地层保存条件差,游离气不断散失,页岩储层中将以吸附气为主(渝东南地区);若保存条件好,则游离气得以保存,形成超压,页岩气将以游离气为主(焦石坝地区)。