构造演化对页岩气聚集和赋存的控制作用——以鄂尔多斯盆地为例

摘要

与北美地区页岩气主要形成于海相富有机质泥页岩层系相比,中国沉积盆地在多旋回的构造演化过程中,发育了海相、陆相及海陆过渡相３类富含有机质的泥页岩层系,具有"多层系、多类型、多演化、多成因"的特点.陆相页岩盆地以鄂尔多斯盆地最为典型,也是目前中国陆相页岩气取得突破的主要区域.鄂尔多斯盆地的多期构造演化对页岩储层的沉积厚度、孔隙类型、孔隙结构、矿物组成、有机质成熟度以及裂缝特征等储层特性都有一定的影响.盆地热演化和构造变形作用共同决定页岩的有机质成熟度，而不同成熟度的页岩其有机质孔隙发育程度不同，对页岩气的吸附能力也存在差异，最终会影响页岩气的赋存状态和含量。2009年，Ross和Bustin在研究不同成熟度页岩的吸附性能时发现，高成熟页岩单位质量有机质中具有相对更大的微孔体积和比表面，相对低成熟页岩来说，吸附能力受控于有机碳的特性在高成熟度页岩中体现更加明显。成岩过程中，黏土矿物的转化可导致相关孔隙结构的变化，进而影响无机组分吸附页岩气的作用。因此，黏土矿物对页岩的吸附性能也有重要影响，尤其在低TOC的页岩中，伊利石等黏土矿物具有微孔结构，也能够吸附气体，相关研究表明，页岩总孔隙度可随着Si/AI值的降低而增大。随着成熟度增加，页岩储集层的主要孔隙网络系统由无机孔隙向有机质孔隙转变，有利于提高页岩吸附能力。