[发明专利]一种定量评价页岩系统封闭性的方法及系统

说明书

本发明属于非常规油气地质技术领域，公开了一种定量评价页岩系统封闭性的方法及系统，页岩系统早期封闭能力评价；页岩系统晚期封闭能力评价；页岩系统封闭能力综合评价。本发明基于光学显微镜和高精度场发射扫描电镜，在定性识别的基础上定量统计页岩储层沥青含量及孔隙结构参数，建立定量评价页岩系统封闭性方法，并将页岩层系划分为早期封闭晚期封闭、早期封闭晚期开放、早期开放晚期封闭和早期开放晚期开放4种页岩封闭类型，这对于准确评价页岩保存条件和勘探潜力具有重要意义。本发明运用实测地层压力和页岩气井的实际生产数据对评估的页岩系统封闭性进行检验，通过判别和对比使得更具有科学性。

技术领域

本发明属于非常规油气地质技术领域，尤其涉及一种定量评价页岩系统封 闭性的方法及系统。

背景技术

目前，在复杂的地质演化过程中，页岩系统封闭性直接影响页岩储层的含 油气性。一般而言，当页岩系统封闭性较好时，油气分子可以在页岩储层中大 量聚集成藏且发育超压，有机质孔隙在流体压力的支撑下具有较大的孔径和规 则的形态，压裂后普遍具有高产页岩气流，整体表现为超压富气。相反，当页 岩系统封闭性较差时，烃类物质的大量散失导致地层整体表现为常压或负压，有机质孔隙因缺少流体压力的支撑而坍塌、变形或闭合，压裂后页岩气产能较 低，表现为常压含气或负压贫气。总的来说，页岩系统封闭性定量评价可以为 页岩气高效勘探开发提供科学依据。

目前国内外学者通常根据断裂-裂缝发育程度或地层压力等指标来定性评价 页岩系统封闭性。然而，在实际应用过程中，这些指标存在不确定性。例如页 岩裂缝较发育时可因页岩顶底板条件好或者页岩本身裂而不破形成裂缝型页岩 气藏，此时页岩系统封闭条件依然较好。此外，较高的地层压力有可能来源于地应力，而非页岩生烃增压形成的超压。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有的根据断裂-裂缝发育 程度或地层压力等指标来定性评价页岩系统封闭性的方法存在不确定性。

解决以上问题及缺陷的难度为：不同尺度断裂-裂缝发育程度及形成时期难 以准确预测，并且断裂-裂缝和地层压力是间接评价页岩系统封闭性的指标。

解决以上问题及缺陷的意义为：可以直接、准确、定量的评价页岩系统封 闭性。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种定量评价页岩系统封闭性的 方法及系统，尤其涉及一种利用光学显微镜和扫描电镜评价非常规页岩系统封 闭能力的方法及系统，旨在解决现有评价指标存在的不确定性问题。

本发明是这样实现的，一种定量评价页岩系统封闭性的方法，所述定量评 价页岩系统封闭性的方法包括以下步骤：

步骤一，进行页岩系统早期封闭能力评价；

步骤二，进行页岩系统晚期封闭能力评价；

步骤三，进行页岩系统封闭能力综合评价。

进一步，所述步骤一中的页岩系统早期封闭能力评价包括：

(1)在光学显微镜下定性识别沥青含量，进行定性判断，包括通过反射光 直接观测和油浸条件下观测两种方式。在光学显微镜下，沥青通常充填在矿物 颗粒之间，呈灰白色或米白色。

(2)在高分辨率扫描电镜的低倍数图像下，统计有机质在二维平面上的发 育程度。将低倍数图像分为数个适当大小的区域并逐一放大，根据有机质内部 孔隙差异，识别并定量统计出干酪根含量，计算出沥青在二维图像上的面含量。

进一步，所述有机质包括沥青和干酪根，所述干酪根和沥青的识别标准为：

①干酪根为原始沉积、未发生迁移的有机质，与陆源矿物紧密结合；沥青 是成岩中-后期由于生烃作用产生的具有流动性质的有机物，常见于残留粒间孔、 化石腔体以及后期溶蚀形成的粒内孔位置，周缘常见自生矿物；