李熊（中國石油西南油氣田分公司蜀南氣礦，四川內(nèi)江642450）

頁巖氣儲層主要特征及其對儲層改造的影響分析

李熊（中國石油西南油氣田分公司蜀南氣礦，四川內(nèi)江642450）

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

頁巖氣儲層；特征；儲層改造；影響

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

1　頁巖氣儲層的主要特征

1.1富含有機質(zhì)和粘土礦物

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

富含有機質(zhì)的頁巖氣儲層另外一個比較突出的特點為含有豐富的粘土礦物。美國Bossier頁巖中，儲層粘土礦物的含量超過了70%，非常豐富，而在我國的上揚子地區(qū)下古生界頁巖氣儲層中，粘土礦物的含量超過了20%，最高層段可達到65%左右，平均50%左右，含量非常高。

1.2細小的礦物粒度

從巖石結構上來看，頁巖的結構為泥質(zhì)結構，巖石組成中，主要是細小的礦物粒度，實際上，礦物粒度在很大程度上由礦物晶體的細小程度來決定。而從沉積環(huán)境方面，深水、靜水等遠離物源的環(huán)境為頁巖的主要環(huán)境，碎屑礦物經(jīng)過搬運之后，出現(xiàn)在沉積環(huán)境中，搬運時，必然會經(jīng)歷比較長的距離，碎屑礦物的組分為細粒，多為泥級，粉砂級存在的含量非常少，這也決定了其泥質(zhì)結構的特性［2］。

1.3極低的孔隙度和滲透率

頁巖氣儲層的物性特征為孔隙度及滲透率非常低，依據(jù)美國的分析數(shù)據(jù)可知，儲層總孔隙度平均約為5.5%左右，測井孔隙度平均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。我國頁巖氣儲層的孔隙度及滲透率情況與國外比較接近，都比較小。

2　頁巖氣儲層特征對儲層改造的影響

2.1巖石組成的影響

在進行儲層改造時，巖石組成在巖石力學性質(zhì)及巖石敏感性兩個方面產(chǎn)生影響。第一，巖石力學性質(zhì)的影響，巖石力學性質(zhì)中，主要的衡量參數(shù)包含兩個，一個是楊氏模量，衡量巖石剛性大小，楊氏模量越高時，頁巖的脆性越大，越有利于開采的順利進行，另一個是泊松比，泊松比越小時，頁巖的脆性越大。儲層改造過程中，如果頁巖的脆性越差，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，頁巖敏感性的影響，頁巖的敏感性是指環(huán)境條件及流動條件改變后，其物性特征的變化情況，在頁巖中，儲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，如果頁巖對壓力液體的敏感性越高，那么儲層改造的效果越好［3］。

2.2地質(zhì)環(huán)境的影響

在頁巖氣儲層的地質(zhì)環(huán)境中，重要的兩個因素為天然裂隙和地應力。天然裂隙對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存在一定的關系，而這正是天然裂隙產(chǎn)生影響的表現(xiàn)。壓裂過程中，與天然裂隙之間應盡量多的溝通，從而提升改造的效果。對于地下的巖石單元體來說，會感受的3個應力，這3個應力來源于3個方向，相互之間垂直，其中，2個應力為水平軸方向上的，1個應力為垂直方向上的。我國地質(zhì)構造是非常復雜的，且具備多樣性，應力的分布狀況會存在一定的差異，儲層改造過程中，應力會對效果產(chǎn)生比較大的影響。頁巖氣儲層中，天然裂隙比較多，而且水平應力之間的差異比較小，因此，地質(zhì)條件的復雜性比較高，在進行儲層改造的過程中，必然會產(chǎn)生比較大的影響，降低壓裂的效果。

3　結語

頁巖氣儲層的主要特征為極低的滲透率及孔隙度，粘土礦物及有機質(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、物性特征均會對儲層改造的效果產(chǎn)生不同的影響，在進行儲層改造之前，應結合具體開采地點頁巖氣的實際情況，制定合理的施工方案，提升壓裂縫隙的效果，提高頁巖氣開采的產(chǎn)量。

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

［2］陳尚斌，秦勇，王陽等.中上揚子區(qū)海相頁巖氣儲層孔隙結構非均質(zhì)性特征［J］.天然氣地球科學，2015，（08）：1455～1463.

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

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