页岩气储层浅表样品垂向风化特征——以贵州习水龙马溪组页岩为例.docx

页岩气储层浅表样品垂向风化特征——以贵州习水龙马溪组页岩为例
摘要
页岩气作为一种新兴的清洁能源，在能源领域受到了越来越多的关注。而页岩气的储层顶部的垂向风化特征也成为了研究的重点之一。本文以贵州习水龙马溪组页岩为研究对象，通过野外调查和室内分析等方法，研究了垂向风化对页岩气储层的影响。研究结果表明，龙马溪组页岩储层主要受到了化学风化和物理风化的影响，形成了颜色的变化、粘壤性的改变、孔隙度的增加等特征。此外，页岩的风化程度与沉积环境、构造活动和地质年代等因素密切相关。这一研究结果为页岩气勘探和开发提供了重要的参考价值。
关键词：页岩气；储层；垂向风化；龙马溪组；贵州
Abstract
Asanewemergingcleanenergy,shalegashasattractedmoreandmoreattentioninthefieldofenergy.Theverticalweatheringcharacteristicsofshalegasreservoirshavealsobecomeoneofthekeyresearchtopics.ThispapertakestheLongmaxiFormationshaleinXishui,Guizhouastheresearchobject,andstudiestheinfluenceofverticalweatheringonshalegasreservoirsthroughfieldsurveyandindooranalysismethods.TheresearchresultsshowthattheLongmaxiFormationshalereservoirismainlyaffectedbychemicalweatheringandphysicalweathering,whichleadstochangesincolor,consistency,andanincreaseinporosity.Inaddition,thedegreeofshaleweatheringiscloselyrelatedtosedimentaryenvironment,tectonicactivity,andgeologicalage.Thisresearchresultprovidesimportantreferencevalueforshalegasexplorationanddevelopment.
Keywords:shalegas;reservoir;verticalweathering;LongmaxiFormation;Guizhou
引言
页岩气作为地球上最大的非常规天然气储量，已经成为解决能源供给问题和控制温室气体排放的重要手段之一。而储层顶部的垂向风化特征是影响页岩气储层物性及产能的重要因素之一。对于页岩气勘探和开发来说，研究垂向风化的作用及其机理是十分必要的。
本文以贵州习水龙马溪组页岩为研究对象，通过野外观察和室内分析等方法，研究了垂向风化对页岩气储层的影响，以期为页岩气勘探开发提供参考依据。
一、贵州习水龙马溪组页岩储层特征
贵州习水龙马溪组是具有典型地质特征的页岩气储层。页岩气资源主要存在于下二叠统的石膏岩下部的龙马溪组中，厚度为20-50m，主要由黑色泥岩、页岩和砂岩组成。
在龙马溪组中，页岩的中风化程度随深度逐渐加剧，垂向分布存在显著的不均匀性。通常情况下，页岩储层的风化程度有利于页岩气的开采，但是如果页岩风化严重，会导致岩层强度降低，孔隙度增加，最终影响页岩气开采效果。
二、垂向风化特征
通常情况下，页岩气储层的垂向风化特征主要与化学风化和物理风化相关。
1.化学风化
矿物颜色的改变是页岩垂向风化的一个显著标志。矿物颜色的改变主要与铁的氧化还原状态有关。例如，在酸性环境下，铁被还原成二价离子，导致黄铁矾变成白铁矾，同时也使得绿泥石变成白云母。在中性或碱性环境下，铁被氧化成三价离子，导致黄铁矾变为铁锈、绿泥石变成绿色铁矾等。
2.物理风化
物理风化是由于物理力学作用导致岩石发生颗粒的分离和移动的过程。物理风化的主要方式有冻融作用、化学风化、植物根系的侵蚀和水蚀。
在龙马溪组页岩中，物理风化的主要方式是冻融作用和水蚀。随着季节的变化，水从裂缝中渗入，然后在石膏岩、黑色泥岩和页岩中形成大量的冰晶，导致岩石的表层受到挤压和撕裂。这些挤压和撕裂会导致岩层表面的颗粒逐渐与下方的颗粒分离，从而产生孔洞和裂缝。
三、影响页岩气开采的因素
对于页岩气的探测和开采，垂向风化的程度是一个重要的参数。垂向风化会显著影响页岩储层的孔隙度、渗透率、毛细管压力以及抗压强度等物性参数。此外，页岩气储层的垂向风化程度还会受到以下因素的影响：
1.沉积环境
页岩气储层的垂向风化程度与其沉积环境密切