摘要
本文以临汾-洪洞地区山西组泥页岩为研究对象，通过资料收集-野外地质调查-实验测试-理论分析，主要从储层特征、有机地化特征、孔裂隙特征和页岩气赋存与成藏特征四个方面进行研究，结果表明： 研究区山西组地层为海陆交互相沉积地层，属于三角洲沉积体系，岩性由泥页岩、粉砂质泥页岩、砂岩、粉砂岩、煤层等组成，泥质组分主要是微晶-隐晶的黏土矿物集合体，碎屑组分主要为石英、长石等颗粒，暗色泥页岩厚度较大，连续性较好，是页岩气开发的有利层段。黏土矿物含量平均可达57.4%，石英含量平均可达34.5%。黏土矿物、石英、长石、碳酸盐岩含量变化幅度大，黄铁矿仅在山西组底部样品中出现，说明沉积初期为强还原环境，体现了页岩垂向上具有较强的非均质性。泥页岩脆性系数主要集中在0.3-0.4之间，说明页岩整体上脆度总体偏低。 泥页岩有机质类型为Ⅲ型干酪根，有机碳含量主体介于1.0%~4.0%，其变动主要为受到沉积环境的控制；泥页岩Ro值在1.17%~1.67%之间，平均为1.39%，随深度的增加镜质组反射率略有增大，具有良好的生烃条件。页岩渗透率值介于0.0010727-0.0922997mD，平均0.0210838mD，渗透率差异较大。 山西组泥页岩孔裂隙发育，孔隙度多数处于1.40%~1.80%，总体分布较为稳定，但偏低。山西组泥页岩孔径范围主要集中在小孔和微孔，孔容可达6.8×10-4ml/g。孔径介于9.52~13.88nm，平均孔径在10.69nm。二氧化碳法测试和液氮法测试结果对比发现，2nm以上的小孔与微孔贡献了更大的孔体积，而2nm以下的微孔贡献了更多的总孔比表面积，孔隙形态为楔形/V型，微孔连通性较好。55℃时吸附气最大含量为0.72m3/t-1.48m3/t，平均为1.19m3/t；游离气含量为0.658227-1.06962m3/t，平均0.933861m3/t，总含气量主要介于0.9805-1.1978m3/t之间。 临汾-洪洞地区山西组泥页岩的热成熟-生烃演化可分为4个阶段，对有机质热演化程度影响最大的为燕山运动阶段，由于燕山岩浆热事件作用，地温梯度异常升高，有机质热演化程度得到大幅度提高。山西组页岩气成藏主控因素主要有下几个方面：构造作用促进有机质生烃及页岩气的运移和聚集；沉积环境控制页岩气成藏的物质来源、有效厚度、有机质丰度等；吸附气含量与孔体积和比表面积存在良好的正相关关系，孔隙度越高泥页岩含气量则越大。脆性矿物可以增强页岩的脆度和造缝能力；埋深影响页岩气的生产和聚集，研究区三分之二的地区山西组地层埋深超过2000m，研究区构造运动频繁，山西组地层经历过两次沉降和两次抬升，使得最大埋深超过3000m，较大的埋藏深度足够有机质发生热演化，生成大量天然气，有利于形成较大规模的页岩气藏。
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