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页岩气作为一种越来越重要的非常规天然气,具有资源量大、生产寿命长、产量稳定的特点。美国是世界上最早发现和规模化开采页岩气的国家,我国正处于页岩气研究和勘探开发的起步阶段。目前我国的研究主要集中在页岩气成藏条件和有利区优选方面,特别是富含有机质泥页岩优选方面,优选出了一些页岩气发育远景区,对很多地区的页岩进行了勘探评价,如中上扬子地区、鄂尔多斯盆地、渤海湾盆地等。我国在这些地区有巨厚有机质页岩沉积,并有良好的生烃潜力。而闽西南、淮南矿区作为我国煤层主采区,是否也具有比较可观的页岩气勘探开发价值?本文就针对这个问题对闽西南翠峰沟、仙亭、曲斗等地区/矿区附近及井下,以及淮南矿区潘一矿、潘二矿、新庄孜矿、张北矿、谢一矿、口子东矿井下所采集的含有机质页岩样品进行了残余碳分析实验、荧光显微镜及显微镜光度计实验、X射线衍射实验、高压压汞测试、低温液氮测试等,分析了有机质参数、矿物组成及赋气孔隙参数,得出了淮南和闽西南地区含有机质页岩的特征,这将对我国华夏陆块闽西南二叠系、淮南矿区石炭-二叠系页岩的储层特征研究及页岩气勘探前景预测提供理论依据。研究结果表明: (1)采用TOC残余碳分析实验、荧光显微镜及显微镜光度计实验等,认为闽西南二叠系页岩含碳量中等,为0.15%~2.71%,有机质成熟度高,在3.51%~4.33%之间;淮南矿区含碳量低-中-高均有,为0.06%~8.58%,有机质成熟度低-中等,为0.61%~1.48%。 (2)储层矿物组成方面,利用X射线衍射实验进行全岩分析,结果显示:闽西南页岩粘土矿物占38.2%~49.6%,含量较高,主要为伊利石,含少量的绿泥石、蒙皂石;常见非粘土矿物主要为石英,均占45%以上;钾长石和斜长石含量较少,占1%~2.3%之间。淮南矿区页岩粘土矿物占27.6%~74.5%,含量较高,主要为高岭石,含少量的伊利石;常见非粘土矿物主要为石英,13%~55.8%,大部分样品石英含量在33%~45%之间;钾长石和斜长石含量相比闽西南地区要高,占1.9%~17.6%之间。 (3)储层孔渗性方面:闽西南页岩有效孔隙度为0.3%~11.4%,渗透率在(0.0065~0.987)×10-3μm2之间;淮南矿区页岩有效孔隙度为1.8%~11.9%,渗透率在(0.0063~2.79)×10-3μm2之间;利用低温液氮吸附实验等对纳米级孔隙进行分析,认为部分小孔(2~50nm)的孔容、比表面积较大,其次为微孔(小于2nm)和大孔(大于50nm)。此外,累计比表面积和累计孔容呈现出较好的正相关性,纳米孔隙累计比表面积、累计孔容与孔径之间的关系表明,闽西南二叠系页岩气和淮南矿区石炭-二叠系页岩气主要赋存于微孔和小于10nm的小孔中。 (4)闽西南二叠系页岩是中等有机质丰度、高有机质成熟度的页岩,而淮南矿区石炭-二叠系页岩是低-中-高有机质丰度、低-中等成熟度的页岩。依照页岩储层评价标准,综合闽西南二叠系岩和淮南矿区石炭-二叠系页岩有机质丰度、有机质成熟度、页岩厚度、矿物组成、孔隙结构等方面,认为闽西南二叠系童子岩组页岩和淮南矿区二叠系下石盒子组页岩符合页岩气开发的标准,具有勘探开发前景。