深層龍馬溪組頁巖氣藏黏土礦物水巖作用微觀機制

作者：盧運虎,楊典儒,金衍,梁川

摘要：水巖作用對頁巖氣藏的地球化學特性和高效開采研究具有重要的意義。為研究我國西南龍馬溪組深層頁巖氣藏水巖作用的微觀機制,針對龍馬溪組深層頁巖組構特征,建立了深層頁巖典型黏土礦物(鎂蒙脫石、鐵蒙脫石和伊利石)水巖作用的分子動力學模型,分析含水量、溫度和礦物特征變化對晶胞層間距和水分子擴散系數的影響,通過實驗驗證水巖作用對典型礦物微觀結構的影響程度。研究表明,隨著層間水分子數量增加,蒙脫石和伊利石晶胞層間距增大;隨著溫度增加,蒙脫石和伊利石晶胞層間距變化不明顯,層間水分子擴散系數增加;含水量和溫度一定,蒙脫石晶胞層間距遠大于伊利石,而伊利石的晶胞層間水分子擴散系數遠大于蒙脫石,且鎂蒙脫石大于鐵蒙脫石晶胞層間距,而鐵蒙脫石的水分子擴散系數大于鎂蒙脫石。上述研究表明,水含量增加會加劇典型黏土礦物晶層破壞的程度,而溫度升高會引起典型礦物晶層破壞速度的增快。與淺層頁巖相比,溫度升高可能導致深部頁巖水巖作用更加劇烈。

發文機構：中國石油大學（北京）油氣資源與探測國家重點實驗室 中國石油大學（北京）石油工程學院 中國石油海洋工程有限公司

關鍵詞：深層頁巖氣藏黏土礦物水巖作用微觀力學機制deep shale gas reservoirclay mineralwater-rock interactionmicromechanical mechanism

分類號： P593[天文地球—地球化學][天文地球—地質學]