富有機質頁巖彈性性質隨熱解誘發的熱成熟作用的演化

作者：Adam M.Allan,宋長青,王忠

摘要：有關富有機質頁巖彈性性質隨熱成熟度的演化，們們仍未有清晰的認識，而這種認識對于烴源巖和非常規儲層的描述至關重要。為了更深入地認識富有機質頁巖的彈性性質和顯微結構，我們從具有不同顯微結構的兩套富有機質頁巖中采集了樣品，研究了這些樣品在熱解誘發的熱成熟作用前后的聲波速度和彈性各向異性。為了在物理上更加逼真地模擬原地熱成熟作用，我們在儲層圍壓條件下利用完好無損的巖心塞開展了熱解試驗。對富含粘土的層狀巴奈特頁巖（Barnett Shale）樣品的彈性性質開展了迭代描述，借助于聲波速度對垂直于層理面方向上壓力的敏感性增強來描述近平行于層理面的裂縫發育。然而，這些裂縫無法通過時間推移掃描電子顯微鏡成像進行觀察，這說明這些裂縫要么只有微米以下的開度，要么大都發育在樣品的核心部位。在沒有孔隙壓力的情況下，隨著圍壓提高，這些誘發的裂縫閉合，而此時根據聲波特性是無法把這個樣品與熱解前的樣品區分開的。相反，微晶質的格林河組（Green River）巖石樣品并未形成線狀柔性構造（aligned compliant features），而是隨著承栽負荷的孔隙充填干酪根從樣品中被移除，其速度表現出基本上與方向無關的下降。由于礦物呈現出微弱的定向排列，樣品內在的各向異性相對較弱；此外，由于速度出現了與方向關系較弱的變化，各向異性隨熱成熟度的變化并不能指示線狀柔性構造的發育。我們的結果說明，根據層狀頁巖彈性各向異性的增強，或者根據非層狀頁巖、微晶質巖石（micritic rocks）或粉砂巖聲波速度的下降，就能夠借助于聲波特征識別地下熱成熟度較高的層段。

關鍵詞：彈性性質熱解試驗成熟作用有機質頁巖誘發演化彈性各向異性

分類號： P736.211[天文地球—海洋地質][天文地球—海洋科學]