1)沉积相

沉积相是沉积环境的物质表现,可以表明特定沉积环境下的岩性和古生物等有规律的综合特征。 沉积相对储层的影响实质上是对岩石类型和结构组分特征的影响,不同沉积相具有不同的水介质条件,所形成的岩石类型、粒径大小、分选性、磨圆度、杂基含量和岩石组分等方面均有所差异,岩石的这些特性决定了原生空隙和后期岩石的成岩作用类型和强度,从而导致储层物性在纵向和横向上的明显差异。

根据岩性特征(颜色、矿物成分、岩石类型、沉积结构、沉积构造等)、古生物特征、地球化学特征和地球物理特征(测井、地震)等标志,可以对沉积相进行分类和识别。

研究表明,富有机质页岩最发育的沉积环境为浅海陆棚相,根据陆棚的水深和水动力条件等,划分为深水陆棚相和浅水陆棚相,其中浅水陆棚相又可划分为以泥质成分为主的泥质浅水陆棚相和以砂质成分为主的砂质浅水陆棚相。

(1)深水陆棚相

深水陆棚处于陆棚靠大陆斜坡一侧、风暴浪基面以下的浅海区。 由于水深相对较深,能量低,水体安静,为静水强还原环境,有利于有机质的保存。 沉积物经过沉积、埋藏、压实、成岩等作用能够形成富含有机质的暗色泥页岩,岩石颜色通常为深灰-黑色,有机质含量普遍相对较高。 深水陆棚主要发育一套以黑色泥岩、黑色炭质页岩、黑色硅质岩为主的细粒沉积,发育水平层理。

(2)浅水陆棚相

浅水陆棚处于滨外浪基面之下至风暴浪基面之上的浅海陆棚区,水体处于弱氧化弱还原环境,沉积物以深灰色、灰色、黑色含粉砂质泥页岩为主,其次为碳酸盐岩。 由于水深较浅,水体动荡,常常间歇性地受到风暴、潮流和海流的影响,砂质沉积物常常被改造成席状砂、滩坝。 浅水陆棚是一高能沉积环境,根据沉积特征水体识别主要以砂质沉积物为主的砂质陆棚及以泥质沉积为主的泥质陆棚。 浅水陆棚主要沉积黑色泥岩、灰色泥岩、粉砂质泥岩和泥质粉砂岩,发育块状层理、水平层理。

对于哪种沉积微相的储层更好,目前并没有一个统一的评价标准,本书将结合渝东北地区的页岩储层沉积微相与相应的有机碳含量、孔隙度和渗透率的关系对页岩储层基于沉积相进行评级。(www.daowen.com)

2)厚度

页岩作为页岩气生成和赋存的主体,一定的含气泥页岩厚度是形成页岩气富集的基本条件, 也是影响页岩气资源丰度高低的重要因素,控制着页岩气的经济效益。

含气页岩的厚度越大就越能保证页岩气的资源量,同时也越有利于水平井压裂。 据国内外主要页岩气开采盆地相关文献调研发现,美国大规模商业开发的五大含气页岩系统厚度为31 ~579 m(页岩净厚度为9 ~91 m),加拿大核心开采区的页岩厚度为30 ~300 m。

目前国内外普遍提出的页岩气藏的页岩厚度标准有:＞6 m、＞9 m、＞15 m、＞30 m、＞45 m。 但是其他条件的补偿将会使页岩储层具有很好的产能,所以说页岩的厚度下限可以随着有机碳含量的增大和成熟度的提高以及开采技术的进步而适当降低。 目前,国内以张金川教授及国土资源部李玉喜等专家普遍拟用的经济开采标准为大于等于30 m。

3)埋深

虽然页岩油气的保存条件没有常规圈闭油气藏要求那么高,但只有在一定的深度埋藏才具有一定的含油气丰度,一般认为盆地中心区或盆地斜坡区含气页岩的埋藏深度较有利。

但是,并不是埋深越大越好。 随着埋藏深度的增加,压力和温度的增高导致页岩的空隙结构发生变化:一是高压带来孔隙度和渗透率降低,二是温度的增高使页岩吸附气含量降低;埋深的增加导致钻井成本增加,降低储层的经济价值(胡昌蓬,徐大喜,2012)。

所以页岩储层的埋深要在一定的范围内,埋深的确定要综合分析世界各大盆地页岩气系统的埋藏深度,埋深的下限要结合特定盆地的页岩储层特征以及当前的勘探开发水平(陈桂华等,2012)。