Лабораторная характеристика свойств сланцев

За последние несколько лет сланцевый газ стал значимым ресурсным объектом в США, и теперь компании оценивают потенциал сланцевого газа во многих осадочных бассейнах, включая несколько континентальных бассейнов Австралии. Возобновившееся внимание к толщам горных пород, которые до настоящего времени в значительной степени игнорировались, обусловило необходимость разработки рабочих процессов и методов характеристики сланцев. Наряду с внедрением новых методов возникла потребность в интерпретационных подходах, позволяющих оценивать такие свойства, как качество исходной породы, механические характеристики и показатели добычи по разнообразному набору измерений. Лабораторная характеристика свойств горных пород является важной частью любой оценки ресурсов; для сланцевого газа особое значение имеют содержание алевритового материала, содержание и тип органического вещества, статические и динамические механические свойства (хрупкость), микро- и макротекстура, пористость, проницаемость, петрофизические свойства и анизотропия. В настоящей работе представлен рабочий процесс систематической лабораторной характеристики сланцев; приведён ряд примеров, иллюстрирующих и обсуждающих его применение для оценки коллекторов в сланцевых газовых объектах. Были собраны образцы сланцев из нескольких осадочных бассейнов по всему миру и охарактеризованы с использованием полного комплекса неразрушающих петрофизических методов, после чего были проведены разрушающие геомеханические испытания. Для каждого образца репрезентативную часть анализировали для определения количественного минералогического состава методами рентгеновской дифракции (XRD) и рентгенофлуоресцентного анализа (XRF), химической реакционной способности глинистых минералов — по ёмкости катионного обмена (CEC), а также гранулометрического состава — центрифугированием. Для многих образцов также определяли удельную поверхность и исследовали капиллярное давление при ртутной инъекции (MICP) для оценки пористости и распределения размеров поровых горлышек; полученные данные использовали для прогнозирования проницаемости по моделям, представленным в литературе. Были применены несколько методов визуализации, включая сканирующую электронную микроскопию (SEM) и рентгеновскую компьютерную микро-томографию (X-ray CT) при низком и высоком разрешении. Ранее было показано, что прочность сланцев...