От нефтематеринской породы нефтяного типа к сланцевому коллектору, продуцирующему газ: геологическая и петрофизическая характеристика нетрадиционных сланцевых газовых коллекторов

Многие разрабатываемые в настоящее время сланцевые газовые коллекторы представляют собой переостепенённые нефтематеринские породы нефтяного типа. В процессе погружения и нагревания эти коллекторы формируются из обогащенных органическим веществом илов, отложенных в морских, озёрных или болотных обстановках. Ключевыми параметрами характеристики являются содержание общего органического углерода (TOC), степень зрелости (отражательная способность витринита), минералогический состав, мощность и тип органического вещества. Отношения водорода к углероду (HI) и кислорода к углероду (OI) используют для классификации органического вещества — от водорослевого и травянистого, склонного к нефтеобразованию, до древесного и углистого, склонного к газообразованию. Хотя интервалы, обогащённые органическим веществом, могут достигать сотен метров по мощности, вертикальная изменчивость содержания TOC высока (<1–3 м) и контролируется стратиграфическими и биотическими факторами. В целом фундаментальным геологическим элементом сланцевых газовых коллекторов является парасеквенция; обычно от десятков до сотен парасеквенций образуют обогащённую органическим веществом формацию, латеральную непрерывность которой можно оценивать с помощью методов и моделей, разработанных для нефтематеринских пород. Типичные методы анализа пород сланцевых газовых коллекторов включают определение TOC, рентгеновскую дифракцию, анализ адсорбированного газа и газа, десорбированного из керна или канистры, определение отражательной способности витринита, детальное описание керна и шлифов, пористости, проницаемости, насыщенности флюидами, а также оптическую и электронную микроскопию. Полученные по образцам результаты объединяют с полным комплексом геофизических исследований скважин, включая высокоразрешающие каротажные диаграммы плотности и сопротивления и изображения стенки скважины, чтобы полностью охарактеризовать эти формации. Пористость, насыщенность флюидами и проницаемость, определённые по керну, можно сопоставить с откликом каротажа; однако несколько исследований показали, что результаты, полученные в разных лабораториях по анализу керна, могут значительно различаться. Это отражает различия в аналитических методиках, различия в определениях фундаментальных свойств пород и флюидов, а также распространённую в аргиллитах изменчивость на миллиметровом масштабе, из-за которой проблематично отбирать несколько образцов с идентичными характеристиками. Определение пористости в аргиллитах сланцевых газовых коллекторов осложняется очень малым размером пор...