关键词:
页岩气
氮气
地球化学特征
破碎气
宜昌地区
水井沱组
摘要:
本文选取鄂西宜昌地区流溪ZK003井水井沱组页岩岩心样品13块,开展破碎气测试分析,并结合TOC含量、矿物组成含量以及邻近地区高氮气井—秭地1井的解吸气特征,综合探讨鄂西宜昌地区寒武系页岩气中氮气成因和富集机理。结果表明,研究区水井沱组页岩样品破碎气含量为1.45~14.75μ***/g,变化大,主要受控于页岩中碳酸盐矿物丰度;破碎气以氮气和甲烷为主,相对含量分别为7.92%~86.27%和10.10%~90.88%,且氮气含量明显受控于页岩中TOC含量和黏土矿物含量,并与页岩破碎气含量呈良好的负相关关系。破碎气主要保存在方解石、白云石、黏土矿物及有机质封闭孔隙中,高—过成熟阶段有机质中氮和铵基黏土矿物中氮的释放是水井沱组富有机质页岩中氮气的主要来源。此外,持续性构造抬升剥蚀等地质过程不仅可能造成页岩气散失,还会导致氮气的相对富集。结合我国南方不同地区古生界海相页岩气中氮气含量和氮同位素组成特征的对比分析发现,寒武系页岩气中氮气含量(2.69%~98.92%)远高于下志留统龙马溪组页岩气(0.01%~9.30%)。鄂西宜昌地区水井沱组页岩气中氮气δ^(15)N_(N_(2))相较于其他地区明显偏重(Δ^(15)N_(N_(2))=1.5‰~12.7‰),可能与铵基黏土矿物高温热裂解成因氮气有关。