湖相有机质页岩在不同热成熟条件下的弹性特征演化  

Evolution of the elastic properties of lacustrine organic shales under different thermal maturity conditions

作　　者：蔡振家 赵峦啸 麻纪强 张丰收[3] 耿建华[1,2] Cai Z;Zhao L;Ma J;Zhang F;Geng J

机构地区：[1]同济大学海洋地质全国重点实验室,上海200092 [2]同济大学海洋与地球科学学院,上海200092 [3]同济大学土木工程学院地下建筑与工程系,上海200092

出　　处：《中国科学:地球科学》2025年第3期803-825,共23页Scientia Sinica(Terrae)

基　　金：国家自然科学基金项目(U23B20157、42174134)资助。

摘　　要：关于有机质页岩在不同热演化阶段的弹性响应机理研究,目前大多都是针对北美海相页岩,而针对中国地质条件下湖(陆)相有机质页岩在不同成熟度条件下的岩石物理特征,相关研究还没有系统地展开.因而,刻画湖相有机质页岩在不同热成熟条件下的弹性特征演化,对于全面揭示不同成熟度有机质页岩的地震岩石物理响应机理具有重要意义,是利用测井和地震数据进行陆相页岩油气储层甜点识别的物理基础,也对油页岩地下原位转化开采的地球物理监测具有重要启示意义.本文通过对鄂尔多斯盆地延长组低成熟长7段页岩和抚顺盆地未成熟计军屯组页岩进行含水热裂解实验,并对其在不同热裂解成熟度下的纵横波速度与弹性各向异性进行测试,阐明了这两种陆相页岩的弹性波速度与各向异性在不同热成熟阶段的演化规律.长7段页岩(压实型)的纵波速度、垂直于层理横波速度在油生成和气生成阶段随成熟度呈现明显的下降趋势,特别是垂直横波速度下降幅度超过40%,而各向异性则显著增强,这主要与长7段页岩含有较高含量的顺层状有机质在热成熟过程中生成大量排烃缝有关.计军屯组页岩(胶结型)在油生成阶段,其纵横波速度都呈现升高的趋势,这主要是因为在热成熟的初期,胶结成岩作用抑制了微裂隙的大量生成,而有机质弹性模量的增强作用占据了主导;而在气生成阶段,其纵横波速度则呈现下降趋势,各向异性呈现增强趋势,这主要是因为有机质裂解生孔缝对弹性响应的影响超过了无机骨架的影响.实验结果明确了湖(陆)相低成熟度有机质页岩在生烃演化阶段的敏感弹性参数,也为利用地震和测井声波数据监测油页岩原位转化提供了岩石物理基础.

关 键 词：湖相页岩 热裂解 弹性波速度 各向异性 原位转化 

分 类 号：P618.13[天文地球—矿床学]