河南省石炭-二叠系是一套海陆过渡相的含煤岩系,其中的泥页岩是潜在的页岩气层位,具有有效泥页岩单层厚度变化大、累计厚度大等特点。本文利用区内石炭-二叠系露头及钻孔岩芯资料,通过泥页岩的总有机碳含量(wTOC)测定、干酪根镜检、镜质组反射率测定、X射线衍射分析、低温氮气吸附实验等,对页岩气的成藏地质条件和储层特征进行了研究。结果表明,河南石炭-二叠系泥页岩有机质丰度高,太原组、山西组、下石盒子组有机碳含量分别为0.95%~8.04%、0.78%~9.41%、0.20%~2.13%;干酪根类型主体为Ⅲ型,部分为Ⅱ2型;热演化程度为成熟—过成熟,利于干气的形成,区域上呈带状分布,以焦作—周口一带成熟度最高,向南、向北逐渐降低。XRD分析表明,泥页岩的黏土矿物含量为62%,脆性矿物含量为34.1%,决定了泥页岩的吸附能力较强而可压裂性较差。黏土矿物组成以伊利石/蒙脱石间层矿物(57.1%)和高岭石矿物(23.5%)为主,利于孔隙空间的形成。泥页岩孔隙率为1.0%~4.5%,渗透率为0.003~0.032 m D。低温氮气吸附实验显示,泥页岩孔隙形态类型以平行板狭缝状孔和倾斜板狭缝状孔为主,介孔提供绝大部分孔隙比表面积和总孔体积。泥页岩含气性较好,含气量为1~3 m3/t,具备页岩气成藏的含气性条件。综合分析认为,太原组中部硅质碎屑岩段(H1)与山西组底部(H2)泥页岩具有较好的生烃潜力,保存条件好或受区域热事件影响较低的地区是重点勘探区。
