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黔西北龙马溪组页岩孔隙特征及影响因素

薛志鹏  
【摘要】:页岩气储集空间有着丰富的纳米孔隙,并且渗透率低。在页岩气勘探开发过程中,对孔隙的研究有着极其重要的意义。本文利用XRD、有机地球化学实验、扫描电镜、气体吸附等实验来探究黔西北地区龙马溪组页岩孔隙特征并分析其影响因素。从矿物成分上来看,桐页1井样品脆性矿物含量平均值为74.30%。粘土矿物含量平均值为25.7%。习页1井样品脆性矿物含量为62.2%,粘土矿物含量37.8%。两口井的样品具有相似的矿物学特征,脆性矿物都石英和碳酸盐岩矿物为主,粘土矿物以绿泥石和伊利石为主。有机地球化学特征上来看,龙马溪组页岩有机质含量高,成熟也较高,Ro值在1.83%~2.87%,平均在2.23%,为过成熟,有机质类型主要为II2型。扫描电镜结果显示,页岩纳米孔隙分为有机质孔隙,矿物颗粒粒间孔和矿物颗粒粒内孔。有机质内孔隙多为圆形,椭圆形,直径多为2—50nm的中孔,偶尔可见大于50nm的宏孔。矿物颗粒粒间孔隙一般是粘土矿物或者黄铁矿颗粒间孔隙,大小在100纳米以上,当压实作用不强烈时,颗粒间孔会到微米级,随着压实作用的增加粒间孔直径也逐渐减小。矿物颗粒内孔多为石英或者是方解石等、白云石的溶蚀孔,相对于有机质孔隙,粒内孔不规则,并且孔隙多为宏孔,很少出现直径小于50nm的孔隙。氮气吸附实验结果表明,龙马溪组页岩的纳米孔隙比表面积为5.514m~2/g~23.96 m~2/g,平均值为11.81m~2/g。平均孔径在3.484nm~4.418nm之间,总孔隙体积0.011cc/g~0.042cc/g。并且微孔体积和中孔体积占总孔隙体积的80%以上。将TOC含量、成熟度和矿物组成作为控制因素分析其对孔隙的影响,发现TOC对总孔隙和微-中孔孔隙体积都有促进作用,但对中孔的孔隙体积正相关性更高,进一步表明TOC对页岩有机质孔隙的影响。此外,石英和碳酸盐岩等脆性矿物和总孔隙体积相关性差,其孔隙主要为宏孔。粘土矿物和微孔孔隙体积的相关性较好,并且提供了一部分的宏孔,与中孔关系性较差。


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