山西沁南太原组泥页岩储层微观孔隙特征

发布时间：2019-11-21 13:06

【摘要】：目前,对沁水盆地太原组泥页岩储层孔隙的研究主要集中在海相页岩和陆相页岩,为深入研究海陆交互相泥页岩孔隙特征和地质控制因素,运用现代分析测试技术对该区泥页岩进行了测试分析。研究表明:研究区泥页岩孔隙度为1.19%~1.88%,孔隙结构以中孔为主,占总孔体积的58.43%~72.71%,其次为微孔体积,占16.37%~26.17%,宏孔体积占10.92%~24.31%,孔径主要分布为0.6~1.5、3.0~4.0、30 000.0~100 000.0 nm,比表面积主要是由孔径为0.6~1.5 nm的孔隙所提供;太原组泥页岩孔隙结构形态呈较开放状态,孔隙间连通性较好;泥页岩中存在有机质粒内孔、溶蚀孔、黏土矿物粒间孔和脆性矿物粒间孔等孔隙类型,此外还存在大量微裂缝。有机碳含量与微孔体积含量呈较好的正相关性,有机质成熟度与微孔、中孔含量有关,黏土矿物含量与中孔体积含量呈一定的正相关性,脆性矿物含量对宏孔体积贡献较大。该成果为研究区页岩气储层评价提供了基础资料,对海陆交互相页岩气勘探开发具有一定的参考价值。
【图文】：

孔径分布,采样点位,压汞,太原组

42特种油气藏第23卷有利于页岩气气藏的形成和保存。图1研究区地质概况及采样点位置选取沁水盆地南部太原组地层的6个钻孔样品，岩性观察为黑色泥岩和砂质泥岩，对其进行全岩X射线衍射分析、有机碳含量和Ｒo测试、高压压汞分析、低温氮气吸附分析、扫描电镜观察等测试工作，其相关测试均按照国家标准进行。2太原组泥页岩孔隙特征2.1孔隙结构定量表征结合高压压汞法和低温氮气吸附法对研究区太原组泥页岩的孔隙结构特征进行研究，采用国际理论和应用化学协会(IUPAC)的孔隙分类标准［6］，将泥页岩孔隙划分为微孔隙(直径小于2nm)、中孔隙(直径为2～50nm)和宏孔隙(直径大于50nm)。实验结果见表1。表1高压压汞法、低温氮气吸附法测试结果样品编号压汞孔隙度/%压汞孔隙体积/(cm3·g－1)压汞比表面积/(m2·g－1)液氮比表面积/(m2·g－1)液氮孔隙体积/(cm3·g－1)压汞—液氮联合表征孔隙体积含量/%微孔中孔宏孔H－11.740.00813.2012.270.025616.3772.7110.92H－21.410.00751.529.650.020820.2860.7019.02H－31.880.00892.3816.820.031826.1760.3313.50H－41.190.00551.3311.540.025622.1366.7411.13H－51.300.00592.047.630.015318.1866.2015.62H－61.610.00762.0112.450.025825.0858.4316.49为了更好地定量表征页岩孔径分布趋势，将液氮与压汞数据结合分析［7］。考虑到不同实验方法对应不同的优势测试孔径范围，选择液氮吸附表征小于30nm的孔径孔隙、高压压汞表征大于50nm和30～50nm的孔径孔隙。太原组泥页岩孔径主要为0.6～1.5、3.0～4.0、30000.0～100000.0nm。统计不同孔径范围内的孔隙体积可以看出，沁水盆地南部太原组孔隙结构以中孔为主(?

曲线,太原组,脱附,曲线

径范围，选择液氮吸附表征小于30nm的孔径孔隙、高压压汞表征大于50nm和30～50nm的孔径孔隙。太原组泥页岩孔径主要为0.6～1.5、3.0～4.0、30000.0～100000.0nm。统计不同孔径范围内的孔隙体积可以看出，沁水盆地南部太原组孔隙结构以中孔为主(表1)，占总孔隙体积的58.43%～72.71%，平均为65.20%;其次为微孔，占总孔隙体积的16.37%～26.17%，平均为18.95%;宏孔体积含量最少，占总孔体积的10.92%～24.31%，平均为15.85%。由太原组泥页岩阶段比表面积和孔径的关系可以看出，其比表面积主要是由0.6～1.5nm的孔径提供。图2是太原组泥页岩样品低温氮气吸附等温升压过程中的吸附曲线和降压过程的脱附曲线。研究区太原组泥页岩样品氮气吸附曲线在形态上略有不同，但整体呈现反S型。根据DeBoer提出的5类吸附回线和国际理论和应用化学协会(IU-PAC)推荐的4类吸附回线［8］，研究区吸附回线与DeBoer提供的B类回线较为相近但不完全相同;与IUPAC推荐的H－3型回线接近，样品孔隙呈开放图2研究区太原组吸附—脱附曲线状态，，表明太原组页岩气储层的孔隙主要由纳米孔组成，且结构具有一定的无规则孔特征，以两端开口的圆筒孔及四周开放的平行板孔为主，微孔隙内各个孔径阶段的孔隙均较发育，连通性好，代表的是利于页岩气运移的储层。

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