川东南地区志留系龙马溪组页岩微观孔隙结构特征

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1、第39箍第刍期Journ地al质of学刊Geol。gyVDec．，01．392N0150．4201512年月．一竺竺——竺————————————兰兰兰=：============：==============—————————————————一一doi：10．3969／j．issn．1674-3636．2015．04．552川东南地区志留系龙马溪组页岩微观孔隙结构特征单中强，王馨，王庆之(中石化华东分公司石油勘探开发研究院，江苏南京210011)摘要：以川东南地区为例，运用氩离子抛光扫描电镜技术对龙马溪组页岩孑L隙结构特征进行研究。结果表明，该地区龙马溪组

2、页岩孔径主要为纳米级，孑L隙可分为有机质孔、无机孔(微裂缝、微孔道、絮状物孔隙、晶间孔、晶内孔)，以有机质孔为主。结合前人研究成果，建立了泥页岩微观孔隙组合模式。通过氮气吸附实验，确定龙马溪组页岩气储层为Ⅱ类吸附曲线，表明其孔隙主要由纳米孔组成，结构具有一定的无规则(无定形)孔特征，颗粒内部孔结构具有平行壁的狭缝状孔特征，且含有多形态的其他孔。关键词：页岩；孔隙类型；孔隙组合模式；氮气吸附；四川中图分类号：P618．13文献标识码：A文章编号：1674—3636(2015)04—0552—040引言页岩气是一种非常规天然气，主体位于暗色泥页岩或高炭泥页岩中，

3、以游离态储存在页岩孑L隙和天然裂缝中，以吸附态存在于干酪根和黏土颗粒表面，或以溶解态存在于干酪根和沥青质中，具有典型的自生自储、近原地成藏富集的特点。由于川东南地区页岩气的勘探仍处于初期阶段，页岩气资源评价的难度较大(张金川等，2004；蒋裕强等，2010；刘树根等，2011；陈文玲等，2013；Curtis，2002)。因此，进一步研究并揭示龙马溪组页岩的孔隙结构特征，对评价川东南地区页岩储气性能、揭示页岩气富集规律具有理论和实践意义。1地质背景川东南地区在大地构造上属于扬子准地台上扬子台内坳陷构造单元，具有地层抬升较高、构造挤压强烈、高陡构造发育等特点，

4、该地区下古生界为连续沉积。区内下志留统龙马溪组下部为富含笔石化石的黑色炭质页岩，有机质类型多为I型，是良好的烃源岩，厚度可达150m(左中航等，2012；王正和等，2013；周德华等，2013)。页岩气勘探开发潜力较大。2页岩储集空间类型及组合模式2．1页岩储集空间类型岩石孔隙是储存油气的重要空间和确定游离气含量的关键参数。据统计，有平均50％左右的页岩气存储在页岩基质孔隙中。页岩储集层为特低孔渗储集层，以发育多类型微米甚至纳米级孔隙为特征，孔隙大小一般小于2／xm，具体可分为微孔(<2nm)、中孑L(2～50nm)和大孑L(>50nm)(Slattetal

5、，2011)，孔隙比表面积大，结构复杂，丰富的内表面积可以通过吸附方式储存大量气体。运用氩离子抛光扫描电镜技术对X井龙马溪组泥页岩岩芯样品进行观察，确定该层段主要发育微裂缝、微孔道、絮状物孔隙、晶间孔、晶内孔、有机质孑L隙和生物化石内孔隙等孔隙类型。其中，微裂缝、微孑L道、絮状物孔隙、晶间孔、晶内孔等属于无机孔隙；有机质孔隙和生物化石内孔隙等孔隙属于有机孔隙。2．1．1微裂缝微裂缝宽度及延伸长度分布范围较大，天然微裂缝中常充填有石英、方解石等矿物或有机质(沥青)。这些微裂缝包括矿物结晶裂缝和收稿日期：2014-12-30；编辑：陆李萍基金项目：国家科技重大专

6、项“煤层气地球物理勘探关键技术”(201IZX05035)作者简介：单中强(1983一)，男，工程师，信息与计算科学专业，从事非常规地震地质综合研究工作，E—mail：szqcup68@163．corn第39卷第4期单中强等：川东南地区志留系龙马溪组页岩微观孔隙结构特征553构造作用形成的裂缝，在储层的压裂改造中优先开启，可以作为页岩气运移的通道。图1a显示的是充填灰黑色块状有机质的裂缝。2．1．2微孔道微孔道在泥岩基质中大致平行于层理面，宽度

7、形成。目前，对泥页岩中微孔道的成因还不确定，推测其可能是生物扰动和微层面及微波纹的残余空间，这些微孔道可以为页岩气的保存以及运移提供储集空间和运移通道(n)微裂缝(e)品内孔(图1b)。2．1．3絮状物孔隙絮状物孑L隙在泥页岩中广泛存在，若相互连通并为页岩气运移提供通道，主要是存在于矿物颗粒之间的未被充填的空隙，该类型孑L隙的主要成因是黏土矿物形成类似卡片支撑的絮状物孔隙，这些絮状物孑L隙之间可能相互连通(图1c)。絮状物孔隙主要存在于黏土矿物之间，黏土矿物在泥页岩储层中含量相对较高，该类型孔隙在泥页岩中广泛存在，具有较好的连通性，为页岩气的富集提供了重要的

8、储集空间。卜坐■：f黑：材斋掣‰A一．曲gL2+M+