海相页岩储层微观孔隙体系表征技术及分类方案.pdf

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1、第33卷第4期Vo1．33No．42O14年7月Ju1．2O14海相页岩储层微观孔隙体系表征技术及分类方案伍岳hb‘，樊太亮h，蒋恕。，郁文谊G(1．中国地质大学a．海相储层演化与油气富集机理教育部重点实验室；b．能源学院，北京100083∞O2．美国犹他大学能源与地学研究院，犹他盐湖城84108)g∞S摘要：页岩储层作为一种j}常规油气储集体，对其孔隙体系的研究备受重视。通过充分调研和系统总结国际上关于页岩储层．C微观孔隙体系的研究现状，综述了孔隙表征技术并指出了存在问题；以客观性和普适性为基础提出了两套分类方案；定性探讨了质地eC孔隙演化的一般规律。目前最常

2、见定性观测页岩储层孔隙的方法为高分辨率电子显微镜结合氩离子抛光技术，聚焦离子束扫描a电镜系统(FIB-SEM)和纳米CT技术可用于孔隙三维模型重构。高压压汞法结合气体吸附法用于定量分析页岩孔隙结构特征，此科外核磁共振也是有效测试手段。分别根据孔隙发育位置与岩石基质关系以及孔隙发育成因与岩石基质关系，将页岩储层孔隙划技分为粒间孔、粒内孔、有机质孔和徽裂缝以及骨架矿物孔、黏土矿物孔、有机质孔和徽裂缝。无机矿物成岩作用与有机质热成熟作情m用是控制页岩储层孔隙演化的重要因素。报y关键词：页岩气；页岩；孔隙表征；孔隙分类；孔隙演化k中图分类号：P618．130．21文献标

3、志码：A文章编号：1000—7849(2014)04—0091—07ma页岩由于储集丰富的油气资源可作为储层而突和碳酸盐岩储层孔隙的工具和技术不再适用于页岩On破了以往被认为只能作为烃源岩或盖层的认识，因孔隙，得出的结论往往也是错误的[_9]。近年来，电子而其储集性能研究备受关注_l]。页岩中纳米级孔显微镜技术的革新，特别是一些高分辨率电子显微隙发育，储层孔隙度低，这种微观孔隙结构会影响页镜和特殊光片处理技术的出现，为那些普通光学显岩气的赋存状态，进而对页岩储层的储集性能产生微镜无法观测的微小孔隙表征提供了工具。重要影响]。对页岩储层微观孔隙体系的深入研页岩由于

4、其强烈的非均质性，尤其是矿物硬度究是进行页岩气资源勘探开发的基础。笔者将介绍方面的差异，普通机械抛光往往会在岩石表面造成目前最常用的页岩气储层孔隙表征技术与方法，并一些不规则形貌，出现假孑L隙，与真实孔隙难以区结合近年来国际上关于页岩储层孔隙分类的主流观分，而且机械抛光过程中产生的研磨微粒容易进入点，提出两套普适性更广的分类方案，在此基础上简实际孔隙区域从而导致真实孑L隙的掩埋或遮挡。由要探讨各类孑L隙演化规律，以期对我国页岩气勘探此，地质学家们引进了用于金属和化工材料的氩开发提供理论依据。(Ar)离子抛光技术对岩石薄片进行抛光处理。氩离子抛光技术可消除薄片表面

5、粗糙从而形成平坦表1孔隙表征技术研究进展面，真实呈现孑L隙原始形态[]。近年国际上用于页岩储层孔隙观测的显微镜类目前对于页岩孔隙表征技术总体可以分为两型很多，包括场发射扫描电镜(FE—SEM)、透射电子类，即光学辐射法和物理测试法。光学辐射法是通显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、小角中子散过高分辨率电子显微镜对页岩孑L隙平面和空间特征射(SANS)和超小角中子散射(USANS)等]。进行直观展示，可用于孑L隙定性和半定量分析。物以最常用的场发射扫描电镜(FE—SEM)为例简要介理测试法又分为气体吸附法和流体渗入法，主要用绍其分析流程：首先对新鲜块状样品进

6、行机械切割于孔隙结构定量分析。此外，核磁共振技术也成熟与抛光，然后采用离子束抛光仪对样品进行离子抛地应用于孔隙定量表征。光，在离子抛光面上喷镀10nITl厚的铂金，最后利1．1孔隙产状表征技术用场发射扫描电子显微镜对抛光面进行观察和成页岩孑L隙多处于纳米和微米级，传统表征砂岩像。这种成像分析技术的局限性ll表现为：①离子收稿日期：2014-05—03编辑：禹华珍基金项目：国家科技重大专项项目(2009GYXQ一15)；国家自然科学基金项目(40672087)作者简介：伍岳(1989～)，男，现正攻读矿产普查与勘探专业博士学位，主要从事非常规油气储层地质与评价方面

7、的研究。Email：wuyue0906@gmail．COrn地质科技情报刻槽的范围较小，由于页岩的强非均质性观测结果汞不易进入泥页岩的纳米级孔隙中，且高压压汞会可能无法代表整个样品，更无法推广到储层规模；②造成人工裂隙，故高压压汞法主要用来分析宏孔范受矿物颗粒大小影响较大，在现行的刻槽规模下，颗围的孔隙。粒越大，所能观察到的颗粒数量越少，相应揭示的孑L气体吸附法利用氮气或二氧化碳作为吸附质气隙也越少；③成像分析时的压力与原始储层地层压体，恒温下逐步升高气体分压，测定页岩样品对应的力相差较大，会引起孑L隙变形，无法观察到真实的孔吸附量，由吸附量对分压作图，得到页岩

8、样品的吸附隙形态；④由于