周广照,许思勇,冉晓军,成战刚

(1.中国石油勘探开发研究院,河北 廊坊 065007;2.中国石油集团测井有限公司 长庆事业部, 陕西 西安 710000)

页岩的孔隙结构决定着页岩气体的吸附和渗流特性,因此,研究页岩储层的孔隙结构对于页岩的含气性评价和勘探开发具有十分重要的意义[1-3]。四川盆地成熟页岩孔隙直径一般为100 nm[4-5],页岩储层的结构和孔隙特性不仅影响了气体的储集和吸附能力,而且也影响了气体的运移[6-7]。

铸体薄片法、高分辨率扫描电镜法、氩离子抛光扫描电镜、高压压汞法、氮气吸附法、纳米CT扫描、FIB-SEM是国内外储层微观孔隙结构的主要研究方法。本研究总结了每种研究手段的优缺点(见图1),选用高分辨率场发射环境扫描电镜对页岩的孔隙结构形态、大小、平面分布进行观察，并对孔隙结构类型进行划分；通过氮气吸附实验获得页岩的吸附和脱附等温线,并通过公式计算获得了孔隙结构的比表面积和孔体积参数;同时，利用高压压汞法直接获取了页岩的孔隙结构参数,利用高压压汞和液氮吸附联合测定法对页岩孔隙全孔径进行了定量分析和表征;最后利用FIB-SEM准确描述了孔隙空间三维分布及连通性,从而实现页岩孔隙结构从微孔到大孔的精确描述。

1 实验样品

研究区自下而上发育大三亚段、大一三亚段、大一亚段地层,其中大一三亚段发育大套厚层黑色的页岩,厚40～70 m，为大安寨段的主力烃源岩[8]。页岩样品采自川中地区大一三亚段(见图2),对50块样品进行地球化学测试和X射线全衍射相分析测定,从页岩的矿物成分和地球化学参数表(见表1)可以看出，其页岩矿物成分种类多,黏土矿物含量最高,其次为石英;有机碳含量高,热演化程度高。……