陈刘瑜，李希建，沈仲辉，许石青，马晟翔，尹 鑫

酸化作用对页岩微观结构及其物性的影响

陈刘瑜1,2,3，李希建1,2,3，沈仲辉4，许石青1，马晟翔1,2,3，尹 鑫1,2,3

(1. 贵州大学 矿业学院，贵州 贵阳 550025；2. 复杂地质矿山开采安全技术工程中心，贵州 贵阳 550025；3. 贵州大学 瓦斯灾害防治与煤层气开发研究所，贵州 贵阳 550025；4. 重庆大学 煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室，重庆 400044)

龙马溪组页岩作为贵州页岩气的主要储气层位，勘探及钻井均证实其具有良好的页岩气成藏条件和资源开发潜力。为揭示贵州龙马溪组页岩微观孔隙结构及其物性对酸化作用的响应规律，基于X射线衍射分析(XRD)、压汞、低温氮吸附及核磁共振(NMR)等实验手段，定量表征页岩酸化作用前后的孔隙体积、孔隙率、比表面积、孔径分布等页岩微观结构物性参数的差异性，分析酸化作用前后页岩孔裂隙的结构特征。研究表明：酸化作用增大了页岩的孔隙体积、孔隙率、比表面积和孔径，酸化作用后页岩进–退汞曲线及低温氮吸/脱附曲线的滞后环明显增大，酸化作用增大了墨水瓶孔的孔隙体积；受到酸化作用影响，页岩优势孔隙由介孔和110 nm左右大中孔向介孔与2 800 nm左右宏孔发展，介孔数量减少，宏孔数量增加，页岩孔隙的连通性明显变好；酸化对页岩孔裂隙中矿物质及黏土成分具有明显的化学溶解和刻蚀作用，对页岩孔裂隙体积的改造效果显著，增加了页岩储层的渗透性，进而提高了页岩气的运移与渗流能力；酸化作用下伴随的水化作用对页岩孔裂隙沿层理面起裂、扩展延伸起促进作用，但是页岩酸化作用下的水化作用机制尚需进一步研究。

页岩气；酸化作用；水化作用；微观孔裂隙；溶蚀；龙马溪组；贵州

页岩气作为非常规能源，正在改变全球的能源结构[1]。页岩储层作为页岩气的基质，其具有自生自储、致密、渗透率低等特点[2-3]。页岩储层具有复杂的孔隙结构和高有机碳含量[4]，其复杂的孔隙结构是确定页岩储层质量和评价页岩气资源潜力的关键参数之一，页岩孔裂隙体积及其连通性对气体的运移、渗流及储存等有较大影响[5]，因此，研究页岩结构及物性参数特征对提高页岩气的采收率等具有重要意义。中国页岩气资源丰富，埋深4 500 m以浅页岩气资源量估计超过122万亿m3，但其中仅有22万亿m3可通过现有技术实现[6]。因此，页岩储层增透方法及提高页岩气采收率技术是页岩气高效开采的关键。

针对页岩储层低渗透等导致的开采难题，前人主要采用水力压裂、水力割缝、N2泡沫压裂、超临界CO2压裂等技术措施对页岩储层进行增透改造，并取得了一定效果，但有些地区改造效果不甚理想[7-8]。如水力压裂中不但耗费大量水资源且容易造成严重水锁效应[9]；超临界CO2的低黏度和高扩散性，能驱替页岩微观孔隙表面的CH4，对矿物有一定溶蚀作用，但是CO2形成的弱酸环境对储层溶蚀效果不佳[10]。页岩储层中普遍含有大量方解石、白云石、黄铁矿及黏土矿物等易于与酸反应的矿物，相较于超临界CO2而言，酸液处理技术在油气田开采中得到广泛应用，增产效果显著[11-12]。李胜等[13]、李瑞等[14]为增加煤储层的渗透能力，引入油气开采中酸化增透技术对煤样进行酸化，并定量表征了酸化增透效果。Jiang Yongdong等[15]研究得出经超临界CO2浸泡后的页岩孔隙表面及周围矿物受到明显溶蚀，浸泡后矿物质明显减少，比表面积、孔隙尺寸和孔隙率均增大。V. Mishra等[16]建立了岩土中酸液运移规律模型；周林波等[17]设计了非均匀酸化压裂工艺，解决了深层白云岩储层受酸液刻蚀裂缝致使导流能力不足的问题。郭建春等[18]使用酸化技术彻底解决页岩裂缝型漏失污染储层问题，达到增产效果，得出井筒条件下的酸液有效作用距离和裂缝开度预测模型。综上可知，酸化增透技术多集中在油气田压裂及煤层增透。与含油气储层、煤储层相比，页岩储层在地质环境和矿物组成等方面存在较大差异，酸化作用过程中往往低估酸液对页岩储层内部矿物质的化学作用，且酸化作用存在水的参与，酸化作用伴随的水化作用过程对页岩微观孔裂隙及物性的作用机理尚不明确。因此，开展酸化作用下页岩微观孔隙结构及其物性的响应规律研究对提高页岩气采收率具有重要意义。

选取贵州麦页1井页岩样品，拟采用X射线衍射分析(XRD)分析、压汞实验、低温氮吸附与核磁共振(NMR)实验相结合，对酸化前后的页岩样品，从矿物成分、孔隙率、比表面积、孔裂隙数量与孔径大小等方面定量表征页岩微观孔裂隙结构的变化。分析页岩微观结构及其物性对酸化作用的响应规律，探讨酸化作用对页岩的增透机理及水化作用过程对页岩的作用机制，以期为贵州省页岩气的勘探开发提供技术支撑。

1 酸化技术作用机理

1.1 酸化作用

页岩储层孔裂隙中存在大量易与酸发生化学反应的碳酸盐岩、硅酸盐岩类等矿物质，严重阻碍了页岩气在储层裂缝网中的运移与渗流。在完井工艺中钻井液和固井水泥浆的侵入也容易导致页岩储层中气体运移和渗流通道堵塞(图1)，进而造成页岩储层的渗透率降低[7,13-14]。页岩储层注酸增透技术是通过向页岩储层中注入一种或几种酸液(如盐酸、氢氟酸和防膨剂等酸液体系)，使其与岩层裂隙内的胶结物或岩层孔裂隙内的矿物质等发生化学反应，进而对孔裂隙网络空间进行再改造，提升页岩储层孔裂隙网导流能力，为气体提供通畅的运移渗流通道，是一种化学增透方法[7,13-14]。

图1 酸化对页岩孔裂隙的作用原理

笔者采用文献[7,13-14]的酸液体系对本文页岩样品进行酸化实验。酸化体系为：12%的盐酸(HCl)+3%的氢氟酸(HF)+2%的防膨剂(NH4Cl)。其主要的酸化作用原理如下：

CaCO3(方解石)+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2O (1)

CaMg(CO3)2(白云石)+4HCl==

CaCl2+MgCl2+2CO2↑+2H2O (2)

FeS2(黄铁矿)+2HCl==FeCl2+S↓+H2S↑ (3)

SiO2(石英)+6HF==H2SiF6+2H2O (4)

Al2Si2O5(OH)4(高岭石)+18HF==

2AlF3+2H2SiF6+9H2O (5)

KSi3O8(钾长石)+22HF==KF+AlF3+

3H2SiF6+8H2O (6)

1.2 水化作用

酸化作用体系为多种酸和水的配比，水一般占80%以上。因此，页岩在酸化作用下必然存在水化作用过程。页岩水化作用的本质即孔裂隙中具有层状结构的黏土矿物晶层间的水化，其主要受范德华力、双电层斥力和水合力的控制[19-20]。页岩水化作用可以促使其内部微裂缝萌生和扩展，使页岩强度降低，抗拉强度大幅度下降，致使页岩中裂缝沿层理面起裂和破坏[19]。

2 研究区地质概况及样品制备

2.1 研究区概况及实验样品

龙马溪组页岩为目前贵州页岩气的主要储气层位，勘探及钻井均证实其具有良好的页岩气成藏条件和资源开发潜力[21]。为此，选取贵州省麦页1井的下志留统龙马溪组页岩进行实验，其埋深为1 628 m。页岩总有机碳(TOC)质量分数为1.43%，含量较高，烃源岩类别较好，具有较好的生气潜力[21]。有机质热成熟度(ran)为1.95%~2.29%，平均2.12%，属于过成熟早期，处于生干气演化阶段。前人研究表明，最适宜页岩气开发的有机质成熟度为1.1%~2.5%[22]，可见该区域具有良好的页岩气勘探开发潜力。显微镜透射光下，页岩干酪根全为黑色，说明页岩样品经历了强烈的热演化，有机质组分成熟度较高，但就其原始有机质类型而言，麦页1井页岩干酪根类型为腐泥–腐植型(Ⅱ型)[23]。

2.2 样品制备与实验方法

将所采集的页岩样品制备成平行样，一份用于酸化前测试，一份用于酸化后测试。酸化页岩为利用1.1节中的酸液体系处理24 h后得到。所有实验在贵州省煤田地质局完成，酸化前后的页岩样品按如下要求加工处理后，分别进行XRD、低温氮吸附、压汞实验、NMR等实验测试。

a. XRD分析 分别将酸化前后页岩进行破碎、研磨至325目(0.045 mm)左右进行XRD测试。

b. 压汞实验 依据GB/T 21650.2—2008《压汞法和气体吸附法测定固体材料孔径分布和孔隙度》的要求，在粉碎页岩中挑选1 cm3大小的页岩样品，在80℃条件下干燥6 h，在膨胀仪中抽真空后，采用Auto Pore 9500 型全自动压汞仪进行实验。

c. 低温氮吸附实验 依据SY/T 6154—1995《岩石比表面和孔径分布测定静态氮吸附容量法》的要求，将粉碎页岩研磨制成粒径为60~80目(0.25~ 0.18 mm)的页岩颗粒，在85℃下真空干燥6 h以上，在110℃下抽真空2 h后，采用TriStar II 3020 型全自动比表面积及孔隙率分析仪进行实验。

d. NMR实验 将页岩制备成直径25 mm×高50 mm规格的页岩试件，采用NM12仪器进行实验。

3 实验结果与分析讨论

3.1 页岩矿物分析

酸化前后页岩样品XRD实验结果见表1，由表1可以看出，酸化作用前页岩以石英、黏土矿物和斜长石为主，其中，石英质量分数为49.12%；黏土矿物质量分数为24.05%，其中，伊利石占黏土总量的75.00%；斜长石质量分数为13.95%。同时可测到黄铁矿、方解石、白云石等矿物，但是黄铁矿与白云石含量相对较少。

酸化后，页岩样品中斜长石和方解石含量显著降低，白云石和黄铁矿也略有下降；斜长石和方解石质量分数分别从13.95%和6.99%降低至9.69%降至2.53%。这说明酸化作用对页岩起到部分溶蚀并发生了水解。

页岩微孔隙结构是气体分子的主要储集空间，在实际勘探开发过程中，除考虑页岩层的孔隙特征和孔隙渗流条件外，还应重点考虑页岩的矿物成分。研究表明，页岩层中黏土矿物含量对吸附气含量具有一定的影响，脆性矿物与页岩孔裂隙结构对后期页岩储层压裂效果具有重要影响[24]。页岩中黏土矿物各成分对CH4吸附存在差异性，吸附能力从大到小依次为蒙脱石＞伊/蒙混层＞高岭石＞绿泥石＞伊利石，且黏土矿物吸附能力均大于粉砂岩和石英岩[25]。表1表明，酸化作用对页岩中各种矿物质起到部分溶解作用，页岩内部的比表面积有所增加，同时也增加了孔裂隙的连通性，即增加了气体扩散和运移通道，从而增加了页岩气的运移及渗流能力。

表1 页岩X射线衍射分析结果

3.2 压汞实验

基于汞对固体表面的非润湿相毛细管现象的原理，压汞法普遍用于岩石、煤样的孔隙结构测试。当汞所受到的外界压力大于其与多孔介质材料之间的内表面张力时，汞就会被外界压力压入多孔介质材料孔隙中。酸化前后页岩样品的压汞实验结果见表2，孔径分布特征如图2所示。

表2 页岩酸化前后压汞实验结果

图2 压汞实验下页岩酸化前后孔径分布曲线

由表2可知，酸化后页岩真密度和视密度都有所降低，真密度从2.673 1 g/cm3下降到2.595 0 g/cm3，视密度从2.620 4 g/cm3下降到2.466 1 g/cm3。而孔隙率从1.972 2%增加到4.966 8%。酸化作用溶蚀页岩中部分矿物，降低页岩总体积，增加页岩中孔隙数量，增大孔径。由此表明，酸化作用对页岩的孔隙连通性有较强促进效果，为页岩气的扩散和运移提供渗流通道，增大页岩气储存空间，有利于页岩气的运移与渗流。

页岩内部孔隙结构十分发育。根据国际理论与应用化学协会(IUPAC)分类标准，将页岩孔隙按直径大小分为：小于2 nm的微孔、2~50 nm的介孔、大于50 nm的宏孔[26]。图2为酸化前后页岩样品孔径分布曲线。根据压汞法测试不同页岩样品的有效孔隙时，页岩样品进汞量大小反应样品的孔隙体积(图2)，由图2可知，酸化作用后页岩样品中微孔、介孔与宏孔的孔隙体积均增大。

通过比较压汞实验过程中进/退汞滞后环的差异，可以推断出有效孔隙的连通性及分布形态(图3)。由图3可以看出，经酸化作用后页岩样品的累计最大进汞量为0.020 1 mL/g，其远大于酸化作用前的累计最大进汞量0.007 5 mL/g。增加的进汞量反映了酸化作用增加了页岩微观孔隙体积。酸化作用后页岩的滞后环明显比酸化作用前大，且酸化作用后页岩的退汞曲线无明显下降，表明酸化作用后，页岩内部墨水瓶孔体积增大[27-28]。

图3 酸化前后页岩进/退汞体积与压力关系曲线

3.3 低温氮吸附实验

使用TriStar II 3020型分析仪开展低温氮吸附实验，测试酸化前后页岩孔隙比表面积、平均孔径与孔隙形态。孔容、孔隙比表面积与孔径测试结果见表3，酸化前后页岩低温氮吸附曲线如图4所示。

表3 低温氮吸附下酸化前后页岩的孔隙参数变化

图4 酸化前后页岩低温氮吸附/脱附曲线

由表3可知，酸化前页岩BET比表面积为14.893 3 m2/g，平均孔径为8.167 1 nm，总孔体积为0.008 402 cm3/g；酸化作用后页岩BET比表面积为17.870 1 m2/g，平均孔径为8.224 9 nm，总孔体积为0.009 787 cm3/g。低温氮实验结果也可以看出，酸化作用能够增大页岩的比表面积、平均孔径及总孔体积。压汞和液氮实验结果基本一致，究其原因：一方面，酸化作用使页岩内部矿物部分被溶解，页岩基质减小，气体储存空间增大。另一方面，由于页岩酸化作用伴随水化作用过程，水化作用致使页岩内部蒙脱石、伊利石发生水化膨胀，其强度大大降低，促使页岩孔裂隙的扩展延伸[19-20]，并可能使页岩延层理面起裂破坏，增加了酸液与矿物质的接触机会，从而提高酸液对页岩的溶蚀能力。

从图4可知，酸化作用下的页岩最大吸附量为12.84 cm3/g，相较于酸化前的11.11 cm3/g增加了15.6%。页岩的吸附能力与其内部的孔体积或比表面积成正相关[29]，酸化作用增大了页岩的比表面积和孔隙体积。酸化前后页岩吸/脱附曲线中滞后环属于H2型，这种滞后环表明，麦页1井页岩孔隙形状为墨水瓶孔，其有利于页岩气的储存，但这类孔隙流通性差，不利于页岩气的渗流与排采[29]。

酸化前后页岩的压汞和低温氮吸/脱附曲线均表明，在页岩微观孔隙范围内以墨水瓶孔为主，在大孔径孔隙范围内以开放孔为主。形成的滞后环在酸化作用后明显比酸化作用前宽大，表明酸化作用增大了页岩微观孔隙中墨水瓶孔体积。另一方面，由于酸化作用下的页岩存在水化过程，使页岩内部的一部分矿物发生软化，使酸液和黏土等矿物质充分反应，增加了酸化作用的效果，进而使页岩内部产生新的墨水瓶孔。在低压阶段，酸化作用后的吸附量增加说明酸化后页岩样品的大孔径孔隙中含有更为丰富的开放孔，酸液的溶蚀及水化作用致使页岩内原有的孔裂隙半径扩大，连通了半封闭孔或封闭孔，并产生一些新的开放孔裂隙。

3.4 核磁共振实验

核磁共振实验(NMR)被广泛用于研究煤、页岩基质的孔隙结构和物理性质，可准确反映孔隙中流体饱和度、孔径和孔喉的分布信息，是一种有效的页岩孔喉结构无损伤检测方法[5]。对酸化前后的页岩样品进行核磁共振实验，获得酸化前后页岩孔隙率(表4)与孔径分布曲线，定量研究页岩孔隙率、孔裂隙等对酸化作用的响应规律。

表4 页岩酸化前后孔隙率变化

孔隙率是页岩内部孔隙体积与页岩总体积的比值，孔隙率越大，则反映其储气能力越好。由表4可知，酸化前后页岩样品的饱和累计孔隙率分别为5.78%和11.26%，酸化后饱和累计孔隙率增长了94.8%。酸化前后的离心累计孔隙率分别为4.67%和9.98%，酸化后离心累计孔隙率增长了为113.7%。

页岩样品孔隙率增加表明，酸化对页岩孔裂隙及页岩基质本身所含碳酸盐岩、硅酸盐岩类等矿物成分产生化学作用，溶蚀页岩内部孔裂隙结构，孔隙率增大，增大气体渗流通道，进而提高了页岩储层的渗透率。

核磁共振中横向弛豫时间2值的大小和页岩内部孔径大小呈现正相关关系，由2的波谱可得到页岩孔径分布图[30]。基于页岩2波谱特征与孔径分布图，可以更加直观地表征酸化作用对页岩内部孔裂隙结构演变的影响规律。页岩酸化前后2波谱特征与孔径分布如图5所示。

图5 页岩酸化前后T2图谱与孔径分布特征

由图5可知，酸化前页岩样品的优势孔隙为介孔与110 nm左右小部分宏孔，酸化后页岩样品的优势孔隙为介孔与2 800 nm左右大部分宏孔。酸化作用下，酸液对页岩内部胶结物或页岩孔裂隙内的碳酸盐岩类等矿物质或堵塞物进行溶解、溶蚀，使得原有页岩的孔隙数量、孔隙体积与孔径大小不断增大。页岩酸化后，介孔的数量减少，宏孔数量明显增多，孔径分布曲线整体呈现向孔径增大的方向移动。同时，对比酸化前后饱和累计孔隙率，酸化后页岩饱和累积孔隙率大幅增大，这充分说明酸化作用增加了页岩孔裂隙数量，页岩原有孔隙孔径增大。对比酸化前后饱和孔隙分量曲线与离心孔隙分量曲线可知，酸化作用致使页岩中墨水瓶孔隙体积增大，小孔、介孔的连通性得到改善。同时，酸化作用后页岩的大孔、宏孔与开放孔数量增多，增强了页岩孔裂隙网络的连通性。

页岩酸化作用前后，对比核磁共振实验结果，其与压汞实验和低温氮吸附实验中页岩的孔隙结构及物性特征参数变化结果基本保持一致，再次证明酸化对页岩微观结构及其物性的改造作用。

3.5 讨论

压汞、低温氮及核磁共振实验结果均表明，酸化作用前后，页岩的微观孔裂隙特性均得到改善。酸化作用后页岩的孔隙体积、孔隙率、比表面积和孔径均增大。酸化对页岩的部分矿物质成分起到明显的化学溶蚀，对页岩孔裂隙的体积改造效果明显。酸化作用对页岩的微观孔隙结构及物性的影响主要是通过对页岩储层注入多种酸液，使其与页岩内部的胶结体、钾长石、方解石、白云石、黄铁矿、石英、高岭石及黏土矿物等发生化学反应[10-11]，使不溶或微溶的固体转化为一系列易溶物质，有一部分形成气体和水，使页岩的比表面积及孔裂隙尺寸等参数增大，气体运移及渗流通道得到改善，进而增加了页岩的渗透率[7,13-14]。

页岩酸化作用下，还必须考虑水化过程对页岩的影响。页岩微观尺度上的水化破坏主要表现为页岩层理面等弱面胶结强度的降低，致使层理面起裂破坏[19-20]。水化作用主要影响页岩内部黏土矿物中的伊利石，伊利石具有超低含水饱和度特征，而贵州龙马溪组页岩黏土矿物中的伊利石含量达75%(表1)，因此，水化作用对页岩的影响不容忽视。页岩孔隙中可溶盐含量高，当外来水侵入后，伊利石晶层间形成的水合力造成伊利石晶层间域膨胀，使伊利石层间结构发生破坏，层理间出现水化裂缝，页岩的通透性得到增强[31]。在黏土矿物成分中蒙脱石水化后能发生高达数十倍晶层间域的长程膨胀，但是由于其相对含量较低(表1)，对页岩的破坏作用较小[32]。水化作用诱发了页岩的微裂缝萌生和扩展，并使页岩强度降低，抗拉强度大幅度下降[19,33]。可以推断出在地层条件下，流体超压条件就可以促进被酸化和水化作用后的页岩裂缝扩展延伸[31]。因此，酸化伴随的水化作用能促使页岩中裂缝沿层理面起裂、扩展和破坏[34]。因此，在研究区页岩气开发过程中，建议前期采取酸液压裂改造、中期补注酸液溶蚀增透的页岩气开采模式。

4 结论

a.酸化对页岩微观孔裂隙中矿物质及黏土成分具有溶蚀作用。酸化后页岩真密度和视密度均有所降低。酸化作用增加了页岩的孔隙数量、增大了页岩孔隙的孔径、孔隙体积、孔隙率、比表面积等物性参数，可扩大页岩储层内部的气体运移和渗流通道。

b. 酸化作用明显增大了页岩的进–退汞曲线和液氮吸附脱附曲线滞后环，说明酸化作用增大了墨水瓶孔孔隙的空间体积，页岩储层中孔裂隙连通得到改善，提高页岩气的渗流与运移通道，有利于页岩气的开采。

c. 页岩酸化作用后，优势孔隙由介孔与110 nm左右小部分宏孔向介孔与2 800 nm左右大部分宏孔方向发展，页岩的介孔数量减少，宏孔数量增加。酸化作用扩大了页岩原生孔裂隙，大孔径宏孔与开放孔数量明显增加，提高页岩气的渗流能力，酸化增透的效果显著。

d. 考虑酸化作用下，基于压汞、低温氮吸附和核磁共振实验得出页岩微观孔隙结构及其物性参数变化特征结果基本一致，验证了分析结果的正确性。酸液的化学溶蚀作用对页岩孔裂隙的体积改造效果明显，增加了页岩储层连通性，提高了页岩气的渗流能力，研究成果为贵州省页岩气的开采提供技术支撑。

e. 页岩酸化作用下伴随的水化作用对页岩中孔裂隙沿层理面起裂、扩展延伸等起重要的作用。而水化作用机制尚需进一步研究。

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Effect of acidification on the microstructure and physical properties of shale

CHEN Liuyu1,2,3, LI Xijian1,2,3, SHEN Zhonghui4, XU Shiqing1, MA Shengxiang1,2,3, YIN Xin1,2,3

(1. Mining College, Guizhou University, Guiyang 550025, China;2. Engineering Center for Safe Mining Technology Under Complex Geologic Condition, Guiyang 550025, China; 3. Institute of Gas Disaster Prevention and Coalbed Methane Development of Guizhou University, Guiyang 550025, China; 4. State Key Laboratory for the Coal Mine Disaster Dynamics and Control, Chongqing University, Chongqing 400044, China)

As the main shale gas reservoir in Guizhou, it is proved that Longmaxi Formation has good shale gas accumulation conditions and resource development potential. In order to reveal the response law of acidification on the micropore structure and physical properties of Longmaxi Formation shale in Guizhou, the difference in physical properties of shale microstructures before and after acidification, such as pore volume, porosity, specific surface area and pore size distribution was quantitatively characterized by X-ray diffraction(XRD) analysis, mercury intrusion measurement, low-temperature nitrogen adsorption and nuclear magnetic resonance(NMR) experiment. The structural characteristics of the shale pores before and after acidification were analyzed. The results show that: Acidification increases the pore volume, porosity, specific surface area and pore size of shale. After the acidification, the hysteresis loop of the shale in dehydration curve and the low-temperature nitrogen absorption-desorption curve increase significantly, acidification increases the pore volume of the ink bottle hole; Due to the influence of acidification, the development direction of shale dominant pores is from meso-pores and mesopores around 110 nm to mesopores and most macro pores around 2 800 nm. The number of meso-pores decreases, the number of macro-pores increases, and the connectivity of shale pores is significantly better; Acidification has obvious chemical dissolution and etching effects on minerals and clay components in shale pore fractures, and has obvious effect on volumetric transformation of shale pore fractures, increasing permeability of shale reservoirs, thereby improving the migration and seepage ability of shale gas; The accompanying hydration under shale acidification plays an important role in the cracking, expansion and failure of the shale pores along the bedding plane, but the hydration mechanism under shale acidification needs further study.

shale gas; acidification; hydration; micropore structure; corrosion; Longmaxi Formation; Guizhou Province

TE122

A

10.3969/j.issn.1001-1986.2020.03.015

1001-1986(2020)03-0100-08

2019-11-17；

2019-12-18

国家自然科学基金项目(51874107)；贵州省科技计划项目(黔科合平台人才〔2018〕5781号)；贵州省重大应用基础研究项目(黔科合JZ字〔2014〕2005)

National Natural Science Foundation of China(51874107)；Science and Technology Project of Guizhou Province(Qian Kehe〔2018〕5781)；Major Application of Basic Research Projects in Guizhou Province(Qian Kehe JZ Zi〔2014〕2005)

陈刘瑜，1991年生，男，贵州毕节人，硕士研究生，从事煤矿瓦斯灾害防治，煤层气与页岩气开发工作. E-mail：1533941266@qq.com

李希建，1967年生，男，湖南张家界人，博士，教授，博士生导师，从事煤矿瓦斯灾害防治，煤层气与页岩气开发工作. E-mail：575914635@qq.com

陈刘瑜，李希建，沈仲辉，等. 酸化作用对页岩微观结构及其物性的影响[J]. 煤田地质与勘探，2020，48(3)：100–107.

CHEN Liuyu，LI Xijian，SHEN Zhonghui，et al. Effect of acidification on the microstructure and physical properties of shale[J]. Coal Geology & Exploration，2020，48(3)：100–107.

(责任编辑 范章群)