基于低溫氮實驗的頁巖吸附孔分形特征

解德錄,郭英海,趙迪斐

(1.中國礦業大學資源與地球科學學院江蘇徐州 221116;2.中國礦業大學煤層氣資源與成藏過程教育部重點實驗室,江蘇徐州 221116)

基于低溫氮實驗的頁巖吸附孔分形特征

解德錄1,2,郭英海1,2,趙迪斐1,2

(1.中國礦業大學資源與地球科學學院江蘇徐州 221116;2.中國礦業大學煤層氣資源與成藏過程教育部重點實驗室,江蘇徐州 221116)

以低溫氮吸附實驗數據為基礎,分析了重慶綦江觀音橋剖面下志留統龍馬溪組頁巖樣品吸附孔的吸附特征,采用FHH分形模型,計算了吸附孔分維值D,定量研究了分維值對頁巖孔隙參數的變化規律。結果表明:脫附支得到的孔徑分布曲線呈雙優勢峰,其中3.2～3.8 nm為假峰,頁巖儲層孔隙富含0.4～0.8 nm的微孔且分布集中,2～25 nm的中孔分布相對均勻。頁巖吸附孔分形特征明顯,分維值介于2.760～2.879,分維值與平均孔直徑、孔隙體積呈較好的負相關,與埋深呈弱的正相關,而與比表面積無直接關系。

低溫氮;頁巖;吸附孔;吸附特征;FHH分形模型

目前,國內頁巖氣的研究熱點重點集中在與開發工藝密切相關的領域,而對引起頁巖氣滲流的基礎如吸附和解吸附研究不足[1]。吸附孔作為頁巖儲層一種重要賦存空間,并通過影響頁巖氣的吸附、解吸等特征,進而影響頁巖的含氣量甚至開采過程。

對儲層吸附特征的研究,目前研究手段包括核磁共振、小角度X射線散射法、壓汞法、低溫氮吸附法以及高分辨率透射電鏡法等方法[2]。由于頁巖儲層孔隙的復雜性,常規歐氏幾何理論描述孔隙結構存在著瓶頸,因此后來提出了分形幾何學。……