龍馬溪組頁巖微觀孔隙結構及發(fā)育主控因素分析

楊宇棋

【摘 要】本文主要是以龍馬溪組富有機質頁巖為研究對象，通過有效的研究方法與技術，對頁巖微觀孔隙結構實施有效的研究，并且在此基礎上對納米尺度微觀孔隙結構控制的主要原因進行有效的探討。

【關鍵詞】龍馬溪組頁巖；微觀孔隙結構；發(fā)育主控因素

頁巖是我國一種油氣資源，其研究價值引起了國內外學者的關注，目前對其成藏機理與聚集條件已逐步成熟。但是，隨著頁巖勘探程度不斷提升，使頁巖微觀結構特征在頁巖氣儲存狀態(tài)、產(chǎn)能中起到較為重要的作用，已逐步成為了頁巖氣研究過程中的難點。本文以四川盆地及周緣地區(qū)為例進行全面探究。

一、研究區(qū)概況

四川盆地主要位于上揚子地臺西北側，其中盆地四周多有高山且輪廓清晰，西側與北側主要是為沖斷帶與斷褶帶。該盆地在遠古時期是一種海相沉積環(huán)境，在沉積過程中形成了海相富有機質頁巖。四川盆地龍馬溪組沉積環(huán)境是一個局限海盆環(huán)境，主要是由雪峰隆起，富有機質頁巖段為淺海陸棚沉積環(huán)境，有機質類型為I型，有機碳含量相對較高，并且鏡質組反射率相對較高，一般情況下會進入到過成熟階段[1]。

二、樣品和實驗

（一）樣品

由于該地區(qū)龍馬溪組頁巖在盆地周緣地區(qū)出露較為廣泛，并且在此基礎上有較為穩(wěn)定的分布，為了對高演化成熟度頁巖微觀孔隙與主控因素進行有效的研究，以此選取四川盆地中不同地區(qū)露頭樣品進行不同實驗，其中樣品有機碳含量以及礦物組分數(shù)據(jù)由表1所示[2]。

（二）實驗方法

實驗過程需要使用到精密較高的實驗器械，一般情況下采用掃描電鏡技術，該技術中最為重要的是FEI Quanta 200F場發(fā)射掃描電鏡。其中，在對其上進行實驗期間，一般情況下需要進行導電膜的涂抹、鍍金以及頁巖薄片制作等環(huán)節(jié)，鏡下需要采用能譜分析技術對礦物元素的構成以及含量實施準確的測定，以此對礦物名稱進行有效的確定。比表面積使用脫附方法，一般采用全自動比表面積分析儀，樣品通過真空脫氣后進行雜質去除，再將其放置于液氮環(huán)境中師生脫附測定，以此得到有效的脫附等文線數(shù)據(jù)，從而達到對孔隙結構參數(shù)實施全面定量測試的目的。

三、實驗結果

泥頁巖與常規(guī)儲層有一定的差異性，滲透性較低、孔徑范圍為納米級，并且孔隙類型相對較多，同時成因機制較為復雜，為此一些學者對其進行了有效的探究，在此基礎上對其實施了詳細的分類。四川盆地及周緣地區(qū)龍馬溪組頁巖露頭樣品采用掃描電鏡技術進行有效的探究，并對其進行有效的分類，具體分類間表2[3]。

（一）孔隙類型

1.有機孔。有機孔的形成過程中一般情況下是將頁巖有機質實施有效的熱演化，在此期間具有一定的裂解生烴作用，在此作用下形成有機孔，其中有機孔的形成主要是在有機質間，以此為頁巖氣的生成奠定良好的基礎。龍馬溪組頁巖廣泛發(fā)育有機孔，形態(tài)一般以球形呈現(xiàn)，孔徑在2-300nm，并以中孔為主。有機孔的存在形式主要是與粘土礦物共同生存，這在較大程度上具有較高的連通性。

2.粒間孔。粒間孔的形成主要是以沉積為主，一般情況下是在軟硬礦物顆粒接觸處，一般情況下呈現(xiàn)多角形分散于基質中，其中孔隙孔徑一般大于100nm。此外，多角形孔一般是顆粒間經(jīng)成巖作用后依然存在的孔隙，線形孔一般為片狀粘土礦物集合，具有較大的連通性。

（二）孔隙結構

孔隙結構主要包括以下幾種類型：1，脫附曲線在相對壓力為0.4-0.6時，出現(xiàn)明顯拐點，高于0.6時，脫附曲線分離相對較大。這在較大程度上表明凝聚作用的發(fā)生；若低于0.4，脫附曲線重合，吸附體積相對較大；2，該類與前者相似，其中拐點與之相比相對較為平緩[4]。

四、頁巖納米級孔隙發(fā)育主控因素

頁巖納米孔隙發(fā)育控制因素較多且繁雜，主要影響因素有有機碳含量、粘土礦物含量等。頁巖儲層中的有機質具有較高的微孔體系，表明有機碳含量對頁巖納米級孔隙發(fā)育影響相對較大。通過對粘土礦物含量、比表面積實施相關性分析，表明TOC與頁巖納米級孔隙體積、比表面積具有較高的正相關性。

五、結語

綜上所述，本文的研究主要是以四川盆地及周緣地區(qū)為例，該地區(qū)的龍馬溪組頁巖微觀孔隙類型相對較為復雜，不具有簡單類別特性，主要有粒間孔、有機孔以及晶間孔等，其中有機孔與粘土礦物層間粒內孔相對較為發(fā)育，對頁巖氣意義重大。此外，四川盆地及周緣地區(qū)龍馬溪組頁巖中的納米級孔隙發(fā)育主要是以開放型為主，并且在此基礎上還建立在平行板孔中。

【參考文獻】

[1]尉鵬飛， 張金川， 隆帥，等. 四川盆地及周緣地區(qū)龍馬溪組頁巖微觀孔隙結構及其發(fā)育主控因素[J]. 中國石油勘探， 2016（5）：42-51.

[2]孫寅森， 郭少斌. 渝東南彭水地區(qū)龍馬溪組頁巖孔隙結構特征及吸附性能控制因素[J]. 海相油氣地質， 2018（1）：63-74.

[3]朱漢卿， 賈愛林， 位云生，等. 蜀南地區(qū)五峰-龍馬溪組頁巖微觀孔隙結構及分形特征[J]. 科學技術與工程， 2018（10）：12-19.

[4]陳居凱， 朱炎銘， 崔兆幫，等. 川南龍馬溪組頁巖孔隙結構綜合表征及其分形特征[J]. 巖性油氣藏， 2018（1）：55-62.