中国南方海相页岩孔隙结构特征

川南地区五峰-龙马溪组页岩孔隙结构全孔径表征及对过成熟海相页岩孔隙演化的启示
# 四川南地区五峰-龙马溪组页岩孔隙结构全孔径表征及其对过成熟海相页岩孔隙演化的启示
四川南地区五峰-龙马溪组页岩的物理性质特征涉及精细地质研究，对掌握页岩储层孔隙结构及其成因具有重要意义，为此，这里研究了九江组页岩孔径全孔径表征及其对海相页岩孔隙演化的启示。

研究表明，四川南地区五峰-龙马溪组页岩全孔径分布信息表明：①页岩孔径分为粗孔径段和精孔径段，其中粗孔径占比最大，占48.5%；精孔径占51.5%；②磁场分布拐弯点处在0.6μm处，拐弯幅度高达1.29；③2-10μm孔径段在孔隙分布中占比最大，贡献率达70.1%；④孔径-孔隙概率曲线执行Smalley模型，反应孔隙分布曲线总体变化趋势。

研究还表明，海相页岩孔隙演化基本可归结为流体洞口形成、改造、成熟化三个阶段。

流体洞口形成，孔径细小，可以形成小孔径，如密度递减区，从而构造多孔径结构和复杂的气孔网络结构，从而促进水动力同化过程的继续；改造，孔隙的改造使得孔径的拓宽，而该组海相页岩孔径拓宽比较明显；成熟化，页岩中黏土矿物及表面活性物质在构造极大压力和高温环境下进行交联和聚合，这可以形成孔隙结构趋于成熟和稳定，从而形成容器缝隙结构，从而增大孔径赋存相。

四川南地区五峰-龙马溪组页岩孔隙结构的全孔径表征以及对经过成熟海相页岩孔隙演化的启示，有助于我们更好地了解是否可能改造出适合的孔隙结构，从而使其更有利的利用，提升其储量效率，为四川南地区海相页岩油气开发提供参考。

页岩储层微观孔隙结构特征
页岩储层具有不同于传统储层的微观孔隙结构特征，主要包括以下几
个方面：
1.多级孔隙结构：页岩储层具有多级孔隙结构，包括纳米级孔隙、亚
微米级孔隙和微米级孔隙等。

其中，纳米级孔隙是最主要的，其孔径在
1-100纳米之间，表面积极大，可导致高吸附和强吸附作用，是储层存储
和输出气体的主要通道。

2.次生孔隙：由于地层压实和自然作用，页岩储层中会产生次生孔隙，这些孔隙可能是裂缝、缝隙、微裂缝、微栓、解理缝等，其形态复杂，大
小和分布不均匀，对储层的渗透性和孔隙结构起着重要作用。

3.高孔隙度：页岩储层中孔隙度普遍较高，大约在2%-10%之间，孔
隙度高可提高储层的渗透性，但也容易导致相对较低的孔隙连通率，进而
影响输出能力。

4.多种孔隙类型：页岩储层中含有不同类型的孔隙，包括毛细管孔隙、微缝孔隙、孔洞孔隙等，这些孔隙类型的不同对储层的渗透性和输出能力
产生不同的影响。

综上所述，页岩储层中的微观孔隙结构非常复杂，其研究是深入理解
储层储存和输送天然气的关键。

陆相和海相页岩储层孔隙结构差异性分析李廷微;薛子鑫;姜振学;宋国奇;李政;朱日房;苏思远;陈委涛;宁传祥;王智【摘要】页岩储层以微-纳米孔隙和裂缝作为页岩油气的赋存空间,对其孔隙结构特征的研究是明确页岩油气富集机理的关键,而陆相和海相页岩储层的孔隙结构特征存在巨大的差异.为此,运用场发射扫描电镜、CO2吸附、N2吸附、高压压汞分析和索氏抽提等方法,以沾化凹陷沙三段下亚段陆相页岩储层和川东南龙马溪组海相页岩储层为典型实例,深入分析陆相和海相页岩储层的孔隙结构差异.结果表明,沾化凹陷沙三段下亚段陆相页岩储层中有机质单体内部并未发育密集分布且相互连通的蜂窝状孔隙,具有极大孔体积的宏孔更为发育,能够为游离烃赋存提供良好的储集空间,控制着页岩油的富集.而川东南龙马溪组海相页岩储层中有机质单体内部密集发育相互连通的蜂窝状孔隙,具有极大比表面积的微孔最为发育,能够为吸附烃赋存提供足够的比表面,控制着页岩气的富集.【期刊名称】《油气地质与采收率》【年(卷),期】2019(026)001【总页数】7页(P65-71)【关键词】陆相;海相;页岩储层;孔隙结构;差异性【作者】李廷微;薛子鑫;姜振学;宋国奇;李政;朱日房;苏思远;陈委涛;宁传祥;王智【作者单位】中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室,北京102249;广州海洋地质调查局天然气水合物工程技术中心,广东广州510075;中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室,北京102249;中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室,北京102249;中国石化胜利油田分公司,山东东营257000;中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院,山东东营257015;中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院,山东东营257015;中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室,北京102249;国家知识产权局专利局专利审查协作四川中心,四川成都610213;中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室,北京102249;中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室,北京102249【正文语种】中文【中图分类】TE122.2+3页岩油气已经成为北美油气工业的重要能源之一，北美页岩油气勘探开发所取得的巨大成功引起了世界各国对于页岩油气的广泛关注［1-4］。

页岩孔隙结构1. 什么是页岩？页岩是一种由细粒或粉状矿物组成的沉积岩，具有特别高的湿附性。

常见的页岩主要包括泥页岩、煤系页岩、油页岩等。

由于其特殊的物理和化学特性，页岩在能源领域具有重要的作用，尤其是油页岩和气页岩。

2. 页岩中的孔隙结构孔隙结构是指岩石内部的空隙和管道系统。

在页岩中，孔隙可以分为两类：毛细孔隙和裂缝孔隙。

2.1 毛细孔隙毛细孔隙是指直径在10纳米以下的微小孔隙。

这些孔隙通常由黏土矿物和有机质颗粒形成，具有很高的湿附性和吸水性。

毛细孔隙对于页岩的储存和释放流体（如油和天然气）起着重要的作用。

尽管毛细孔隙的直径较小，但其总体积较大，可以容纳大量的流体。

此外，毛细孔隙的连通性也对流体的渗透和运移起着关键作用。

2.2 裂缝孔隙裂缝孔隙是指直径在纳米至微米级别的狭长裂缝。

这些裂缝通常由构造应力、地壳运动和化学作用等因素导致。

通过这些裂缝，流体可以在岩石中储存和流动。

与毛细孔隙相比，裂缝孔隙的直径较大，流体的渗透速度更快。

裂缝孔隙的连通性也更好，使流体更容易流动。

3. 页岩孔隙结构的影响因素3.1 粒度和组成页岩的颗粒大小和矿物组成对孔隙结构有重要影响。

粒度较小的岩石往往具有较多的毛细孔隙，而粒度较大的岩石则更易形成裂缝孔隙。

此外，不同矿物具有不同的吸附性能，对孔隙结构也会有所影响。

3.2 孔隙随埋藏深度的演化随着埋藏深度的增加，岩石受到的地层压力也会增加，孔隙的形态和分布将发生改变。

孔隙的体积可能会减小，并更趋向于裂缝孔隙的形成。

这是由于岩石的压实作用和矿物晶体间的变形造成的。

3.3 地质构造和构造变形地质构造和构造变形是岩石形成孔隙的重要因素。

构造应力和断裂运动会导致裂缝的形成，从而增加了裂缝孔隙的存在。

4. 页岩孔隙结构的评价方法4.1 岩心分析岩心分析是评价页岩孔隙结构的常用方法之一。

通过分析岩心样品中的孔隙结构，可以确定毛细孔隙和裂缝孔隙的存在和分布。

这需要使用显微镜和扫描电子显微镜等设备进行观察和测量。

中国南方古老海相页岩气超压富集特征及勘探开发意义刘洪林;王红岩;方朝合;王莉【摘要】我国南方古生界龙马溪组和筇竹寺组海相页岩埋藏较深，经历了复杂的构造改造历史，成熟度很高，这对页岩含气性具有重要的影响，改变了页岩的储集能力和含气饱和度。

为查明南方海相页岩气成藏特征和富集规律，通过开展成藏演化分析、流体包裹体研究后认为，中国南方地区喜马拉雅期构造运动对页岩气的成藏具有关键影响，主要体现在地层压力系数出现异常，形成超低含水饱和度现象和超压核心区。

最后，认为我国南方古老海相页岩在高成熟阶段能够形成大量的天然气，导致页岩广泛发育超低含水饱和度现象。

构造抬升和超低含水饱和度导致我国南方构造相对稳定区发育超压页岩气富集区，是主要的勘探目标，在超压核心区广泛存在超压页岩气藏，控压生产方式能提高页岩气井的稳定产量。

【期刊名称】《非常规油气》【年(卷),期】2014(001)001【总页数】6页(P11-16)【关键词】海相页岩;超低含水饱和度;超压核心区;超压页岩气藏【作者】刘洪林;王红岩;方朝合;王莉【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】TE132.1页岩气是一种自生自储型的非常规天然气资源，据美国能源信息署(EIA)2014年的统计，2013年美国页岩气产量达2300×108m3，约占美国天然气总产量的35%，产量主要来自Haynesville、 Barnett、Marcellus、Fayetteville、Woodford 等页岩气区[1～4]。

我国页岩气勘探开发工作也进展较快，已经完成130余口井的钻探，50余口井压裂获气。

其中在南方古老海相页岩中获得了高产的工业气流，证实了我国南方古老海相页岩具有一定的开发潜力。

但是与美国相比，我国含油气盆地烃源岩一般经历了复杂的构造热演化历史，其成熟度较高。

本文在页岩构造演化和气藏分析的基础上，结合流体包裹体研究成果，对我国南方海相龙马溪组和筇竹寺组页岩成熟—生烃演化阶段进行了深入的剖析，认为我国南方海相页岩普遍经历复杂的构造演化过程，在喜马拉雅期普遍经历了一次剧烈的抬升过程，造成孔隙大幅度下降，同时由于断裂发育，页岩气大量散失，含气饱和度大幅度降低。

中国南方海相页岩气成藏差异性比较与意义赵文智;李建忠;杨涛;王淑芳;黄金亮【摘要】中国南方地区寒武系筇竹寺组和奥陶系五峰组—志留系龙马溪组均发育一套富有机质页岩,但页岩气钻探效果差别极大,开展成藏差异比较研究具有理论和现实意义.研究认为:①四川盆地五峰组—龙马溪组TOC值比筇竹寺组略高,盆地外围地区筇竹寺组TOC存在高值区;②筇竹寺组热演化程度较五峰组—龙马溪组明显偏高;③筇竹寺组有机质孔隙不发育,孔隙度是五峰组—龙马溪组的1/3～1/2;④筇竹寺组含气量低,仅为五峰组—龙马溪组的1/2;⑤筇竹寺组以硅质页岩为主,五峰组—龙马溪组以钙质、钙质硅质页岩为主,硅质成因不同;⑥五峰组—龙马溪组普遍超压,筇竹寺组以常压为主.这种差异形成的原因在于:①沉积环境不同,影响TOC值和页岩厚度;②筇竹寺组热演化程度过高,导致生烃衰竭、有机质炭化、孔隙度降低,含气性变差;③筇竹寺组顶底板封闭条件较差,影响页岩气保存;④构造位置不同,五峰组—龙马溪组处于斜坡和向斜区,具超压,有利于页岩气保存;⑤筇竹寺组放射性铀含量约为五峰组—龙马溪组的2倍,是热演化程度高的重要原因.从而提出南方海相经济性页岩气富集需具备有利的地质条件(富有机质集中段发育,热演化程度适中,有机质孔隙发育,含气量高,顶底板保存条件良好,埋深适中),其中五峰组—龙马溪组页岩气成藏条件有利、资源经济性好,筇竹寺组成藏条件总体较差、有利区范围有限.【期刊名称】《石油勘探与开发》【年(卷),期】2016(043)004【总页数】12页(P499-510)【关键词】中国南方;页岩气;寒武系筇竹寺组;奥陶系五峰组;志留系龙马溪组;页岩气富集;地质条件【作者】赵文智;李建忠;杨涛;王淑芳;黄金亮【作者单位】中国石油勘探开发研究院;中国石油勘探开发研究院;中国石油勘探开发研究院;中国石油勘探开发研究院;中国石油勘探开发研究院【正文语种】中文【中图分类】TE122中国南方（秦岭—大别山一带以南的15个省市区范围）广泛发育古生界海相富有机质页岩，其中上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组和下寒武统筇竹寺组是页岩气最具远景的两套页岩层系，被列为海相页岩气基础地质研究和勘探实践的重点[1-8]。

石油勘探与开发574 2013年10月PETROLEUM EXPLORATION AND DEVELOPMENT Vol.40 No.5 文章编号：1000-0747(2013)05-0574-06 DOI: 10.11698/PED.2013.05.09中国南方海相页岩气高效开发的科学问题王红岩1,2,3，刘玉章1,2，董大忠2，赵群1,2,3，杜东2（1. 国家能源页岩气研发（实验）中心；2. 中国石油勘探开发研究院；3. 中国石油非常规油气重点实验室）基金项目：国家重点基础研究发展计划（973）项目“中国南方海相页岩气高效开发的基础研究”（2013CB228000）；国家“十二五”重大专项“页岩气勘探开发关键技术”项目（2011ZX05018）摘要：中国页岩气资源丰富，已在多个地区获初步发现，其中中国南方古生界寒武系、奥陶系和志留系中发育多套海相富有机质页岩，技术可采资源量占全国的3/4，将是重点开发地区。

与北美相比，中国南方海相页岩气储集层具有构造改造强、地应力复杂、埋藏较深、地表条件特殊等特点，照搬国外现有理论与技术难以有效开发。

页岩气储集层纳米级孔隙对页岩气产能的影响尚不明确，页岩气产能预测方法尚未建立，钻井过程中水平段垮塌严重、钻井周期长，增产改造效果不理想、单井产量较低，需要针对纳米级孔隙成因及多尺度储集空间定量表征、复杂介质多场耦合非线性流动机理、页岩失稳与缝网形成的力学机制3个科学问题进行研究。

表1参27关键词：海相页岩气；高效开发；科学问题；中国南方；纳米级孔隙中图分类号：TE37 文献标识码：AScientific issues on effective development of marine shale gas in southern China Wang Hongyan1,2,3, Liu Yuzhang1,2, Dong Dazhong2, Zhao Qun1,2,3, Du Dong2(1. National Energy Shale Gas Research and Development Center, Langfang 065007, China; 2. PetroChinaResearch Institute of Petroleum Exploration & Development, Beijing 100083, China; 3. CNPCUnconventional Oil and Gas Laboratory, Langfang 065007, China)Abstract:Shale gas resources are abundant in China and have been discovered in some areas. They are widely distributed in the Cambrian, Ordovician and Silurian strata in Southern China, with technically recoverable resources accounting for 3/4 of the whole country. The Southern China will be the main area for shale gas development. Compared with North America, there are a lot of differences in shale gas exploration and development in Southern China which include intensive tectonic movements in marine shale, complex stress field, deep burial depth, special surface condition, etc. With those, it could be ineffective if the existing theories and techniques of shale gas developed in America are taken for granted. The effects of nano-pore formation on shale gas production are unclear; Prediction methods for shale gas production have not been established; In the process of drilling, the horizontal section collapses seriously and the drilling cycle is too long; Stimulation effect is not ideal, with low single well production. In order to effectively develop shale gas in Southern China, three scientific issues should be studied which include quantitative characterization of nano-pore formation and multi-scale storage space, mechanisms of nonlinear flow under multi-field coupling in complex medium, mechanical mechanisms of shale instability and fracture network formation.Key words:marine shale gas; effective development; scientific issue; southern China; nano-pore0 引言页岩气为产自富有机质页岩储集岩系中的非常规天然气[1]。

Advances in Geosciences地球科学前沿, 2020, 10(7), 555-562Published Online July 2020 in Hans. /journal/aghttps:///10.12677/ag.2020.107054Laminae Growth Characteristic within theLower Silurian Longmaxi Marine Shalein the Southeast Sichuan BasinBowei Yang1, Min Xiong1, Lei Chen1, Dong Huang2,3,41School of Geoscience and Technology, Southwest Petroleum University, Chengdu Sichuan2Shale Gas Evaluation and Exploitation Key Laboratory of Sichuan Province, Chengdu Sichuan3Technology Innovation Center of Shale Gas Exploration and Development in Complex Structural Areas, MNR, Chengdu Sichuan4Sichuan Keyuan Testing Center of Engineering Technology, Chengdu SichuanReceived: Jun. 19th, 2020; accepted: Jul. 1st, 2020; published: Jul. 8th, 2020AbstractAs the most characteristic sedimentary structure of shale, the laminae are widely developed in shale strata, which have an important impact on shale reservoirs. However, there are few studies on laminae in the marine shale. Based on drilling core, thin section identification and scanning electron microscope (SEM), the characteristics of laminae within the Lower Silurian Longmaxi marine shale in the Southeast Sichuan Basin were investigated. According to the major mineral composition, five types of laminae are identified: clay laminae, quartz laminae, carbonate laminae, mica laminae and pyrite laminae. Based on the occurrence, parallel laminae, horizontal laminae, wavy laminae and twill laminae can be identified. Combining the laminae characteristics, the se-dimentary structure and the contact relationship of the minerals, three kinds of dual laminae combination are identified: clay laminae-quartz laminae, clay laminae-carbonate laminae and the quartz laminae-carbonate laminae. In addition, there is a ternary type of laminae, which is quartz laminae-clay laminae-carbonate laminae. In general, the clay and quartz laminae were mainly de-veloped in the study area. The laminae development shows a periodic change of high-low-high development frequency from bottom to the top, reflecting the change of the sedimentary envi-ronment in different periods.KeywordsMarine Shale, Laminae, The Lower Silurian Longmaxi川东南龙马溪组海相页岩纹层发育特征杨博伟1，熊敏1，陈雷1，黄冬2,3,4杨博伟 等1西南石油大学地球科学与技术学院，四川 成都 2页岩气评价与开采四川省重点实验室，四川 成都3自然资源部复杂构造区页岩气勘探开发工程技术创新中心, 四川 成都4四川省科源工程技术测试中心，四川 成都收稿日期：2020年6月19日；录用日期：2020年7月1日；发布日期：2020年7月8日摘 要纹层作为页岩最富特色的沉积构造，广泛发育于页岩层系中，对页岩储层有着重要的影响，但目前针对海相页岩纹层的研究较少。

我国海相和陆相页岩孔结构特征的研究Study on pore structure characteristics of marine and continental shale in China同济大学材料学院Erin摘要页岩气是一种重要的天然气资源，在我国已经有一定的应用。

本文选择威远海相页岩（1#），焦石坝海相页岩（2#），瑶曲凝灰岩（4#）和瑶曲陆相页岩（5#和6#）进行薄层分析，冰场发射扫描电子显微镜（SEM）、压汞法（MICP）和气体吸附实验，研究典型海相和陆相页岩的孔隙结构特征。

通过对其孔隙结构特征和影响因素的研究，提出了一种水力压裂领域内孔命名的新方法，并提出了孔隙分布均匀性系数这一概念，用以描述页岩中不同孔径分布的连续性。

采用密度泛函理论(DFT) 模型联合分析N2吸附和CO2的吸附试验结果可以获得纳米孔的连续分布。

样品中孔径为2～100 nm范围内的孔隙率从高到低依次为2#、5#、1#、6#、4#，孔径为10～100 mm的范围内的孔隙率从高到低依次为2#、1#、4#、6 #、5#。

同时2#和5#样品中微纳米孔隙比其他样品更发达，这两个样品的储气能力更强。

本文的研究结果可用于指导页岩气的开发，优化页岩气的位置选择办法，提高页岩气产量。

关键词：海相页岩陆相页岩微观孔纳米孔孔隙分布气体吸收1. 简介数据表明，石油（常规和非常规）和天然气资源储藏量的比例为2:8，说明石油气和天然气资源的潜力是巨大的。

页岩气是一种非常规油气资源，而对页岩孔隙特征（一种用于衡量和评价水库水质的重要指标）的研究，吸引了世界上研究者的兴趣。

天然气主要是以吸附的形式存在于有机物和粘土矿物中，或者在其他的多孔物质中以自由气体的形式压缩。

而页岩具有大量的微孔。

根据粘土岩的中孔径的大小，小于0.6 nm，0.6～2 nm, 2～50 nm, 50 nm ～2μm, 2～50μm和大于50μm的孔可分别命名为超微孔，微孔、小孔、中孔、大孔，毛细管孔。

非常规天然气收稿日期：２０１２－１０－３０；修回日期：２０１３－０１－２３．基金项目：国家自然科学基金项目（编号：５１２７４２１４）；教育部科学技术研究重大计划项目（编号：３１１００８）；油气资源与探测国家重点实验室自主研究课题（编号：ＰＲＰ／ｉｎｄｅｐ－３－１１０８）联合资助．作者简介：杨峰（１９８７－），男，湖北天门人，博士研究生，主要从事非常规气藏开发研究．Ｅ－ｍａｉｌ：ｙａｎｇｆｅｎｇ２２７＠１６３．ｃｏｍ．高压压汞法和氮气吸附法分析页岩孔隙结构杨　峰，宁正福，孔德涛，刘慧卿（中国石油大学（北京）石油工程教育部重点实验室，北京１０２２４９）摘要：页岩储层的孔隙结构对页岩含气性评价和勘探开发具有重要意义，但目前国内对于页岩孔隙结构的研究相对较少。

为此，采用高压压汞实验和低温氮气吸附实验对页岩的孔隙结构进行了研究，计算了页岩的孔隙结构参数，并结合微观孔隙结构图片分析了页岩孔隙结构对气体吸附和渗流的意义。

研究表明，页岩孔隙以微孔和过渡孔为主，微孔和过渡孔提供了大部分孔体积。

有机质中的微孔是页岩比表面积的主要贡献者，构成了页岩气体的主要吸附空间。

页岩的孔隙类型复杂，孔隙形态多样，存在一端封闭的不透气性孔、开放性的透气性孔和墨水瓶孔等多种孔隙，且孔隙之间的连通性较差。

较高的微孔和过渡孔保证了页岩储层具有很高的吸附聚气能力，但中孔和大孔发育较差，不利于气体渗流和页岩气藏的开发。

关键词：页岩；孔隙结构；高压压汞；氮气吸附；孔体积；比表面积中图分类号：ＴＥ１３５ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７２－１９２６（２０１３）０３－０４５０－０６引用格式：Ｙａｎｇ　Ｆｅｎｇ，Ｎｉｎｇ　Ｚｈｅｎｇｆｕ，Ｋｏｎｇ　Ｄｅｔａｏ，ｅｔ　ａｌ．Ｐｏｒｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｓｈａｌｅｓ　ｆｒｏｍ　ｈｉｇｈ　ｐｒｅｓ－ｓｕｒｅ　ｍｅｒｃｕｒｙ　ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｎｉｔｒｏｇｅｎ　ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．Ｎａｔｕｒａｌ　Ｇａｓ　Ｇｅｏｓｃｉｅｎｃｅ，２０１３，２４（３）：４５０－４５５．［杨峰，宁正福，孔德涛，等．高压压汞法和氮气吸附法分析页岩孔隙结构［Ｊ］．天然气地球科学，２０１３，２４（３）：４５０－４５５．］０　引言页岩气体主要以游离态和吸附态存在于页岩储层中，页岩的孔隙结构决定着页岩的吸附和渗流特性，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］。

第３３卷　第４期２０　１　４年 ７月 地质科技情报Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｖｏｌ．３３　Ｎｏ．４Ｊｕｌ．　２０１４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－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的研究。

Ｅ－ｍａｉｌ：ｗｕｙｕｅ０９０６＠ｇｍａｉｌ．ｃｏｍ海相页岩储层微观孔隙体系表征技术及分类方案伍　岳１ａ，１ｂ，２，樊太亮１ａ，１ｂ，蒋　恕２，郁文谊１ａ，１ｂ（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；２．美国犹他大学能源与地学研究院，犹他盐湖城８４１０８）摘　要：页岩储层作为一种非常规油气储集体，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；定性探讨了孔隙演化的一般规律。

目前最常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，将页岩储层孔隙划分为粒间孔、粒内孔、有机质孔和微裂缝以及骨架矿物孔、黏土矿物孔、有机质孔和微裂缝。

无机矿物成岩作用与有机质热成熟作用是控制页岩储层孔隙演化的重要因素。

关键词：页岩气；页岩；孔隙表征；孔隙分类；孔隙演化中图分类号：Ｐ６１８．１３０．２＋１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１０００－７８４９（２０１４）０４－００９１－０７ 页岩由于储集丰富的油气资源可作为储层而突破了以往被认为只能作为烃源岩或盖层的认识，因而其储集性能研究备受关注［１－６］。

中国南方海相与陆相页岩裂缝发育特征及主控因素对比——以黔北岑巩地区下寒武统为例王濡岳;胡宗全;刘敬寿;王兴华;龚大建;杨滔【期刊名称】《石油与天然气地质》【年(卷),期】2018(039)004【摘要】依据裂缝发育特征与对应分析测试资料,分析了下寒武统交马冲组二段(变二段)页岩裂缝发育特征、主控因素及海相与陆相页岩裂缝发育的差异性.结果表明,变二段兼具海相与陆相页岩部分特征,页岩段裂缝以低角度层理、层间和滑脱缝为主,与陆相页岩相似;砂泥互层与砂岩段裂缝发育程度高,以高角度构造缝为主.裂缝发育受构造应力、岩性与矿物组分、地层厚度、TOC和储层非均质性影响,主要表现为:岩性与岩石力学性质控制构造缝的发育,地层厚度控制裂缝的密度与尺度,TOC 控制层间超压裂缝发育,储层非均质性控制层理缝的发育.海相与陆相页岩TOC、石英、脆性和裂缝具有不同耦合特征,海相页岩较大的脆性与单层厚度利于储层改造,但在强改造下易发育穿层裂缝,不利于保存.陆相页岩较低的单层厚度、较强的塑性与非均质性能有效避免穿层裂缝的发育,利于页岩气保存.变二段不同岩性组合及其裂缝发育特征与主控因素对海相与陆相页岩气保存、富集与储层改造等方面具有一定参考价值.【总页数】10页(P631-640)【作者】王濡岳;胡宗全;刘敬寿;王兴华;龚大建;杨滔【作者单位】中国石化石油勘探开发研究院,北京100083;页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室,北京100083;中国石化石油勘探开发研究院,北京100083;页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室,北京100083;中国地质大学(北京)能源学院,北京100083;中国地质大学(北京)能源学院,北京100083;中国国储能源化工集团股份公司,北京100107;中国石油大学(北京)地球科学学院,北京102249【正文语种】中文【中图分类】TE121.1【相关文献】1.黔东南地区下寒武统页岩裂缝发育特征与主控因素 [J], 王濡岳;王兴华;龚大建;尹帅;付福全;陈恩2.黔北地区下寒武统牛蹄塘组页岩储层发育特征:以岑巩区块为例 [J], 王濡岳;龚大建;冷济高;王兴华;丛森;丁文龙;付福全;杨滔;赖富强3.黔东南地区下寒武统页岩裂缝发育特征与主控因素 [J], 王濡岳;王兴华;龚大建;尹帅;付福全;陈恩;;;;;;4.黔北凤冈地区下寒武统牛蹄塘组页岩裂缝发育特征 [J], 熊涛5.渝东南—黔北地区下寒武统牛蹄塘组页岩裂缝发育特征与主控因素 [J], 王濡岳;丁文龙;龚大建;曾维特;王兴华;周学慧;李昂;肖子亢因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

文章编号：１００１－６１１２（２０１８）０５－０７３９－１０㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀ｄｏｉ：１０．１１７８１／ｓｙｓｙｄｚ２０１８０５７３９中国海陆相页岩有机质孔隙发育特征对比基于聚焦离子束氦离子显微镜（ＦＩＢ－ＨＩＭ）技术王朋飞１，２，吕㊀鹏１，姜振学２，金㊀璨３，李㊀鑫２，张㊀昆２，黄㊀璞４，王㊀毅１（１．中国地质调查局地学文献中心，北京㊀１０００８３；２．中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室，北京㊀１０２２４９；３．中国石油化工股份有限公司上海海洋油气分公司，上海㊀２００１２０；４．中国石油化工股份有限公司西南油气田，成都㊀６１００００）摘要：为了明确不同成熟度的海陆相页岩有机质孔隙的发育特征，分别选取了中国中西部鄂尔多斯盆地的三叠系延长组陆相页岩㊁中国南方上扬子地区的下志留统龙马溪组以及下寒武统牛蹄塘组海相页岩等３组海陆相页岩样品，进行聚焦离子束氦离子显微镜（ＦＩＢ－ＨＩＭ）的观察实验㊂结果表明：延长组页岩样品的有机质孔隙发育数量较少，孔隙直径较小，有机质内部多发育微裂缝，页岩黏土矿物内部发育大量的粒间孔隙，粒内孔隙发育数量较少㊂龙马溪组页岩发育大量的有机质孔隙，大量较小直径的孔隙嵌套在直径较大的有机质孔隙中，增加了页岩孔隙的比表面积和孔隙连通性，有利于烃类气体在页岩有机质孔隙内的赋存及有效渗流㊂牛蹄塘组页岩内部发育数量最多的是粒间孔隙，有机质孔隙极少发育㊂有机质孔隙贡献了页岩孔隙系统的绝大部分有效赋存空间㊂页岩有机质孔隙的发育主要受控于热演化程度，过低的热演化程度（０．５％＜Ｒｏ＜１．５％）无法形成大量的有机质孔隙及烃类气源供给；过高的热演化程度（３．０％＜Ｒｏ＜４．０％）则会导致页岩有机质孔隙消失，烃类气体失去有效赋存场所而在地史过程中大量散失；适宜的热演化程度（１．５％＜Ｒｏ＜３．０％）能够保证页岩有机质孔隙大量发育，有利于烃类气体在页岩储层中形成有效赋存和渗流㊂针对中国南方高 过成熟度海相页岩气的高效勘探开发，应寻找热演化程度适中的页岩层位㊂关键词：延长组；龙马溪组；牛蹄塘组；有机质孔隙；热演化程度；页岩中图分类号：ＴＥ１２２．２㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码：ＡＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒｐｏｒｅｓｏｆｍａｒｉｎｅａｎｄｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌｆａｃｉｅｓｓｈａｌｅｉｎＣｈｉｎａ：ｂａｓｅｄｏｎＦｏｃｕｓｅｄＩｏｎＢｅａｍＨｅｌｉｕｍＩｏｎＭｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（ＦＩＢ－ＨＩＭ）ＷＡＮＧＰｅｎｇｆｅｉ１，２，ＬÜＰｅｎｇ１，ＪＩＡＮＧＺｈｅｎｘｕｅ２，ＪＩＮＣａｎ３，ＬＩＸｉｎ２，ＺＨＡＮＧＫｕｎ２，ＨＵＡＮＧＰｕ４，ＷＡＮＧＹｉ１（１．ＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅＤｏｃｕｍｅｎｔａｔｉｏｎＣｅｎｔｅｒ，ＣＧＳ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＰｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０２２４９，Ｃｈｉｎａ；３．ＳＩＮＯＰＥＣＳｈａｎｇｈａｉＯｆｆｓｈｏｒｅＰｅｔｒｏｌｅｕｍＣｏｍｐａｎｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００１２０，Ｃｈｉｎａ；４．ＳＩＮＯＰＥＣＳｏｕｔｈｗｅｓｔＯｉｌ＆ＧａｓＣｏｍｐａｎｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ，Ｓｉｃｈｕａｎ６１００００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌｓｈａｌｅｉｎｔｈｅＴｒｉａｓｓｉｃＹａｎｃｈａｎｇＦｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｔｈｅＯｒｄｏｓＢａｓｉｎｏｆｔｈｅｃｅｎｔｒａｌａｎｄｗｅｓｔｅｒｎＣｈｉｎａ，ａｎｄｔｈｅｍａｒｉｎｅｓｈａｌｅｉｎｔｈｅＬｏｗｅｒＳｉｌｕｒｉａｎＬｏｎｇｍａｘｉＦｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅＬｏｗｅｒＣａｍｂｒｉａｎＮｉｕｔｉｔａｎｇＦｏｒｍａｔｉｏｎｉｎＳｏｕｔｈＣｈｉｎａｗｅｒｅｃｈｏｓｅｎｆｏｒＦｏｃｕｓｅｄＩｏｎＢｅａｍＨｅｌｉｕｍＩｏｎＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（ＦＩＢ－ＨＩＭ）ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｉｎｏｒｄｅｒｔｏｃｌａｒｉｆｙｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒｐｏｒｅｓｉｎｍａｒｉｎｅａｎｄｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌｓｈａｌｅｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍａｔｕｒｉｔｉｅｓ．ＦｅｗｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒｐｏｒｅｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｉｎｔｈｅＹａｎｃｈａｎｇｓｈａｌｅ，ａｎｄｔｈｅｐｏｒｅｄｉａｍｅｔｅｒｉｓｕｓｕａｌｌｙｓｍａｌｌ．Ｍｉｃｒｏ⁃ｆｒａｃｔｕｒｅｓａｒｅｗｉｄｅｓｐｒｅａｄｉｎｔｈｅｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒ，ａｎｄａｌａｒｇｅａｍｏｕｎｔｏｆｉｎｔｅｒｐａｒｔｉｃｌｅｐｏｒｅｓｗｅｒｅｐｒｅｓｅｎｔｉｎｔｈｅｃｌａｙｍｉｎｅｒａｌｓｏｆｔｈｅｓｈａｌｅ．ＴｈｅＬｏｎｇｍａｘｉｓｈａｌｅｓａｍｐｌｅｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄａｌａｒｇｅｎｕｍｂｅｒｏｆｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒｐｏｒｅｓ，ａｎｄｔｈｅｒｅａｒｅｍａｎｙｏｆｓｍａｌｌ⁃ｄｉａｍｅｔｅｒｐｏｒｅｓｎｅｓｔｅｄｉｎｌａｒｇｅ⁃ｄｉａｍｅｔｅｒｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒｐｏｒｅｓ，ｗｈｉｃｈｉｎｃｒｅａｓｅｄｓｐｅｃｉｆｉｃｓｕｒｆａｃｅａｒｅａａｎｄｐｏｒｅｃｏｎｎｅｃ⁃ｔｉｖｉｔｙ，ａｎｄａｒｅｆａｖｏｒａｂｌｅｆｏｒｔｈｅｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅａｎｄｍｉｇｒａｔｉｏｎｏｆｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｇａｓｅｓｉｎｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒｐｏｒｅｓ．ＴｈｅＮｉｕｔｉｔａｎｇｓｈａｌｅｓａｍｐｌｅｓｃｏｎｔａｉｎａｌａｒｇｅｎｕｍｂｅｒｏｆｉｎｔｅｒｐａｒｔｉｃｌｅｐｏｒｅｓａｎｄｆｅｗｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒｐｏｒｅｓ．Ｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒｐｏｒｅｓｃｏｎｔｒｉｂｕｔｅｄａｖａｓｔｍａｊｏｒｉｔｙｏｆｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｓｔｏｒａｇｅｓｐａｃｅａｎｄｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙｏｆｔｈｅｐｏｒｅｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒｐｏｒｅｓｗａｓｍａｉｎｌｙｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｂｙｔｈｅｒｍａｌｅｖｏｌｕｔｉｏｎ．Ｌｏｗｔｈｅｒｍａｌｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（０．５％＜Ｒｏ＜１．５％）ｃａｎｎｏｔｆｏｒｍ收稿日期：２０１８－０４－２６；修订日期：２０１８－０７－０９㊂作者简介：王朋飞（１９８８ ），男，博士，助理研究员，从事非常规油气成藏与地质评价及能源信息研究㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｗｐｆｕｐｃ７２５＠ｏｕｔｌｏｏｋ．ｃｏｍ㊂基金项目：中国地质调查局地学情报综合研究与产品研发项目（１２１２０１０１５０００１７２６０２）和南方页岩气基础地质调查工程项目（１２１２０１１４０４６７０１）联合资助㊂㊀第４０卷第５期２０１８年９月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀石㊀油㊀实㊀验㊀地㊀质ＰＥＴＲＯＬＥＵＭＧＥＯＬＯＧＹ＆ＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ｖｏｌ．４０，Ｎｏ．５Ｓｅｐ．，２０１８ａｌａｒｇｅｎｕｍｂｅｒｏｆｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒｐｏｒｅｓａｎｄｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｇａｓｓｕｐｐｌｙ．Ｔｈｅｒｍａｌｅｖｏｌｕｔｉｏｎｔｈａｔｉｓｔｏｏｈｉｇｈ（３．０％＜Ｒｏ＜４．０％）ｗｉｌｌｌｅａｄｔｏｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒｐｏｒｅｄｉｓａｐｐｅａｒａｎｃｅａｎｄｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｇａｓｌｏｓｔｄｕｒｉｎｇｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｈｉｓｔｏｒｙ．Ｔｈｅａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｅｘｔｅｎｔｏｆｔｈｅｒｍａｌｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（１．５％＜Ｒｏ＜３．０％）ｅｎｓｕｒｅｓｔｈａｔｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒｐｏｒｅｓａｒｅｗｅｌｌｄｅｖｅｌｏｐｅｄ，ａｎｄｉｓａｌｓｏｉｍｐｏｒｔａｎｔｆｏｒｔｈｅｓｔｏｒａｇｅａｎｄｓｅｅｐａｇｅｃａｐａｃｉｔｙｆｏｒｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｇａｓｅｓｉｎｓｈａｌｅｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｆｏｒｔｈｅｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｈｉｇｈｌｙ⁃ｍａｔｕｒｅａｎｄｏｖｅｒ⁃ｍａｔｕｒｅｍａｒｉｎｅｓｈａｌｅｇａｓｉｎＳｏｕｔｈＣｈｉｎａ，ｔｈｅｓｈａｌｅｈｏｒｉｚｏｎｓｗｉｔｈａｍｏｄｅｒａｔｅｔｈｅｒｍａｌｅｖｏｌｕｔｉｏｎｄｅｇｒｅｅｓｈｏｕｌｄｂｅｆｏｃｕｓｅｄｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＹａｎｃｈａｎｇＦｏｒｍａｔｉｏｎ；ＬｏｎｇｍａｘｉＦｏｒｍａｔｉｏｎ；ＮｉｕｔｉｔａｎｇＦｏｒｍａｔｉｏｎ；ｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒｐｏｒｅ；ｔｈｅｒｍａｌｍａｔｕｒｉｔｙ；ｓｈａｌｅ㊀㊀页岩具有多种类型的微纳米孔隙，而这些不同类型的微纳米孔隙对页岩气的赋存起到至关重要的作用㊂前人关于页岩微纳米孔隙已有大量研究，如ＬＯＵＣＫＳ等［１－２］首先使用扫描电镜结合氩离子抛光来观察页岩中的孔隙类型，并将页岩中主要的储集空间划分为粒间孔㊁粒内孔㊁有机质孔和微裂缝㊂有机质孔隙是页岩储层中存在的干酪根及焦沥青在热演化过程中发生裂解㊁生烃形成的次生孔隙，此类孔隙发育在有机质内部，是页岩气赋存和渗流的主要场所㊂粒间孔是指构造挤压作用下不同类型的无机矿物颗粒（如石英㊁长石和方解石等）受力不均匀而在其周围形成的类似于微裂缝的孔隙㊂粒间孔大多围绕在无机矿物颗粒的四周，成圈层状分布，相同视域范围内的孔隙数量相对于有机质孔来说较少㊂粒内孔发育在易溶蚀的无机矿物颗粒（如方解石或白云石）内部，多是由于无机矿物颗粒在有机质生烃过程中遭受有机酸溶蚀作用形成的次生溶蚀孔㊂粒内孔隙数量相对有机质孔隙较少，且孔径大小分布不均，非均质性较强，但大多以分散的形式分布在无机矿物颗粒内部，甲烷等烃类气体无法在其中形成有效渗流㊂ＳＬＡＴＴ等［３］认为页岩中的微裂缝和有机质孔隙提供了甲烷气体分子运移的主要场所以及渗流通道㊂ＴＩＡＮ等［４－５］研究了四川盆地下志留统龙马溪组页岩的微纳米孔隙发育特征，认为在页岩气的赋存过程中，有机质孔隙占据极其重要的地位㊂前人研究结果表明：页岩中发育的有机质孔隙能够为甲烷气体的赋存和渗流提供有效场所，即页岩中的有机质孔隙对甲烷等烃类气体的赋存及储层孔隙系统的连通性起着决定性的作用㊂如ＭＩＬＬＩＫＥＮ等［６］研究了页岩中不同类型的微纳米孔隙对赋存甲烷的贡献，研究结果表明，页岩中的有机质孔对甲烷等烃类气体的赋存贡献最大，同时页岩储层的热演化程度控制着有机质孔隙的发育㊂ＪＩＡＯ等［７－９］基于ＦＩＢ－ＳＥＭ图像处理和分形几何原理，对上扬子地区龙马溪组页岩的微纳米孔隙进行了定量表征，认为有机质孔相对于无机质孔隙能够提供较大的储集空间和连通性㊂中国南方上扬子地区重庆周边针对下志留统龙马溪组和下寒武统牛蹄塘组２套海相页岩气已经进行了卓有成效的勘探与开发㊂但２套页岩的产气效果却存在较大差别，其中龙马溪组页岩产气量大，稳产时间长；牛蹄塘组页岩产气量小，产量递减时间短；同时，延长石油在鄂尔多斯盆地针对延长组陆相页岩气同样进行了勘探开发，但页岩气产量较小，稳产持续时间也短㊂页岩内部发育不同类型的微纳米孔隙，会导致页岩具有不同的赋存甲烷等烃类气体的能力，同时又直接决定了页岩具有不同的孔隙连通性，而较好的孔隙连通性能够使页岩气在储层中形成良好的渗流，使烃类气体稳产时间长㊁产量高，进而形成工业产能［１０－１３］㊂从页岩储层的角度来分析，３套页岩气产量差别较大的原因可能是与发育的主要微纳米孔隙类型不同有关［１４－１８］㊂为了分析龙马溪组㊁牛蹄塘组和延长组页岩气产量存在较大差别的原因，并明确不同热演化程度对页岩有机质孔隙发育的控制作用，笔者分别选取了来自中国南方上扬子地区重庆周边的下志留统龙马溪组页岩㊁下寒武统牛蹄塘组页岩和鄂尔多斯盆地延长组的长７段页岩样品进行对比研究，明确不同热演化程度页岩的有机质孔隙发育特征㊂此次研究涉及到的实验样品均采自成功实施钻探及压裂开发的页岩钻井岩心㊂其中，延长组页岩岩心采自ＣＹ１井㊁ＣＹ２井和ＦＹ１井；龙马溪组页岩岩心采自ＪＹ１井㊁ＪＹ２井和ＪＹ４井；牛蹄塘组页岩岩心采自ＣＱ１井㊁ＣＱ２井和ＣＱ３井㊂对这些页岩样品使用分辨率较高的聚焦离子束氦离子显微镜（ＦＩＢ－ＨＩＭ）的观察方法，明确有机质孔隙发育特征㊂研究结果初步表明：热演化程度控制着页岩有机质孔隙的发育，这３套页岩储层的热演化程度存在较大差别，页岩中有机质孔隙的发育数量不同是烃类气体产量存在较大差别的主要原因［１９－２２］㊂㊃０４７㊃㊀㊀㊀㊀㊀㊀石㊀油㊀实㊀验㊀地㊀质㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第４０卷㊀㊀１㊀区域地质概况１．１㊀沉积背景鄂尔多斯盆地位于中国华北地台西部，中生代以来成为克拉通地台基底上发育的典型陆相盆地，盆地内部构造相对简单，是中国重要的含油气盆地之一（图１）㊂盆地在晚古生代 中三叠世时期处于海陆交替相沉积环境到陆相沉积环境的转变过程㊂晚三叠世延长组沉积早期，鄂尔多斯盆地周边地壳发生相对抬升运动，形成鄂尔多斯湖盆，沉积背景转变为陆相，此时延长组沉积期湖盆发育达到鼎盛㊂延长组是鄂尔多斯盆地中最早发育的一套以河流 湖泊相为特征的陆源碎屑岩系，也是鄂尔多斯盆地主要的油气勘探开发目的层系［１４，１９－２０］㊂延长组陆相页岩发育于湖相淡水 微咸水㊁半深湖 深湖相的沉积环境，富含有机质纹层㊁草莓状黄铁矿及超微化石，有机质丰富，岩性类型主要以深灰色泥岩㊁黑色泥岩㊁页岩和油页岩为主㊂本论文研究区位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡东南部，页岩样品来自于中生界三叠系延长组长７段，为一套深湖 半深湖沉积的泥页岩㊂重庆地区位于中国南方上扬子板块中，属于上扬子台内坳陷构造单元，其大部分在四川盆地内部，东南部和东北部位于四川盆地边缘（图１）㊂早寒武世初期，上扬子地区整体下沉，总体上早期为深水陆棚沉积，后期逐渐向浅水陆棚及潮坪沉积演化，在深水陆棚沉积期形成分布范围广㊁厚度较大的黑色海相页岩㊂研究区内主要发育下寒武统牛蹄塘组和下志留统龙马溪组２套富有机质黑色页岩层段㊂目前重庆地区已经大力开展针对下志留统龙马溪组页岩气和下寒武统牛蹄塘组页岩气的勘探开发，并取得了一定成果，其中焦石坝涪陵页岩气田已成为国家页岩气成功勘探开发的示范区，但下寒武统牛蹄塘组页岩气的勘探开发还未取得较大成果㊂早志留世，四川盆地发生大规模海侵作用，在海平面上升的过程中，盆地内部及周缘沉积了龙马溪组页岩，其岩性剖面下部为深水陆棚沉积，含有大量笔石，局部富集了大量条带状黄铁矿，反映强还原静水沉积环境［１０－１１，１５，２１］；而上部则为浅水陆棚沉积，含有少量笔石，局部富集团块㊁结核状黄铁矿，反映沉积水体开始变浅㊂岩性剖面上，龙马溪组底部发育优质的灰黑色 黑色富有机质含笔石碳质及硅质页岩㊂龙马溪组页岩整体为一套稳定的海相富有机质页岩，具有良好的页岩气勘探开发的储层地质条件㊂牛蹄塘组页岩形成于早寒武世，沉积特点和龙马溪组页岩类似㊂四川盆地在早寒武世发生大规模海侵作用，在下寒武统牛蹄塘组页岩沉积期，整个上扬子地区均处于浅水 深水陆棚的强还原静水沉积环境［１２－１３，１６－１７，２３－２４］，局部地区发育为半深海沉积相，而研究区则整体处于浅水 深水陆棚的沉积环境中㊂这种静水沉积环境下，浮游生物以及热液会导致较高的有机质生产率，从而有利于页岩中图１㊀南方扬子地区渝东南龙马溪组和渝东北牛蹄塘组页岩井位分布及鄂尔多斯盆地延长组页岩井位分布Ｆｉｇ．１㊀ＬｏｃａｔｉｏｎｏｆＬｏｎｇｍａｘｉｓｈａｌｅｗｅｌｌｓｉｎｔｈｅｓｏｕｔｈｅａｓｔｅｒｎＣｈｏｎｇｑｉｎｇａｎｄＮｉｕｔｉｔａｎｇｓｈａｌｅｗｅｌｌｓｉｎｔｈｅｎｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＣｈｏｎｇｑｉｎｇｉｎｔｈｅＹａｎｇｔｚｅｒｅｇｉｏｎａｎｄＹａｎｃｈａｎｇｓｈａｌｅｗｅｌｌｓｉｎｔｈｅＯｒｄｏｓＢａｓｉｎ㊃１４７㊃㊀第５期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀王朋飞，等．中国海陆相页岩有机质孔隙发育特征对比㊀有机质的保存和富集［１２］，继而为研究区形成富有机质黑色页岩提供较好的物质基础［１０－１１，１３，１６－１７，２５－２６］㊂牛蹄塘组页岩岩性以硅质页岩㊁黑色页岩㊁泥质页岩为主，局部夹钙质页岩㊂１．２㊀页岩储层特征鄂尔多斯盆地三叠系延长组长７段页岩储层平均厚度约８０ｍ，最厚可达１００ｍ㊂储层埋深较浅，其底平均埋深约１２８８ｍ，最大埋深为１７００ｍ㊂延长组页岩有机质类型以Ⅰ型 Ⅱ型为主［１４，１９－２０］㊂上扬子地区渝东南龙马溪组页岩地层厚度介于４０ ２１０ｍ，地层整体具有北西厚㊁南东薄的特征㊂在研究区东南部秀山㊁酉阳㊁黔江㊁彭水一带，龙马溪组页岩地层厚度约４０ １００ｍ，地层厚度变化缓慢［１２］㊂渝东北地区牛蹄塘组页岩在平面上的分布总体表现为北西薄㊁南东厚的沉积特点，厚度主要分布在４０ １２０ｍ范围内，地层的厚度变化在南东方向比北西方向快［１２－１３，１９］㊂龙马溪组页岩和牛蹄塘组页岩的有机质类型均以Ⅰ型干酪根为主㊂１．２．１㊀ＴＯＣ含量鄂尔多斯盆地三叠系延长组页岩的ＴＯＣ平均含量为４．８％㊂从ＣＹ１㊁ＣＹ２和ＦＹ１井中选取的三叠系延长组岩心样品来看，ＴＯＣ含量的变化范围为０．４％ １０．０％，集中分布在４．０％ ５．０％，其次为５．０％ ６．０％，为典型的富有机质陆相页岩㊂从ＪＹ１㊁ＪＹ２和ＪＹ４井中选取的渝东南龙马溪组岩心样品来看，ＴＯＣ含量变化范围为０．３％ ５．３％，平均含量为３．２％；１．０％ ２．０％的样品数量分布频率最大，达到４３．０％㊂从ＣＱ１㊁ＣＱ２和ＣＱ３井中选取的渝东北牛蹄塘组岩心样品来看，ＴＯＣ含量变化范围为０．１％ １０．０％，平均含量达到３．３％；其中２．０％ ３．０％的样品数量分布频率最大（图２）㊂１．２．２㊀矿物组成页岩的主要矿物组成大致可以分为３大类，图２㊀延长组㊁龙马溪组和牛蹄塘组页岩样品ＴＯＣ含量分布Ｆｉｇ．２㊀ＴＯＣｃｏｎｔｅｎｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆＹａｎｃｈａｎｇ，ＬｏｎｇｍａｘｉａｎｄＮｉｕｔｉｔａｎｇｓｈａｌｅｓａｍｐｌｅｓ分别是硅质矿物㊁黏土矿物和碳酸盐矿物㊂延长组页岩的石英和长石平均含量达４４．３％；黏土矿物含量最大，平均达４８．７％；碳酸盐矿物含量较少，平均只有６．２％㊂龙马溪组页岩的石英含量平均为４１．８％；黏土矿物平均含量３４．２％；碳酸盐矿物含量较低，平均只有１１．９％㊂牛蹄塘组页岩样品的石英平均含量为３７．４％；黏土矿物平均含量为２４．７％；碳酸盐矿物平均含量为２３．９％㊂相比较而言，龙马溪组页岩黏土矿物含量较高，而牛蹄塘组页岩钙质矿物含量较高，延长组页岩黏土矿物含量最大（图３）㊂１．２．３㊀热演化程度镜质体反射率（Ｒｏ）可以有效反映油气储层的热演化程度㊂鄂尔多斯盆地三叠系延长组页岩的有机质热演化程度均处于成熟阶段，Ｒｏ变化范围为０．８％ １．４％，其中０．８％ １．０％的样品分布频率最广（图４）㊂延长组页岩的镜质体反射率值显示其处于生油窗阶段，生成的页岩气属于油型伴生气㊂图３㊀延长组㊁龙马溪组和牛蹄塘组页岩样品矿物组成特征Ｆｉｇ．３㊀ＭｉｎｅｒａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆＹａｎｃｈａｎｇ，ＬｏｎｇｍａｘｉａｎｄＮｉｕｔｉｔａｎｇｓｈａｌｅｓａｍｐｌｅｓ图４㊀延长组㊁龙马溪组和牛蹄塘组页岩样品热演化程度（等效镜质体反射率）分布范围Ｆｉｇ．４㊀Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｆｒｅｑｕｅｎｃｙｏｆｔｈｅｒｍａｌｍａｔｕｒｉｔｉｅｓ（Ｅｑｕａｌ⁃Ｒｏ）ｏｆＹａｎｃｈａｎｇ，ＬｏｎｇｍａｘｉａｎｄＮｉｕｔｉｔａｎｇｓｈａｌｅｓａｍｐｌｅｓ㊃２４７㊃㊀㊀㊀㊀㊀㊀石㊀油㊀实㊀验㊀地㊀质㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第４０卷㊀㊀㊀㊀中国南方下寒武统牛蹄塘组和下志留统龙马溪组页岩普遍缺失镜质体，给检测页岩储层热演化程度带来一定困难㊂但油气储层中的沥青反射率和镜质体反射率之间存在换算关系，因此可以通过测量页岩储层中的沥青反射率来换算等效镜质体反射率，以此推算２套页岩储层的热演化程度㊂龙马溪组页岩沉积期相对较晚，属于下志留统，经历的沉积埋藏史相对较短，且地层的古埋深相对牛蹄塘组页岩要浅㊂从等效镜质体反射率换算的结果来看，龙马溪组页岩的等效镜质体反射率普遍在３．０％以下，分布频率最广的在２．０％ ２．８％之间，最低甚至能小于２．０％（图４）㊂龙马溪组页岩的等效镜质体反射率值显示其处于生干气阶段，能够大量生成页岩气㊂牛蹄塘组页岩沉积期较早，属于下寒武统地层，经历的沉积埋藏史更长，且地层的古埋深更大㊂牛蹄塘组页岩的等效镜质体反射率分布范围在３．０％ ４．０％之间（图４）㊂牛蹄塘组页岩储层的热演化程度已达到过成熟 变质期阶段，页岩的生烃潜力已接近枯竭㊂２㊀有机质孔隙发育特征此次研究使用德国ＣａｒｌＺｅｉｓｓ公司制造的ＮａｎｏＦａｂ－ＯＲＩＯＮ型聚焦离子束氦离子显微镜（ＦＩＢ－ＨＩＭ），针对３套页岩中的有机质孔隙发育特征进行观察实验设计㊂ＦＩＢ－ＨＩＭ为最新应用于非常规油气研究领域的能够有效识别页岩微纳米孔隙的先进技术方法，主要用来观察页岩样品中的有机质孔隙发育特征㊂ＦＩＢ－ＨＩＭ分辨率极高，能够达到０．５ｎｍ（＠４５ｋＶ）左右，具有亚纳米级尺度的分辨能力，远远超过目前常用非常规油气储层微观结构探测的聚焦离子束扫描电子显微镜（ＦＩＢ－ＳＥＭ）的分辨率㊂由于ＦＩＢ－ＨＩＭ使用氦离子束进行成像，且氦离子束具有低能量和聚焦集中的特点，能在高放大倍数下稳定成像，使图像分辨率更高㊁更清晰，能获得比电子显微镜高５倍的景深，因此ＦＩＢ－ＨＩＭ的二维数字照片具有三维立体的特征㊂有机质会在氦离子束的轰击下显示深灰色，方解石㊁白云石及黄铁矿等矿物会显示浅灰色，石英㊁图５㊀延长组页岩有机质孔隙和粒间孔隙发育特征（ＦＹ１井，１４００．１ｍ）ａ．延长组页岩样品有机质及有机质孔隙发育特征；ｂ．延长组页岩样品有机质局部发育孔隙；ｃ．放大数倍后，延长组页岩的有机质孔隙具有较小的直径；ｄ．页岩样品内的黄铁矿和有机质相伴生，有机质充填在黄铁矿晶间；ｅ．黄铁矿晶间的有机质发育微裂缝；ｆ．黄铁矿晶间的有机质表面发育微孔隙；ｇ．延长组页岩样品内发育大量呈层间排列的黏土矿物；ｈ．黏土矿物的层间排列导致粒间孔隙发育；ｉ．延长组页岩样品内黏土矿物粒间孔隙和有机质孔隙相伴生Ｆｉｇ．５㊀ＯｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒｐｏｒｅｓａｎｄｉｎｔｅｒｐａｒｔｉｃｌｅｐｏｒｅｓｉｎＹａｎｃｈａｎｇｓｈａｌｅｓａｍｐｌｅｓｆｒｏｍｗｅｌｌＦＹ１，１４００．１ｍ㊃３４７㊃㊀第５期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀王朋飞，等．中国海陆相页岩有机质孔隙发育特征对比㊀长石等矿物会显示黑色，而孔隙则会显示黑色㊂根据页岩中不同基质在氦离子束轰击下的颜色衬度，可轻易识别出有机质及其内部发育的孔隙，因此ＦＩＢ－ＨＩＭ对有机质孔隙具有极强的分辨能力㊂在进行ＦＩＢ－ＨＩＭ观察实验前，需要将页岩样品进行磨样和氩离子抛光㊂经过一系列的ＦＩＢ－ＨＩＭ观察实验，分别得到了延长组㊁龙马溪组和牛蹄塘组页岩的有机质孔隙发育特征，并分析其主要控制因素㊂２．１㊀延长组延长组页岩有机质只发育少量孔隙（图５ａ，ｂ），且孔隙直径较小（图５ｃ），而有些有机质内部并不发育孔隙㊂延长组页岩的有机质孔隙并不连片发育，其内部发育较多的是微裂缝（图５ｄ，ｅ），这是由于延长组页岩的热演化程度分布在０．８％ １．４％的范围，仍处于生油窗内，页岩主要生成液态烃类，而气态烃类主要是生成液态烃时的伴生气㊂将ＦＩＢ－ＨＩＭ照片比例尺放大到２００ｎｍ，此时的分辨率可达２ｎｍ，发现有机质表面发育大量微孔隙（图５ｆ），增加了有机质孔隙的比表面积，利于烃类气体吸附赋存，但对烃类气体形成有效渗流并不起作用㊂延长组页岩样品发育大量粒间孔隙，大多发育在黏土矿物内部（图５ｇ），这是由于延长组页岩属于陆相页岩，黏土含量高，且呈层间排列（图５ｈ－ｉ）㊂延长组页岩粒内孔隙发育数量较少，这是由于碳酸盐含量较少，只有８．０％左右㊂粒内孔隙是由于溶蚀作用形成，多发育在方解石㊁白云石等易遭受后期有机酸溶蚀的碳酸盐矿物颗粒内部㊂２．２㊀龙马溪组龙马溪组页岩有机质内部发育大量孔隙（图６ａ－ｃ），且呈现连片发育，孔隙形态以椭圆形为主图６㊀龙马溪组页岩有机质孔隙大量发育（ＪＹ１井，２４１０．２ｍ）ａ．龙马溪组页岩样品有机质及有机质孔隙发育特征；ｂ．龙马溪组页岩样品内有机质孔隙连片发育；ｃ．龙马溪组页岩有机质孔隙连片发育，在比例尺为５００ｎｍ的尺度下，数量众多，孔隙直径较大；ｄ．２００ｎｍ尺度下，龙马溪组页岩样品连片发育，大孔嵌套小孔的发育模式增加页岩的孔隙连通性；ｅ．嵌套在大孔里的较小有机质孔隙起到喉道的作用，沟通相邻的大孔，并起到渗流通道的作用，增大页岩储层的渗流能力；ｆ．具有较大直径的有机质孔隙内部的隙壁上发育微孔，增加了有机质孔隙的比表面积，极利于页岩气的吸附赋存；ｇ．龙马溪组页岩样品内部呈条带状分布的有机质；ｈ．２００ｎｍ尺度下，呈条带状分布的有机质表面发育大量的微孔隙；ｉ．１００ｎｍ尺度下，在页岩内部呈条带状分布的有机质表面发育大量微孔隙，并呈现椭圆形态Ｆｉｇ．６㊀ＯｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒｐｏｒｅｓｉｎＬｏｎｇｍａｘｉｓｈａｌｅｓａｍｐｌｅｓｆｒｏｍｗｅｌｌＪＹ１，２４１０．２ｍ㊃４４７㊃㊀㊀㊀㊀㊀㊀石㊀油㊀实㊀验㊀地㊀质㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第４０卷㊀㊀（图６ｄ）㊂由于ＦＩＢ－ＨＩＭ具有极高的分辨率，而且对页岩中的有机质孔隙具有极强的识别功能，因此那些在场发射扫描电子显微镜（ＦＥ－ＳＥＭ）和聚焦离子束扫描电子显微镜（ＦＩＢ－ＳＥＭ）二维功能下未能有效识别的有机质孔隙在ＦＩＢ－ＨＩＭ中可被精确识别出来（图６ｅ，ｆ）㊂例如发育在有机质表面上的微孔在ＦＩＢ－ＨＩＭ极高的分辨率下也得到了识别（图６ｇ－ｉ），这种微孔隙的发育极大地增加了有机质孔隙的比表面积，利于甲烷吸附［１０－１３，１５］㊂同时，大量的较小直径的孔隙嵌套在直径较大的有机质孔隙内部，起到喉道的作用，沟通了相邻的具有较大孔径的有机质孔隙（图６ｄ，ｅ），从而增加了页岩有机质孔隙的连通性㊂这种分布在有机质内部的大孔套小孔的发育模式，不仅会增加页岩有机质孔隙的连通性，同时也会增加有机质孔隙的比表面积，极有利于甲烷等烃类气体在页岩有机质内部的吸附及有效渗流㊂２．３㊀牛蹄塘组采用同样的样品制备方法及同样的实验设备，对渝东北牛蹄塘组页岩有机质孔隙进行观察，发现牛蹄塘组页岩的有机质内部极少发育孔隙㊂即使发育个别孔隙，也大多呈孤立的形式存在于有机质内部（图７ａ，ｂ），连通性差，发育特征类似于分布在页岩矿物基质中的粒内孔隙，而且孔径也普遍小于龙马溪组页岩的有机质孔隙㊂同时，发育于黄铁矿晶间的有机质基本不发育孔隙，有些游离态的有机质内部并不发育孔隙（图７ｃ－ｆ）㊂相对于龙马溪组页岩来说，牛蹄塘组页岩样品中根本不存在较小的孔隙嵌套在较大直径的有机质孔隙内部㊂牛蹄塘组页岩内部发育数量相对最多的是粒间孔隙（图７ｇ－ｉ），而此类孔隙的连通性较差，多是由于方解石㊁长石以及石英等矿物在遭受构造挤压或是成岩作用过程中受力不均匀形成的类似微裂缝的孔隙，多呈圈层状围绕在无机矿物颗粒周围，无法为页岩气的赋存提供有效空间和渗流通道㊂３㊀有机质孔隙演化页岩中有机质孔隙的发育数量决定了页岩整图７㊀牛蹄塘组页岩有机质孔隙和粒间孔隙发育特征（ＣＱ３井，１４５７ｍ）ａ．牛蹄塘组页岩样品有机质孔隙极少发育；ｂ．１００ｎｍ尺度下，牛蹄塘组页岩样品有机质孔隙呈孤立状分布于有机质内部；ｃ．牛蹄塘组页岩样品内分布于黄铁矿晶间的有机质内部发育极少量孔隙；ｄ．２００ｎｍ尺度下，牛蹄塘组页岩样品内部呈游离态分布的有机质内部不发育孔隙；ｅ．１００ｎｍ尺度下，未在游离态分布的有机质内部观察到孔隙；ｆ．２００ｎｍ尺度，观察到牛蹄塘组页岩样品内分布于黄铁矿晶间的有机质内部呈孤立状的极少量孔隙；ｇ ｉ．牛蹄塘组页岩样品方解石和石英㊁长石矿物颗粒之间发育粒间孔隙Ｆｉｇ．７㊀ＯｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒｐｏｒｅｓａｎｄｉｎｔｅｒｐａｒｔｉｃｌｅｐｏｒｅｓｉｎＮｉｕｔｉｔａｎｇｓｈａｌｅｓａｍｐｌｅｓｆｒｏｍｗｅｌｌＣＱ３，１４５７ｍ㊃５４７㊃㊀第５期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀王朋飞，等．中国海陆相页岩有机质孔隙发育特征对比㊀体孔隙系统的储集能力和连通性［４－９，１２］，即有机质孔隙贡献了页岩中绝大部分的有效赋存空间和连通孔隙网络，对页岩气起到的渗流作用要远远优于矿物基质孔隙㊂３套页岩的微纳米孔隙类型发育差别较大，尤其是有机质孔隙的发育特征㊂龙马溪组页岩相对于牛蹄塘组和延长组页岩来说具有的最大优势就是有机质孔隙大量发育，导致龙马溪组页岩在甲烷等烃类气体的赋存及整体孔隙系统的连通性方面都要远远优于牛蹄塘组和延长组页岩，继而导致龙马溪组页岩的产气量高于延长组页岩和牛蹄塘组页岩［７－８，１１，１３，２２－２４，２７］㊂页岩有机质孔隙的发育主要受控于储层的热演化程度，即随着页岩生烃演化的进行，有机质孔隙不断发生数量及孔径上的变化（图８）㊂鄂尔多斯盆地延长组页岩的最大古埋深分布在２０００ ４０００ｍ的范围内，储层热演化程度低，目前仍处在生油窗内，烃源岩层中的干酪根仍以生液态烃为主㊂页岩层还没有进入生干气阶段，有机质无法产生大量孔隙，以发育微裂缝为主㊂延长组陆相页岩由于热演化程度较低，有机质孔隙数量相对于龙马溪组页岩较少，并不是连片发育，只在有机质内部局部发育，而且孔径也较小，有些有机质内部并不发育孔隙，导致延长组页岩对甲烷等烃类气体的储集能力较低㊂而龙马溪组页岩较大有机质孔隙内部嵌套着较小有机质孔隙发育的模式在延长组页岩中并未发现，延长组页岩也无法使甲烷等烃类气体在储层中形成有效渗流㊂再者，从生烃演化的角度来分析，延长组页岩的储层热演化程度（０．８％＜Ｒｏ＜１．４％）远远没有达到生气态烃高峰，无法使内部滞留的液态烃再次裂解生成气态烃类［２８－２９］，从而因为缺少甲烷等烃类气体的持续供给而无法成藏，这是延长组页岩产气量较低㊁稳产时间较短的另一原因㊂相对于下寒武统牛蹄塘组页岩，下志留统龙马溪组页岩沉积期相对较晚，经历的沉积埋藏史相对较短㊂上扬子地区龙马溪组页岩最大古埋深分布在４０００ ６０００ｍ的范围内，相对牛蹄塘组页岩也要浅㊂在龙马溪组页岩有机质热演化过程中，由于热演化程度相对较低，加上上覆围岩压实作用较弱，因此龙马溪组页岩有机质孔隙得以大量保留㊂上扬子地区渝东北牛蹄塘组页岩最大古埋深能达到８０００ｍ，页岩有机质的热演化程度此时已接近变质阶段，这使得牛蹄塘组页岩储层中的有机质石墨化进程加剧［２３－２４，２５，２７］㊂在有机质生成气态烃的过程中，由于过度演化，加上牛蹄塘组页岩地层老㊁埋深大㊁上覆围岩压实作用强，导致有机质孔隙在强压实作用下大量消失［２８－３２］㊂页岩气由于失去有机质孔隙这一有效赋存空间，生成后在地史过程中散失，最终导致牛蹄塘组页岩气产量少，产气时间短㊂４㊀结论（１）延长组页岩样品的有机质局部发育孔隙，有机质孔隙数量较少且孔隙直径较小，有机质内部多发育微裂缝，页岩样品黏土矿物内部发育大量粒间孔隙㊂图８㊀页岩地层埋藏史与有机质孔隙演化关系Ｆｉｇ．８㊀Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｂｕｒｉａｌｈｉｓｔｏｒｙｏｆｓｈａｌｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒｐｏｒｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎ㊃６４７㊃㊀㊀㊀㊀㊀㊀石㊀油㊀实㊀验㊀地㊀质㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第４０卷㊀㊀。

海相页岩储层矿物质孔隙的形貌-成因类型张慧;魏小燕;杨庆龙;林伯伟;郝临山【期刊名称】《煤田地质与勘探》【年(卷),期】2018(046)004【摘要】在南方下古生界海相页岩矿物种类识别和成因判断的基础上,研究矿物质孔隙的成因类型及其对页岩储层物性的影响.以场发射扫描电镜微观形貌观测结果为主要依据,立足于页岩的矿物组成,综合考虑沉积、成岩、地质构造等因素,将南方下古生界海相页岩储层矿物质孔隙的形貌-成因类型划分为3大类:主要孔隙(顺层缝隙、泥粒孔、组分间隙、层间裂隙等),镜下常见,数量多,对页岩储层有一定的影响;其他孔隙(晶间孔、溶蚀孔、气液包体孔、片间缝隙等),镜下少见,局限性大,对页岩储层影响微弱;构造孔隙(构造裂隙、碎粒孔等)是地质构造活动的记录,对页岩储层具有双刃剑的作用.页岩岩性不同,主要孔隙类型不同,不同的孔隙在页岩储层中有不同的作用.【总页数】7页(P72-78)【作者】张慧;魏小燕;杨庆龙;林伯伟;郝临山【作者单位】中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西西安 710077;SGS通标标准技术服务有限公司/矿产部北京 100176;中国地质调查局西安地质调查中心,陕西,西安,710054;SGS通标标准技术服务有限公司/矿产部北京 100176;SGS通标标准技术服务有限公司/矿产部北京 100176;SGS通标标准技术服务有限公司/矿产部北京 100176【正文语种】中文【中图分类】P618【相关文献】1.页岩储层孔隙结构多尺度定性-定量综合表征:以上扬子海相龙马溪组为例 [J], 朱炎铭;王阳;陈尚斌;张寒;付常青2.陆相和海相页岩储层孔隙结构差异性分析 [J], 李廷微;薛子鑫;姜振学;宋国奇;李政;朱日房;苏思远;陈委涛;宁传祥;王智3.有机质成熟度对南方海相页岩储层孔隙的控制作用 [J], 吴伟;薛子鑫;石学文;姜振学;王鑫;刘晓雪;贺世杰;唐相路;姜鸿阳4.有机质成熟度对南方海相页岩储层孔隙的控制作用 [J], 吴伟;薛子鑫;石学文;姜振学;王鑫;刘晓雪;贺世杰;唐相路;姜鸿阳5.海相页岩储层孔隙比表面积特征研究 [J], 姚亚彬;张荣新;芮昀;张凤生;谭玉涵;王成荣因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

页岩孔缝结构及海相与陆相储层特征差异研究张洪;李靖;郑庆龙;支林;杜巍【摘要】In order to analyze deeply the characteristic differences and gas bearing potential of microscopic pores in marine and continental shale, high vacuum scanning was carried out on shale samples by using FEI Quanta 200F field emission environmental scan-ning electron microscope (FE-ESEM), and the structural systems of microscopic reservoirs pores were established. Then, the gas storage capacity of different pores and the their controlling effect on the seepage and diffusion of shale gas were investigated based on the size, morphology and connectivity of microscopic pores observed through SEM, combined with the former research results of shale adsorbed gas and free gas and the characteristic differences between adsorbed gas and free gas. The microscopic pores in marine and continental shale were compared. And finally, the characteristic differences and gas bearing potential of microscopic pores in marine and continen-tal shale were summarized. It is indicated that among 6 types of pores in shale gas reservoirs, adsorbed gas is enriched in the organic nanopores and the intergranular pores in clay minerals, and free gas is enriched in the pores in paleontologic fossils, mineral pores in rock skeletons, the intercrystalline dissolved pores in pyrite and the microfractures. The reworked mineral pores in rock skeletons and microfractures play an important role in the seepage and diffusion of shale gas. The content of organic matters and organic nanopores in marine shaleis much higher than that in continental shale, and nanopores are enriched with adsorbed gas. There is more quartz, feldspar and carbonate mineralsin marine shale, so the content of fragile minerals in marine shale is higher than in continental shale, and con-sequently marine shale can be fractured easily. Based on above-mentioned two factors, therefore, the development potential of marine shale is higher than that of continental shale.%为了深入分析海、陆相页岩微观孔隙的特征差异和含气潜力,采用FEI Quanta 200F场发射环境扫描电镜对页岩岩样进行了高真空扫描,建立了微观储层孔隙结构体系.以扫描电镜观测的微观孔隙孔径大小、形态及连通性结果为基础,参考前人对页岩吸附气、游离气研究成果及吸附气、游离气特征差异,对不同孔隙的储气能力和对页岩气的渗滤扩散的控制作用进行了研究,将陆相页岩和海相页岩的微观孔隙进行对比分析,总结海、陆相页岩微观孔隙的特征差异和含气潜力.研究结果表明,页岩气6类储层孔隙中,有机质纳米孔、黏土矿物粒间孔富集海、陆相页岩吸附气,古生物化石孔、岩石骨架矿物孔、黄铁矿晶间溶蚀孔、微裂缝富集游离气,改造后的岩石骨架矿物孔和微裂缝在页岩气的渗滤扩散方面起到主要作用.海相页岩中有机质和有机质纳米孔的含量远高于陆相页岩,而纳米孔富集吸附气;海相包含较多石英、长石及碳酸盐岩矿物,使海相页岩脆性矿物的含量高于陆相页岩,更易压裂,以上两个因素导致海相页岩的开发潜力大于陆相.【期刊名称】《石油钻采工艺》【年(卷),期】2017(039)001【总页数】6页(P1-6)【关键词】页岩储层;微观结构;富集机理;海相页岩;陆相页岩;差异性【作者】张洪;李靖;郑庆龙;支林;杜巍【作者单位】中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室;中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室;中石油华北油田公司采油工程研究院;中石化西南油气分公司石油工程监督中心;中石油华北油田公司勘探开发研究院【正文语种】中文【中图分类】P618.13页岩孔隙是页岩气藏中气体的储存空间，页岩储层的结构与孔隙特性不仅影响页岩气的储集和吸附，而且还影响其运移和渗流能力，研究页岩气微观孔隙结构对于页岩气的勘探、开发、开采都有很重要的意义。

南方海相深层页岩气储集空间差异化发育及保持机理探讨南方海相深层页岩气储集空间差异化发育及保持机理探讨随着国内油气资源的逐步枯竭，越来越多的注意力被转移到了页岩气领域。

南方海相深层页岩气作为国内页岩气资源储量最大的类型之一，具有广阔的开发前景。

本文主要探讨南方海相深层页岩气储集空间的差异化发育及保持机理。

Ⅰ南方海相深层页岩气储集空间的差异化发育机理南方海相深层页岩气的储集空间主要表现为裂缝空间、孔隙空间、吸附空间三个方面。

其中裂缝和孔隙受岩石结构和成因控制，吸附则主要受页岩有机质含量、显微孔-裂缝发育程度和矿物组成等因素控制。

具体来说，主要有以下三个方面的因素。

1. 岩石结构因素。

南方海相深层岩石具有很高的成岩压力和温度，造成了岩石中晶间隙、晶内孔、裂隙等储集空间的形成。

2. 成因因素。

南方海相深层岩石主要发育于平静的海水环境中，复杂的沉积物来源不同，造成了不同的岩石成分变化和微细结构的差异。

3. 有机质含量和物质组成。

岩石中的有机质含量与储集气的多少直接相关，有机质丰度高的页岩储层具有更好的气体储集能力。

此外，矿物组成的变化对低温气体储集也有很大的影响，一些具有优异吸附能力的矿物如伊利石、白云母等在南方海相深层岩石中广泛分布，这些矿物可影响气体的吸附和解吸性能。

Ⅱ南方海相深层页岩气储集空间的保持机理南方海相深层页岩气资源开发比较困难，保护现有资源更加重要。

保持储集空间和保护储层有机质的机理主要包括以下四个方面：1. 岩石学特征。

南方海相深层页岩有很强的抗压性和韧性，对于外界的挤压和断裂有很好的抵抗能力。

同时，岩石与岩石之间的相互作用也可以在一定程度上限制页岩的破碎和崩解，保护页岩储层有机质。

2. 地质条件。

南方海相深层页岩是处于低温高压条件下形成的，高压效应可缩小孔隙体积，增加岩石结构的稳定性，强化储集空间的稳定性。

3. 储层物性。

南方海相深层页岩的气体采集主要依靠裂隙和孔隙空间，利用有机质的吸附作用也更为常见，这种方式能降低压力、限制水位上升、提高气水相渗透率、减小水往气动态对比系数的差异，降低地层渗透率及储集空间的降解周期。