陆相页岩微观孔隙结构及分形特征——以徐家围子断陷沙河子组为例

林子智¹，卢双舫¹，常象春²，李俊乾¹，张鹏飞²，周能武¹，张宇¹，王军杰¹，黄宏胜¹

1. 中国石油大学(华东)地球科学与技术学院2. 山东科技大学地球科学与工程学院

摘 要：为揭示陆相页岩微观孔隙结构特征,应用低温氮气吸附–解吸实验,结合扫描电镜分析、有机碳测定及X射线衍射等手段,分析页岩有机质和矿物组成,厘清孔隙结构和分形特征,并探究其影响因素。结果表明:沙河子组陆相页岩矿物组成以黏土矿物、石英和长石为主。储集空间类型主要为黏土矿物粒内孔、长石溶蚀孔和颗粒边缘孔,有机孔隙不发育。氮吸附曲线主要呈现为Ⅳ类吸附曲线,发育H2和H3两类迟滞回线,其中H3型比表面积较低,平均孔径较大,宏孔含量较高。页岩孔体积主要由介孔和宏孔贡献,比表面积主要由介孔贡献。孔径分布呈现双峰态,左峰约为2.7 nm,右峰分布在20～70 nm。页岩发育两段分形特征,分形维数显示H3型页岩孔隙结构非均质性及复杂性较弱。孔隙结构主要受矿物组成控制,与TOC无明显相关性,微孔含量与比表面积越高,宏孔含量与平均孔径越高,页岩孔隙结构越复杂,越不利于页岩气的运移及产出。陆相页岩因沉积环境控制下赋存的腐殖型有机质,从本质上影响了其孔隙空间、孔隙结构及页岩气富集特征,与海相页岩区别显著。

关键词：陆相页岩;孔隙结构;分形维数;低温氮气吸附–解吸;沙河子组;徐家围子断陷;