柴達木盆地東緣上石炭統泥頁巖孔隙結構及分形特征

作者：劉世明,唐書恒,霍婷,譚富榮,劉達成,王金喜

摘要：我國海陸過渡相烴源巖分布范圍廣,具有成熟度適中及厚度大等特點,頁巖氣勘探前景良好。前人研究主要聚焦于頁巖氣成藏條件、模式及生烴潛力,而對儲層孔隙結構影響因素及復雜程度的定量表征研究較少。為了探討海陸過渡相泥頁巖的孔隙結構和分形特征,以柴達木盆地東部上石炭統泥頁巖為研究對象,對研究區15件泥頁巖樣品采用低溫液氮吸附及掃描電鏡進行孔隙結構、分形特征研究,并在此基礎上探討了泥頁巖有機地球化學、礦物組成、孔隙結構參數與分形維數的關系,進而揭示泥頁巖孔隙結構發育影響因素。結果表明:①泥頁巖孔隙形態主要有2類,第一類為楔形—狹縫型和細頸瓶—墨水瓶狀型,第二類為四周開放的平行板狀孔,孔隙類型以粒間孔縫、溶蝕孔和有機質孔最為發育。②應用FHH分析模型計算出了泥頁巖孔隙分形維數,以P/P0=0.45為界,泥頁巖存在2種不同吸附解吸機制,用D1和D2分別表示P/P0<0.45和P/P0>0.45范圍內的孔隙分形維數。泥頁巖孔隙具有明顯的分形特征,D1分形維數與黏土礦物和TOC含量呈負相關關系;D2分形維數與黏土礦物和TOC含量呈正相關性。表明影響分形維數的主要因素為黏土礦物和有機質含量。D1和D2與孔隙結構參數的相關性都較好,但D1趨勢線比D2擬合性更好,說明小孔對孔隙結構參數影響更為重要。③分形維數D1和D2之差△D=0.393,表明其結構復雜程度相差很大,雙重分形特征明顯。但分形維數D2越大,孔隙結構趨于復雜,孔隙表面積更加粗糙,不利于氣體的滲流。

發文機構：中國地質大學（北京）能源學院 中國煤炭地質總局 河北省資源勘測研究重點實驗室

關鍵詞：柴達木盆地東緣上石炭統孔隙結構分形特征海陸過渡相Eastern Qaidam BasinUpper CarboniferousPore structureFractal featureMarine-continental transitional facies

分類號： TE122.2[石油與天然氣工程—油氣勘探]