柴達(dá)木盆地東緣上石炭統(tǒng)泥頁巖孔隙結(jié)構(gòu)及分形特征
發(fā)布時(shí)間:2021-06-06 16:23
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(diǎn),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(duì)儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)影響因素及復(fù)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(jié)構(gòu)和分形特征,以柴達(dá)木盆地東部上石炭統(tǒng)泥頁巖為研究對(duì)象,對(duì)研究區(qū)15件泥頁巖樣品采用低溫液氮吸附及掃描電鏡進(jìn)行孔隙結(jié)構(gòu)、分形特征研究,并在此基礎(chǔ)上探討了泥頁巖有機(jī)地球化學(xué)、礦物組成、孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)與分形維數(shù)的關(guān)系,進(jìn)而揭示泥頁巖孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)育影響因素。結(jié)果表明:①泥頁巖孔隙形態(tài)主要有2類,第一類為楔形—狹縫型和細(xì)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(jī)質(zhì)孔最為發(fā)育。②應(yīng)用FHH分析模型計(jì)算出了泥頁巖孔隙分形維數(shù),以P/P0=0.45為界,泥頁巖存在2種不同吸附解吸機(jī)制,用D1和D2分別表示P/P0<0.45和P/P0>0.45范圍內(nèi)的孔隙分形維數(shù)。泥頁巖孔隙具有明顯的分形特征,D1分形維數(shù)與黏土礦物和TOC含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系;D2分形維數(shù)與...
【文章來源】:天然氣地球科學(xué). 2020,31(08)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:13 頁
【部分圖文】:
柴東緣德令哈坳陷構(gòu)造位置及上石炭統(tǒng)沉積相特征
圖1 柴東緣德令哈坳陷構(gòu)造位置及上石炭統(tǒng)沉積相特征樣品室內(nèi)測(cè)試由四川省科源工程技術(shù)測(cè)試中心完成。利用EA2000型碳硫儀、OG-2000V巖石熱解分析儀,分別獲得了TOC,S1、S2及Tmax數(shù)據(jù);利用Panalytical X’Pert PRO MPD型X-衍射儀對(duì)15件樣品進(jìn)行礦物含量分析,獲得了全巖及黏土礦物含量;分析測(cè)試了干酪根碳同位素、顯微組分和鏡質(zhì)體反射率;利用TESCAN-VEGA\\LMU型能譜掃描電子顯微鏡(分辨率為3 nm)觀察微孔隙特征;依據(jù)GB/T19587—2004規(guī)范要求,開展低溫氮?dú)馕綄?shí)驗(yàn)測(cè)試,利用全自動(dòng)比表面與孔隙結(jié)構(gòu)分析儀ASAP 2020對(duì)9件樣品進(jìn)行物性分析,孔徑測(cè)量范圍為1.7~300 nm?紫扼w積和孔徑分布利用BJH模型計(jì)算,比表面積應(yīng)用BET模型計(jì)算。根據(jù)ROUQUEROL等[15]建議的孔隙分類方法,將頁巖孔隙劃分為微孔(<2 nm)、介孔(2~50 nm)和宏孔(>50 nm)。
由圖4可知,泥頁巖吸脫附曲線分支在相對(duì)壓力小于0.45時(shí)完全重合,大于0.45時(shí)出現(xiàn)滯后環(huán)。因此,以P/P0=0.45為界,由于孔隙結(jié)構(gòu)和類型的差異影響,泥頁巖存在2種不同吸附解吸機(jī)制[26]。用D1和D2分別表示P/P0<0.45和P/P0>0.45范圍內(nèi)的孔隙分形維數(shù)。據(jù)Kelvin方程計(jì)算可知:P/P0=0.45對(duì)應(yīng)的孔徑為4.31 nm,本文將孔徑小于4.31 nm的孔隙稱為小孔;大于4.31 nm的孔隙稱為大孔。由圖6、表3可知研究區(qū)9塊泥頁巖樣品均具有顯著的分形特征。D1介于2.224~2.492之間,均值為2.309,說明小孔隙結(jié)構(gòu)簡單,均值性較強(qiáng);D2介于2.671~2.741之間,均值為2.702,表明大孔隙結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜。D2普遍大于D1,表明孔隙內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度明顯強(qiáng)于表面。海相頁巖分形維數(shù)普遍要高于陸相或海陸過渡相,如四川盆地牛蹄塘組頁巖儲(chǔ)層分形維數(shù)D平均為2.73[27]及下?lián)P子地區(qū)龍馬溪組頁巖分形維數(shù)D均值為2.73[28]。而陸相或海陸過渡相頁巖分形維數(shù)一般小于2.70[29-30]。4 討論
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]頁巖油氣革命及影響[J]. 鄒才能,潘松圻,荊振華,高金亮,楊智,吳松濤,趙群. 石油學(xué)報(bào). 2020(01)
[2]鄂爾多斯盆地中部上古生界山西組頁巖儲(chǔ)層特征[J]. 趙幫勝,李榮西,覃小麗,劉福田,吳小力,趙迪,劉齊,周偉. 沉積學(xué)報(bào). 2019(06)
[3]鄂爾多斯盆地東緣海陸過渡相頁巖孔隙結(jié)構(gòu)定量化表征[J]. 范文田,胡國華,王濤. 中國科技論文. 2019(04)
[4]山西河?xùn)|煤田中—南部煤系頁巖氣儲(chǔ)層微觀特征[J]. 謝衛(wèi)東,王猛,代旭光,王彥迪. 天然氣地球科學(xué). 2019(04)
[5]四川盆地東部華鎣山地區(qū)龍?zhí)督M頁巖氣儲(chǔ)層特征[J]. 劉虎,曹濤濤,戚明輝,王東強(qiáng),鄧模,曹清古,程斌,廖澤文. 天然氣地球科學(xué). 2019(01)
[6]南方復(fù)雜地區(qū)頁巖氣差異富集機(jī)理及其關(guān)鍵技術(shù)[J]. 解習(xí)農(nóng),郝芳,陸永潮,何生,石萬忠,姜振學(xué),熊永強(qiáng),張金川. 地球科學(xué). 2017(07)
[7]沁水盆地煤系地層頁巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)及其影響因素[J]. 陳晶,黃文輝,陳燕萍,陸小霞. 煤炭學(xué)報(bào). 2017(S1)
[8]沁水盆地中東部海陸過渡相頁巖孔隙結(jié)構(gòu)及分形特征[J]. 郗兆棟,唐書恒,李俊,李雷. 天然氣地球科學(xué). 2017(03)
[9]腐泥煤的孔隙結(jié)構(gòu)及分形特征[J]. 郗兆棟,唐書恒,張松航,李俊. 煤炭科學(xué)技術(shù). 2016(11)
[10]陸相煤系頁巖氣儲(chǔ)層孔隙特征及其主控因素[J]. 張曉波,司慶紅,左兆喜,張超,周帥. 地質(zhì)學(xué)報(bào). 2016(10)
本文編號(hào):3214738
【文章來源】:天然氣地球科學(xué). 2020,31(08)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:13 頁
【部分圖文】:
柴東緣德令哈坳陷構(gòu)造位置及上石炭統(tǒng)沉積相特征
圖1 柴東緣德令哈坳陷構(gòu)造位置及上石炭統(tǒng)沉積相特征樣品室內(nèi)測(cè)試由四川省科源工程技術(shù)測(cè)試中心完成。利用EA2000型碳硫儀、OG-2000V巖石熱解分析儀,分別獲得了TOC,S1、S2及Tmax數(shù)據(jù);利用Panalytical X’Pert PRO MPD型X-衍射儀對(duì)15件樣品進(jìn)行礦物含量分析,獲得了全巖及黏土礦物含量;分析測(cè)試了干酪根碳同位素、顯微組分和鏡質(zhì)體反射率;利用TESCAN-VEGA\\LMU型能譜掃描電子顯微鏡(分辨率為3 nm)觀察微孔隙特征;依據(jù)GB/T19587—2004規(guī)范要求,開展低溫氮?dú)馕綄?shí)驗(yàn)測(cè)試,利用全自動(dòng)比表面與孔隙結(jié)構(gòu)分析儀ASAP 2020對(duì)9件樣品進(jìn)行物性分析,孔徑測(cè)量范圍為1.7~300 nm?紫扼w積和孔徑分布利用BJH模型計(jì)算,比表面積應(yīng)用BET模型計(jì)算。根據(jù)ROUQUEROL等[15]建議的孔隙分類方法,將頁巖孔隙劃分為微孔(<2 nm)、介孔(2~50 nm)和宏孔(>50 nm)。
由圖4可知,泥頁巖吸脫附曲線分支在相對(duì)壓力小于0.45時(shí)完全重合,大于0.45時(shí)出現(xiàn)滯后環(huán)。因此,以P/P0=0.45為界,由于孔隙結(jié)構(gòu)和類型的差異影響,泥頁巖存在2種不同吸附解吸機(jī)制[26]。用D1和D2分別表示P/P0<0.45和P/P0>0.45范圍內(nèi)的孔隙分形維數(shù)。據(jù)Kelvin方程計(jì)算可知:P/P0=0.45對(duì)應(yīng)的孔徑為4.31 nm,本文將孔徑小于4.31 nm的孔隙稱為小孔;大于4.31 nm的孔隙稱為大孔。由圖6、表3可知研究區(qū)9塊泥頁巖樣品均具有顯著的分形特征。D1介于2.224~2.492之間,均值為2.309,說明小孔隙結(jié)構(gòu)簡單,均值性較強(qiáng);D2介于2.671~2.741之間,均值為2.702,表明大孔隙結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜。D2普遍大于D1,表明孔隙內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度明顯強(qiáng)于表面。海相頁巖分形維數(shù)普遍要高于陸相或海陸過渡相,如四川盆地牛蹄塘組頁巖儲(chǔ)層分形維數(shù)D平均為2.73[27]及下?lián)P子地區(qū)龍馬溪組頁巖分形維數(shù)D均值為2.73[28]。而陸相或海陸過渡相頁巖分形維數(shù)一般小于2.70[29-30]。4 討論
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]頁巖油氣革命及影響[J]. 鄒才能,潘松圻,荊振華,高金亮,楊智,吳松濤,趙群. 石油學(xué)報(bào). 2020(01)
[2]鄂爾多斯盆地中部上古生界山西組頁巖儲(chǔ)層特征[J]. 趙幫勝,李榮西,覃小麗,劉福田,吳小力,趙迪,劉齊,周偉. 沉積學(xué)報(bào). 2019(06)
[3]鄂爾多斯盆地東緣海陸過渡相頁巖孔隙結(jié)構(gòu)定量化表征[J]. 范文田,胡國華,王濤. 中國科技論文. 2019(04)
[4]山西河?xùn)|煤田中—南部煤系頁巖氣儲(chǔ)層微觀特征[J]. 謝衛(wèi)東,王猛,代旭光,王彥迪. 天然氣地球科學(xué). 2019(04)
[5]四川盆地東部華鎣山地區(qū)龍?zhí)督M頁巖氣儲(chǔ)層特征[J]. 劉虎,曹濤濤,戚明輝,王東強(qiáng),鄧模,曹清古,程斌,廖澤文. 天然氣地球科學(xué). 2019(01)
[6]南方復(fù)雜地區(qū)頁巖氣差異富集機(jī)理及其關(guān)鍵技術(shù)[J]. 解習(xí)農(nóng),郝芳,陸永潮,何生,石萬忠,姜振學(xué),熊永強(qiáng),張金川. 地球科學(xué). 2017(07)
[7]沁水盆地煤系地層頁巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)及其影響因素[J]. 陳晶,黃文輝,陳燕萍,陸小霞. 煤炭學(xué)報(bào). 2017(S1)
[8]沁水盆地中東部海陸過渡相頁巖孔隙結(jié)構(gòu)及分形特征[J]. 郗兆棟,唐書恒,李俊,李雷. 天然氣地球科學(xué). 2017(03)
[9]腐泥煤的孔隙結(jié)構(gòu)及分形特征[J]. 郗兆棟,唐書恒,張松航,李俊. 煤炭科學(xué)技術(shù). 2016(11)
[10]陸相煤系頁巖氣儲(chǔ)層孔隙特征及其主控因素[J]. 張曉波,司慶紅,左兆喜,張超,周帥. 地質(zhì)學(xué)報(bào). 2016(10)
本文編號(hào):3214738
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