基于氮吸附法的页岩有机孔隙结构表征

摘要

页岩的微观孔隙结构对页岩气的赋存至关重要,气体吸附法可以对页岩的微观孔隙结构进行表征。通过测量四川盆地东南丁山地区丁页1井不同深度样品的矿物含量、R_(o)值和TOC含量,结果表明丁页1井龙马溪组页岩样品的矿物含量比较稳定,有机质成熟度变化不大,均为过成熟。通过低温氮吸附法计算样品的比表面积和微、介孔容积和孔径分布,结果表明:(1)样品的平均孔径为2.8~4.9 nm,10 nm以下的孔隙提供了大部分的微、介孔容积。微、介孔容积为0.00136~0.0108 cm^(3)/g,平均0.004 cm^(3)/g,比表面积为2.54~13.69 m^(2)/g,平均6.68 m^(2)/g;(2)微、介孔容积、比表面积和TOC三者之间有很强的正相关性。通过计算TOC含量为0时的微、介孔容积和比表面积推算无机孔和有机孔之间的比例和其对比表面积的影响,发现有机孔提供了大部分的微、介孔容积,有机孔还是比表面积的主要贡献因素;(3)样品的吸附曲线符合IPUAC分类中的第Ⅳ型吸附曲线,样品的脱附曲线反映样品孔隙形态随TOC含量的增加,由楔形孔(不定型孔)变为连通的墨水瓶型孔(狭缝型孔)或墨水瓶型孔。