淮南煤田煤系泥页岩储层微孔特征及成因探讨

摘要

煤系泥页岩储层发育的微孔(孔径＜2 nm)对泥页岩气吸附赋存具有重要意义.以淮南煤田石炭—二叠纪海相-海陆过渡相煤系泥页岩为研究对象,通过R.,max、TOC、XRD和CO2吸附实验,揭示储层微孔结构特征,探讨微孔发育的控制因素及成因.研究表明:太原组、山西组和下石盒子组泥页岩有机质成熟度基本接近,处于低成熟-成熟阶段;三角洲平原亚相的下石盒子组TOC最高、黏土矿物最丰富、微孔最发育,其次为障壁砂坝-瀉湖相的太原组,三角洲前缘和前三角洲亚相的山西组TOC最低,黏土矿物中等,微孔最不发育;微孔孔径分布发育峰1(0.366 5 nm)、峰2(0.457 7?0.627 2 nm)和峰3(0.821 6 nm)三个峰或区间.微孔孔容与TOC以及黏土矿物(高岭石和绿泥石)含量呈正相关,与脆性矿物含量呈负相关,推断储层主要发育有机质孔和黏土矿物孔,不同类型微孔的发育受控于不同沉积环境及成岩演化下有机碳含量和矿物成分差异.峰1对应微孔归因于黏土矿物孔为主,有机质孔少量,峰2为黏土矿物孔和有机质孔共同主导,峰3主要为有机质孔,少量黏土矿物孔;认为有机质孔为芳环层间孔(峰1＋峰2)和芳环有序堆叠形成的柱状孔(峰3),黏土矿物孔为高岭石和绿泥石矿物内部片层之间的空穴或经后期转化改造形成的微孔,以上也可能在有机质与黏土矿物的复合体中发育微孔.