利用孔隙度、比重和表面积测定以及场致放射扫描电子显微镜／透射电子显微镜图像分析来描述含气页岩的孔隙系统：巴尼特、伍德福德、海恩斯维尔、马塞勒斯和多伊格等层位的实例

摘要

对于美国的巴尼特（Barnett）、伍德福德（WoOdfoOd）、海恩斯维尔（HaynesviUe）和马塞勒斯（Marcellus）等含气页岩以及加拿大不列颠哥伦比亚省东北部的多伊格（Doig）组，研究了页岩气储层的纳米级孔隙系统。本文的目的是认识含气页岩内孔隙结构的性质和变化，而不是为上述北关页岩气储层提供有代表性的评价。为了了解这些页岩的孔隙系统，用电子显微镜分析了总孔隙度、孔隙大小分布、表面积、有机地化性质、矿物性质和图像。氦比重法测出的总孔隙度在2．2—6．6％之间。总有机碳含量为0．7到6．8重量％。测出的镜质体反射率在1．35％到2．47％之间。美国的这些含气页岩富含黏土和石英，而多伊格组的样品有很多石英和碳酸盐，但黏土很少。相对于较低孔隙度的样品，较高孔隙度的样品具有较多中孔隙，所以其孔隙度的数值也较大。随着总孔隙度的下降，微孔隙的体积相对有增加，而中孔隙和大孔隙的合计体积却有减少。聚焦离子柬铣磨、场致放射扫描电子显微镜（FESEM）以及透射电子显微镜（TEM）为孔隙的分布和几何形态提供了高分辨率图像。图像分析是页岩气储层孔隙系统评价的一种看得见的方法，但对于页岩气储层的评价却并不具有统计有效性。大孔隙和中孔隙有的是作为粒闻孔隙度出现的，有的局限于富含干酪根的集合体中，因此不存在优势定向，还有的则平行于页岩纹层排列。在富含干酪根的集合体中，可以观测到中孔隙网络是与较大的大孔隙连通的。