川南龙马溪组页岩气储层纳米孔隙结构
页岩气储层孔隙连通性及其对页岩气开发的启示--以四川盆地南部下
页岩气储层孔隙连通性及其对页岩气开发的启示——以四川盆地南部下志留统龙马溪组为例张海杰1 蒋裕强2,3 周克明4 付永红2,3 钟铮1张雪梅5 漆麟6 王占磊2,3 蒋增政71.重庆页岩气勘探开发有限责任公司2.西南石油大学地球科学与技术学院3.中国石油非常规重点实验室储层评价分室4. 中国石油西南油气田公司勘探开发研究院5.四川科宏石油天然气工程有限公司6.中国石油川庆钻探工程有限公司地质勘探开发研究院7.四川杰瑞泰克科技有限公司摘 要 大型水力压裂后，页岩气储层中的不连通含气孔隙有可能转变成“潜在可采孔隙”，而目前的主流页岩气储层孔隙分类方法没有考虑上述不连通孔隙，对储层孔隙有效性评价的准确性有影响。
为此，以四川盆地南部下志留统龙马溪组页岩为研究对象，开展柱塞样和碎样岩心孔隙度、饱和盐水后离心＋渐变干燥核磁共振和核磁冻融实验，分析页岩气储层不连通孔隙体积、主要发育位置、主要孔径分布范围，划分页岩气储层孔隙系统，确定页岩含气连通孔隙有效孔径的下限，开展页岩气储层全孔隙有效性评价，并探讨页岩中不连通孔隙对于页岩气开发的影响。
研究结果表明：①该区页岩气储层存在着大量的不连通孔隙，占比高达30.23%，孔径分布介于5～30 nm，主要发育于有机质和少量的黏土矿物中；②该区页岩气储层黏土束缚水核磁T2截止值为0.26 ms，对应孔径为5.35 nm，此为该区页岩气储层有效孔径的下限；③大型水力压裂可改善页岩气储层中孔径超过5.35 nm的不连通孔隙，实现页岩气有效开发；④水力压裂改造后的不连通孔隙可增加压裂液在基质中的储存空间，吸收裂缝中的压裂液，置换孔隙中的页岩气，促使页岩气储层自动缓解水锁，提高页岩气单井产量。
结论认为，采用“离心＋渐变温度干燥”法，结合核磁共振实验可实现页岩孔隙中流体赋存状态和孔隙系统的定量划分，高速离心＋核磁共振实验可以确定可动水和毛细管束缚水，渐变干燥＋核磁共振实验可以确定毛细管束缚水和黏土束缚水。
川南地区龙马溪组页岩气储层微孔隙结构特征
ｄｏｉ：１０．１１７６４／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－１９２６．２０１４．０６．０９４７非常规天然气收稿日期：２０１３－１１－０６；修回日期：２０１４－０３－２２．基金项目：国家重点基础研究计划（“９７３”）课题（编号：２０１２ＣＢ２１４７０２）；教育部高等学校博士学科点基金项目（编号：２０１１００２３１１００１７）；国家科技重大专项（编号：２０１１ＺＸ０５００７－００２）联合资助．作者简介：赵佩（１９８９－），女，湖北仙桃人，硕士研究生，主要从事页岩气地质、地球化学研究．Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｐ２６８２＠ｑｑ．ｃｏｍ．通讯作者：李贤庆（１９６７－），男，浙江富阳人，教授，博士生导师，主要从事煤油气地质、有机地球化学、有机岩石学方面的研究和教学工作．Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｘｑ＠ｃｕｍｔｂ．ｅｄｕ．ｃｎ．川南地区龙马溪组页岩气储层微孔隙结构特征赵 佩１，２，李贤庆１，２，田兴旺１，２，苏桂萍１，２，张明扬１，２，郭 曼１，２，董泽亮１，２，孙萌萌１，２，王飞宇３，４（１．中国矿业大学（北京）煤炭资源与安全开采国家重点实验室，北京１０００８３；２．中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院，北京１０００８３；３．中国石油大学（北京）油气资源与探测国家重点实验室，北京１０２２４９；４．中国石油大学（北京）地球科学学院，北京１０２２４９）摘要：应用扫描电子显微镜、高压压汞法、Ｎ２和ＣＯ２气体吸附法，对川南地区下志留统龙马溪组海相页岩气储层孔隙微观特征和孔隙结构进行了研究，探讨了页岩孔隙发育的主要影响因素。
结果表明，川南地区龙马溪组海相页岩样品中发育多种类型微观孔隙，常见有黏土矿物粒间孔、黄铁矿晶间孔、碳酸盐颗粒溶蚀孔、生物碎屑粒内孔、颗粒边缘溶蚀孔和有机质孔；龙马溪组富有机质页岩发育大量的微米—纳米级孔隙，为页岩气赋存提供了储集空间。
龙马溪组页岩样品中孔隙以微孔和介孔为主，宏孔较少；孔隙结构形态主要为平板狭缝型孔、圆柱孔和混合型孔，孔径为０．４～１ｎｍ、３～２０ｎｍ；微孔和介孔占孔隙总体积的７８．１７％，占比表面积的８３．９２％，是龙马溪组页岩储气空间的主要贡献者。
川南地区五峰-龙马溪组页岩孔隙结构全孔径表征及对过成熟海相页岩孔隙演化的启示
川南地区五峰-龙马溪组页岩孔隙结构全孔径表征及对过成熟海相页岩孔隙演化的启示
# 四川南地区五峰-龙马溪组页岩孔隙结构全孔径表征及其对过成熟海相页岩孔隙演化的启示
四川南地区五峰-龙马溪组页岩的物理性质特征涉及精细地质研究，对掌握页岩储层孔隙结构及其成因具有重要意义，为此，这里研究了九江组页岩孔径全孔径表征及其对海相页岩孔隙演化的启示。
研究表明，四川南地区五峰-龙马溪组页岩全孔径分布信息表明：①页岩孔径分为粗孔径段和精孔径段，其中粗孔径占比最大，占48.5%；精孔径占51.5%；②磁场分布拐弯点处在0.6μm处，拐弯幅度高达1.29；③2-10μm孔径段在孔隙分布中占比最大，贡献率达70.1%；④孔径-孔隙概率曲线执行Smalley模型，反应孔隙分布曲线总体变化趋势。
研究还表明，海相页岩孔隙演化基本可归结为流体洞口形成、改造、成熟化三个阶段。
流体洞口形成，孔径细小，可以形成小孔径，如密度递减区，从而构造多孔径结构和复杂的气孔网络结构，从而促进水动力同化过程的继续；改造，孔隙的改造使得孔径的拓宽，而该组海相页岩孔径拓宽比较明显；成熟化，页岩中黏土矿物及表面活性物质在构造极大压力和高温环境下进行交联和聚合，这可以形成孔隙结构趋于成熟和稳定，从而形成容器缝隙结构，从而增大孔径赋存相。
四川南地区五峰-龙马溪组页岩孔隙结构的全孔径表征以及对经过成熟海相页岩孔隙演化的启示，有助于我们更好地了解是否可能改造出适合的孔隙结构，从而使其更有利的利用，提升其储量效率，为四川南地区海相页岩油气开发提供参考。
川南龙马溪组页岩力学特性及水力压裂机理研究
目录
01 引言
03 水力压裂机理
02
川南龙马溪组页岩力 学特性
04 参考内容
引言
川南龙马溪组页岩是我国西南地区重要的矿产资源之一，具有较高的煤质和油 气储存量。在页岩气和页岩油的开发过程中，力学特性和水力压裂机理是两个 关键问题。本次演示将围绕川南龙马溪组页岩的力学特性及其与水力压裂的关 系进行详细论述。
纳米孔隙结构特征
川南龙马溪组页岩气储层的纳米孔隙结构特征主要包括孔隙度和渗透率两个方 面。根据研究，该储层具有较高的孔隙度，一般在3%~5%之间，渗透率则较低， 大多在10^-3~10^-4md之间。这些孔隙主要是在成岩作用过程中形成的，包括 伊利石、高岭石等矿物晶格间微孔和有机质分解产生的微裂缝等。
抗拉性能是指页岩在横向拉力作用下的稳定性。川南龙马溪组页岩的抗拉强度 也较高，但相较于抗压强度略低。这主要是因为页岩的层状结构在拉力作用下 容易产生裂缝。
剪切性能是指页岩在切向力的作用下发生滑移的性能。川南龙马溪组页岩的剪 切强度较低，容易产生滑移。这主要是因为页岩的层状结构在剪切作用下容易 产生相对位移。
川南龙马溪组页岩力学特性
川南龙马溪组页岩的力学特性是开发页岩气和页岩油过程中需要重点的问题之 一。在页岩气和页岩油的开发过程中，力学特性的好坏直接影响到后续的开采 和生产。川南龙马溪组页岩的力学特性主要包括抗压、抗拉、剪切等方面的性 能。
抗压性能是指页岩在垂直压力作用下的稳定性。川南龙马溪组页岩的抗压强度 较高，具有较好的稳定性。这主要得益于其高密度、高强度矿物组分和复杂的 层状结构。
水力压裂机理
水力压裂是页岩气和页岩油开发中的重要技术手段，其作用是通过压裂液的注 入，使页岩产生裂缝，以增加储层渗透性，从而提高产气量和产油量。水力压 裂的机理主要包括以下三个方面：
川东南五峰-龙马溪组页岩储层特征分析
川东南五峰-龙马溪组页岩储层特征分析摘要：川东南地区五峰-龙马溪组是我国很长一段时间页岩气勘探开发的重点目的层段，由于工区目的层段页岩储层特征复杂，制约页岩气赋存状态和含气量评价，本文基于页岩展布特征、地化特征和矿物成分，分析评价川东南五峰-龙马溪组页岩储层特征。
为工区页岩气的产量评估、富集规律认识以及高效开发方案的实施提供重要的理论支撑。
研究表明，川东南地区五峰-龙马溪组页岩储层具有分布广、厚度大等特点，页岩有机质均发育较好，页岩气资源丰富、地质条件优越，TOC含量普遍大于2%，有机质类型主要以Ⅰ型-Ⅱ1型为主，属腐泥型和腐殖-腐泥型干酪根，热成熟度普遍介于2-3%之间，为生干气阶段，具有页岩气勘探开发的潜力。
且样品中石英等脆性矿物含量高、膨胀性粘土矿物含量较少则利于后期压裂改造和裂缝的形成。
关键词：川东南；五峰-龙马溪；页岩；矿物成分1.前言川东南地区五峰-龙马溪组，是我国南方海相地层最有利的页岩气勘探开发重点层系[1]。
工区位于上扬子板块，整体经历了多期旋回构造运动，在奥陶世时晚期，川东南地区受板块的强烈挤压发生大规模的海侵，使得研究区页岩沉积出大量的含笔石黑色页岩[2]。
寒武世时，研究区整体上经历了快速的海侵，此时盆地内以海相沉积为主，地层经历了连续沉积后，形成了浊流沉积盆地由于川东南地区盆内遭受构造改造作用时间较晚且改造程度较弱，志留系龙马溪组表现为超压地层，地层压力系数越高，页岩气保存条件优越，因此分析评价页岩气储层特征对页岩气赋存状态和含气量的评价具有重要的意义[3]。
2.页岩展布特征川东南地区在晚奥陶-志留纪时期经历了一个缓慢海进、海退的沉积旋回，由盆内向盆缘，整套地层沉积速率增大，厚度也随之增大[4]。
如焦页1井志留系厚986.3m，隆页1井志留系厚1017.5m，彭页1井志留系厚1391m。
五峰-龙马溪组厚度在不同地区，亦有较大变化，彭页1井钻遇五峰-龙马溪组405m，隆页1井钻遇五峰-龙马溪组220m，焦页1井钻遇五峰-龙马溪组228.3m。
四川盆地五峰—龙马溪组页岩储层形成机理
四川盆地五峰—龙马溪组页岩储层形成机理通过对四川盆地五峰-龙马溪组典型井和剖面优质黑色页岩岩石学、矿物学、地球化学、多尺度孔隙结构等对比研究,取得以下结论和认识:(1)四川盆地五峰-龙马溪组优质黑色页岩(TOC>2.0%)空间展布受隆坳格局控制,坳陷中心沉积厚度大,向古隆起方向减薄。
威远和长宁地区优质黑色页岩沉积于黔中隆起和川中隆起之间的坳陷区,主要岩性为黑色钙质页岩、黑色粉砂质页岩和少量黑色硅质页岩;焦石坝地区优质黑色页岩沉积于川中隆起和雪峰隆起之间的坳陷区,主要岩性为黑色硅质页岩和黑色粉砂质页岩。
(2)五峰-龙马溪组黑色页岩矿物组分、时空展布和厚度上存在差异:长宁和威远地区碳酸盐矿物含量相对较高,焦石坝地区石英含量相对较高,且焦石坝地区石英和TOC具有很好的相关系,而威远和长宁地区石英和TOC不具有明显的相关系;威远地区优质黑色页岩主要分布在龙马溪组中下段,厚度在25m左右,五峰组不发育,长宁和焦石坝地区优质黑色页岩主要分布在五峰组和龙马溪组下段,厚度分别为30m左右和40m左右。
造成这个差异的主要原因是古隆起迁移引起的沉积中心的迁移。
(3)四川盆地及周缘五峰-龙马溪组沉积时期古隆起的发育与迁移对上扬子五峰-龙马溪组沉积期海盆沉积格局产生重要影响,在綦江地区还形成一个水下隆起,导致不同地区五峰-龙马溪组优质黑页岩地球化学特征显示古生产力、氧化还原条件、水体滞留程度和埋藏效率差异较大,威远地区的初级生产力、氧化还原环境和埋藏效率比长宁和焦石坝地区差,但水体滞留程度比长宁和焦石坝地区强。
这些差异导致不同地区有机质页岩的富集方式不同:威远地区富有机质页岩富集的模式主要是水体滞留导致底层水体缺氧,有机质的埋藏效率增加;焦石坝地区富有机质页岩的富集模式为半开放-开放水体生物繁盛与深水底层水体缺氧,从而影响富有机质页岩的富集;长宁地区位于两者的过渡区。
(4)五峰-龙马溪组黑色页岩主要发育有机质孔、无机孔和裂缝空隙类型,其中有机质孔为主要的孔隙类型。
川南下志留统龙马溪组页岩气储层特征
政策支持：政府对页岩气产业的支持力度不断加大，为龙马溪组页岩气储层的未来发展提供了有力的政策保障
技术创新推动页岩气储层开 发，降低成本
页岩气开采技术不断进步， 提高开采效率
绿色环保技术的应用，减少 对环境的影响
温度：龙马溪组页岩储层的温度分布范围也较广，从低温到高温都有分布。
压力与温度的关系：压力和温度是影响页岩气储层物性的重要因素，二者之间存在一定的关 系。
压力与温度的影响：压力和温度的变化会影响页岩气储层的渗透率、孔隙度和含气量等参数， 从而影响页岩气的开采和利用。
有机碳含量：龙马溪组页岩有机碳含量较高，一般在1%-5%之间 有机碳类型：龙马溪组页岩有机碳类型主要为腐泥型和腐殖型 腐泥型有机碳：主要来源于沉积物中的有机质，如藻类、细菌等 腐殖型有机碳：主要来源于陆源有机质，如植物、动物等 影响因素：有机碳含量和类型受沉积环境、地层年代、有机质来源等
页岩的矿物组成：主要由粘土矿物、石英、长石等组成 页岩的孔隙结构：具有微孔、中孔和大孔等多种孔隙类型 页岩的裂缝结构：裂缝发育，有利于页岩气的储存和运移 页岩的层理结构：层理清晰，有利于页岩气的开采和开发
页岩的矿物组成：影响页岩的孔隙度和渗透 率
页岩的层理结构：影响页岩的储集空间和流 体流动
环境影响：开采过程中可能会对地下水、地表水、土壤等造成污染，需要采取有效的环 保措施
社会效益：页岩气开采可以减少对传统能源的依赖，降低碳排放，有利于环境保护和可 持续发展
资源潜力：龙马溪组页岩气储层具有丰富的资源潜力，预计未来几年内将迎来大规模开发
市场需求：随着全球能源需求的不断增长，页岩气作为一种清洁能源，市场需求将持续扩大
渝东南地区五峰—龙马溪组页岩纳米级孔隙特征及其成藏意义
渝东南地区五峰—龙马溪组页岩纳米级孔隙特征及其成藏意义作者：游声刚等来源：《科技创新与应用》2015年第26期摘要：通过氮气吸附法可得到页岩比表面积、孔径分布、孔体积等参数，结果表明，渝东南地区五峰-龙马溪组段页岩样品比表面积为5.17～13.64m2/g；孔体积为3.02～8.89×10-3ml/g；平均孔径为5.12～6.58nm。
对页岩各孔隙参数之间的相关性进行分析，结果表明，当孔径小于5nm时，随着孔径的增大，比表面积迅速减小，孔径大于5nm左右，随着孔径的增大，比表面积基本上保持不变；微孔的孔体积与孔径具有负相关关系，中孔和宏孔的孔体积与孔径呈明显的正相关关系。
分析影响页岩孔隙发育的因素，认为矿物组分、有机质成熟度、有机质含量是影响页岩纳米级孔隙发育的因素，但有机质含量对纳米级孔体积和比表面积的发育起绝对控制作用。
关键词：渝东南地区；页岩气；纳米孔；五峰-龙马溪组；影响因素；成藏意义引言页岩气主要以吸附态和游离态赋存于微孔隙、裂缝中，还有部分溶解在水和液态烃中，岩石孔隙是页岩气的主要储集空间，约有一半的页岩气存储于孔隙中，2011年我国首次在非常规油气储层中发现了纳米级孔隙，并认识到纳米级孔隙中的流体主要为非线性渗流，这一认识改变了微米级孔隙是油气储层唯一微观孔隙的传统认识[1]。
之后，我国学者针对页岩储层纳米级孔隙特征做了大量的研究工作，探讨了纳米级孔隙对孔隙体积、比表面积的影响，进一步论述了纳米级孔隙对页岩气成藏的意义，并分析了影响纳米级孔隙发育的主控因素。
1 纳米级孔隙特征页岩中的纳米级孔隙规模及孔隙分布特征主要通过孔隙直径、孔隙比表面积及孔隙体积等来表征[2]。
页岩作为一种有孔性物质，其孔隙特征能用吸附与凝聚理论，通过氮气吸附实验得到[3]。
氮气吸附法运用BET公式和BJH方法[4]，可以得到页岩比表面积、孔径分布、孔体积、平均孔径等参数。
Loucks[5]等根据孔隙尺寸大小，将泥页岩中的微孔隙划分为纳米级孔隙（d750nm），而作为页岩中天然气主要的赋存场所，纳米级孔隙备受关注，根据纳米孔隙直径的大小，将纳米级孔隙划分为直径小于2nm的纳米级微孔隙、2～50nm的纳米级中孔隙及大于50nm的纳米级宏孔隙。
四川盆地焦石坝地区龙马溪组页岩微观孔隙结构特征及其控制因素_郭旭升
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天 然 气 工 业 ２０１４ 年 ６ 月
四川盆地涪陵地区下志留统龙马溪组气田是中 国首个日产气量达到 百 万 立 方 米 的 页 岩 气 田，其 储 层 受到国内外学者的广 泛 关 注，有 关 专 家 和 学 者 指 出 泥 页岩储层是影响其储集能力和页岩气开采效果的主要 因素 。 ［１－３］ 为深入研 究 该 区 龙 马 溪 组 页 岩 的 微 观 孔 隙 结构特征，笔者运用 液 氮 吸 附 脱 附 法 和 高 压 压 汞 法 技 术进行了综合研究，并 利 用 岩 石 物 理 模 型 和 ３ 类 孔 隙 计 算 模 型 ，定 量 表 征 了 孔 隙 类 型 比 例 ，探 讨 了 控 制 储 层 微观孔隙结构的主要 因 素，以 期 正 确 评 价 泥 页 岩 的 微 观 孔 隙 结 构 ，揭 示 该 区 页 岩 气 的 富 集 机 理 ，以 指 导 我 国 南方海相页岩气下一步的勘探和开发工作。
１ 研究区概况
涪陵页岩气田位 于 重 庆 市 涪 陵 区 焦 石 坝 镇，构 造 位置上位于四川盆地 东 部 川 东 隔 挡 式 褶 皱 带、盆 地 边 界断裂齐岳山（也称 七 曜 山）断 裂 以 西，是 万 州 复 向 斜 内一个特殊的正向构造。与其两侧的北东向或近南北 向狭窄高陡背斜不同，焦 石 坝 构 造 主 体 为 似 箱 状 断 背 斜 构 造 ，主 体 平 缓 ，变 形 较 弱 ，断 层 不 发 育 ，边 缘 被 北 东 向和近南北向两组 逆 断 层 夹 持 围 限，呈 菱 形，以 断 隆、 断凹与齐岳山断裂相隔 。 ［４］ 震 旦 纪 以 来 ，四 川 盆 地 受 多 期 构 造 作 用 的 影 响 ，形 成了现今的盆 地 格 局［５－６］，晚 奥 陶 世 时 期，南 部 黔 中 隆 起、西部川中隆起、东 部 雪 峰 古 隆 起，使 早 中 奥 陶 世 从 具有广海特 征 的 海 域 转 变 为 被 隆 起 所 围 限 的 局 限 海 域［７－８］（图１），形成了大面积 低 能、欠 补 偿、缺 氧 的 沉 积 环 境 。 奥 陶 纪 末 和 志 留 纪 初 ，发 生 了 ２ 次 全 球 性 海 侵 ， 形成了龙马溪组富有机质页岩 。 ［９］ 焦石坝４口井 的 钻 探结果表明，龙马溪组富有机质泥页岩 厚 度 介 于 ８０～ １２０ｍ，底 部 优 质 泥 页 岩 分 布 稳 定，厚 度 介 于 ３８～４２ ｍ，有 机 碳 含 量 高 ，现 场 测 试 含 气 量 高 。
川南龙马溪组页岩孔隙分形特征
川南龙马溪组页岩孔隙分形特征张陈珺;郭平;熊健【摘要】以川南长宁—兴文地区龙马溪组页岩为对象，基于压汞实验测试结果研究其分形特征。
对压汞法实验结果进行分析，采用Menger海绵模型和基于热力学关系的分形模型，计算得到川南地区龙马溪组页岩的分形维数。
研究结果表明基于热力学关系的分形模型比较恰当地反应了川南长宁—兴文地区龙马溪组页岩的孔隙结构；龙溪组页岩具有明显的分形特征及较大的分形维数，分形维数在2．9337～2．9941；页岩孔隙的分形维数与TOC含量、脆性矿物含量呈正相关，而与黏土矿物含量、碳酸盐岩含量及长石呈负相关，其中黏土矿物中高岭石和绿泥石、碳酸盐岩中方解石及脆性矿物的石英对页岩孔隙结构分布特征影响较大。
%According to measured results of mercury penetration tests,the fractal dimensions of shale pore structure,lo-cated in Longmaxi Formation in the south region of Sichuan Basin,were calculated by using the Menger sponge model and the fractal model based on thermodynamic relation.The result showed that the fractal model correctly responded to the shale pore structures.The shale pore structures of Longmaxi Formation was found to have typical fractal nature and bigger the value of fractaldimension,between 2.933 7 and 2.994 1;the fractal dimension value of shale pore showed positive cor-relation with the content of TOC and brittle mineral,and negative correlation with the content of claymineral,carbonatite rock,and feldspar;kaolinite and chlorite in clay mineral,calcite in carbonate rock,and quartz in brittle mineral significant-ly affected the fractal characteristics of shale pore structure.【期刊名称】《复杂油气藏》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】5页(P15-18,23)【关键词】分形维数;压汞法;Menger模型;热力学关系分形模型;龙马溪组页岩;川南【作者】张陈珺;郭平;熊健【作者单位】西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川成都610500;西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川成都 610500;西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川成都 610500【正文语种】中文【中图分类】TE122.1页岩作为页岩气藏的储集层，是一种非均匀性多孔介质，孔容和孔径及其分布对于研究页岩气赋存状态及页岩气解吸、扩散和渗流有重要意义。
四川盆地长芯1井下志留统龙马溪组页岩气储层特征研究
四川盆地长芯1井下志留统龙马溪组页岩气储层特征研究一、本文概述本文旨在深入研究四川盆地长芯1井下的志留统龙马溪组页岩气储层的特征。
四川盆地作为中国重要的能源基地，其页岩气资源的勘探与开发对于满足国内能源需求、促进能源结构调整具有重要意义。
龙马溪组作为四川盆地内页岩气勘探的主要目标层位，其储层特征研究对于指导页岩气勘探和开发工作至关重要。
本文首先介绍了四川盆地及长芯1井的地理位置和地质背景，为后续研究提供了基础资料。
接着，通过详细的野外地质调查、岩心观察、实验测试等手段，对龙马溪组页岩的岩性、厚度、沉积相、有机质丰度、成熟度、储层物性等方面进行了系统研究。
在此基础上，分析了龙马溪组页岩气储层的形成条件和主控因素，探讨了储层非均质性及其对页岩气富集的影响。
本文还运用先进的地球物理和地球化学方法，对龙马溪组页岩气储层的含气性进行了评价，揭示了储层中页岩气的分布规律和富集机制。
结合区域地质条件和前人研究成果，对龙马溪组页岩气储层的勘探潜力和开发前景进行了综合评估。
本文总结了四川盆地长芯1井下志留统龙马溪组页岩气储层的特征，提出了针对性的勘探和开发建议，为四川盆地页岩气资源的进一步勘探和开发提供了有益参考。
二、区域地质背景四川盆地位于中国西南部，是中国最大的内陆盆地之一，其形成和演化历史复杂，经历了多期的构造运动和沉积作用。
盆地内地层发育齐全，构造变形复杂，岩浆活动微弱，沉积盖层厚度巨大，具有丰富的油气资源。
其中，下志留统龙马溪组是四川盆地内重要的页岩气储层之一。
龙马溪组地层主要分布于四川盆地南部和东南部，是一套以黑色页岩、炭质页岩为主的沉积地层。
该组地层形成于早志留世，时期正值海侵初期，沉积环境相对稳定，有利于有机质的保存和转化。
龙马溪组页岩有机质丰度高、类型好、成熟度适中，是四川盆地页岩气勘探开发的主要目标层位。
四川盆地龙马溪组页岩储层的发育受多种因素控制，包括沉积环境、古地理格局、古气候等。
沉积环境方面，龙马溪组页岩主要形成于深水陆棚环境，沉积物主要由远洋搬运的陆源碎屑和生物碎屑组成，沉积速率较低，有利于有机质的保存。
川南永川地区五峰组—龙马溪组页岩储层特征研究
川南永川地区五峰组—龙马溪组页岩储层特征研究四川盆地页岩气潜力巨大,近年来屡有突破。
已有研究表明,川南地区上奥陶统五峰组和下志留统龙马溪组发育黑色富有机质页岩,具备页岩气形成的基本条件且具良好的页岩气勘探潜力。
目前,永川地区及其周缘正进行页岩气大开发,前景较好。
基于上述考量,本论文以川南永川地区五峰组和龙马溪组富有机质页岩为研究对象,以沉积学和储层地质学理论为指导,充分利用野外露头剖面、钻井岩心观察、测录井资料以及测试分析资料等,对研究区富有机质页岩沉积与储层发育特征进行了研究,并对储层有利区进行了分类评价。
取得的主要认识如下:通过剖面及钻井资料总结,厘定研究区的地层划分,川南永川地区五峰组-龙马溪组沉积在区内分布较广泛,沉积厚度约360<sup>4</sup>70米,地层厚度总体变化不大,埋深总体由北西向南东逐渐递减,基本在3000<sup>4</sup>200米左右。
五峰组-龙马溪组岩性主要为黑色泥页岩、碳质页岩、黑色页岩夹薄层灰质泥岩,古生物以笔石最为发育。
研究区五峰组-龙马溪组为陆棚环境,依据沉积相标志（沉积学、古生物、地球物理、地球化学标志）可分为浅水陆棚沉积和深水陆棚沉积,根据岩性差异可细分为灰泥质、泥质、砂泥质、硅质、碳质陆棚微相。
研究区五峰组-龙马溪组页岩有机质含量较高,介于0.12<sup>1</sup>0.2%之间,平均为2.7%,干酪根类型以Ⅰ型（腐泥型）为主,II<sub>1</sub>型（腐殖腐泥型）少量,热演化为高-过成熟阶段。
根据实验数据可得:研究区五峰组-龙马溪组页岩可以被评价为一套优质烃源岩。
通过全岩分析认为,五峰组-龙马溪组页岩主要由石英、斜长石和黏土矿物组成,碳酸盐岩矿物和黄铁矿较少。
总体来看,研究区五峰组-龙马溪组富有机质页岩具有高石英,低黏土矿物、碳酸盐岩矿物的特征。
页岩纹层结构分类与储集性能差异——以四川盆地龙马溪组页岩为例
第39卷第2期2021年4月Vol.39No.2Apr.2021沉积学报ACTA SEDIMENTOLOGICA SINICA页岩纹层结构分类与储集性能差异——以四川盆地龙马溪组页岩为例华柑霖1，2，吴松涛2，3，邱振2，荆振华2，4，徐加乐2，5，管墨迪2，61.中国地质大学（北京）能源学院，北京1000832.中国石油勘探开发研究院石油地质实验研究中心，北京1000833.中国石油天然气集团公司油气储层重点实验室，北京1000834.北京大学地球与空间科学学院，北京1000005.中国石油大学（华东）地球科学与技术学院，山东青岛2665806.中国科学院大学地球与行星科学学院，北京100049摘要纹层结构研究对页岩系统储层有效性评价具有重要意义。
以四川盆地海相志留系龙马溪组页岩为例，综合利用成像测井、光学显微镜、场发射扫描电镜、孔隙度测定、氮气吸附及含气量测试等方法，明确了龙马溪组不同尺度纹层结构特征，评价了不同纹层结构储集性能的差异。
龙马溪组发育水平等厚纹层结构—中粗纹层组合、水平—小型波状纹层结构—中粗纹层组合、水平不等厚纹层结构—薄纹层组合及块状无纹层组合；纹层成分主要为包括石英、碳酸盐、有机质与黏土矿物的三类组合，碳酸盐纹层的有机质孔隙和无机质孔隙相对发育；纹层状页岩与块状泥岩在孔隙类型、孔隙体积、有机质丰度及含气量等方面具有明显差异。
总体来看，中粗纹层组合页岩储层性质优于薄纹层组合页岩优于块状泥岩，是龙马溪组优先勘探的目标。
下一步研究应重点加强纹层结构形成的水动力学背景、对有机质富集及储层可改造性等方面的影响。
相关认识可为深化四川盆地龙马溪组有利储层优选与评价提供重要的参考和技术支持。
关键词页岩油气；非常规；纳米孔；有机质富集；细粒沉积第一作者简介华柑霖，女，1996年出生，博士研究生，储层地质学，E -mail:*****************通信作者吴松涛，男，高级工程师，E -mail:*******************.cn 中图分类号P618.13文献标志码A0引言作为“进源勘探”的目标，黑色泥页岩系统因占全球油气储量的90%以上，成为勘探家与地质学家关注的重点[1-6]。
四川盆地龙马溪组页岩有机质的纳米孔隙
四川盆地龙马溪组页岩有机质的纳米孔隙张慧;晋香兰;吴静;杨庆龙;郝林山【摘要】在南方下古生界海相页岩有机显微组分及其赋存状态研究的基础上,以场发射扫描电镜二维图像所展示的有机质纳米孔隙形貌特征为主要依据,将四川盆地龙马溪组页岩有机质纳米孔隙的成因类型划分为沥青球粒孔、气孔、铸模孔.分别论述了这3种纳米孔隙的成因、形貌、大小、演化、连通性、相互关系及其在页岩储层中的作用.研究表明,龙马溪组页岩的显微组分主要是沥青质体,气孔和沥青球粒孔均发育于沥青质体内部,形成于有机质降解和热演化过程,是页岩气生成、吸附和聚集的有力佐证与优先空间.龙马溪组底部富有机质页岩中,各种有机质纳米孔隙发育程度高,直接体现了强的生气和聚气作用.【期刊名称】《煤田地质与勘探》【年(卷),期】2018(046)003【总页数】7页(P47-53)【关键词】有机质;纳米孔隙;成因类型;龙马溪组;四川盆地;扫描电镜【作者】张慧;晋香兰;吴静;杨庆龙;郝林山【作者单位】中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西西安710077;SGS通标标准技术服务有限公司/矿产部北京100176;中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西西安710077;中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西西安710077;SGS通标标准技术服务有限公司/矿产部北京100176;SGS通标标准技术服务有限公司/矿产部北京100176【正文语种】中文【中图分类】P618在页岩气勘探开发领域，页岩储层纳米孔隙的表征是一个热点，有机质纳米孔隙的观测与研究更是颇受青睐。
扬子板块下古生界龙马溪组是我国页岩气勘探开发取得重大突破的首个层位，近年龙马溪组页岩孔隙的研究成果[1-4]层出不穷。
在国内外诸多页岩孔隙成因类型划分方案[5-8]中，有机质孔隙只作为一个类型，未进一步细分。
而实际上，有机质孔隙并非单一。
生烃母质不同演化阶段形成不同的孔隙；显微组分不同，孔隙类型也不同。
业界之所以把有机质孔隙作为一个类型，主要是因为一般仅观测页岩的氩离子抛光面。
川南龙马溪组页岩气储层纳米孔隙结构特征及其成藏意义
川南龙马溪组页岩气储层纳米孔隙结构特征及其成藏意义一、本文概述本文旨在深入研究和探讨川南龙马溪组页岩气储层的纳米孔隙结构特征，以及其成藏意义。
页岩气作为一种重要的清洁能源，在全球能源结构中占据重要地位。
而储层纳米孔隙结构是页岩气储层物性的关键要素，对页岩气的赋存和运移具有重要影响。
川南龙马溪组页岩作为我国南方重要的页岩气勘探开发区块，其纳米孔隙结构特征的研究不仅有助于深化对页岩气储层特性的理解，而且对于指导页岩气勘探开发实践具有重要的现实意义。
本文将采用多种实验技术手段，如扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、压汞仪、氮气吸附等，对川南龙马溪组页岩的纳米孔隙结构进行精细刻画，揭示其孔隙类型、大小分布、形态特征等关键信息。
在此基础上，通过对比分析不同区域、不同层位页岩的纳米孔隙结构特征，探讨其成藏条件和主控因素，揭示纳米孔隙结构对页岩气赋存和运移的影响机制。
本文的研究成果将为川南龙马溪组页岩气的勘探开发提供重要的理论依据和技术支持，对于推动我国页岩气产业的发展具有重要的促进作用。
本文的研究方法和成果也可为其他类似地区的页岩气储层研究提供参考和借鉴。
二、川南龙马溪组页岩气储层概述川南地区位于中国四川盆地南部，地质构造复杂，富含多种矿产资源，其中龙马溪组页岩是近年来页岩气勘探开发的热点区域。
龙马溪组页岩是一套沉积于早志留世的黑色页岩，以其丰富的有机质含量、优质的储层物性和良好的页岩气开发潜力而备受关注。
川南龙马溪组页岩气储层具有典型的低孔、低渗特征，储层中的孔隙以纳米级为主，这些纳米孔隙是页岩气的主要储集空间和渗流通道。
纳米孔隙结构的复杂性和多样性对页岩气的赋存状态、运移规律和成藏机制具有重要影响。
因此，深入研究川南龙马溪组页岩气储层的纳米孔隙结构特征，对于理解页岩气成藏规律、优化勘探开发策略具有重要意义。
川南龙马溪组页岩气储层的形成受到多种因素的控制，包括沉积环境、成岩作用、构造运动等。
页岩气吸附
吸附回线：样品
微孔
单 层 吸 附 多 层 介孔 吸 附 毛 细 凝 聚
无孔
吸附等温线的吸附 曲线和脱附曲线在 压力较高的部分不 重合 成层、片状
低P/P0区：与Ⅱ型相似 较高P/P0区：毛细管凝聚，迅速上升 平坦部分：凝聚完成，外表面吸附 脱附线与吸附线不重合，吸附滞后
低P/P0区：与Ⅲ型相似 较高P/P0区：有孔充填 较少见
Y=AX+B
Sg
4.36 Vm W
Vm用ml表示，W 用g表示，得 到是的比表面Sg为（㎡/g）
A Y X
P P0 Y V 1 P P0
X
A
Y
C 1 VmC
B
B
1 VmC
V 气体吸附量 Vm 单分子层饱和吸附量 P 吸附质压力 P0 吸附质饱和蒸气压 C 常数
X=P/P 0
实验方法与仪器 比表面积（Sg）：是指1g固体物质的总表面积，即物质晶格内部的内
表面积和晶格外部的外表面积之和。
饱和蒸汽压（P0）：在密闭条件中，在一定温度下，与液体或固体处
于相平衡的蒸气所具有的压力称为饱和蒸气压。同一物质在不同温度下有 不同的蒸气压，并随着温度的升高而增大。
吸附气体 氮气 氩气 氩气 氪气 氪气 液浴（液体） （K） 氮（77.4） 氮（77.4） 氧（90.19） 氮（77.4 氧（90.19） 饱和蒸汽压 （Pa） 1.01×105 2.68×104 1.33×105 0.239 2.58×105 比表面积测定 范围（m2/g） 0.1～无上限 0.05～10 1～10 0.001～1 0.02～1
结果与分析
孔体积密度分布主要有3 个峰，分别位于2 ～ 4 nm， 16 nm 左右和28 nm 左右; 表明在这3个孔径范围内的孔隙占有重要比例。
川南地区龙马溪组页岩储层裂缝特征
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｅｏｌｏｇｙ 工程地质学报 １００４－９６６５／２０２１／２９（１） ０１７１ １２霍健，王星皓，罗超，等．２０２１．川南地区龙马溪组页岩储层裂缝特征［Ｊ］．工程地质学报，２９（１）：１７１－１８２．ｄｏｉ：１０．１３５４４／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｅｇ．２０２０－５６１ＨｕｏＪｉａｎ，ＷａｎｇＸｉｎｇｈａｏ，ＬｕｏＣｈａｏ，ｅｔａｌ．２０２１．ＦｒａｃｔｕｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＬｏｎｇｍａｘｉｓｈａｌｅｉｎｓｏｕｔｈｅｒｎＳｉｃｈｕａｎ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｅｏｌｏｇｙ，２９（１）：１７１－１８２．ｄｏｉ：１０．１３５４４／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｅｇ．２０２０－５６１川南地区龙马溪组页岩储层裂缝特征霍 健①②③ 王星皓④ 罗 超④ 黄浩勇④ 陈 娟④ 尹 超①②③赫建明①②③（①中国科学院地质与地球物理研究所，中国科学院页岩气与地质工程重点实验室，北京１０００２９，中国）（②中国科学院地球科学研究院，北京１０００２９，中国）（③中国科学院大学，北京１０００４９，中国）（④中国石油西南油气田分公司页岩气研究院，成都６１００５１，中国）摘 要 我国页岩气资源储量巨大，四川盆地更是我国主要的页岩气产区。
在页岩气勘探开发中一个重要指标便是裂缝，它承载着气体储存和运输通道两大功能。
因此了解储层裂缝的微观性质对于判断储层含气量以及开采远景具有重要意义。
本文以页岩气主要产区———川南地区页岩气气田泸２０１井的岩芯为主要研究对象，以手持显微镜、体式显微镜为主要观察工具，对岩芯进行了细观尺度下的观察，借助于图像软件对岩芯表面进行了图像重构，对储层裂缝的类别及特征、发育特征及矿物特征等进行了统计分析，并成功构建出研究区页岩岩芯二维裂缝模型。
通过宏观到微观角度观察研究发现：（１）龙马溪组龙一１亚段１、２小层与五峰组页岩储层裂缝多为裂缝长度／岩芯周长小于２５％的短裂缝，平均占比７９ ８％。
川南地区五峰组—龙马溪组页岩微观孔隙结构特征及主控因素
56
岩性油气藏
第 31 卷 第 3 期
tion shale in southern Sichuan Basin，the organic geochemistry，X-ray diffraction analysis of whole rock mineral content and clay mineral content，scanning electron microscopy of argon ion polishing，high pressure mercury injection test and gas（CO2 and N2）isothermal adsorption experiments were carried out on shale samples from nine coring wells. The results show that：（1）The average TOC mass fraction of shale is 2.42%，the average vitrinite reflectance（Ro）is 2.83%，and the organic matter is in over-mature stage. The clay minerals of shale are mainly composed of mixed-layer minerals of illite and montmorillonite，illite and chlorite，so it is in the late diagenetic stage.（2）The average porosity of shale is 2.49%，and pore size is mainly 2.6-39.8 nm，with bottle-shaped and slit holes of fine-necked ink. The mass volume of saturated absorbed gas is 0.0147-0.0322 cm3/g，and the specific surface area of total pores is 19.49-40.68 m2/g. Mesopores and macropores provide the main reservoir space for shale gas reservoir，while micropores contribute greatly to the pore surface area.（3）TOC content，degree of thermal evolution and clay mineral content all have a certain controlling effect on specific surface area of micropores and mesopores，the development degree of interlayer pore has an effect on the mesopore and macropore volume，and the content of brittle minerals is negatively correlated with the volume of micropore，mesopore and macropore. The study results have a guiding role in searching for high-quality reservoirs and shale gas enrichment areas in the southern Sichuan Basin. Key words：shale gas；microscopic pore structure；organic matter；Wufeng-Longmaxi Formation；southern Sichuan Basin
川南五峰组—龙马溪组页岩气储层特
1161 研究区概况研究区位于四川省南部，主要范围囊括长宁国家页岩气示范区以及周边地域。
大地构造位置上主要位于川南低陡褶皱带[1]，区内构造已褶皱为主，主要为长宁背斜，整体向北东方向发育，东北翼呈较陡趋势[2]。
地层上，研究目的层为上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组，依据岩性组合、GR曲线、有机质含量、含气性等特征，可将龙马溪组划分为7小层，地层小层划分及主要特征列述如下。
下志留统龙马溪组（S 1l）：研究区出露厚度为200~450m，岩性以黑色碳质页岩、硅质页岩、粉砂质页岩为主，富含腕足类、笔石化石；有机质含量高，成熟度高，沉积相为浅水陆棚相。
可分为2亚段，分为为S 1l 1、S 1l 2。
S 1l 2亚段厚度在100~250m之间，岩性以灰色页岩与粉砂岩，韵律旋回明显。
S 1l 1-2亚段厚度为100~150m，岩性以灰色页岩为主，硅质含量较高，GR值相对较低。
S 1l 1-1亚段厚度14~49m，可从下至上进一步划分为S 1l 1-1-a 、S 1l 1-1-b 、S 1l 1-1-c 、S 1l 1-1-d 4小层。
S 1l 1-1-a 小层厚度1~4m，岩性以黑色碳质页岩为主；S 1l 1-1-b 小层厚度4~11m，岩性以黑色碳质页岩为主；S 1l 1-1-c 小层厚度3m~9m，岩性以黑色碳质、硅质页岩为主；S 1l 1-1-d 小层厚度为6~25m，岩性以灰黑色粉砂质页岩、泥页岩为主。
上奥陶统五峰组（O 3w）：研究区出露厚度为0.5m~15m，岩性主要为一套富含大量笔石生物化石的黑色富有机质硅质—泥质页岩，部分含泥灰岩、生屑微晶灰岩，发育深水陆棚相。
2 页岩储层矿物特征川南五峰组—龙马溪组矿物主要以硅质矿物如石英、长石；黏土质矿物如伊利石、绿泥石、蒙脱石、伊蒙混层；碳酸盐岩类矿物如方解石；其他矿物主要为自生成因的黄铁矿组成。
2.1 硅酸盐矿物川南五峰-龙马溪组页岩总体硅酸盐岩矿物含量约占47.1%，以石英和长石为主，平均石英川南五峰组—龙马溪组页岩气储层特征及富气层位何星宇成都理工大学地球科学学院 四川 成都 610059 摘要：我国页岩气勘探进展及产能较常规天然气产能仍存在差距，勘探新的页岩气产气区，寻找富气层位，是目前页岩气勘探开发的重要任务。
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率，提高页岩气的产量。
关键词： 页岩气储层； 纳米孔隙结构； 下志留统龙马溪组； 氮吸附
中图分类号： P618. 12
文献标志码： A
Structure characteristics and accumulation significance of nanopores in Longmaxi shale gas reservoir in the southern Sichuan Basin
收稿日期： 2011 － 03 － 08 责任编辑： 韩晋平 基金项目： 国家自然科学基金资助项目（ 41072117） ； 国家重点基础研究发展计划（ 973） 资助项目（ 2012CB214702） 作者简介： 陈尚斌（ 1983—） ，男，甘肃通渭人，博士研究生。E － mail： shangbinchen@ 163. com。通讯作者： 朱炎铭（ 1963—） ，男，江苏丹阳人，教
CHEN Shang-bin1，2 ，ZHU Yan-ming1，2 ，WANG Hong-yan3 ，LIU Hong-lin3 ，WEI Wei3 ，FANG Jun-hua2
（ 1. Coalbed Methane Resources and Reservoir Formation Process Key Laboratory of Ministry of Education（ China University of Mining and Technology） ，Xuzhou 221116，China； 2. School of Resources and Earth Science，China University of Mining and Technology，Xuzhou 221116，China； 3. Langfang Branch，Petro
氮气吸附法在表征孔结构时更能得到微观结构 的统计信 息 和 总 体 特 征［7］，得 到 了 广 泛 应 用［8］。 因 而选用低温液氮实验，利用比表面积分析仪研究川南 龙马溪组页岩气储层孔隙结构，探讨控制纳米孔隙结 构的主要内因，分析其对页岩气成藏等方面的意义。
1实 验
1. 1 样 品 野外露头调查及实测剖面表明川南下志留统龙
98. 85% ； 2 ～ 50 nm 的中孔提供了主要的孔隙体积，小于 50 nm 的微孔和中孔提供了主要的孔比表
面积； TOC 是控制该储层中纳米孔隙体积及其比表面积的主要内在因素，也是提供页岩气主要储
存空间的重要物质； 纳米孔对页岩气的吸附能力极强，在其内部有大量页岩气以结构化方式存在，
增加了页岩气的存储量，并使模型表征复杂化； 开放状纳米孔可提高页岩气解吸效率和储层渗透
China Exploration and Development Research Institute，Langfang 065007，China）
Abstract： Presented a study on shale gas reservoir of Longmaxi Formation of Lower Silurian in southern Sichuan Basin． The reservoir porosity was measured using nitrogen adsorption method． The pore volume，pore specific surface area and pore size distribution were studied through the isotherms and DFT analysis． Based on all of these，discussed the main factors to control the nanopore structure and the nanopore’s influence on shale gas accumulation． The results show that，the pore structure of the shale gas reservoir of Longmaxi Formation is relatively complex，which is composed of nanopores and possesses a certain ruleless structure（ the amorphous pore） ，pores are open in style and mainly consist of the cylinder pores with two ends open and parallel-plate pores with four sides open． It is concluded that openness degree of the pores improved with the increase of the vertical depth，the sizes of the main nanopores are in a range of 2 ～ 40 nm，which take up 88. 39% of the total volume of pores and 98. 85% of specific surface area． Most of the pore volume is occupied by the mesopores which are 2 ～ 50 nm in size． The micropores and mesopores of which the diameters are less than 50 nm dominate the main pore specific surface． The main internal factor to control the volume
（ 1. 煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室（ 中国矿业大学） ，江苏 徐州 221116； 2. 中国矿业大学 资源与地球科学学院，江苏 徐州 221116； 3. 中国石油勘探开发研究院 廊坊分院，河北 廊坊 065007）
摘 要： 以川南龙马溪组页岩气储层为例，运用氮气吸附法对储层纳米孔隙进行测定，通过等温线
马溪组分 布 稳 定［9］，能 较 好 地 代 表 南 方 龙 马 溪 组 页 岩气储层特征。样品采自长宁 － 兴文地区龙马溪组 底部黑色泥页岩段（ SX07 ～ SH08 为由深到浅的样品 编号） ，有机碳含量及矿物成分见表 1。按国家标准 对样品进行取样、破碎和筛分，经玛瑙研钵磨制成颗 粒直径 0. 2 mm 以下，取样 2 ～ 3 g。
和 DFT 分析，对孔结构特征表征并讨论控制纳米孔隙结构的主因和纳米孔隙对页岩气成藏的意
义。结果表明： 龙马溪组页岩气储层孔隙结构较复杂，主要由纳米孔组成，具有一定的无规则孔结
构，孔隙多呈开放形态，以两端开口的圆筒孔及 4 边开放的平行板孔等开放性孔为主； 垂向上由深
到浅，孔隙开放 程 度 减 小； 纳 米 主 孔 位 于 2 ～ 40 nm，占 孔 隙 总 体 积 的 88. 39% ，占 比 表 面 积 的
页岩气主要以吸附和游离状态赋存于泥页岩中， 吸附态页岩气存在于有机质和黏土矿物表面，游离态 页岩气存在于孔隙和裂隙中，还有少量溶解于液态烃 和水中的溶解态页岩气。和常规天然气相比，页岩气 评价和生产潜力受到更多因素的制约，影响了气体含 量和运移量。原位天然气评估是储层研究中首要关 注的问题［1］，储 集 层 岩 石 的 孔 隙 结 构 是 影 响 气 藏 储 集能力和页岩气开采的主要因素［2］，Schettler 等对大 量测井曲线分析后认为岩石孔隙是美国泥盆纪页岩 主要存储场所，约一半的页岩气存储在孔隙中［3］，精确 评估页岩气储层的气体孔隙体积是最为基础的问题。 现在页岩气储层评估中，将无机质中的孔隙和有机质 中的孔隙独立估算，且据此认为吸附气仅与有机质有 关，所有的游离态气体与无机质大孔隙（ ＞ 100 nm） 、裂 缝和裂隙有关； 对不同尺度的微观、超微观孔隙和裂 隙结构特征及内因研究，有助于页岩气资源和储层开 发评价。页岩由黏土矿物和有机质等成分组成，具多 微孔性、低渗透率特点［4］； 页岩气储层孔径较小，Barnett 页岩的孔喉小于 100 nm［5］，10 nm 左右的纳米孔 隙含量丰 富［6］，而 纳 米 孔 中 存 储 的 气 体 可 能 具 有 复 杂的热力学状态，因而研究页岩气储层纳米孔隙结构 对页岩气资源评价和成藏机理研究，乃至页岩气勘探 开发均具有重要意义。
16. 8 43. 2 57. 3 57. 2 58. 9 63. 5
73. 7 39. 5 29. 2 25. 8 29. 9 22. 8
1. 2 实验方antachrome 公司生产的 Autosorb － 1 型 比表面积及孔径测定仪上进行的，样品经 150℃ 真空 充分脱气 4 h 后（ 抽真空至 266. 664 Pa） 以除去杂质 气体，后放在盛有液氮的杜瓦瓶中与仪器分析系统相 连。在 77. 3 K 液氮中进行等温物理吸附 － 脱附测 定，孔径测量范围为 0. 35 ～ 500 nm，吸附 － 脱附相对 压力（ p / p0 ） 范围为 0. 001 ～ 0. 998； 得到样品的吸附、 脱附等温线数据和平均孔径数据； 比表面积选用多点 BET 模型线性回归得到； 孔径分布选用 DFT 模型计 算得到。
表 1 样品基础分析数据 Table 1 Fundamental analysis of samples %
样品编号
TOC
黏土矿 物含量
脆性矿物（ 石英 + 方解石） 含量
SX07 SX36 SX47 SX56 SH05 SH08
3. 82 4. 67 2. 35 1. 37 1. 11 1. 18
授，博士生导师。E － mail： yanmingzhu@ sohu. com
第3 期
陈尚斌等： 川南龙马溪组页岩气储层纳米孔隙结构特征及其成藏意义