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頁巖氣的儲集之地：頁巖孔隙

http://www.atozguy.com 時間：2020/7/13 14:44:39 來源：中國礦業報點擊次數:949

    頁巖氣不同于常規油氣的特征為自生自儲，因此頁巖的儲集空間成為頁巖氣形成富集規律研究的熱點。泥頁巖氣主要由黏土礦物和有機質等成分組成，它們形成了不同類型、大小及形態的孔隙，孔隙性質影響著泥頁巖的比表面積和孔隙的相對豐度（孔隙度），只不過頁巖孔隙的尺度很小，可至納米級別的孔隙，通過壓裂技術將頁巖氣從這些孔隙中開采出來。
    頁巖的孔隙特征有兩個參數：孔隙度、孔隙結構。目前的研究和勘探表明，大多數頁巖氣的孔隙度主要依賴于小于10μm的孔隙，其中10nm作用的孔隙含量豐富。按照IUPAC的劃分方案，按孔隙大小可劃分為微孔（小于2nm）、介孔（2nm～50nm）、大孔（大于50nm），該分類適用于化學材料，但不太適用于頁巖儲層評價。Loucks等提出頁巖的孔隙分類：皮米孔（<1nm）、納米孔（1nm~1000nm）、微孔（1μm～62.5μm）、中孔（62.5μm～4000μm）和宏孔（4mm～256mm）；按成因可將基質孔隙區分為礦物間微孔、有機質孔、晶間孔、礦物鑄�？�、次生溶蝕孔等。在所有微觀孔隙中，微孔對頁巖氣儲集空間的貢獻最大，而小孔和大孔則分別為頁巖氣毛細凝結、擴散和滲流、層流的主要區域。通過等溫吸附實驗表明，黏土礦物甲烷吸附能力與納米級孔隙發育程度和表面積大小的分析結果相一致，指示黏土巖的納米孔越發育，其表面積越大，氣體吸附能力越強，而有利于頁巖氣的吸附和富集。
    目前，測定頁巖納米孔隙的主要手段是掃描電子顯微鏡（SEM）。將其與氬離子剖光技術結合，將巖石切片進行連續掃描，以獲得精細的孔隙結構圖像。這種方法雖可觀察到納米級孔隙，但在測定孔隙大小分布時，統計代表性較差，測定時間較長，應用較為局限。壓汞法與氣體吸附法可以測得頁巖的孔隙大小分布，有效地反映頁巖樣品的非均質性。氣體吸附法探測下限為0.35nm，壓汞法探測上限為1mm。前者可以有效反映頁巖中納米孔隙的分布，后者可以反映頁巖宏孔甚至微裂縫的信息。壓汞法與氣體吸附法聯合應用，可以探測微孔到宏孔范圍的孔隙分布情況。近年來，北美不同頁巖儲層采用聚離子/電子雙束電子掃描顯微鏡和掃描透射電鏡，結合氮氣吸附法或（和）二氧化碳吸附法研究孔隙結構，取得了較好效果。國內也開始采用這些方法研究頁巖儲層。

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關鍵詞：頁巖氣

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