川东北城口地区筇竹寺组页岩流变对孔隙结构的影响

为确定页岩天然流变对微观孔隙结构的影响,以川东北城口地区下寒武统筇竹寺组海相页岩为例,利用岩石薄片、聚焦离子束扫描电镜和低温液氮吸附实验,对页岩流变构造类型、特征、微观孔隙结构及其相互关系进行了研究。页岩流变的显微构造主要有碎斑系、碎裂流、压溶缝合线、显微褶皱、S-C组构和褶劈理;微米—纳米级构造包括糜棱岩化带、微型混杂带和旋转碎斑。天然流变页岩以发育纳米级矿物粒间孔隙为主,大部分原生孔隙结构在流变作用下难以保存;韧性流变导致页岩孔隙数量、孔径、孔体积、孔比表面积等减小,降低了页岩的储集性能。     

构造变形作用下页岩孔裂隙结构演化特征及其模式——以四川盆地及其周缘下古生界海相页岩为例

构造应力能够使页岩发生变形或破坏,从而不同程度地影响页岩的宏微观结构。采用川东南下志留统龙马溪组和川东北下寒武统鲁家坪组海相页岩样品,运用聚焦离子束扫描电镜（FIB-SEM）、气体吸附和压汞法等手段,分析了构造类型和变形机制对页岩孔裂隙结构的改造和控制作用。结果表明：单斜岩层页岩中以有机质孔隙结构为主,而褶皱或断层等强烈构造部位页岩矿物粒间孔、溶蚀孔和裂隙结构占主导;相对于单斜岩层页岩,褶皱部位页岩的微孔略占优势,而断层部位页岩的大孔占绝对优势;不同构造类型页岩孔裂隙结构特征的差异与局部构造应力分布的不均一性相关;脆性变形页岩以发育微米级孔隙和裂隙结构为主,有利于页岩气的运移和聚集;韧性变形页岩以发育纳米级孔隙结构为主,有利于页岩气的吸附和赋存;总孔体积随脆性变形作用的增强而增加,随韧性变形作用的增强而减少;孔隙总比表面积与脆性变形作用的相关性不明显,而随韧性变形作用的增强而增加。在此基础上,探讨了构造变形过程中页岩孔裂隙结构的控制因素和演化模式,认为构造应力对页岩孔裂隙结构的影响首先体现在对页岩组分的改造,进而控制孔裂隙结构的演化,最终制约着页岩气的微观赋存和运移。