基于氩气吸附的页岩纳米级孔隙结构特征

为了研究页岩储层微观孔隙结构特征,以川南地区龙马溪组页岩为研究对象,应用场发射扫描电镜(FE-SEM)定性描述页岩镜下孔隙形态及确定其类型,创新使用低温氩气(Ar)吸附实验测量页岩样品的比表面积、孔体积以及孔径分布,实现了页岩小于100 nm(纳米级)孔隙的连续测量,并根据FrenkelHalsey-Hill(FHH)模型研究了页岩孔隙结构的分形特征,探讨了有机质对页岩孔隙结构及分形特征的影响。结果表明:川南地区龙马溪组页岩储层主要发育有机质孔、粒间孔及粒内孔,并以有机质孔为主。Ar吸附等温线表明,纳米级孔隙以狭缝型为主,孔径主体分布在10 nm以下的微孔和介孔中,呈"三峰"特征,微孔主要集中在0.6~0.9 nm以及1.8~2.0 nm,介孔主要集中在4.0~5.0 nm。纳米级孔隙分形维数为2.55~2.64,表现出较强的非均质性。有机碳(TOC)含量控制了页岩纳米级孔隙的发育,TOC含量的增加使得页岩中微孔及其所占比例增高,分形维数增大,孔隙结构趋于复杂,有利于页岩储层吸附能力的增强。该研究成果对川南地区龙马溪组页岩储层纳米级孔隙结构特征研究具有重要意义。