页岩储层微观孔隙结构特征_杨峰

第３４卷　第２期２０１３年３月

石油学报

ＡＣＴＡＰＥＴＲＯＬＥＩＳＩＮＩＣＡ　　

Ｖｏｌ．３４Ｎｏ．２

Ｍａｒ．２０１３

（）：／文章编号：０２５３－２６９７２０１３０２－０３０１－１１　ＤＯＩ１０．７６２３ｓｘｂ２０１３０２０１２ｙ

页岩储层微观孔隙结构特征

杨　峰　宁正福　胡昌蓬　王　波　彭　凯　刘慧卿

（）中国石油大学石油工程教育部重点实验室　北京　１０２２４９

摘要：为了研究页岩储层的微观孔隙结构特征，应用场发射环境扫描电子显微镜观察了页岩表面纳米级孔隙微观形态，并通过低温同时结合高压压汞实验对页岩储层孔隙结构进行了深入研究。研究结果表明：页岩储层氮吸附法测定了页岩的氮气吸附等温线，

孔隙处于纳米量级，孔隙类型可分为有机质纳米孔、黏土矿物粒间孔、岩石骨架矿物孔、古生物化石孔和微裂缝５种类型，其中有机，质纳米孔和黏土矿物粒间孔发育最为广泛；页岩孔径分布复杂，既含有大量的中孔（又含有一定量的微孔（和大２～５０ｎｍ）＜２ｎｍ）；孔径小于５是气体吸附和存储的主要场所；页岩阈压非常高，孔孔（＞５０ｎｍ）０ｎｍ的微孔和中孔提供了大部分比表面积和孔体积，喉分选性好，连通性差，退汞效率低，中孔对气体渗流起明显贡献作用，微孔则主要起储集作用。关键词：页岩；纳米级孔隙；扫描电镜；氮气吸附；高压压汞中图分类号：Ｐ６１８．１３　　　　文献标识码：Ａ

Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｍｉｃｒｏｓｃｏｉｃｏｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｉｎｓｈａｌｅｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ　　　　　　　ｐｐ

ＹＡＮＧＦｅｎＩＮＧＺｈｅｎｆｕ　ＨＵＣｈａｎｅｎＢｏＥＮＧＫａｉＩＵ　Ｈｕｉｉｎ　　Ｎ　　　ＷＡＮＧ　　Ｐ　　Ｌｇｇｇｐｇｑｇ

（，ＫｅＬａｂｏｒａｔｏｒｏＰｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｅｎｉｎｅｅｒｉｎｏｔｈｅ　ＭｉｎｉｓｔｒｏＥｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｃｈｉｎａ　ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏＰｅｔｒｏｌｅｕｍ，ＢｅｉｉｎＣｈｉｎａ）０２２４９ｙ　ｙｆ　ｇｇｆｙｆ　ｙｆ　ｊｇ１　　　　　：ＡｂｓｔｒａｃｔＮａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｍｏｒｈｏｌｏｏｆ　ｓｈａｌｅ　ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ　ｗａｓ　ｉｎｖｅｓｔｉａｔｅｄ　ｕｓｉｎａ　ｆｉｅｌｄ－ｅｍｉｓｓｉｏｎ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｓｃａｎｎｉｎｅｌｅｃｔｒｏｎ　ｍｉ－ｐｇｙｇｇｇ　　　ｃｒｏｓｃｏｅ　ａｎｄ　ａｄｓｏｒｔｉｏｎ－ｄｅｓｏｒｔｉｏｎ　ｉｓｏｔｈｅｒｍｓ　ｗｅｒｅ　ｍｅａｓｕｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｌｏｗ－ｔｅｍｅｒａｔｕｒｅ　ｎｉｔｒｏｅｎ　ａｄｓｏｒｔｉｏｎ　ｅｘｅｒｉｍｅｎｔｓ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈｐｐｐｐｇｐｐ

，ｈｉｈ－ｐ　ｍｅｒｃｕｒｉｎｅｃｔｉｏｎｆｕｒｔｈｅｒ　ｉｎｖｅｓｔｉａｔｉｏｎ　ｉｎｔｏ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ｉｎ　ｓｈａｌｅ　ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ　ｗａｓ　ｒｅｓｓｕｒｅｏｒｅａｉｎｅｄ．Ｒｅｓｕｌｔｓｇｙｊｇ　ｐｇ，：，　ｔｈａｔ　　ｉｎ　ｓｈａｌｅ　ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ　ａｒｅ　ｉｎ　ａ　ｎａｎｏｍｅｔｅｒ　ｉｔ　ｃａｎ　ｂｅ　ｃｌａｓｓｉｆｉｅｄ　ｉｎｔｏ　ｆｉｖｅ　ｔｅｓｏｒａｎｉｃ　ｎａｎｏｏｒｅｓｉｎｔｅｒ－ｏｒｅｓｅｎｅｒａｌｌｒａｄｅｓｈｏｗｙｐｇｐｐｇｙ　ｇ

，，，　　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｃｌａｍｉｎｅｒａｌｓｍｉｎｅｒａｌ　　ｉｎ　ｒｏｃｋ　ｓｋｅｌｅｔｏｎｓａｅｒｔｕｒｅｓ　ｉｎ　　ｆｏｓｓｉｌｓ　ａｎｄ　ｍｉｃｒｏｆｒａｃｔｕｒｅｓｏｆ　ｗｈｉｃｈａｒｔｉｃｌｅｏｒｅｓｏｒｅｓａｌａｅｏｎｔｏｌｏｉｃｙｐｐｐ　ｐｐｇｔｈｅ　ｍｏｓｔ　ｃｏｍｍｏｎ　ｏｎｅｓ　ａｒｅ　ｏｒａｎｉｃ　ｎａｎｏｏｒｅｓ　ａｎｄ　ｉｎｔｅｒａｒｔｉｃｌｅ　ｏｒｅｓ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｃｌａｍｉｎｅｒａｌｓ．Ｔｈｅ　ｏｒｅ－ｓｉｚｅ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｈａｌｅｓ　ａｒｅｇｐｐｐｙ　ｐ

，ｗ，ｈｉｃｈ　ｉｎｃｌｕｄｅｓ　ｎｏｔ　ｏｎｌ　ｍｅｓｏｏｒｅｓ（２～５０ｎｍ）ｂｕｔ　ａｌｓｏ　ａ　ｃｅｒｔａｉｎ　ａｍｏｕｎｔ　ｏｆ　ｍｉｃｒｏｏｒｅｓ（＜２ｎｍ）ａｎｄ　ｍａｃｒｏ－ｃｏｍｌｅｘｒｅｄｏｍｉｎａｎｔｐｙ　ｐｐｐｏｒｅｓ（ｏｒｅ＞５０ｎｍ）．Ｍｉｃｒｏｏｒｅｓ　ａｎｄ　ｍｅｓｏｏｒｅｓ　ｗｉｔｈ　ａ　ｄｉａｍｅｔｅｒ　ｌｅｓｓ　ｔｈａｎ　５０ｎｍ　ａｍｏｕｎｔ　ｔｏ　ｍｏｓｔ　ｏｆ　ｓｅｃｉｆｉｃ　ｓｕｒｆａｃｅ　ａｒｅａ　ａｎｄ　　ｖｏｌｕｍｅｐｐｐｐｐ

，，　ｓｈａｌｅ　ｏｒｅｓａｎｄ　ｍａｉｎｌａｒｅ　ｌａｃｅｓ　ｆｏｒ　ａｓ　ａｄｓｏｒｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｓｔｏｒａｅ．Ｓｈａｌｅ　ｉｓ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ　ｂｈｉｈ　ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ　ｒｅｓｓｕｒｅｏｏｄ－ｓｏｒｔｉｎｏｆｐｙ　ｐｇｐｇｙ　ｇｐｇｇ，，ｏｏｒｏｒｅ　ｔｈｒｏａｔｓ　ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔａｎｄ　ｌｏｗ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｏｆ　ｍｅｒｃｕｒｗｉｔｈｄｒａｗａｌ．Ｉｎ　ａｄｄｉｔｉｏｎｍｅｓｏｏｒｅｓ　ｉｎ　ｓｈａｌｅ　ａａｒｅｎｔｌｃｏｎｔｒｉｂｕｔｅ　ａ　ｌｏｔｐ　　　　ｐｙｙｙｐｐｐｙ

，ｗａｓｅｒｃｏｌａｔｉｏｎａｓｔｏ　　ｈｉｌｅ　ｍｉｃｒｏｏｒｅｓ　ｉｎ　ｓｈａｌｅ　ａｒｅ　ｍａｉｎｌｆｏｒ　　ｓｔｏｒａｅ．ｇｐ　ｇｐｙｇ：；；；ＫｅｗｏｒｄｓｒｅｓｓｕｒｅｓｈａｌｅｎａｎｏｏｒｅＳＥＭ；ｎｉｔｒｏｅｎ　ａｄｓｏｒｔｉｏｎｈｉｈ－ｐ　ｍｅｒｃｕｒｉｎｅｃｔｉｏｎｙ　ｐｇｐｇｙｊ　

随着非常规油气藏勘探开发的深入，页岩　　近年来，

由于储集丰富的油气资源而突破了将其作为烃源岩或页岩储层的孔隙结构也受到了广泛关盖层的认识，

］１３－。页岩作为一种超致密油气储层，注［其孔隙远远小

储层的结构与孔隙特性不仅影响了气体的储集和吸附

］９１０－。而且也影响了气体的运移［能力，

油气储层孔隙结构研究的主要技术手段有铸体薄片分析法、高压压汞法、氮气吸附法和扫描电镜法等。应用铸体薄片分析法研究时，由于普通光学显微镜受到分辨率的，难以观察铸体薄片中的纳米级孔隙。高压压汞法常用于测试连通的中孔和大孔。低温氮气等温吸附法侧重于表征微孔和中孔的孔隙结构。扫描电镜技术不能分辨在机械抛光过程中由于页岩表面硬度不同所造成的不规则形貌和纳米孔，也难以识别新

孔径大小达到纳米量级。于砂岩和碳酸盐岩储层孔隙，

［］

Ｈａｎｅｓｖｉｌｌｅ盆地页岩孔径为２０ｎｍ４；Ｂｅａｕｆｏｒｔ－ｙ

深层页Ｍａｃｋｅｎｚｉｅ盆地浅层页岩孔径为２５～１０００ｎｍ，　［］

岩孔径为２．５～２５ｎｍ５；Ｍｉｓｓｉｓｓｉｉａｎ盆地Ｂａｒｎｅｔｔｐｐ［］页岩孔径范围为５～７平均为１中国四５０ｎｍ，００ｎｍ６；

［］

川盆地成熟页岩孔隙直径一般约为１００ｎｍ７－８。页岩

）、基金项目：国家自然科学基金项目（教育部科学技术研究重大项目（和油气资源与探测国家重点实验室自主研究课题Ｎｏ．５１２７４２１４Ｎｏ．３１１００８）

（／）资助。ＰＲＰｉｎｄｅ３１１０８－－ｐ：，，第一作者杨　峰男１现为中国石油大学（北京）博士研究生，主要从事非常规油气开发方面研究。９８７年７月生，２００９年毕业于西南石油大学，

：Ｅｍａｉｌａｎｆｅｎ２２７＠１６３．ｃｏｍｙｇｇ

：，，，通讯作者宁正福男１北京）博士学位，现为中国石油大学（北京）教授、博士生导师，主要从事油气藏工程和非９６５年１０月生２００２年获石油大学（

。：常规油气开发方面研究Ｅｍａｉｌｎｚｆｕ．ｅｄｕ．ｃｎ＠ｃｐ

３０２　石　　油　　学　　报２０１３年　第３４卷　鲜断面上由于样品破裂造成的假孔隙。由于页岩储层的平均孔径只有纳米量级，在制备页岩实验样品时要采用特殊手段防止样品制备过程中造成污染，常规的技术手段不能有效描述页岩的孔隙结构和表面形态，就需要将多种实验方法相结合。

笔者等使用氩离子抛光技术对页岩样品表面进行刻蚀处理，然后采用高分辨率场发射环境扫描电镜直并对页岩储接观察页岩表面的纳米级孔隙结构形态，

层孔隙类型进行划分。通过氮气吸附实验可以获得页

岩的吸附和解吸等温线，并计算得到了孔隙结构参数。同时与高压压汞法获取的页岩孔隙结构参数进行对比，从而实现页岩孔隙结构从微孔到大孔的描述。

１　实验样品与方法

１．１　样　品

页岩样品采自四川盆地下寒武统牛蹄塘组以及西页岩北地区宁夏南部六盘山盆地下白垩统乃家河组，样品的岩性与地球化学参数见表１。

表１　页岩样品岩性与地球化学参数

Ｔａｂｌｅ１　Ｌｉｔｈｏｌｏｉｃａｎｄｏｆｓｈａｌｅｓａｍｌｅｓｅｏｃｈｅｍｉｃａｌａｒａｍｅｔｅｒｓ　　　　　　　ｇｐｇｐ

井号ＩＩ１ＺＫ－－　

采样深度／ｍ９５８．２６

年代下白垩统下白垩统下寒武统下寒武统下寒武统下寒武统

地层乃家河组乃家河组牛蹄塘组牛蹄塘组牛蹄塘组牛蹄塘组

岩性深灰色钙质泥岩深灰色钙质泥岩

黑色泥岩黑色泥岩黑色泥岩黑色泥岩

有机碳含量／％成熟度／％

０．６８　０．５０　９．１５　８．４３　３．７３　３．６８　

０．６１．０２．３２．２２．７１．８

ＺＫＩＩ１０２２．４９－－　１　

锰６４５４．６０　锰６４　锰６４　秀浅１　

６０．６０１０４．７０１６７．００

夹　　牛蹄塘组黑色页岩属海湾相黑色炭质泥页岩，

有粉砂质页岩和硅质岩。牛蹄塘组黑色页岩有机质丰有机碳含量在３平均为６度高，．６８％～９．１５％，．２５％，有机质成熟度Ｒｏ在１已达到成熟或过．８％～２．７％，成熟阶段。

下白垩统乃家河组以温暖潮湿气候条件下稳定沉积的河湖相、湖泊相泥质页岩为主。深灰色泥页岩具有较高的有机质丰度，有机碳含量为０．５０％～

热演化程度适中，有机质成熟度为００．６８％，．６％～１．０％。

１．２　仪器与分析方法

采用ＦＥＩＱｕａｎｔａ２００Ｆ场发射环境扫描电子显微　　镜的高真空扫描模式对页岩的微观形貌和结构特征进行观察。ＦＥＩＱｕａｎｔａ２００Ｆ场发射环境扫描电子显微　　镜分辨率达到１放大倍数２．２ｎｍ，５～２０００００。制样时　首先应用氩离子抛光技术对样品表面进行刻蚀，使高速离子束轰击样品表面时，产生常规机械抛光所达不到的镜面效果，从而避免了机械抛光过程对岩样表面的破坏，保留了样品表面真实的孔隙形态。然后在样品表面镀一层约１０～２０ｎｍ厚的金膜。

氮气吸附实验采用美国Ｑｕａｎｔａｃｈｒｏｍｅ公司生产的ＱＵＡ仪ＤＲＡＳＯＲＢＳＩ型比表面积和孔径分析仪，　器原理为利用等温物理吸附的静态容积法。该仪器能测量的孔径范围为０最低可测的比表面．３５～４００ｎｍ，

２３

／，／。在积为０最小检测孔体积为０．０００５ｍ．１ｍｍ　ｇｇ

温抽真空预处理。并以纯度大于９９．９９９％的氮气为吸附质，在－１９６．１５℃下测定不同分压的氮气吸附和解吸等温线。

高压压汞实验采用ＡｕｔｏＰｏｒｅⅣ９５２０全自动压

，汞仪，仪器最大进汞压力４孔径测量范围１４ＭＰａ进汞和退汞的体积精度小于００．００３～１０００μｍ，．１　

实验最高进汞压力达Ｌ。样品经过２４ｈ的干燥处理，μ

。到２００ＭＰａ

２　场发射环境扫描电子显微镜实验

页岩受各矿物成分硬度和解理发育程度等原因的影响，机械抛光时的切割力可能导致矿物断裂，从而在，样品表面形成不规则形貌，出现“假孔隙”而且机械抛光过程中产生的研磨微粒容易进入实际孔隙区域从而。由于页岩孔隙处在导致真实孔隙的“掩埋”或“遮挡”纳米量级，扫描电镜观察常规机械抛光薄片并不能取得令人满意的效果。

［１］

将金属表面处理工艺的氩离子抛光技Ｒｅｅｄ等１

术应用到页岩样品，获得了超高品质表面层，并结合高

分辨率扫描电镜观察到页岩中的有机质发育大量的纳、米尺度孔隙。随后ＷａｎＳｏｎｄｅｒｅｌｄ和Ｃｕｒｔｉｓｇｇ

］１２１５－等［分别应用此方法证实了页岩中存在大量的纳［］米孔。Ｌｏｕｃｋｓ等６研究了Ｂａｒｎｅｔｔ泥页岩中的纳微

米孔隙，并将页岩中的孔隙分为微米孔（直径大于。国内，和纳米孔（直径小于０邹才０．７５μｍ）．７５μｍ）

７８］－能等［通过扫描电镜观察了四川盆地古生界页岩

低温氮气吸附实验测试前，为了消除样品中残留的束所有页岩样品都经过３缚水和毛细管水分，ｈ、３００℃高

的孔隙结构，并将其总结为有机质纳米孔、颗粒内纳

　第２期杨　峰等：页岩储层微观孔隙结构特征

３０３　

１６］

米孔和有机质中的微裂缝。聂海宽等［则将页岩孔

２．１　有机质纳米孔

页岩中有机质颗粒内部存在丰富的纳米级孔隙

］７８－（），。有机质图１称为有机质孔隙或有机质纳米孔［

隙类型划分为有机质孔、矿物质孔以及两者之间的孔隙。

笔者等通过大量的场发射环境扫描电镜实验，发现了页岩中的古生物化石孔隙和基质中的微裂缝。并根据孔隙发育位置和发育成因，结合前人研究的成果，

将页岩储层的孔隙划分为５种类型：有机质纳米孔、黏岩石骨架矿物孔、古生物化石孔和微裂土矿物粒间孔、

缝。同时对每种孔隙的形态、尺寸和油气存储意义进行了描述。

纳米孔是页岩中存在最广泛的孔隙类型之一，一块直径为几个微米的有机质颗粒可含有成百上千个纳米孔。孔隙大小介于８～９主要呈近球形或椭球５０ｎｍ，形，此外也有其他不规则形状，如弯月形和狭缝形等。部分有机质纳米孔附近散布大量的黄铁矿颗粒。但并不是所有的有机质都发育纳米孔，其与有机质成熟度低成熟度的有机质颗粒孔隙较少。有关，

图１　页岩中有机质纳米孔Ｆｉ１　Ｏｒａｎｉｃｎａｎｏｏｒｅｓｏｆｓｈａｌｅｓ　　　ｇ．ｇｐ

　　有机质纳米孔来源于有机质成藏和热演化过程，

在这一过程中由于地质环境发生改变而发育众多微小有机质则主要沿微层理面或沉积间断面孔隙或裂缝，

１６］

，分布［容易形成相互连通的孔隙网络，渗透性较好。１２，１６］

有机质本身的亲油性［使有机质纳米孔成为吸附

一定的黏土桥连接片体，孔径为５分布集０～８００ｎｍ，中，孔隙中可见石英自生加大充填。有的区域可见多连通有机质孔和矿物个黏土矿物溶蚀孔呈线状排列，

质孔，并在某种程度上具有微裂缝的作用。

黏土矿物粒间孔发育集中，胶结复杂，分选差，而且黏土矿物粒度小，可塑性强，水化膨胀后易发生运移，堵塞孔道，使储层渗透性降低。成岩后期若没有强烈的改造作用，单一的黏土矿物粒间孔隙很难具备较好的油气运移能力。黏土矿物的比表面积大于石英矿

１７］

，物，其粒间孔越发育，气体的吸附能力就越强［而且

天然气的重要存储空间。２．２　黏土矿物粒间孔

黏土矿物是页岩最主要的矿物成分之一，其含量

［］

可达１并且以伊利石为主。在丰富６．８％～７０．１％３，

。伊利石呈的黏土矿物中发育大量的粒间孔隙（图２）

现为薄层片状或纤维状，片层之间发育明显的狭缝形孔或楔形孔。纤维状伊利石沿石英表面生长，或具有

页岩有机碳含量较低时，黏土矿物的吸附作用十分显

３］

。由此可见，著［黏土矿物粒间孔主要起储集作用。

３０４　石　　油　　学　　报２０１３年　第３４卷　

（）（）颗粒内充填黏土矿物溶蚀形成纳米级孔隙，颗粒间石英自生加大充填，颗粒内充填黏土矿ａＺＫＩＩ１井，１０２２．４９ｍ；ｂ－－　（）（）孔隙呈线状排列，黏土片层之间狭缝状孔隙，秀浅１井，纤维物溶蚀形成纳米级孔隙，ＺＫＩＩ１井，１０２２．４９ｍ；ｃ１６７ｍ；ｄ－－　（）状伊利石之间分布狭缝状孔隙，秀浅１井，板片状伊利石围绕硬质颗粒，片层之间分布狭缝状孔隙，１６７ｍ；ｅＺＫＩＩ１井，－－（）毛发状伊利石之间发育网状孔隙，颗粒间石英自生加大充填，９５８．２６ｍ；ｆＺＫＩＩ１井，１０２２．４９ｍ。－－　

图２　页岩中黏土矿物粒间孔隙

Ｆｉ２　Ｉｎｔｅｒｒａｎｕｌａｒｏｆｃｌａｍｉｎｅｒａｌｓｉｎｓｈａｌｅｓｏｒｅｓ　　　　　ｇ．ｇｙｐ　

２．３　岩石骨架矿物孔

岩石骨架矿物形成的孔隙主要为石英溶蚀、长石溶蚀等形成的纳米级孔隙，此外还有矿物解理缝、晶间）。岩石骨架矿物孔隙通常分布较隙和晶内孔等（图３孔隙之间不连通或者连通性极差。骨架矿物中零散，

形成了作为油气储集空间的纳米尺度溶蚀孔、晶间孔和晶间缝等。石英、长石等脆性矿物含量高时，易形成

１２］

，改造作用可提高这类孔隙的天然裂缝和诱导裂缝［

接微观孔隙与宏观裂缝的桥梁。实验发现页岩中的有机质颗粒、骨架矿物、黏土矿物都能发育微裂缝（）。页岩中的微裂缝主要有两种类型，图５一种发育在颗粒内部，另一种发育在碎屑颗粒边缘。颗粒内部曲折度较小，少有胶结物充的微裂缝一般比较平直，

填。颗粒间的微裂缝呈锯齿状弯曲。微裂缝长度５．５～裂缝间距可达５但很少延伸至整个１２ｍ，０ｎｍ以上，μ

岩石脆性指数较高，易切片表面。存在微裂缝的区域，

形成微裂缝网络，从而成为页岩中微观尺度上油气渗流的主要通道。

裂缝可以有效地改善储层的渗流能力，裂缝发育程度是评价储层好坏的重要指标。但是针对页岩储具有裂缝不一定是有利因素。天然裂缝的大规模层，

发育使页岩作为盖层的保护作用降低，从而导致气体、的流失。好的页岩储层是“可压裂性好”广泛发育微裂缝的储层。扫描电镜观察到页岩中微裂缝发育位置多样，有机质、骨架矿物等中都可发育，其长度一般在微米级。页岩内部若广泛发育短裂缝，就既有利于游离气的大量存储，又可以显著地提高储层的渗透性。

渗流能力。２．４　古生物化石孔

在部分页岩岩样中，存在一些古生物化石如腹足。这些微化石大类、藻类化石和介形类化石等（图４）长度在１并且保存比较完整。古小不等，２～８００μｍ，

生物微化石骨架和腔体内部发育微孔，微孔直径可达呈３０ｍ。古生物化石孔隙形状还与微化石结构有关，μ

椭球状、狭缝状、多边形以及不规则形状等。该类型孔隙尺度大，连通性好，但比较少见。２．５　微裂缝

微裂缝在页岩气体的渗流中具有重要作用，是连

　第２期杨　峰等：页岩储层微观孔隙结构特征

３０５　

图３　页岩中岩石骨架矿物孔隙

Ｆｉ３　Ｐｏｒｅｓｏｆｆｒａｍｅｗｏｒｋｍｉｎｅｒａｌｓｉｎｓｈａｌｅｓ　　　　　ｇ．

图４　页岩中古生物化石孔

ｏｒｅｓＦｉ４　Ｉｎｔｒａｒａｎｕｌａｒｏｆｍｉｃｒｏｆｏｓｓｉｌｓｉｎｓｈａｌｅｓ　　　　　ｐｇ．ｇ

３０６　石　　油　　学　　报２０１３年　第３４卷　

图５　页岩中的微裂缝Ｆｉ５　Ｍｉｃｒｏｆｒａｃｔｕｒｅｓｉｎｓｈａｌｅｓ　　ｇ．

３　氮气吸附实验

图６为６个页岩样品的氮气吸附和解吸等温线，其中样品Ｓ样品Ｓ１和Ｓ２采自乃家河组，３、Ｓ４、Ｓ５－－－－－和Ｓ６采自牛蹄塘组。根据国际纯粹与应用化合－１８］

，会（的分类［页岩样品的吸附等温线属于ⅣＩＵＰＡＣ）

［）—（）］，图６（对应于细颈广体的墨水瓶形孔隙。ｃｅ由于页岩中孔隙结构十分复杂，形态各异，不可能有完全均一的结构，因此产生的滞后环是两种或更多类型的复合。

、比表面积计算采用ＢｒｕｎａｕｅｒＥｍｍｅｔｔ和Ｔｅｌｌｅｒ

［０，２２］

，孔径分布采用Ｂ推导出的ＢＥＴ方程２ＪＨ

１９２０，２３］－法［计算。孔径分布曲线如图７，页岩孔隙结构

／型。在较高压力（其中Ｐ为当前压力，ＰＰ０＞０．４，；约为ＭＰａＰ０为－１９６．１５℃下的氮气饱和蒸汽压，

）处，页岩样品的吸附曲线与解吸曲线不重０．１０１ＭＰａ

１９］

。滞后环的形状则反映了吸附剂产生吸附滞后［合，

］１９２０－（。页岩样品页岩样品）中所存在孔隙结构的情况［

页岩孔径分布复杂，参数见表２。从图７中可以看出，

孔径分布曲线存在多个不同的峰值。峰值孔径集中在表明这个范围内的孔出现的概率最大。页岩２～８ｎｍ，

平均孔径为３其平均值为７．８～１０ｎｍ，．６１ｎｍ。根据

［９，２１］

，孔直径小于２ｎＩＵＰＡＣ的分类１ｍ的孔隙称为微

孔，孔直径在２～５大于５０ｎｍ的孔隙为中孔，０ｎｍ的

的Ⅳ型等温线和滞后回线说明页岩主体孔隙为中孔。

０

滞后环分类的基础上推荐了一ＩＵＰＡＣ在ｄｅＢｏｅｒ２　２１］

，种新的分类标准［将滞后环分为４类：Ｈ１型、Ｈ２

［］

孔隙为大孔。页岩主体孔径在中孔范围内，同时含有一定的大孔，造成吸附等温线中的“拖尾”现象。页岩

２２

／，／。孔体积比表面积在７～４平均为１０ｍ９．０２ｍｇｇ３３

／／。与在１平均为２４～４５ｍｍ９．４ｍｍｇ范围内，ｇ［４］

统计的Ｂ大约Ｄｏｎａｌｄｓｏｎ等２ｅｒｅａ砂岩比表面积（

２／）相比，页岩的比表面积巨大，比表面积约是１ｍｇ

型、吸附曲线Ｈ３型和Ｈ４型。Ｈ２型的滞回环较宽大，

变化缓慢，脱附曲线在中等相对压力处表现为陡直下降，且脱附曲线远比吸附曲线陡峭。Ｈ３型滞回环狭小，吸附曲线与脱附曲线几*行，只有接近饱和蒸汽压时才发生明显的毛细凝聚，吸附曲线陡直上升。页岩样品、（）、（）图６图６和Ｓ１Ｓ２和Ｓ６的滞后环属于Ｈ３型［ａｂ－－－）］，图６（反映了样品中存在平行板状的狭缝型孔隙。ｆ样品Ｓ３、Ｓ４和Ｓ５的滞后环则与Ｈ２型滞后环接近－－－Ｂｅｒｅａ砂岩的１９倍。页岩比表面积大的主要原因是

由黏土矿物、细粒度颗粒造成的，较大的比表面积使得气体吸附存储成为可能。

　第２期杨　峰等：页岩储层微观孔隙结构特征

３０７　

图６　页岩吸附解吸等温线

Ｆｉ６　Ａｄｓｏｒｔｉｏｎｄｅｓｏｒｔｉｏｎｉｓｏｔｈｅｒｍｓｉｎｓｈａｌｅｓ－　　　ｇ．ｐｐ

３

／（，／；孔容随孔径的变化率即ｄ其中Ｖ为孔体积，ＶｄｌｏＤ）ｃｍＤ为孔径，ｎｍ。　　　　　　　　　　注：ｇｇ

图７　页岩氮气吸附法孔径分布曲线

Ｆｉ７　Ｐｏｒｅｓｉｚｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｓｈａｌｅｓｆｒｏｍｎｉｔｒｏｅｎａｄｓｏｒｔｉｏｎ　　　　　　　ｇ．ｇｐ

表２　页岩氮气吸附法孔隙结构参数

Ｔａｂｌｅ２　Ｐｏｒｅｏｆｓｈａｌｅｓｆｒｏｍｎｉｔｒｏｅｎａｄｓｏｒｔｉｏｎａｒａｍｅｔｅｒｓ　　　　　　　ｇｐｐ

样品Ｓ１－　Ｓ２－　Ｓ３－　Ｓ４－　Ｓ５－　Ｓ６－　

比表面积／孔体积／平均孔径／

２－１）３－１）（·（·ｎｍｍｇｍｍｇ１９．６４　１０．４７　３９．６２　２９．６９　７．０８７　７．６３４　

４４．６３　２６．０１　３７．６４　３４．６６　１４．３７　１９．１４　

９．０８８９．９３８３．８４．６７８．１１１０．０３

４　高压压汞实验

高压压汞实验是获得储层岩石孔喉特征参数的重

］２５２６－。常规压汞仪器的最高进汞压力较低，无要途径［

法突破页岩纳米级孔隙中的毛管压力，不能有效描述页岩纳米量级的孔隙结构。笔者等采用高压压汞设备图８）和孔径分布曲线获得了页岩的毛管压力曲线（

（），图９提出以渗流贡献能力为标准来选择不同测试方法所描述的孔隙半径区间。实验中最高驱替压力达，到２可描述孔隙分布最小半径为３００ＭＰａ．６７５ｎｍ。

３０８　石　　油　　学　　报２０１３年　第３４卷　

页岩的排驱压力极高，３块样品　　从图８中可看出，

、，的阈压分别为２５．４０ＭＰａ４１．４９ＭＰａ和２５．４０ＭＰａ。其对应的最大连通孔喉半径分平均值为３０．７６ＭＰａ别为２平均值为２８．９４ｎｍ、１７．７１ｎｍ和２８．９ｎｍ，３．８９

［６］２７－，反映了其孔隙ｎｍ。页岩的阈压远大于常规储层２

结构很差。

中值半页岩物性极差。平均孔隙半径为７．６～８ｎｍ，径与平均半径接近；孔喉分选系数为０分．６４～０．７７，选系数非常小，显示了页岩孔隙分选较好；歪度在没有明显的正负偏态，孔隙分－０．００１２～－０．０３２１，　　

布比较对称；样品峰态全部小于１，为平滑曲线分布。进汞饱和度平均大于８退汞效率非常低，平均为０％，２８．５９％。由于退汞效率主要取决于储层的孔隙结

］２８２９－，页岩中大量纳米孔喉的存在导致汞极易失去构［

连续性而无法退出。此外，页岩中高黏土矿物含量也

２９］

。会导致退汞效率降低［

图８　页岩毛管压力曲线

Ｆｉ８　Ｍｅｒｃｕｒｉｎｔｒｕｓｉｏｎａｎｄｅｘｔｒｕｓｉｏｎｃｕｒｖｅｓｏｆｓｈａｌｅｓ　　　　　ｇ．ｙ　

中间主　　页岩的毛管压力曲线整体极偏向右上方，

进汞段平缓且长。近９０％的进汞集中在半径为３．７～孔隙半径区间小，反映页岩的主体孔１２．４ｎｍ的孔隙，隙分布比较集中，孔喉细小。饱和度中值半径在７．６～。中值半径极小，平均为８表３）显示９．１ｎｍ，．２ｎｍ（

图９　页岩高压压汞法孔径分布曲线

Ｆｉ９　Ｐｏｒｅｓｉｚｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｓｈａｌｅｓｆｒｏｍ　ｍｅｒｃｕｒｉｎｔｒｕｓｉｏｎ　　　　　ｇ．ｙ　

表３　页岩高压压汞法孔隙结构参数

Ｔａｂｌｅ３　Ｐｏｒｅｏｆｓｈａｌｅｓｆｒｏｍ　ｍｅｒｃｕｒｉｎｔｒｕｓｉｏｎａｒａｍｅｔｅｒｓ　　　　　ｙｐ　

样品孔隙度／％脉冲渗透率／ｍＤＳ１－　Ｓ２－　Ｓ３－　

９．９　７．２　８．２　

０．０００７４　　０．０００５５　　０．０００８９　　

阈压／ＭＰａ平均孔隙半径／ｎｍ中值半径／ｎｍ２５．４０　４１．４９　２５．４０　

７．５６　７．９７　７．７８　

９．１　７．６　７．９　

分选系数退汞效率／％０．７１　０．６４　０．７７　

３２．０５１６．８８３６．８４

５　讨　论

根据氮气吸附测试结果，按照ＩＵＰＡＣ分类作比。页岩的微孔、表面积和孔体积分布直方图（图１０）中孔和大孔的比表面积分别占总比表面积的

微孔、中孔和大孔的孔２５．８５％、７２．７９％和１．３６％，

体积分别占总孔体积的８．４１％、７９．９９％和１１．６０％。页岩中孔径小于５０ｎｍ的微孔和中孔提供了主要的比表面积和孔体积，是气体吸附存储的主要场所。

图１０　页岩孔径分布

Ｆｉ１０　Ｐｏｒｅｓｉｚｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｓｈａｌｅｓ　　　　ｇ．

　第２期杨　峰等：页岩储层微观孔隙结构特征

３０９　

图　　根据高压压汞法测试结果作孔径分布直方图（

）。从图中可以看出直径为１１１０～２０ｎｍ的孔隙占总孔隙比例分别为４平均８．８７％、５３．９６％和４６．５３％，说明４８．８７％。直径小于５０ｎｍ的孔隙约占９２．１３％，页岩中５０ｎｍ以下的孔隙非常发育。页岩孔隙主体孔属于Ｉ径为１０～２０ｎｍ，ＵＰＡＣ分类中的中孔。

于主体孔径为纳米级别的页岩，这种偏差非常明显。氮气吸附法利用氮气分子在固体表面的吸附，可以对微孔和中孔进行准确评价，但由于测试样品大小和压力计精度的，可能会忽略部分大孔的存在。可按照压汞中对渗透　　为了更好地描述孔径分布，

率起明显贡献作用的最小孔隙来确定压汞描述的孔径下限，低于此直径的孔隙用氮气吸附法来描述。计算，图１页岩储层的渗透率主要渗透率贡献值时发现（２）

２７］

。对渗由占据小部分孔隙体积的较大孔隙所贡献［

其提供流起主要贡献的孔隙孔径集中在１４～４７ｎｍ，了约７在压汞实验中，这部分孔８％的渗透率贡献值，隙可以被比较准确地测量。而半径为几个纳米的微孔隙对渗透率的贡献值很小，压汞实验只有达到很

图１１　高压压汞法孔隙直径分布

Ｆｉ１１ｏｒｅｔｈｒｏａｔｄｉａｍｅｔｅｒｓｆｒｏｍ　ｍｅｒｃｕｒｉｎｔｒｕｓｉｏｎ　Ｐ－　　ｇ．ｙ　

高的压力下才能识别这些孔隙，且结果偏差相对较大。例如Ｓ３样品，半径为３．７ｎｍ的孔隙占－但是其对渗透率的贡献只有１２．３９％的孔隙空间，而且在２说明２．４５％，００ＭＰａ的高压下才能被识别，

而主要起储集作用。这些孔隙基本不起渗流作用，

对于这部分高压压汞法不容易准确计量的微孔隙可以采用氮气吸附法测量。因此，在扫描电镜法能比利用渗透率较直观地观察页岩孔隙结构的基础上，

贡献值确定高压压汞法描述的孔径下限，从而将高压压汞法与氮气吸附法相结合实现对页岩孔径从微孔到

］３１３２－。大孔的精细描述［

但是观　　扫描电镜可以比较直观地观察孔隙结构，

察到的孔隙多为几十到几百纳米，对于一些细小的孔隙难以分辨。高压压汞实验证实了页岩储层主体孔径集中在１但由于孔隙结构的不均匀，大孔隙０～２０ｎｍ，由外部的微小孔隙连接时，汞首先要克服微喉道产生这导致大孔隙被误计算入的毛管力才能进入大孔隙，

微孔隙分布，而且压汞测量过程中汞的表面张力和接

３０］

，就使测量结果出现偏差，特别对触角会发生变化［

图１２　页岩孔隙的渗透率贡献值

ｏｒｅｓＦｉ１２　Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｖａｌｕｅｏｆｉｎｓｈａｌｅｓ　　　　　ｐｇ．ｙ　

６　结　论

（）应用场发射环境扫描电镜系统观察了页岩中１

的纳米级孔隙，并将页岩中的孔隙划分为５种类型：有黏土矿物粒间孔、岩石骨架矿物孔、古生机质纳米孔、

物化石孔和微裂缝。其中，有机质纳米孔和黏土矿物对气体粒间孔是页岩中发育最广泛的两种孔隙类型，吸附存储有重要意义，而微裂缝既是游离气的储集空间，又是气体渗流的主要通道。

（）页岩孔径分布复杂，主体孔径在中孔（２２～５０

３１０　石　　油　　学　　报２０１３年　第３４卷　

范围内，同时含有一定量的微孔和大孔。页岩的ｎｍ）

比表面积远大于常规砂岩。小于５０ｎｍ的微孔和中孔提供了主要的比表面积和孔体积，是气体吸附和存储的主要场所。

（）页岩阈压非常高，孔喉分选性好，连通性差，３

退汞效率低，对气体渗流起明显贡献作用的孔隙为中孔，微孔主要起储集作用。

（）高压压汞法适用于连通的中孔及以上孔隙的４

分析，而氮气吸附法则偏重于微孔和中孔的分析。将孔隙渗透率贡献值作为高压压汞法描述的孔径下限，把高压压汞法和氮气吸附法相结合实现对页岩孔径从微孔到大孔的定量精细描述。

参

考

文

献

ｉｎｓｈａｌｅｒｅｓｅｒｖｏｉｒｉｓｄｉｓｃｏｖｅｒｅｄｉｎＣｈｉｎａｆｏｒｔｈｅｆｉｒｓｔｏｒｅａｓ　　　　　　　　　　　ｐｇ［］，：ｔｉｍｅＪ．ＰｅｔｒｏｌｅｕｍＥｘｌｏｒａｔｉｏｎａｎｄＤｅｖｅｌｏｍｅｎｔ２０１０，３７（５）　　　ｐｐ５０８５０９．－［］朱如凯，白斌，等．中国油气储层中纳米孔首次发现及其８　邹才能，

］（）：科学价值［岩石学报，Ｊ．２０１１，２７６１８５７１８６４．－，，ＺｏｕＣａｉｎｅｎＺｈｕＲｕｋａｉＢａｉＢｉｎ，ｅｔａｌ．Ｆｉｒｓｔｄｉｓｃｏｖｅｒｏｆｎａｎｏ　　　　　　－ｇｙ　ｏｒｅｔｈｒｏａｔｉｎｏｉｌａｎｄａｓｒｅｓｅｒｖｏｉｒｉｎＣｈｉｎａａｎｄｉｔｓｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｖａｌ　　　　　　　　　　　　－ｐｇ［］，（）：ｕｅＪ．ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｉｃａＳｉｎｉｃａ２０１１，２７６１８５７１８６４．　　－ｇ

［］９ａｖａｄｏｕｒＦ，ＦｉｓｈｅｒＤ，ＵｎｓｗｏｒｔｈＭ．Ｎａｎｏｓｃａｌｅａｓｆｌｏｗｉｎｓｈａｌｅ　Ｊ　　　　　　　ｐｇ

］，ｓｅｄｉｍｅｎｔｓ［Ｊ．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣａｎａｄｉａｎＰｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏａｓ　　　　ｇｙｇ

（）：２００７，４６１０５５６１．－［］１０ｅａｈｉｏｓＡ，ＤａｓＭ，ＡａｒｗａｌＡ，ｅｔａｌ．Ｍｏｄｅｌｉｎｏｆｔｒａｎｓｏｒｔ　Ｌ－Ｄ　　　　　ｙｇｇｐ　

ｈｅｎｏｍｅｎａａｎｄｍｕｌｔｉｃｏｍｏｎｅｎｔｓｏｒｔｉｏｎｆｏｒｓｈａｌｅａｎｄｃｏａｌａｓ　　　　　　　　－ｐｐｐｇ［ｂｅｄｍｅｔｈａｎｅｉｎａｎｕｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｓｉｍｕｌａｔｏｒＲ］．ＳＰＥ１４７３５２，ｒｉｄ　　　　　　　ｇ２０１１．

［］朱如凯，吴松涛，等．常规与非常规油气聚集类型、特征、１　邹才能，

——以中国致密油和致密气为例［］机理及展望—石油学报，Ｊ．（）：２０１２，３３２１７３１８７．－，，，，ＺｏｕＣａｉｎｅｎＺｈｕＲｕｋａｉＷｕＳｏｎｔａｏｅｔａｌ．Ｔｅｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓ　　　　－ｇｇｙｐ，ｔｉｃｓａｎｄｏｆｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌａｎｄｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｅｎｅｓｉｓｒｏｓｅｃｔｓ　　　　　　ｇｐｐ：ｈｄｒｏｃａｒｂｏｎａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｓｔａｋｉｎｔｉｈｔｏｉｌａｎｄｔｉｈｔｉｎＣｈｉａｓ　　　　　　　－ｙｇｇｇｇ　［］，（）：ｎａａｓａｎｉｎｓｔａｎｃｅＪ．ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｅｉＳｉｎｉｃａ２０１２，３３２１７３１８７．　　　　　－［］张金川，李玉喜．四川盆地及其周缘下寒武统页岩气聚２　聂海宽，

］（）：集条件［石油学报，Ｊ．２０１１，３２６９５９９６７．－，，ＮｉｅＨａｉｋｕａｎＺｈａｎＪｉｎｃｈｕａｎＬｉＹｕｘｉ．Ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　　　ｇ　ａｓｅｏｆｔｈｅＬｏｗｅｒＣａｍｂｒｉａｎｓｈａｌｅｉｎｔｈｅＳｉｃｈｕａｎＢａｓｉｎａｎｄｉｔｓ　　　　　　　　　　　　－ｇｐ［］，（）：ｒｉｈｅｒＪ．ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｅｉＳｉｎｉｃａ２０１１，３２６９５９９６７．　　－ｐｙ

［］朱炎铭，王红岩，等．四川盆地南缘下志留统龙马溪组页岩３　陈尚斌，

］（）：石油学报，气储层矿物成分特征及意义［Ｊ．２０１１，３２５７７５７８２．－，ＣｈｅｎＳｈａｎｂｉｎ，ＺｈｕＹａｎｍｉｎＷａｎＨｏｎａｎ，ｅｔａｌ．Ｃｈａｒａｃｔｅｒ　　　－ｇｇｇｇｙ　ｉｓｔｉｃｓａｎｄｓｉｎｉｆｉｃａｎｃｅｏｆｍｉｎｅｒａｌｃｏｍｏｓｉｔｉｏｎｓｏｆＬｏｗｅｒＳｉｌｕｒｉａｎ　　　　　　　　ｇｐＬｏｎｍａｘｉＦｏｒｍａｔｉｏｎｓｈａｌｅｒｅｓｅｒｖｏｉｒｉｎｔｈｅｓｏｕｔｈｅｒｎｍａｒｉｎａｓ　　　　　　　　ｇｇｇ［］，（）：ｏｆＳｉｃｈｕａｎＢａｓｉｎＪ．ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｅｉＳｉｎｉｃａ２０１１，３２５７７５７８２．　　　　－［］４ｌｍａｔｉＭ．Ｓｈａｌｅｒｏｃｋｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎａｎｄ３Ｄｓｕｂｍｉｃｒｏｎａｓｏｒｅ　Ｅ　　　　　　　ｇｇｐ

［：ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＤ］．ＲｏｌｌａＭｉｓｓｏｕｒｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅｎｅｔｗｏｒｋ　　　ｙ　，ａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏ２０１１．　ｇｙ

［］，５ｏｎｎｅｌｌａｄｏｒｅＳＫａｔｓｕｂｅＴＪ．Ｐｏｒｅｓｉｚｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓ　Ｃ－Ｍ　　　－－　－，ｔｉｃｓｏｆＢｅａｕｆｏｒｔａｃｋｅｎｚｉｅＢａｓｉｎｓｈａｌｅｓａｍｌｅｓＮｏｒｔｈｗｅｓｔＴｅｒｒｉ　　－Ｍ　　　　－ｐ［／（［：／／ｔｏｒｉｅｓＲＯＬ］．２００６０７０１）２０１２０６０１］．ｆｔｆｔ２．ｃｉｔｓ．ｒｎ－－－－－ｐｐ／／／＿／／／＿ｃａｎ．ｃ．ｃａｅｓｓ２２２２２２３９８ｃｒ２００６＿ｂ０１．ｄｆ．ｕｂｅｏｔｔｕｂｓｇｐｐｇｐ［］，，６ｏｕｃｋｓＲＧ，ＲｅｅｄＲ　Ｍ，ＲｕｅｌＳＣ，ｅｔａｌ．Ｍｏｒｈｏｌｏｅｎｅｓｉｓ　Ｌ　　　　　　ｐｐｐｇｙｇ

ａｎｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｎａｎｏｍｅｔｅｒｓｃａｌｅｉｎｓｉｌｉｃｅｏｕｓｍｕｄｓｔｏｎｅｓｏｒｅｓ　　　－　　　　ｐ］ｏｆｔｈｅＭｉｓｓｉｓｓｉｉａｎＢａｒｎｅｔｔＳｈａｌｅ［Ｊ．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｅｄｉｍｅｎｔａｒ　　　　　　ｐｐｙ，（）：Ｒｅｓｅａｒｃｈ２００９，７９１２８４８８６１．－［］李建忠，董大忠，等．中国首次在页岩气储集层中发现丰７　邹才能，

］（）：富的纳米级孔隙［石油勘探与开发，Ｊ．２０１０，３７５５０８５０９．－，，，ＺｏｕＣａｉｎｅｎＬｉＪｉａｎｚｈｏｎＤｏｎＤａｚｈｏｎｅｔａｌ．Ｒｉｃｈｎａｎｏｍｅｔｅｒ　　　　ｇｇｇｇ　

［］１１ｅｅｄＲ　Ｍ，ＪｏｈｎＡ，ＫａｔｈｅｒｉｎｅＧ，ｅｔａｌ．ＮａｎｏｏｒｅｓｉｎｔｈｅＭｉｓｓｉｓ　Ｒ　　　　　　　－ｐ

：，ｍ，ｓｉｉａｎＢａｒｎｅｔｔＳｈａｌｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｒｈｏｌｏａｎｄｏｓｓｉｂｌｅ　　　ｐｐｐｇｙｐ：，，，ＧＳＡ　ＡｎｎｕａｌＭｅｅｔｉｎ＆ＥｘｏｓｉｔｉｏｎＤｅｎｖｅｒＣｏｌｏｒａｄｏｅｎｅｓｉｓ　ｇ　ｐｇ

［：ＵＳＡ，Ｏｃｔｏｂｅｒ２８３１，２００７Ｃ］．ＤｅｎｖｅｒＴｈｅＧｅｏｌｏｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｏｆ　－　　ｇｙ　，Ａｍｅｒｉｃａ２００７．

［］１２ａｎＦＰ，ＲｅｅｄＲ　Ｍ，ＪｏｈｎＡ，ｅｔａｌ．Ｐｏｒｅｎｅｔｗｏｒｋｓａｎｄｆｌｕｉｄｆｌｏｗ　Ｗ　　　　　　　　ｇ　

［ｉｎｓｈａｌｅｓＲ］．ＳＰＥ１２４２５３，２００９．ａｓ　　　ｇ

［］，１３ｏｎｄｅｒｅｌｄＣ　Ｈ，ＡｍｂｒｏｓｅＲＪＲａｉＣＳ，ｅｔａｌ．Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　Ｓ　　　　　　－ｇ

［ｓｔｕｄｉｅｓｏｆａｓｓｈａｌｅｓＲ］．ＳＰＥ１３１７７１，２０１０．　　　　ｇ

［］，１４ｕｒｔｉｓＭ　Ｅ，ＡｍｂｒｏｓｅＲＪＳｏｎｄｅｒｅｌｄＣ　Ｈ，ｅｔａｌ．Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｃｈａｒ　Ｃ　　　　　　－ｇ

［ａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆａｓｓｈａｌｅｓｏｎｔｈｅｍｉｃｒｏ－ａｎｄｎａｎｏｓｃａｌｅｓＲ］．ＳＰＥ　　　　　　　－ｇ２０１０．１３７６９３，

［］，１５ｕｒｔｉｓＭ　Ｅ，ＡｍｂｒｏｓｅＲＪＳｏｎｄｅｒｅｌｄＣ　Ｈ，ｅｔａｌ．Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｃ　　　　　ｇ

ａｎｄｓｃａｎｎｉｎｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｉｎｖｅｓｔｉａｔｉｏｎｏｆｏｒｅｃｏｎｎｅｃｔｉｖ　　　　　－ｇｐｙｇｐ　　［ａｓｉｔｏｆｓｈａｌｅｓｏｎｔｈｅｎａｎｏｓｃａｌｅＲ］．ＳＰＥ１４４３９１，２０１１．　　　　　　ｇｙ　［］——以四川盆地及张金川．页岩气储层类型和特征研究—１６　聂海宽，

］（）：其周缘下古生界为例［石油实验地质，Ｊ．２０１１，３３３２１９２２５．－，ＮｉｅＨａｉｋｕａｎＺｈａｎＪｉｎｃｈｕａｎ．Ｔｅｓａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓｈａｌｅ　　　　　ｇｙｐ　：ａｓｒｅｓｅｒｖｏｉｒａｃａｓｅｓｔｕｄｏｆＬｏｗｅｒＰａｌｅｏｚｏｉｃｉｎａｎｄａｒｏｕｎｄＳｉ　　　　　　　　　－ｇｙ　［］，（）：ｃｈｕａｎＢａｓｉｎＪ．Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｇｅｏｌｏ＆Ｅｘｅｒｉｍｅｎｔ２０１１，３３３　ｇｙｐ　２１９２３２．－［］邱军利，夏燕青，等．常见黏土矿物电镜扫描微孔隙特征１７　吉利明，

］（）：与甲烷吸附性［石油学报，Ｊ．２０１２，３３２２４９２５６．－，，，ＬｉｍｉｎＱｉｕＪｕｎｌｉＸｉａＹａｎｉｎｅｔａｌ．ＭｉｃｒｏｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｏｒｅＪｉ　　　　－　－ｇｑｇｐｔｉｃｓａｎｄｍｅｔｈａｎｅａｄｓｏｒｔｉｏｎｒｏｅｒｔｉｅｓｏｆｃｏｍｍｏｎｃｌａｍｉｎｅｒａｌｓ　　　　　　　ｐｐｐｙ　］，ｂｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｅｓｃａｎｎｉｎＪ．ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｅｉＳｉｎｉｃａ２０１２，　　　　ｙｐｇ［　（）：３３２２４９２５６．－［］１８ｒｕｎａｕｅｒＳ，ＤｅｍｉｎＬＳ，ＤｅｍｉｎＷ　Ｅ，ｅｔａｌ．Ｏｎａｔｈｅｏｒｏｆｔｈｅ　Ｂ　　　　　　ｇｇ　ｙ　　

［］ａｓｅｓｖａｎｄｅｒＷａａｌｓａｄｓｏｒｔｉｏｎｏｆＪ．ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＡｍｅｒｉｃａｎ　　　　　　　　ｐｇ，（）：ＣｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉｅｔ１９４０，６２７１７２３１７３２．　－ｙ

［，，１９］ｒｅＳＪＳｉｎＫＳ　Ｗ．Ａｄｓｏｒｔｉｏｎｓｕｒｆａｃｅａｒｅａａｎｄｏｒｏｓｉｔ　Ｇ　　　　　ｇｇｇｐｐｙ　　

［：，Ｍ］．２ｎｄｅｄ．ＬｏｎｄｏｎＡｃａｄｅｍｉｃＰｒｅｓｓ１９８２．　　

　第２期杨　峰等：页岩储层微观孔隙结构特征

］（）：征［石油学报，Ｊ．２００９，３０４５６０５６３．－３１１　

［］张启元．吸附与凝聚：固体的表面与孔［北京：科学２０Ｍ］．　严继民，

出版社，１９７９．

，：ＹａｎＪｉｍｉｎＺｈａｎＱｉｕａｎ．Ａｄｓｏｒｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎｔｈｅ　　　ｇｇｙｐ　［：，ｓｕｒｆａｃｅａｎｄｏｆｓｏｌｉｄＭ］．ＢｅｉｉｎＳｃｉｅｎｃｅＰｒｅｓｓ１９７９．ｏｒｅ　　　　　ｊｇｐ

［］２１ｉｎＫＳ　Ｗ，ＥｖｅｒｅｔｔＤ　Ｈ，ＨａｕｌＲ　Ａ　Ｗ，ｅｔａｌ．Ｒｅｏｒｔｉｎｈｓｉ　Ｓ　　　　－ｐｙｇｐｇ　　

／ｓｏｒｔｉｏｎｄａｔａｆｏｒａｓｓｏｌｉｄｓｓｔｅｍｓｗｉｔｈｓｅｃｉａｌｒｅｆｅｒｅｎｃｅｔｏｔｈｅ　　　　　　　　　ｐｇｙｐ］ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｓｕｒｆａｃｅａｒｅａａｎｄｏｒｏｓｉｔＪ．ＰｕｒｅａｎｄＡｌｉｅｄ　　　　　　　ｐｙ［ｐｐ，（）：Ｃｈｅｍｉｓｔｒ１９８５，５７４６０３６１９．－ｙ

［］２２ｒｕｎａｕｅｒＳ，ＥｍｍｅｔｔＰ　Ｈ，ＴｅｌｌｅｒＥ．Ａｄｓｏｒｔｉｏｎｏｆａｓｅｓｉｎｍｕｌｔｉ　Ｂ　　　　　　　－ｐｇ

［］，ｍｏｌｅｃｕｌａｒｌａｅｒｓＪ．ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＡｍｅｒｉｃａｎＣｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉｅｔ　　　　　　ｙｙ（）：１９３８，６０２３０９３１９．－［］２３ａｒｒｅｔｔＥＰ，ＪｏｎｅｒＬＧ，ＨａｌｅｎｄａＰ　Ｈ，Ｔｈｅｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｏｒｅ　Ｂ　　　　　　　　ｙｐ

ｖｏｌｕｍｅａｎｄａｒｅａｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｉｎｏｒｏｕｓｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ．Ｉ．ｃｏｍｕｔａ　　　　　　－ｐｐｔｉｏｎｓｆｒｏｍｎｉｔｒｏｅｎｉｓｏｔｈｅｒｍｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＡｍｅｒｉｃａｎ　　　　　　ｇ，（）：Ｓｏｃｉｅｔ１９５１，７３１３７３３８０．Ｃｈｅｍｉｃａｌ　－ｙ

［］２４ｏｎａｌｄｓｏｎＥＣ，ＫｅｎｄａｌｌＲＦ，ＢａｋｅｒＢＡ，ｅｔａｌ．Ｓｕｒｆａｃｅａｒｅａｍｅａｓｕｒｅ　Ｄ　　　　　　　－　－［］，（）：ｍｅｎｔｏｆｅｏｌｏｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓＪ．ＳＰＥＪｏｕｒｎａｌ１９７５，１５２１１１１１６．　　　　－ｇｇ

［］油水在多孔介质中的运动理论和实践［北京：石油２５Ｍ］．　沈平平．

工业出版社，２０００．

ＳｈｅｎｏｒｏｕｓＰｉｎｉｎ．Ｆｌｏｗａｎｄｔｒａｎｓｏｒｔｏｆｏｉｌａｎｄｗａｔｅｒｉｎ　　　　　　　　　ｇｐｇｐｐ：：ｍｅｄｉａｔｈｅｔｈｅｏｒａｎｄＭ］．ＢｅｉｉｎＰｅｔｒｏｌｅｕｍＩｎｄｕｓｔｒｒａｃｔｉｃｅ［　　　ｙｊｇｙｐ　，Ｐｒｅｓｓ２０００．

［］章凤奇，邱红枫，等．酸性火山岩储层微观孔隙结构及物２６　庞彦明，

］（）：石油学报，性参数特征［Ｊ．２００７，２８６７２７７．－，，，ＰａｎＹａｎｍｉｎＺｈａｎＦｅｎｉＱｉｕＨｏｎｆｅｎｅｔａｌ．Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓ　　－ｇｇｇｇｑｇｇ　　ｔｉｃｓｏｆｍｉｃｒｏｓｃｏｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｏｒｅｈｓｉｃａｌｒｏｅｒｔａｒａｍｅ　　　　　　　－ｐｐｐｙｐｐｙｐ　，ｔｅｒｉｎａｃｉｄｉｃｖｏｌｃａｎｉｃｒｅｓｅｒｖｏｉｒ［Ｊ］．ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｅｉＳｉｎｉｃａ２００７，　　　　　　（）：２８６７２７７．－［］沈平平，宋子齐，等．特低渗透砂岩油藏储层微观孔喉特２７　王瑞飞，

，，，ＷａｎＲｕｉｆｅｉＳｈｅｎＰｉｎｉｎＳｏｎＺｉｉｅｔａｌ．Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆ　　　ｇｇｐｇｇｑ　　ｍｉｃｒｏｏｒｅｔｈｒｏａｔｉｎｕｌｔｒａｌｏｗｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｓａｎｄｓｔｏｎｅｒｅｓｅｒｖｏｉｒ－　　　－　　ｐｐｙ　［］，（）Ｊ．ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｅｉＳｉｎｉｃａ２００９，３０４．５６０５６３．　　－［］唐仁琪，韩锦文，等．砂岩孔隙结构对水驱油效率影响的２８　涂富华，

］（）：研究［石油学报，Ｊ．１９８３，４２４９６２．－，，，ＴｕＦｕｈｕａＴａｎＲｅｎｉＨａｎＪｉｎｗｅｎｅｔａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｏｆｓａｎｄｓｔｏｎｅ　　　　　ｇｑ　［］ｏｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｎｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｏｆｗａｔｅｒｄｒｉｖｅＪ．ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｅｉ　　　　　　　ｐｙ　，（）：Ｓｉｎｉｃａ１９８３，４２４９６２．－［］］曾玉华．岩石退汞效率几个影响因素的研究［石油实２９Ｊ．　唐仁骐，

（）：验地质，１９９４，１６１８４９３．－，ＴａｎＲｅｎｉＺｅｎＹｕｈｕａ．Ｔｈｅｓｔｕｄｏｎｔｈｅｒｅｔｒｏｅｒｃｕｒｏｍｅｔｒｉｃ　　　－ｍｇｑｇｙ　　　］，ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｏｆｒｏｃｋｓ［Ｊ．ＥｘｅｒｉｍｅｎｔａｌＰｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｇｅｏｌｏ１９９４，　　ｙｐｇｙ　（）：１６１８４９３．－［］］李东旭．压汞法测定材料孔结构的误差分析［硅酸盐通３０Ｊ．　陈悦，

（）：报，２００６，２５４１９８２０１．－，ＣｈｅｎＹｕｅＬｉＤｏｎｘｕ．Ａｎａｌｓｉｓｏｆｅｒｒｏｒｆｏｒｏｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆ　　　　　　　　ｇｙｐ］ｍａｔｅｒｉａｌｓｍｅａｓｕｒｅｄｂＭＩＰ［Ｊ．ＢｕｌｌｅｔｉｎｏｆｔｈｅＣｈｉｎｅｓｅｏｒｏｕｓ　　　　　　ｙｐ　，（）：ＣｅｒａｍｉｃＳｏｃｉｅｔ２００６，２５４１９８２０１．　－ｙ

［］唐洪明，王春华，等．氮气吸附法和压汞法在测试泥页岩３１　谢晓永，

］（）：孔径分布中的对比［天然气工业，Ｊ．２００６，２６１２１００１０２．－，，，ＸｉｅＸｉａｏｏｎＴａｎＨｏｎｍｉｎＷａｎＣｈｕｎｈｕａｅｔａｌ．Ｃｏｎｔｒａｓｔ　　ｙｇｇｇｇｇ　　ｏｆｏｒｏｓｉｍｅｔｒｎｉｔｒｏｅｎａｄｓｏｒｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄａｎｄｍｅｒｃｕｒｍｅｔｈｏｄ　　　　　ｐｙｇｐｙ　　’］ｉｎａｎａｌｓｉｓｏｆｓｈａｌｅｓｏｒｅｓｉｚｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ［Ｊ．ＮａｔｕｒａｌＧａｓＩｎ　　　　　　　　－ｙｐ，（）：ｄｕｓｔｒ２００６，２６１２１００１０２．－ｙ

［］３２ｕｉｌａＵ，ＰｒａｓａｄＭ．Ｓｕｒｆａｃｅａｒｅａａｎｄｓｉｚｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎｏｒｅ　Ｋ　　　　　－　　ｐ

［ｃｌａｓａｎｄｓｈａｌｅｓＲ］．ＳＰＥ１４６８６９，２０１１．　　　ｙ

王培玺）（收稿日期２０１２－０９－０３　改回日期２０１２－１２－１３　编辑