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頁(yè)巖納米級(jí)孔隙在有機(jī)質(zhì)熟化過(guò)程中的演化特征及影響因素

2019-12-19 07:56:36李楚雄肖七林蔣興超
石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì) 2019年6期
關(guān)鍵詞:納米級(jí)模擬實(shí)驗(yàn)微孔

李楚雄,肖七林,陳 奇,蔣興超

(1.中國(guó)石化 石油勘探開發(fā)研究院 無(wú)錫石油地質(zhì)研究所,江蘇 無(wú)錫 214126;2.長(zhǎng)江大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院,武漢 430100;3.長(zhǎng)江大學(xué) 油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,武漢 430100)

近年來(lái),國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)泥頁(yè)巖儲(chǔ)層孔隙的演化規(guī)律及孔隙類型劃分進(jìn)行了大量研究[1-11]。由IUPAC的定義可將不同大小的納米級(jí)孔隙劃分為宏孔(>50 nm)、介孔(2~50 nm)和微孔(<2 nm)三類[1]。根據(jù)儲(chǔ)層中孔隙與巖石基質(zhì)之間的關(guān)系,可將泥頁(yè)巖孔隙劃分為礦物基質(zhì)孔隙(包括礦物粒間孔隙、粒內(nèi)孔隙)、有機(jī)質(zhì)孔隙和微裂縫[4]。MILLIKEN等[6]依據(jù)孔隙成因及形態(tài)差異對(duì)有機(jī)孔隙作了進(jìn)一步劃分。

為了探究有機(jī)質(zhì)成熟度對(duì)泥頁(yè)巖孔隙發(fā)育的影響,前人針對(duì)不同成熟度的天然地質(zhì)樣品進(jìn)行了系統(tǒng)研究[7-8],同時(shí)也利用不同類型的室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)裝置開展了泥頁(yè)巖生烴演化過(guò)程模擬[12-23]。與天然地質(zhì)樣品相比,室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)在于可以提供一個(gè)相對(duì)精準(zhǔn)可控的介質(zhì)環(huán)境,降低天然樣品在沉積相、有機(jī)碳含量和礦物成分等方面非均質(zhì)性的影響。隨著儲(chǔ)層表征技術(shù)的不斷進(jìn)步,相關(guān)研究表明泥頁(yè)巖儲(chǔ)層中納米級(jí)孔隙體系是構(gòu)成頁(yè)巖氣儲(chǔ)集空間的主體,其形成和演化過(guò)程是多種地質(zhì)—地球化學(xué)營(yíng)力共同作用的結(jié)果[24-28]。

然而,前人的研究還不能全面反映泥頁(yè)巖納米級(jí)孔隙形成演化規(guī)律和控制機(jī)制,需要通過(guò)更多模擬實(shí)驗(yàn)和區(qū)域地質(zhì)樣品加以論證和完善。本文利用室內(nèi)含水封閉熱解系統(tǒng),對(duì)松遼盆地長(zhǎng)嶺凹陷嫩江組二段湖相頁(yè)巖進(jìn)行了生烴全過(guò)程模擬,有機(jī)質(zhì)熱演化程度涵蓋了低熟—成熟—高熟—過(guò)熟不同階段(Ro=0.61%~4.01%),并且對(duì)處于不同熱演化階段的樣品進(jìn)行了索氏抽提?;诔樘崆昂笥袡C(jī)碳含量、N2吸附和礦物組成等地球化學(xué)分析結(jié)果,著眼于厘清有機(jī)質(zhì)成熟過(guò)程中頁(yè)巖納米級(jí)孔隙的形成演化特征及主控因素,以期為頁(yè)巖油氣賦集理論及納米級(jí)孔隙分布預(yù)測(cè)提供科學(xué)依據(jù)。

1 樣品及實(shí)驗(yàn)

1.1 原始頁(yè)巖樣品

樣品為松遼盆地長(zhǎng)嶺凹陷嫩江組二段湖相頁(yè)巖,其總有機(jī)碳含量(TOC)為8.16%,熱解峰溫(Tmax)為440 ℃,游離烴(S1)為5.93 mg/g ,熱解烴(S2)為60.84 mg/g,氫指數(shù)(IH)為746 mg/g,實(shí)測(cè)鏡質(zhì)體反射率(Ro)為0.61%,有機(jī)質(zhì)類型屬于Ⅰ型且成熟度較低。

1.2 熱模擬實(shí)驗(yàn)

熱模擬實(shí)驗(yàn)裝置采用高壓釜(反應(yīng)倉(cāng)體積為25 mL,內(nèi)徑2 cm,長(zhǎng)度8 cm)。預(yù)先用蒸餾水和二氯甲烷分別超聲清洗高壓釜15 min,放入馬弗爐內(nèi)在450 ℃條件下恒溫5 h,以除去高壓釜內(nèi)附著的有機(jī)質(zhì)。將大塊頁(yè)巖樣品碎成小塊,取9~16 g樣品裝入高壓釜內(nèi)。為使樣品和流體充分接觸,向高壓釜內(nèi)加入與樣品等質(zhì)量的鹽水(礦化度為10 000 mg/L,NaCl∶CaCl2=4∶1),連續(xù)通入氬氣15 min以排出其中的空氣,并在氬氣保護(hù)下密封。然后將裝有頁(yè)巖樣品和鹽水的高壓釜放入馬弗爐內(nèi)進(jìn)行恒溫加熱。實(shí)驗(yàn)溫度設(shè)置范圍為350~600 ℃,于30 min內(nèi)將馬弗爐升溫至設(shè)定溫度后開始計(jì)時(shí),每個(gè)溫度點(diǎn)恒溫12~72 h,有機(jī)質(zhì)演化程度涵蓋低熟—成熟—高熟—過(guò)熟各個(gè)階段。由于高壓釜最大承壓100 MPa,出于安全考慮,高壓釜內(nèi)的溫度和壓力分別通過(guò)E型熱電偶和壓力傳感器加以監(jiān)測(cè),溫度精度為±1 ℃,壓力精度為±0.1 MPa。為了準(zhǔn)確標(biāo)定各溫度點(diǎn)的頁(yè)巖成熟度,利用低熟煤樣(Ro=0.60%)進(jìn)行了與各溫度點(diǎn)相同實(shí)驗(yàn)條件的熱模擬實(shí)驗(yàn)。當(dāng)熱解樣品達(dá)到預(yù)定加熱時(shí)間即關(guān)掉馬弗爐電源,停止加熱,冷卻至室溫后取出高壓釜內(nèi)的樣品烘干。熱模擬實(shí)驗(yàn)各項(xiàng)參數(shù)見(jiàn)表1。

1.3 實(shí)驗(yàn)樣品分析

原始頁(yè)巖及其模擬實(shí)驗(yàn)樣品的分析測(cè)試主要在長(zhǎng)江大學(xué)油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成。將60~80目系列樣品置于120 ℃條件下真空脫氣12 h,然后利用美國(guó)康塔公司的比表面積及孔徑分析儀進(jìn)行低壓N2吸附實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)溫度77 K(-196 ℃),獲得不同相對(duì)壓力條件下樣品的N2吸附量;進(jìn)一步利用BJH模型[29]和BET模型[30]得到樣品的孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)。為了探究在熱模擬實(shí)驗(yàn)條件下殘留烴對(duì)頁(yè)巖孔隙結(jié)構(gòu)的影響,系列樣品在抽提前后分別進(jìn)行了N2吸附實(shí)驗(yàn)。

將80~200目系列樣品分成2份,其中一份進(jìn)行索式抽提72 h充分去除殘留烴。每個(gè)樣品稱取約100 mg置于坩堝中,在80 ℃水浴條件下用稀鹽酸反復(fù)淋濾2 h,以除去樣品中的碳酸鹽巖,然后用超純水反復(fù)清洗數(shù)十次至幾乎完全去除樣品表面的殘留鹽酸。經(jīng)過(guò)低溫干燥后在LECO CS230碳—硫分析儀上進(jìn)行Leco TOC測(cè)試。樣品TOC根據(jù)產(chǎn)生的CO2峰面積進(jìn)行計(jì)算。

無(wú)機(jī)礦物組分分析采用X射線衍射法測(cè)定。經(jīng)低溫干燥后的200目系列樣品在德國(guó)產(chǎn)布魯克D8 Advance X射線衍射儀上進(jìn)行測(cè)試。工作電壓為40 kV,工作電流為30 mA,掃描速度為4°/min,掃描角度為3°~85°(2θ)。樣品無(wú)機(jī)礦物含量根據(jù)不同礦物主峰面積進(jìn)行定量。

表1 熱模擬實(shí)驗(yàn)溫度、加熱時(shí)間、巖樣和鹽水用量及對(duì)應(yīng)的成熟度和熱演化階段

利用3Y型顯微光度計(jì)對(duì)原始煤樣及模擬實(shí)驗(yàn)煤樣進(jìn)行鏡質(zhì)體反射率測(cè)定。根據(jù)樣品不同的熱演化程度分別使用釔鋁榴石(Ro=0.904%)和立方氧化鋯(Ro=3.11%)作為標(biāo)樣,在油浸條件下進(jìn)行測(cè)量,折光率N=1.515,物鏡X50/0.85,Ro由同一樣品內(nèi)的不同鏡質(zhì)體顆粒進(jìn)行50次測(cè)定后求取平均值來(lái)確定。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 有機(jī)碳含量與礦物組成

如表1所示,未抽提樣品TOC隨成熟度增加逐漸降低。初始TOC為8.16%,成熟階段驟降至4.42%,高熟—過(guò)熟階段進(jìn)一步降低至3.12%,最終轉(zhuǎn)化率達(dá)62%。抽提樣品的TOC整體比未抽提樣品要低,兩者的差值在成熟階段晚期(Ro=1.36%)達(dá)到最大,說(shuō)明這一階段樣品內(nèi)殘留烴含量較高。值得注意的是抽提樣品TOC在成熟—過(guò)熟階段(Ro=1.36%~2.29%)持續(xù)增加,表明樣品中存在惰性有機(jī)碳即固體焦瀝青,固體焦瀝青的富集是導(dǎo)致抽提樣品TOC增加的主要原因。

原始頁(yè)巖含石英66.0%,長(zhǎng)石13.0%,伊利石5.8%,綠泥石2.2%,伊蒙混層12.0%,黃鐵礦1%,幾乎不含碳酸鹽巖。隨成熟度增加,石英含量在過(guò)熟階段減少;長(zhǎng)石含量和綠泥石含量相對(duì)穩(wěn)定,沒(méi)有發(fā)生明顯變化;伊利石含量在過(guò)熟階段有一定增加,伊蒙混層礦物含量同期有一定減少(表2)。

2.2 N2等溫吸附—脫附

處于不同熱演化階段頁(yè)巖樣品的N2等溫吸附—脫附曲線具有類似的特征(圖1)。根據(jù)IUPAC對(duì)物理吸附曲線的分類,吸附曲線的類型屬于Ⅳ型,滯回環(huán)的類型屬于H3型[31],表明頁(yè)巖孔隙在N2吸附過(guò)程中曾發(fā)生了單層吸附、多層吸附和毛細(xì)凝聚現(xiàn)象,同時(shí)也證實(shí)了利用BET模型計(jì)算比表面積的合理性。

表2 原始頁(yè)巖及其模擬實(shí)驗(yàn)樣品地球化學(xué)信息

圖1 原始頁(yè)巖及其模擬實(shí)驗(yàn)樣品N2等溫吸附—脫附曲線

抽提前后樣品在相對(duì)壓力P/P0=0.995時(shí)的N2吸附量變化范圍分別為4.24~65.63 cm3/g和5.97~68.26 cm3/g。當(dāng)相對(duì)壓力小于0.05時(shí),樣品具有一定吸附量,表明其中含有微孔;當(dāng)相對(duì)壓力接近1.0時(shí),吸附量急劇上升,表明樣品內(nèi)發(fā)育宏孔。同一相對(duì)壓力下,抽提后樣品的吸附量整體較高,抽提前后的差異在低熟—成熟階段比較明顯,在高熟—過(guò)熟階段逐漸變小,反映出抽提前后樣品的孔隙結(jié)構(gòu)在過(guò)熟階段逐漸趨于一致。此外,部分模擬實(shí)驗(yàn)樣品在P/P0=0.5附近存在脫附曲線與吸附曲線重合的現(xiàn)象,這與樣品內(nèi)直徑小于4 nm的部分孔隙在毛細(xì)凝聚作用下發(fā)生不穩(wěn)定塌陷有關(guān)[32]。

2.3 孔徑分布

孔隙體積隨孔徑變化的分布圖通常用于表征不同孔徑孔隙的豐度,N2吸附法所表征的孔徑分布范圍為1~300 nm[33-35]。如圖2所示,隨成熟度增加,樣品內(nèi)的微孔和介孔豐度顯著增加,孔徑分布曲線以雙峰型和三峰型為主。未抽提樣品的孔徑分布在低熟—高熟階段早期(Ro=0.61%~1.76%)呈雙峰型,第一個(gè)峰位于1~2 nm, 第二個(gè)峰位于10~50 nm;高熟階段晚期(Ro=1.88%)呈單峰型,微孔居多;過(guò)熟階段早期(Ro=2.09%~2.47%)呈三峰型,峰值分別位于1~2,2~4,5~20 nm;過(guò)熟階段晚期(Ro=3.00%~4.01%)呈雙峰型,峰值分別位于1~2 nm 和2~4 nm。相比之下,抽提樣品的孔徑分布曲線具有一定的相似性,不同的是,在成熟—高熟階段(Ro=1.06%~1.76%)抽提樣品的微孔和介孔豐度有了明顯提升,整體的峰值要高于未抽提樣品,并且峰值孔徑的位置發(fā)生了一定改變(圖2b-f)。

抽提前后樣品平均孔徑的變化范圍分別為19~43 nm和14~22 nm,均值為28.6 nm和18.3 nm。與未抽提樣品相比,抽提樣品的平均孔徑變化程度相對(duì)較小。在過(guò)熟階段之前,未抽提樣品的平均孔徑幾乎是抽提樣品的2倍,而過(guò)熟階段之后二者比值趨近于1(圖3),這說(shuō)明可溶烴抽提所釋放的孔隙孔徑相對(duì)較小,以微孔和介孔為主。在可溶烴隨成熟度增加逐漸發(fā)生轉(zhuǎn)化的過(guò)程中,抽提前后樣品平均孔徑的差異隨之變小。

2.4 BJH孔隙體積與BET比表面積

BJH孔體積和BET比表面積參數(shù)變化是頁(yè)巖內(nèi)納米級(jí)孔隙形成演化過(guò)程的直觀體現(xiàn)。經(jīng)過(guò)熱模擬實(shí)驗(yàn),未抽提樣品BJH孔體積的變化范圍為0.006 73~0.101 61 cm3/g,主體呈增長(zhǎng)趨勢(shì),在成熟—高熟階段快速增長(zhǎng),而后增長(zhǎng)速率變緩;BET比表面積的變化范圍為0.60~15.75m2/g,在平穩(wěn)增長(zhǎng)到過(guò)熟階段(Ro=2.47%)時(shí)出現(xiàn)小幅下降。抽提對(duì)孔體積和比表面積的影響主要體現(xiàn)在成熟—高熟階段(圖4a,c)。

圖2 原始頁(yè)巖及其模擬實(shí)驗(yàn)樣品微分孔隙體積隨孔徑變化分布

圖3 原始頁(yè)巖及其模擬實(shí)驗(yàn)樣品平均孔徑分布

有機(jī)質(zhì)成熟度與BJH孔體積、BET比表面積之間并非簡(jiǎn)單的線性關(guān)系,并且微孔、介孔、宏孔在不同熱演化階段的發(fā)育特征顯示出較大差別(圖4b,d)。由于熱演化程度加劇會(huì)導(dǎo)致部分微孔繼續(xù)發(fā)育至介孔和宏孔,尤其在過(guò)熟階段有機(jī)孔隙受殘余有機(jī)質(zhì)二次裂解影響,會(huì)趨于轉(zhuǎn)化和破壞[26]。此外,總孔體積主要由介孔和宏孔貢獻(xiàn),比表面積主要由微孔和介孔貢獻(xiàn),這與前人的研究結(jié)果基本相同[31]。

圖4 原始頁(yè)巖及其模擬實(shí)驗(yàn)樣品BJH孔體積和BET比表面積

3 納米級(jí)孔隙演化的影響因素

3.1 油氣的生成和排出

有機(jī)孔隙的發(fā)育過(guò)程表現(xiàn)在孔隙之間逐漸“連通”從而形成有效的油氣運(yùn)移通道,這一特征在富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖的孔隙演化過(guò)程中尤為明顯[18]。處于生油階段的樣品內(nèi)含有大量殘留油,會(huì)占據(jù)一定的孔隙,阻滯油氣運(yùn)移[25,28]。油氣的生成和排出過(guò)程會(huì)造成烴源巖內(nèi)有機(jī)碳不斷損失,對(duì)孔隙的形成和演化具有重要影響[13-16]。

在熱模擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,低熟—成熟階段是液態(tài)烴生成的主要階段,這一階段高密度固態(tài)干酪根轉(zhuǎn)化為低密度液態(tài)原油促使樣品內(nèi)形成超壓。生成的一部分原油經(jīng)連通孔隙及微裂縫排出樣品,不同類型的孔隙快速發(fā)育,尤其是微孔和介孔,樣品平均孔徑、孔體積和比表面積持續(xù)快速增大;另一部分原油則滯留在樣品內(nèi),賦存在不同類型的孔隙中,同時(shí)殘留油的充注效應(yīng)對(duì)微孔和介孔影響較大(圖2b-c)。高熟階段是天然氣生成的主要階段,也是排烴的主要階段,未抽提樣品TOC由8.02%迅速降低至3.88%(表2),反映出高效的排烴過(guò)程。天然氣的形成依靠干酪根和原油熱裂解,對(duì)于富含Ⅰ型干酪根的樣品來(lái)說(shuō),通常后者是天然氣的主要生成途徑[7]。原油熱裂解反應(yīng)始于生油窗(Ro≈1.0%),主要發(fā)生在高熟階段,在產(chǎn)生大量氣體的同時(shí)形成固體焦瀝青[36]。裂解氣的生成和排出促使介孔大量發(fā)育,微孔和2~5 nm的介孔對(duì)石油烴類具有較強(qiáng)的滯留能力(圖2d-e)。過(guò)熟階段,殘留有機(jī)質(zhì)二次裂解生氣及固體焦瀝青逐步富集,導(dǎo)致樣品的孔隙結(jié)構(gòu)演變特征復(fù)雜化,不同類型孔隙發(fā)育程度總體略高于成熟—高熟階段(圖4b,d)。對(duì)于生烴潛力較高的富含Ⅰ型有機(jī)質(zhì)樣品,其TOC損失率一定程度上能夠反映排烴效率。圖5顯示出未抽提樣品總孔體積、介孔體積與TOC損失率之間存在一定的正相關(guān)關(guān)系(R2分別為0.906 4和0.826 8),而微孔體積、宏孔體積與TOC損失率之間的相關(guān)性較弱,表明油氣的生成和排出過(guò)程對(duì)于頁(yè)巖納米級(jí)孔隙尤其是介孔的發(fā)育具有重要促進(jìn)作用。

3.2 固體焦瀝青富集

作為原油熱裂解的產(chǎn)物,固體焦瀝青主要來(lái)源于殘留烴的聚合反應(yīng)[37]。抽提后樣品TOC由2.0%上升到3.73%正是固體焦瀝青不斷富集的結(jié)果(表2)。新生成的固體焦瀝青會(huì)占據(jù)頁(yè)巖內(nèi)部分孔隙空間,這可能是導(dǎo)致抽提前后樣品總孔體積分別在Ro=2.09%~2.47%和Ro=1.36%~2.47%范圍內(nèi)降低的主要原因(圖4a)。與油氣的生成和排出相比,固體焦瀝青的生成對(duì)納米級(jí)孔隙形成演化的影響居于次要地位,過(guò)熟階段由于有機(jī)質(zhì)生烴能力逐漸弱化,固體焦瀝青的影響效果開始突顯。

頁(yè)巖納米級(jí)孔隙發(fā)育過(guò)程中固體焦瀝青所扮演的角色具有兩面性:一方面會(huì)充填于孔隙內(nèi)造成總孔體積下降;另一方面可以成為有機(jī)孔隙賦存的重要新生載體。在固體焦瀝青不斷富集的過(guò)程中,微孔、介孔、宏孔的孔體積與比表面積都出現(xiàn)了一定程度的降低(圖4b,d)。與此同時(shí),固體焦瀝青在充填較大孔隙的同時(shí)其本身發(fā)育一定的微孔和介孔。同樣的現(xiàn)象在天然地質(zhì)樣品中十分普遍,例如處于高熟—過(guò)熟階段的Barnett頁(yè)巖在鏡下觀察到的孔隙以有機(jī)孔隙為主,分布在有機(jī)質(zhì)顆粒和固體焦瀝青中[38]。

圖5 原始頁(yè)巖及其模擬實(shí)驗(yàn)樣品(未抽提)TOC損失率與(a)總孔體積、(b)微孔體積、(c)介孔體積、(d)宏孔體積的關(guān)系

3.3 礦物轉(zhuǎn)化

模擬實(shí)驗(yàn)樣品礦物成分的變化主要發(fā)生在高熟—過(guò)熟階段,表現(xiàn)為黏土礦物向伊利石轉(zhuǎn)化、石英溶蝕(表2)。通常情況下低熟—成熟階段有機(jī)酸伴隨著干酪根熱降解作用產(chǎn)生,高熟—過(guò)熟階段有機(jī)酸會(huì)逐漸分解。樣品的石英含量在過(guò)熟階段之前沒(méi)有發(fā)生顯著變化,因此認(rèn)為過(guò)熟階段石英含量降低不是有機(jī)酸形成所導(dǎo)致的。如圖6所示,成熟階段伊利石和石英含量相對(duì)穩(wěn)定,與孔體積之間沒(méi)有明顯相關(guān)性;高熟—過(guò)熟階段伊利石含量增加,與孔體積之間呈線性正相關(guān),同時(shí)伊蒙混層礦物和石英含量減少,與孔體積之間呈線性負(fù)相關(guān)。蒙脫石具有在堿性介質(zhì)條件下向伊利石轉(zhuǎn)化的特點(diǎn),系列樣品在熱演化過(guò)程中伊利石的形成和穩(wěn)定存在是處于堿性介質(zhì)環(huán)境的重要標(biāo)志。受反應(yīng)溫度和水介質(zhì)影響,石英含量降低可能是溶蝕反應(yīng)的結(jié)果。已有研究證明,高溫和偏堿性的介質(zhì)環(huán)境會(huì)造成石英溶蝕程度加劇[39]。由于過(guò)熟階段尤其在Ro≥3.0%時(shí)TOC變化較小(表1),殘留有機(jī)質(zhì)趨于焦炭化,生烴能力幾近枯竭,然而樣品內(nèi)孔隙仍在不斷增加,表明高熟—過(guò)熟階段黏土礦物伊利石化及石英溶蝕反應(yīng),對(duì)頁(yè)巖納米級(jí)孔隙發(fā)育具有積極作用。

自然條件下,有機(jī)質(zhì)成熟過(guò)程同樣會(huì)引發(fā)礦物轉(zhuǎn)化,黏土礦物伊利石化通常與烴類大量生成相伴生,石英的溶蝕現(xiàn)象在成巖過(guò)程中十分普遍。實(shí)驗(yàn)條件下,黏土礦物的伊利石化反應(yīng)相對(duì)滯后,可能是由于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中烴類大量生成阻滯了黏土礦物與外界流體的物質(zhì)交換所致,這一現(xiàn)象同樣在Posidonia頁(yè)巖的室內(nèi)含水熱模擬實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)[40]。

4 結(jié)論

(1)頁(yè)巖孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)與有機(jī)質(zhì)熱演化程度之間具有密切聯(lián)系,熱模擬實(shí)驗(yàn)前后BJH孔體積和BET比表面積大幅增加。成熟—高熟階段干酪根熱降解和殘留烴熱裂解促使納米級(jí)孔隙快速發(fā)育,過(guò)熟階段隨著有機(jī)質(zhì)生烴能力減弱,納米級(jí)孔隙發(fā)育速率變緩。

(2)系列樣品抽提前后TOC的差異反映了殘留烴量的動(dòng)態(tài)變化。殘留烴在生油高峰期對(duì)頁(yè)巖納米級(jí)孔隙發(fā)育具有較強(qiáng)抑制作用,對(duì)微孔和介孔的影響程度大于宏孔。

(3)油氣生成和排出過(guò)程對(duì)納米級(jí)孔隙發(fā)育起主導(dǎo)作用;作為油氣二次裂解的產(chǎn)物,固體焦瀝青在不斷富集的同時(shí)其本身發(fā)育一定的孔隙;黏土礦物的伊利石化及石英溶蝕均利于納米級(jí)孔隙發(fā)育。

圖6 原始頁(yè)巖及其模擬實(shí)驗(yàn)樣品(未抽提)BJH孔體積與石英(a)、長(zhǎng)石(b)、伊蒙混層礦物(c)、伊利石(d)、綠泥石(e)含量的關(guān)系

致謝:感謝審稿人對(duì)本文提出的建設(shè)性意見(jiàn)和建議,感謝長(zhǎng)江大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院張敏教授為本研究提供頁(yè)巖樣品。

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電子制作(2019年14期)2019-08-20 05:43:44
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