川東北地區(qū)下侏羅統(tǒng)自流井組大安寨段陸相頁巖儲(chǔ)層儲(chǔ)集能力評(píng)價(jià)

李維邦，姜振學(xué)，仇恒遠(yuǎn)，朱德宇，曹香妮，蘇展飛，楊占偉

(1.中國石油大學(xué)(北京) 油氣資源與探測國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 102249；2.中國石油大學(xué)(北京) 非常規(guī)油氣科學(xué)技術(shù)研究院，北京 102249)

近年來，隨著頁巖氣理論和相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，中國頁巖氣勘探開發(fā)取得了巨大進(jìn)步，截至2018年底，四川盆地累計(jì)探明頁巖氣地質(zhì)儲(chǔ)量超過1×1012m3[1]，這其中包括早已被深入探索的海相頁巖層系，和目前探索稍微落后的陸相及海陸過渡相頁巖層系[2-4]。在四川盆地，陸相頁巖氣主要勘探區(qū)域的在元壩、涪陵和建南，主要層位分別在自流井組大安寨段、東岳廟段和千佛崖組，川東北元壩地區(qū)多口井試獲工業(yè)氣流，其中元壩21井大安寨段測試獲50.9×104m3/d高產(chǎn)天然氣流，元壩102井、元壩11井測試產(chǎn)量也高達(dá)約10×104m3/d高產(chǎn)天然氣流，印證了川東北地區(qū)自流井組陸相頁巖氣的巨大勘探潛力[5-11]。但是，陸相頁巖相變快、巖相組合類型多，因此對于陸相頁巖的研究有待深入。

本文擬結(jié)合川東北地區(qū)已有成果資料、掃描電鏡、潤濕角、CO2吸附、N2吸附和高壓壓汞孔徑聯(lián)合實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果，對研究區(qū)自流井組大安寨段進(jìn)行儲(chǔ)層定量表征綜合研究。明確了川東北陸相頁巖儲(chǔ)層不同巖相的儲(chǔ)集能力，同時(shí)查明了不同孔徑孔隙的影響因素，為川東北地區(qū)大安寨段陸相頁巖儲(chǔ)層勘探開發(fā)提供依據(jù)。

1 地質(zhì)背景

川東北地區(qū)位于四川盆地東北部，揚(yáng)子板塊北緣，北與秦嶺造山帶、西與甘孜—松潘構(gòu)造帶和龍門山逆沖推覆構(gòu)造帶、東南與華南褶皺帶相鄰。元壩區(qū)塊位于揚(yáng)子板塊北緣，與秦嶺褶皺帶相鄰。區(qū)域構(gòu)造上屬于米倉山、大巴山弧形構(gòu)造帶與川東弧形褶皺帶疊加區(qū)塊；涪陵地區(qū)區(qū)域構(gòu)造位置位于川東弧形高陡構(gòu)造帶上，屬于萬縣復(fù)向斜，構(gòu)造呈北東向延伸[12-13]。本文研究層位分別位于元壩地區(qū)和涪陵地區(qū)下侏羅統(tǒng)自流井組大安寨段，涪陵地區(qū)大安寨段深度處于2 098～2 200 m，發(fā)育為一套湖相泥頁巖與砂巖和介殼灰?guī)r不等厚互層的巖性組合；元壩地區(qū)大安寨段深度處于3 712～3 804 m，發(fā)育為深湖半深湖相頁巖與砂巖和灰?guī)r不等厚互層的巖性組合，自下而上發(fā)育3個(gè)亞段，分別為大一亞段、大二亞段、大三亞段。富有機(jī)質(zhì)頁巖集中在涪陵地區(qū)東岳廟段與元壩地區(qū)大安寨段，是陸相頁巖油氣的主力勘探區(qū)域[14-19]。研究區(qū)區(qū)域位置如圖1所示。

圖1 研究區(qū)區(qū)域位置Fig.1 Location of the study area

2 實(shí)驗(yàn)方法

本次研究1—11號(hào)樣品采自涪陵地區(qū)東部興隆101井、涪頁1井大安寨段；12—41號(hào)樣品采自元壩地區(qū)南部元陸4井大安寨段。開展了總有機(jī)碳含量、熱成熟度分析、全巖X射線衍射、薄片鑒定、氬離子拋光掃描電鏡、自發(fā)滲析、接觸角、N2吸附、CO2吸附和高壓壓汞實(shí)驗(yàn)。其中總有機(jī)碳含量測定實(shí)驗(yàn)在中國石油大學(xué)(北京)CS230HC型硫碳分析儀完成，熱成熟度分析在Lecia DM4500P偏光顯微鏡和CRAIC顯微光度計(jì)上統(tǒng)計(jì)完成的，全巖X射線衍射實(shí)驗(yàn)在日本理學(xué)TTRⅢ多功能X射線衍射儀上測定的[20]，薄片鑒定在東北石油大學(xué)測試完成，氬離子拋光掃描電鏡實(shí)驗(yàn)在中國石油大學(xué)(北京)油氣資源與探測國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成，自發(fā)滲析實(shí)驗(yàn)在中國石油大學(xué)(北京)非常規(guī)油氣科學(xué)技術(shù)研究院測試完成，接觸角實(shí)驗(yàn)在科學(xué)指南針平臺(tái)測試完成，N2吸附、CO2吸附和高壓壓汞實(shí)驗(yàn)在北京理化測試中心完成。

2.1 地球化學(xué)特征

川東北大安寨段由于湖平面的頻繁變化，造成了泥頁巖與薄層狀的灰?guī)r、砂巖互層沉積，在靠近湖盆沉降中心處，水體最深，泥頁巖連續(xù)發(fā)育厚度相對最大，該層段主要是大二段，而靠近物源處，互層沉積頻繁。大安寨段有機(jī)質(zhì)豐度較高，干酪根類型以Ⅱ2型和Ⅲ型為主，處于成熟—高成熟階段。有機(jī)碳含量(TOC)、鏡質(zhì)體反射率(Ro)與全巖X射線衍射(XRD)的實(shí)驗(yàn)測試數(shù)據(jù)見表1。分析結(jié)果顯示，涪陵地區(qū)大安寨段TOC變化范圍較大，總體在0.70%～2.65%，平均值為1.52%。元壩地區(qū)大安寨段TOC變化范圍相對較小，在0.93%～2.44%，平均1.00%。涪陵地區(qū)大安寨段Ro在0.96%～1.19%。元壩地區(qū)大安寨段Ro在1.31%～1.44%。

表1 大安寨段頁巖樣品地球化學(xué)特征Tab.1 Geochemical characteristics of Da′anzhai Member

2.2 礦物含量特征

綜合涪陵地區(qū)與元壩地區(qū)全巖礦物分析(圖2、圖3)，黏土礦物含量與碳酸鹽礦物占比最高，涪陵地區(qū)石英含量較低，元壩地區(qū)石英含量較高(可能與陸源供給有關(guān))，大安寨段黏土礦物含量整體較高，涪陵地區(qū)伊蒙混層和伊利石占比高達(dá)80%，元壩地區(qū)黏土礦物各組分占比相對均勻，總的來說川東北黏土礦物高嶺石和綠泥石較低，伊蒙混層與伊利石含量更高。按照三端元圖的結(jié)果，川東北地區(qū)測試樣品主要為黏土質(zhì)和混合質(zhì)樣品，硅質(zhì)樣品較少(圖4)。

圖2 大安寨段全巖礦物分析Fig.2 Analysis of whole rock and mineral in Da′anzhai Member

圖3 大安寨段黏土礦物分析Fig.3 Clay mineral analysis map of Da′anzhai Member

圖4 大安寨段頁巖樣品三端元圖Fig.4 Three terminal element diagram ofDa′anzhai Member sample

3 巖相劃分

前人根據(jù)礦物含量、構(gòu)造結(jié)構(gòu)、有機(jī)質(zhì)含量這3種特點(diǎn)將頁巖進(jìn)行巖相劃分，可以劃分為最多27種：例如富有機(jī)質(zhì)塊狀黏土質(zhì)頁巖，富有機(jī)質(zhì)紋層狀黏土質(zhì)頁巖，富有機(jī)質(zhì)紋層狀混合質(zhì)頁巖，富有機(jī)質(zhì)塊狀硅質(zhì)頁巖，含有機(jī)質(zhì)紋層狀混合質(zhì)頁巖，含有機(jī)質(zhì)紋層狀黏土質(zhì)頁巖，含有機(jī)質(zhì)塊狀黏土質(zhì)頁巖，貧有機(jī)質(zhì)塊狀硅質(zhì)頁巖，貧有機(jī)質(zhì)層狀混合質(zhì)頁巖。

根據(jù)大安寨頁巖樣品實(shí)際特點(diǎn)，本文主要?jiǎng)澐譃楦挥袡C(jī)質(zhì)紋層狀混合質(zhì)頁巖，富有機(jī)質(zhì)塊狀黏土質(zhì)頁巖，含有機(jī)質(zhì)紋層狀混合質(zhì)頁巖，含有機(jī)質(zhì)層狀黏土質(zhì)頁巖，含有機(jī)質(zhì)紋層狀硅質(zhì)頁巖，貧有機(jī)質(zhì)紋層狀混合質(zhì)頁巖，總計(jì)6種巖相。

4 儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)

4.1 孔隙形態(tài)

陸相頁巖孔隙類型主要分為有機(jī)質(zhì)孔、粒間孔和粒內(nèi)孔。有機(jī)質(zhì)孔指的是發(fā)育在有機(jī)質(zhì)中的孔隙；粒間孔指的是發(fā)育在各種礦物之間的孔隙，比如黃鐵礦、伊利石、蒙脫石等礦物；粒內(nèi)孔指的是發(fā)育在各種礦物內(nèi)部的孔隙，常見的有溶蝕孔，發(fā)育在礦物內(nèi)部[21-25]。

按照不同巖相類型，主要展示其掃描電鏡下的不同形態(tài)：富有機(jī)質(zhì)紋層狀混合質(zhì)頁巖樣品孔隙類型主要發(fā)育大量有機(jī)質(zhì)孔和黏土礦物孔。樣品中有機(jī)質(zhì)孔主要以圓形孔隙，橢圓形孔隙，墨水瓶狀孔隙為主，大小在幾十納米到幾百納米之間，黏土礦物孔主要以狹縫狀為主(圖5(a))。富有機(jī)質(zhì)塊狀黏土質(zhì)頁巖主要發(fā)育黏土礦物孔和少量的有機(jī)質(zhì)孔。樣品中有機(jī)質(zhì)孔主要是近乎圓形孔，黏土礦物孔主要是三角形、四邊形和不規(guī)則的多邊形為主(圖5(b))。含有機(jī)質(zhì)紋層狀混合質(zhì)頁巖主要發(fā)育大量的有機(jī)質(zhì)孔和黏土礦物孔。該樣品中存在大量的有機(jī)質(zhì)孔，孔隙類型主要以近乎圓形和墨水瓶狀孔隙為主，黏土礦物孔以狹縫狀為主，同時(shí)由于有機(jī)質(zhì)收縮，產(chǎn)生了有機(jī)質(zhì)收縮縫(圖5(c))。含有機(jī)質(zhì)層狀黏土質(zhì)頁巖主要發(fā)育有機(jī)質(zhì)孔和黏土礦物孔，該樣品中發(fā)育了大量的黏土礦物孔，主要由黏土礦物之間重疊擠壓形成的層狀和狹縫狀為主，同時(shí)發(fā)育了少量的有機(jī)質(zhì)孔，有機(jī)質(zhì)孔以近乎圓形孔為主(圖5(d))。含有機(jī)質(zhì)紋層狀硅質(zhì)頁巖主要發(fā)育有機(jī)質(zhì)孔、黏土礦物孔和粒間孔，該樣品中存在少量的有機(jī)質(zhì)孔，其形態(tài)以近乎圓形和不規(guī)則的小孔為主，黏土礦物孔以狹縫形為主，且有少量不規(guī)則多邊形，同時(shí)該樣品還發(fā)育了少量溶蝕孔，溶蝕孔以圓形為主(圖5(e))。貧有機(jī)質(zhì)紋層狀混合質(zhì)頁巖主要發(fā)育有機(jī)質(zhì)孔和黏土礦物孔，該樣品有機(jī)質(zhì)孔發(fā)育較多，形態(tài)以不規(guī)則多邊形為主，同時(shí)有圓形孔，黏土礦物孔主要以狹縫形孔隙為主(圖5(f))。大安寨段不同巖相陸相頁巖掃描電鏡照片如圖6所示。

圖5 大安寨段不同巖相陸相頁巖巖心照片F(xiàn)ig.5 Core photos of different lithofacies continental shale in Da′anzhai Member

圖6 大安寨段不同巖相陸相頁巖掃描電鏡照片F(xiàn)ig.6 Scanning electron micrographs of different lithofacies continental shale in Da′anzhai Member

4.2 CO2吸附

根據(jù)CO2吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果(圖7)，通過不同巖相類型的氮?dú)馕綄?shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，川東北大安寨段不同頁巖巖相整體吸附量大小如下：富有機(jī)質(zhì)塊狀黏土質(zhì)頁巖吸附量大于含有機(jī)質(zhì)層狀黏土質(zhì)頁巖大于貧有機(jī)質(zhì)紋層狀混合質(zhì)頁巖大于富有機(jī)質(zhì)紋層狀混合質(zhì)頁巖大于含有機(jī)質(zhì)紋層狀混合質(zhì)頁巖大于含有機(jī)質(zhì)紋層狀硅質(zhì)頁巖。其中：富有機(jī)質(zhì)塊狀黏土質(zhì)頁巖吸附量大于含有機(jī)質(zhì)層狀黏土質(zhì)頁巖大于貧有機(jī)質(zhì)紋層狀混合質(zhì)頁巖；黏土質(zhì)頁巖吸附量大于混合質(zhì)頁巖吸附量大于硅質(zhì)頁巖吸附量。

圖7 大安寨段CO2吸附曲線Fig.7 CO2 adsorption curve of Da′anzhai Member

4.3 N2吸附

根據(jù)氮?dú)馕綄?shí)驗(yàn)結(jié)果(圖8)以及IUPAC標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下。

圖8 不同巖相N2吸附脫附曲線Fig.8 N2 adsorption desorption curves of different lithofacies

川東北大安寨段陸相頁巖樣品吸附脫附曲線主要是H3型特征，部分是H4型特征，說明該地區(qū)頁巖樣品主要是平板狀狹縫形孔隙和墨水瓶形狹縫形孔隙。在相對壓力較低(即相對壓力≤0.4)時(shí)，吸附曲線較平緩；當(dāng)相對壓力≥0.5時(shí)，吸附脫附曲線開始分離，形成滯后回線，說明在川北大安寨樣品中同樣存在中孔和宏孔?？傮w來看，該地區(qū)樣品發(fā)育了大量的孔體積。

川東大安寨頁巖樣品的吸附脫附曲線主要是H4型特征，部分是H3型特征，說明該地區(qū)頁巖樣品主要是墨水瓶形狹縫形孔隙和平板狀狹縫形孔隙。在相對壓力較低(即相對壓力≤0.4)時(shí)，吸附曲線較平緩；當(dāng)相對壓力≥0.47時(shí)，吸附脫附曲線開始分離，形成滯后回線，說明在該樣品中存在中孔和宏孔。川北大安寨頁巖樣品的吸附脫附曲線主要

是H3型特征，部分是H4型特征，說明該地區(qū)頁巖樣品主要是平板狀狹縫形孔隙和墨水瓶形狹縫形孔隙。在相對壓力較低(即相對壓力≤0.4時(shí))，吸附曲線較平緩；當(dāng)相對壓力≥0.5時(shí)，吸附脫附曲線開始分離，形成滯后回線，說明在川北大安寨樣品中同樣存在中孔和宏孔。

通過對比可以發(fā)現(xiàn)，川東樣品比川北樣品微孔體積更多，總孔體積也更大；但是部分川北樣品中孔與宏孔體積大于川北樣品體積。總體來看，川東北大安寨段陸相頁巖樣品主要是平板狀狹縫形孔隙和墨水瓶形狹縫形孔隙，且發(fā)育大量的孔體積。

通過不同巖相類型的氮?dú)馕綄?shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，川東北大安寨段不同頁巖巖相整體吸附量大小如下：富有機(jī)質(zhì)紋層狀混合質(zhì)頁巖吸附量大于含有機(jī)質(zhì)紋層狀混合質(zhì)頁巖大于貧有機(jī)質(zhì)紋層狀混合質(zhì)頁巖大于含有機(jī)質(zhì)層狀黏土質(zhì)頁巖大于含有機(jī)質(zhì)紋層狀硅質(zhì)頁巖大于富有機(jī)質(zhì)塊狀黏土質(zhì)頁巖。其中：富有機(jī)質(zhì)紋層狀混合質(zhì)頁巖吸附量大于含有機(jī)質(zhì)紋層狀混合質(zhì)頁巖大于貧有機(jī)質(zhì)紋層狀混合質(zhì)頁巖；含有機(jī)質(zhì)紋層狀混合質(zhì)頁巖吸附量大于含有機(jī)質(zhì)層狀黏土質(zhì)頁巖大于含有機(jī)質(zhì)紋層狀硅質(zhì)頁巖；貧有機(jī)質(zhì)層狀混合質(zhì)頁巖吸附量大于含有機(jī)質(zhì)層狀黏土質(zhì)頁巖大于富有機(jī)質(zhì)塊狀黏土質(zhì)頁巖。

4.4 高壓壓汞

根據(jù)高壓壓汞實(shí)驗(yàn)結(jié)果(圖9)，川東北地區(qū)下侏羅統(tǒng)自流井組大安寨段不同巖相樣品壓汞曲線特征，整體上進(jìn)汞曲線呈現(xiàn)“下凹狀”和“上凸?fàn)睢?，“上凸?fàn)睢闭f明川東北地區(qū)下侏羅統(tǒng)自流井組大安寨段頁巖樣品由宏孔體積到中孔體積再到微孔體積整體處于不斷增加的狀態(tài)，“下凹狀”說明川東北地區(qū)下侏羅統(tǒng)自流井組大安寨段頁巖樣品由宏孔體積到中孔體積再到微孔體積有一個(gè)斷層的狀態(tài)，然后突然增加的一個(gè)趨勢。統(tǒng)計(jì)了川東北地區(qū)下侏羅統(tǒng)自流井組大安寨段不同巖相樣品高壓壓汞實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)最大進(jìn)汞飽和度為25.2%～92.7%，排驅(qū)壓力為0.01 ～0.08 MPa，揭示了川東北地區(qū)下侏羅統(tǒng)自流井組大安寨段不同巖相樣品孔隙結(jié)構(gòu)非均質(zhì)性強(qiáng)；且根據(jù)高壓壓汞實(shí)驗(yàn)結(jié)果，川東北地區(qū)下侏羅統(tǒng)自流井組大安寨段不同巖相樣品實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)樣品大部分高壓壓汞退汞效率大于50%，對于陸相頁巖儲(chǔ)層來說，說明該地區(qū)陸相頁巖的孔喉連通性良好。

圖9 不同巖相高壓壓汞進(jìn)汞退汞曲線Fig.9 Mercury injection and mercury withdrawal curves of different lithofacies under high pressure

4.5 全孔徑孔隙定量表征

依據(jù)二氧化碳吸附、氮?dú)馕胶透邏簤汗瘜?shí)驗(yàn)結(jié)果，分別表征微孔孔徑r<2 nm、中孔孔徑2 nm50 nm[26]?？梢缘玫?，本文所選樣品的孔體積分布在0.002～0.014 cm3/g，且孔體積主要分布在孔徑為0.5～1.4nm和2.0～50 000.0 nm(圖10)。且依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，富有機(jī)質(zhì)紋層狀混合質(zhì)頁巖的孔體積>含有機(jī)質(zhì)紋層狀混合質(zhì)頁巖的孔體積>貧有機(jī)質(zhì)紋層狀混合質(zhì)頁巖>含有機(jī)質(zhì)紋層狀硅質(zhì)頁巖>含有機(jī)質(zhì)層狀黏土質(zhì)頁巖>富有機(jī)質(zhì)塊狀黏土質(zhì)頁巖。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，大安寨段樣品孔體積主要由中孔和宏孔提供，微孔占了一小部分體積。本文所選樣品的比表面積分布在0.0958～13.483 m2/g，且比表面積主要分布在孔徑為0.3～1.0 nm和1.3～100 nm(圖11)。且依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果富有機(jī)質(zhì)紋層狀混合質(zhì)頁巖的孔比表面積>含有機(jī)質(zhì)紋層狀混合質(zhì)頁巖的孔體積>貧有機(jī)質(zhì)紋層狀混合質(zhì)頁巖>含有機(jī)質(zhì)紋層狀硅質(zhì)頁巖>含有機(jī)質(zhì)層狀黏土質(zhì)頁巖>富有機(jī)質(zhì)塊狀黏土質(zhì)頁巖。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明大安寨段樣品孔比表面積主要由微孔和中孔提供，宏孔只提供了一小部分比表面積。

圖10 不同巖相全孔徑孔體積表征Fig.10 Characterization of full pore volume of different lithofacies

圖11 不同巖相全孔徑比表面積表征Fig.11 Characterization of full pore specific surface area of different lithofacies

5 儲(chǔ)集能力評(píng)價(jià)

對比川東北地區(qū)下侏羅統(tǒng)自流井組大安寨段不同巖相陸相頁巖孔體積結(jié)果，可以得出孔體積排序，依次為：富有機(jī)質(zhì)紋層狀混合質(zhì)頁巖孔體積、含有機(jī)質(zhì)紋層狀混合質(zhì)頁巖、貧有機(jī)質(zhì)紋層狀混合質(zhì)頁巖、含有機(jī)質(zhì)紋層狀硅質(zhì)頁巖、富有機(jī)質(zhì)塊狀黏土質(zhì)頁巖和含有機(jī)質(zhì)層狀黏土質(zhì)頁巖。

分析原因，是由于TOC對頁巖孔體積起正相關(guān)的影響，TOC越大，孔體積就越大；Ro對頁巖的孔體積同樣起促進(jìn)作用，但是對宏孔的作用不太明顯；硅質(zhì)礦物對頁巖孔體積起一個(gè)很好的正相關(guān)作用，不論是微孔、中孔還是宏孔都有一個(gè)好的促進(jìn)作用；碳酸鹽礦物整體也是對孔體積有促進(jìn)作用，但是在10%～20%最明顯，在其余區(qū)間效果不是很明顯；黏土礦物對頁巖孔體積起一個(gè)抑制作用。雖然黏土礦物含量在川東北地區(qū)下侏羅統(tǒng)自流井組大安寨段陸相頁巖中占比較高，并且在研究區(qū)陸相頁巖儲(chǔ)層之中發(fā)育了大量的黏土礦物粒間孔隙。但是根據(jù)本論文研究結(jié)果來看，可能是由于過多的黏土礦物充填了別的孔隙，導(dǎo)致黏土含量增加，孔體積減小。所以，本論文研究發(fā)現(xiàn)，川東北地區(qū)下侏羅統(tǒng)自流井組大安寨段不同巖相陸相頁巖儲(chǔ)層中，孔體積—儲(chǔ)集能力最好的巖相是富有機(jī)質(zhì)紋層狀混合質(zhì)頁巖，其次是含有機(jī)質(zhì)紋層狀混合質(zhì)頁巖。

對比川東北地區(qū)下侏羅統(tǒng)自流井組大安寨段不同巖相陸相頁巖孔比表面積結(jié)果可以得出，孔比表面積排序依次為：富有機(jī)質(zhì)紋層狀混合質(zhì)頁巖孔體積、含有機(jī)質(zhì)紋層狀混合質(zhì)頁巖、貧有機(jī)質(zhì)紋層狀混合質(zhì)頁巖、含有機(jī)質(zhì)紋層狀硅質(zhì)頁巖、富有機(jī)質(zhì)塊狀黏土質(zhì)頁巖和含有機(jī)質(zhì)層狀黏土質(zhì)頁巖。原因是TOC對頁巖孔比表面積是起一個(gè)正相關(guān)的影響，TOC越大，孔比表面積就越大，但是對宏孔比表面積影響不大；Ro對頁巖的微孔和中孔比表面積起促進(jìn)作用，但是對宏孔的作用不太明顯；硅質(zhì)礦物對頁巖孔比表面積起一個(gè)很好的正相關(guān)作用，但是對宏孔比表面積促進(jìn)作用相對來說較少；碳酸鹽礦物對微孔和中孔比表面積有促進(jìn)作用，尤其在10%～20%最明顯，在其余區(qū)間效果不是很明顯，對宏孔作用也不太明顯；黏土礦物對頁巖微孔比表面積起一個(gè)促進(jìn)作用，雖然黏土礦物含量高，孔體積就減少，但是在微孔比表面積中，比表面積隨著黏土礦物含量的增加而增加，說明黏土礦物參與形成的微孔孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以比表面積會(huì)增加，但是黏土礦物對中孔和宏孔比表面積是起抑制作用的，即黏土礦物含量越高，中孔比表面積和宏孔比表面積都會(huì)隨著黏土礦物含量升高而降低。本文研究發(fā)現(xiàn)，川東北地區(qū)下侏羅統(tǒng)自流井組大安寨段不同巖相陸相頁巖儲(chǔ)層中，孔比表面積—儲(chǔ)集能力最好的巖相同樣是是富有機(jī)質(zhì)紋層狀混合質(zhì)頁巖，其次是含有機(jī)質(zhì)紋層狀混合質(zhì)頁巖。

6 結(jié)論

(1)綜合礦物含量、TOC豐度和沉積構(gòu)造特征將川東北地區(qū)陸相頁巖劃分為6種：富有機(jī)質(zhì)紋層狀混合質(zhì)頁巖，富有機(jī)質(zhì)塊狀黏土質(zhì)頁巖，含有機(jī)質(zhì)紋層狀混合質(zhì)頁巖，含有機(jī)質(zhì)層狀黏土質(zhì)頁巖，含有機(jī)質(zhì)紋層狀硅質(zhì)頁巖，貧有機(jī)質(zhì)紋層狀混合質(zhì)頁巖。

(2)根據(jù)掃描電鏡圖片觀察發(fā)現(xiàn)研究區(qū)陸相頁巖孔隙類型為：富有機(jī)質(zhì)紋層狀黏土質(zhì)頁巖主要發(fā)育有機(jī)質(zhì)孔，形態(tài)不規(guī)則，存在圓形孔隙，橢圓形孔隙，墨水瓶狀孔隙，孔中孔等形態(tài)。富有機(jī)質(zhì)紋層狀混合質(zhì)頁巖主要發(fā)育粒內(nèi)孔，數(shù)量較少，且孔徑大小分布不均，非均質(zhì)性較強(qiáng)，有些粒內(nèi)孔隙的孔徑在幾十納米之間。富有機(jī)質(zhì)塊狀硅質(zhì)頁巖主要發(fā)育粒間孔，黃鐵礦周圍有孔隙產(chǎn)生，黃鐵礦礦物簇生處也有孔隙發(fā)育，黏土礦物之間發(fā)育了大量的粒間孔隙。貧有機(jī)質(zhì)層狀混合質(zhì)頁巖孔隙發(fā)育較少。

(3)利用二氧化碳吸附、氮?dú)馕胶透邏簤汗讖铰?lián)合測定表征得到，川東北地區(qū)陸相頁巖的微孔體積為0.001 4～0.002 6 cm3/g，平均為0.002 cm3/g；中孔體積為0.007 5～0.016 6 cm3/g，平均為0.012 3 cm3/g；宏孔體積為0.057 8～0.210 5 cm3/g，平均為0.122 1 cm3/g；微孔比表面積為4.52～9.82 cm2/g，平均為6.74 cm2/g；中孔比表面積為3.41～13.87 cm2/g，平均為8.73 cm2/g；宏孔比表面積為0.04～0.48 cm2/g，平均為0.13 cm2/g；儲(chǔ)集能力最優(yōu)質(zhì)的巖相是富有機(jī)質(zhì)紋層狀混合質(zhì)頁巖。