陸相頁(yè)巖熱演化過程中孔隙分形特征
本文選題:鄂爾多斯盆地 + 陸相頁(yè)巖; 參考:《煤田地質(zhì)與勘探》2017年05期
【摘要】:分形維數(shù)可定量表征儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,為頁(yè)巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)提供思路。以熱模擬獲得的不同熱演化階段的鄂爾多斯盆地長(zhǎng)7段頁(yè)巖為研究對(duì)象,應(yīng)用場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡觀察了各演化階段孔隙變化特征,并通過低溫液氮吸附實(shí)驗(yàn),研究各個(gè)演化階段頁(yè)巖孔隙分形特征,運(yùn)用FHH模型計(jì)算頁(yè)巖孔隙分形維數(shù),探討了分形維數(shù)與有機(jī)碳、礦物成分、孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系。研究結(jié)果表明:低成熟階段頁(yè)巖中納米級(jí)有機(jī)質(zhì)孔發(fā)育有限,隨著成熟度的增加,在有機(jī)質(zhì)內(nèi)部開始逐漸發(fā)育孔隙,同時(shí)黏土礦物顆粒間的有機(jī)質(zhì)也開始分解,出現(xiàn)納米級(jí)層間孔,主要發(fā)育墨水瓶狀孔和少部分的平行板狀孔;孔徑峰值主要在2~4 nm和40~50 nm,隨著成熟度增加,上述2個(gè)孔徑段的孔隙相對(duì)數(shù)量增加,分形維數(shù)依次增大,分形維數(shù)為2.592~2.717,孔隙非均質(zhì)性增強(qiáng)。分形維數(shù)隨著有機(jī)碳含量的減少而增加,而與石英、黏土礦物含量相關(guān)性不明顯;隨著成熟度增加,微孔和中孔比例增加,平均孔徑減小,孔隙表面越復(fù)雜,比表面積和分形維數(shù)增加;分形維數(shù)與總孔隙體積、微孔體積、中孔體積具有很好的正相關(guān)性,而與大孔體積相關(guān)性較差。
[Abstract]:Fractal dimension can quantitatively characterize the complexity of reservoir pore structure and provide ideas for shale reservoir evaluation. Taking the shale of Chang7 member of Ordos Basin at different thermal evolution stages obtained by thermal simulation as the research object, the pore variation characteristics of each evolution stage were observed by field emission scanning electron microscope (SEM), and the adsorption experiments of liquid nitrogen at low temperature were carried out. The fractal characteristics of shale pores in various stages of evolution were studied. The fractal dimension of shale pores was calculated by using FHH model. The relationship between fractal dimension and organic carbon, mineral composition and pore structure parameters was discussed. The results show that the pore development of nano-organic matter in shale at low maturity stage is limited. With the increase of maturity, the pores begin to develop gradually in the organic matter, and the organic matter among clay mineral particles begins to decompose. Nanoscale interlaminar pores mainly developed ink bottle pores and a few parallel plate-like pores, and the peak pore size was mainly at 2nm and 4050nm. With the increase of maturity, the relative number of pores in the above two pore segments increased, and the fractal dimension increased in turn. The fractal dimension is 2.592 and 2.717, and the pore heterogeneity is enhanced. The fractal dimension increases with the decrease of organic carbon content, but not with the content of quartz and clay. With the increase of maturity, the ratio of micropore to mesopore increases, the average pore size decreases, and the pore surface becomes more complex. The specific surface area and fractal dimension are increased, and the fractal dimension has a good positive correlation with the total pore volume, micropore volume and mesoporous volume, but not with the large pore volume.
【作者單位】: 甘肅省油氣資源研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/中國(guó)科學(xué)院油氣資源研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;中國(guó)科學(xué)院大學(xué);
【基金】:國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41272144,41402130) 中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)(B類)(XDB10010300)~~
【分類號(hào)】:P618.13
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