| 頁(yè)巖氣的儲(chǔ)集之地：頁(yè)巖孔隙 |
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頁(yè)巖氣不同于常規(guī)油氣的特征為自生自儲(chǔ)，因此頁(yè)巖的儲(chǔ)集空間成為頁(yè)巖氣形成富集規(guī)律研究的熱點(diǎn)。泥頁(yè)巖氣主要由黏土礦物和有機(jī)質(zhì)等成分組成，它們形成了不同類型、大小及形態(tài)的孔隙，孔隙性質(zhì)影響著泥頁(yè)巖的比表面積和孔隙的相對(duì)豐度（孔隙度），只不過頁(yè)巖孔隙的尺度很小，可至納米級(jí)別的孔隙，通過壓裂技術(shù)將頁(yè)巖氣從這些孔隙中開采出來。
頁(yè)巖的孔隙特征有兩個(gè)參數(shù)：孔隙度、孔隙結(jié)構(gòu)。目前的研究和勘探表明，大多數(shù)頁(yè)巖氣的孔隙度主要依賴于小于10μm的孔隙，其中10nm作用的孔隙含量豐富。按照IUPAC的劃分方案，按孔隙大小可劃分為微孔（小于2nm）、介孔（2nm～50nm）、大孔（大于50nm），該分類適用于化學(xué)材料，但不太適用于頁(yè)巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)。Loucks等提出頁(yè)巖的孔隙分類：皮米孔（<1nm）、納米孔（1nm~1000nm）、微孔（1μm～62.5μm）、中孔（62.5μm～4000μm）和宏孔（4mm～256mm）；按成因可將基質(zhì)孔隙區(qū)分為礦物間微孔、有機(jī)質(zhì)孔、晶間孔、礦物鑄�？住⒋紊芪g孔等。在所有微觀孔隙中，微孔對(duì)頁(yè)巖氣儲(chǔ)集空間的貢獻(xiàn)最大，而小孔和大孔則分別為頁(yè)巖氣毛細(xì)凝結(jié)、擴(kuò)散和滲流、層流的主要區(qū)域。通過等溫吸附實(shí)驗(yàn)表明，黏土礦物甲烷吸附能力與納米級(jí)孔隙發(fā)育程度和表面積大小的分析結(jié)果相一致，指示黏土巖的納米孔越發(fā)育，其表面積越大，氣體吸附能力越強(qiáng)，而有利于頁(yè)巖氣的吸附和富集。
目前，測(cè)定頁(yè)巖納米孔隙的主要手段是掃描電子顯微鏡（SEM）。將其與氬離子剖光技術(shù)結(jié)合，將巖石切片進(jìn)行連續(xù)掃描，以獲得精細(xì)的孔隙結(jié)構(gòu)圖像。這種方法雖可觀察到納米級(jí)孔隙，但在測(cè)定孔隙大小分布時(shí)，統(tǒng)計(jì)代表性較差，測(cè)定時(shí)間較長(zhǎng)，應(yīng)用較為局限。壓汞法與氣體吸附法可以測(cè)得頁(yè)巖的孔隙大小分布，有效地反映頁(yè)巖樣品的非均質(zhì)性。氣體吸附法探測(cè)下限為0.35nm，壓汞法探測(cè)上限為1mm。前者可以有效反映頁(yè)巖中納米孔隙的分布，后者可以反映頁(yè)巖宏孔甚至微裂縫的信息。壓汞法與氣體吸附法聯(lián)合應(yīng)用，可以探測(cè)微孔到宏孔范圍的孔隙分布情況。近年來，北美不同頁(yè)巖儲(chǔ)層采用聚離子/電子雙束電子掃描顯微鏡和掃描透射電鏡，結(jié)合氮?dú)馕椒ɑ颍ê停┒趸嘉椒ㄑ芯靠紫督Y(jié)構(gòu)，取得了較好效果。國(guó)內(nèi)也開始采用這些方法研究頁(yè)巖儲(chǔ)層。[1] [2] 下一頁(yè) |
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