应用扫描电镜与X射线能谱仪研究黔北黑色页岩储层孔隙及-岩矿测试.PDF

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应用扫描电镜与X射线能谱仪研究黔北黑色页岩储层孔隙及-岩矿测试

2014年9月 岩 矿 测 试 Vol.33,No.5 September2014 ROCKANDMINERALANALYSIS 634~639 文章编号:0254 5357(2014)05 0634 06 应用扫描电镜与 X射线能谱仪研究黔北黑色页岩储层孔隙 及矿物特征 1 1 2 2 2 2 王坤阳 ,杜 谷 ,杨玉杰 ,董世涛 ,喻晓林 ,郭建威 (1.中国地质调查局成都地质调查中心,四川 成都610081; 2.长庆油田公司第八采油厂,陕西 西安710000) 摘要:页岩储层研究已经成为页岩气研究的重点,页岩组构特征的特殊 性使得页岩储层发育纳米/微米级孔隙。岩石及矿物中的纳米/微米级空 隙是黔北黑色页岩的结构组分之一,传统的光学显微镜方法由于分辨率 及放大倍数的限制无法对页岩储层的孔隙类型进行观察;核磁共振等仪 器虽能准确测试页岩储层的孔隙度,但是无法获得孔隙的形貌及分布特 征等信息。本文整合扫描电镜微区分析与X射线谱学分析的优点,运用 HitachiS-4800型场发射扫描电镜与 IE250X-Max50牛津能谱仪组合, 对黔北黑色页岩储层中矿物的分布、形态特征及矿物的组成元素进行分 析测试。分析结果表明,利用场发射扫描电镜发现黑色页岩中发育微裂缝、纳米/微米级粒内溶孔;通过 X射线能谱发现黑色页岩矿物主要有伊利石、石英、钠长石,其次为绿泥石、白云母、白云石等。黔北黑色页 岩中裂隙直径为0.1~20 m,其中主要分布在1~5 m,均大于甲烷分子直径(0.414nm),因此可作为天然 μ μ 气的运移通道与储集空间。此外通过 X射线能谱仪对黔北黑色页岩中的石英、方解石、白云石、伊利石等 脆性矿物进行分析,发现石英的含量(9.1%~78%)较高,伊利石(17.6%~25.5%)等黏土矿物含量较低, 所以该页岩具有很高的脆性,易产生裂缝,可为游离气提供运移通道及储集空间,提高页岩气的产能及储量, 进而为黔北地区储层评价及预测等提供依据。 关键词:黔北;牛蹄塘黑色页岩;扫描电镜;X射线能谱仪;形态特征;矿物组成 中图分类号:P588.2;P575;P575.5 文献标识码:A 页岩气作为三大非常规天然气之一,资源丰富, 纳米级孔隙及黏土矿物颗粒表面,此外还有少量的 12 3 页岩气可以溶解气的方式存在于干酪根与沥青质 全球页岩气技术可采资源量达 187.5×10 m,其 12 12 中[4-8]。因此,对页岩储集空间及其控制因素的研 中我国页岩气资源总量约为15×10 ~30×10 3 12 3[1] 究则是页岩储层研究的主要内容。 m,中值为23.5×10 m 。页岩储层的储集空间 等特征对页岩中天然气的聚集及后期的开发具有重 页岩储层中裂缝发育与分布主要取决于脆性矿 要的影响,对页岩储层的研究已经是页岩气勘探开 物的含量,但是由于页岩气具有近源性,其中含有的 [2] 丰富的有机质等矿物会影响其他矿物的光性特征, 发及储量研究的重点 。但是由于页岩内部复杂 的组构特征,使页岩气呈不同的相态在页岩储层中 导致无法准确地对矿物进行鉴定。黏土矿物作为页 [3] 岩中主要矿物,是页岩气吸附的介质之一,同时其结 赋存 。页岩储层具有孔隙复杂、孔径小等特点, 晶度也是成岩作用研究及有机质演化研究的佐证之 页岩气可呈游离态的形式赋存与天然裂缝和孔隙 一。传统光学显微镜由于其放大倍数及分辨率的限 中,也能以吸附态的形式存在干酪根等有机质中的 收稿日期:2013-11-21;修回日期:2014-07-28;接受日期:2014-07-30 基金项目

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