风化作用对页岩孔隙的改造作用——以湘北地区下寒武统牛蹄塘组为例

作者：陈前; 闫相宾; 张金川; 李婉君; 郭元岭; 洪太元; 王濡岳; 潘艇

来源：天然气工业, 2019, 39(10): 32-41.

DOI：10.3787/j.issn.1000-0976.2019.10.004

• 页岩
• 风化作用
• 孔隙改造
• 矿物溶蚀
• 有机质氧化
• 破碎
• 孔隙度
• 比表面积

对新区域、新层系页岩气的勘探需要使用露头样品开展储层评价,但基于风化后露头样品的孔隙结构去评价地下页岩的孔隙系统则存在着不确定性,并且目前对于风化作用是如何改造页岩孔隙的机理认识也尚不清楚。为了明确风化作用对黑色页岩孔隙的影响,选取湘北地区下寒武统牛蹄塘组不同风化程度的露头样品与井下岩心样品,应用氩离子抛光、场发射扫描电镜以及气体吸附技术开展孔隙综合表征与对比分析,进而探讨风化作用对黑色页岩孔隙的改造作用。研究结果表明:①露头页岩的碳酸盐矿物/长石溶蚀孔、黄铁矿晶间孔、有机质孔以及矿物基质裂缝较地下页岩更为发育;②随着风化程度的增高,页岩孔隙度增大,比表面积先减后升;③页岩岩石矿物风化作用具有先后顺序,不稳定矿物溶蚀与黄铁矿氧化最先发生,随后有机质被氧化,最后为基质矿物的松散破碎;④页岩风化程度可分为微、中、高3级,微风化页岩的次生孔隙主要来源于碳酸盐矿物与长石的溶蚀以及黄铁矿的氧化,孔隙度最高可达12%,中等风化页岩有机质大量被氧化,孔隙度可达30%,高风化页岩主要发生黏土等基质矿物的松散化,微裂缝逐渐发育直至岩石破碎。结论认为,该研究成果有助于推动露头研究在页岩气储层评价中的应用,可以为页岩气新区域、新层系的勘探提供帮助。

• 单位
  中国地质大学（北京）; 中国石化石油勘探开发研究院