不同成熟度頁巖孔隙及其分形特征

張闖輝，朱炎銘，劉宇，陳居凱，李拯宇

（1.中國礦業大學資源與地球科學學院，江蘇徐州221116；2.煤層氣資源與成藏過程教育部重點實驗室（中國礦業大學），江蘇徐州221116）

不同成熟度頁巖孔隙及其分形特征

張闖輝1，2，朱炎銘1，2，劉宇1，2，陳居凱1，2，李拯宇1，2

（1.中國礦業大學資源與地球科學學院，江蘇徐州221116；2.煤層氣資源與成藏過程教育部重點實驗室（中國礦業大學），江蘇徐州221116）

為探究頁巖孔隙隨成熟度的變化特征，文中研究選取了華北地區12個不同成熟度（鏡質體反射率Ro介于1.10%～2.83%）的頁巖樣品。通過低溫液氮實驗對樣品進行孔隙表征，并依據FHH分形模型，計算了不同成熟度頁巖孔隙分形特征。結果表明：隨著成熟度的增大，頁巖孔容呈現“減小—增大—減小”的趨勢，分界點在Ro=1.50%和Ro=2.50%左右，而孔隙分形維數D與孔容變化趨勢相反，呈現“增大—減小—增大”的趨勢，這與壓實減孔作用和有機質生烴過程中的增孔作用關系密切；不同成熟度頁巖儲層中，孔隙總比表面積與分形維數呈現正相關關系，而平均孔徑與分形維數呈現出明顯的負相關關系，這反映出儲層孔隙分形維數越大，比表面粗糙性越強，可提供更多的吸附位置，更有利于頁巖吸附氣的存儲。

頁巖；不同成熟度；孔隙；分形維數

0　引言

頁巖是一種復雜的非均質多孔隙固體，頁巖氣主要以吸附態或游離態賦存于頁巖孔隙之中［1］，孔隙結構特征對其富集、滲流等具有重要意義［2-4］。地史過程中，頁巖氣藏處于動態平衡之中。一方面，隨著頁巖有機質成熟度的升高，大量的熱成因氣體隨之生成；……