长江大学地球科学学院湖北武汉430100
摘要：川东南地区下古生界页岩储层微观类型主要包括有机质孔和矿物质孔2类，有机质孔主要指各种有机质内孔隙，孔隙形态主要有圆孔形、椭圆形和不规则形等，在一定成熟度范围内，孔隙度随页岩有机质含量和热演化程度的升高而升高；矿物质孔主要包括颗粒间孔、颗粒内孔、各种溶蚀孔和矿物比表面等，孔隙形态主要有层形、圆孔形、椭圆形、三角形和不规则形等，孔隙结构和大小主要受颗粒的大小、压实程度、成岩作用阶段和胶结类型等控制，孔隙大小随页岩脆性矿物含量的升高而增加，随演化程度和压实程度的增加而降低，随溶蚀作用增强而增加。龙马溪组页岩以有机质孔为主，局部地区溶蚀孔隙比较发育，下寒武统牛蹄塘组页岩以残留粒间孔和有机质孔为主，局部地区溶蚀孔隙比较发育，决定了页岩气以吸附态赋存为主。
关键词：微观类型；有机质孔；矿物质孔；纳米孔隙；页岩气
前言
页岩储层作为目前研究的热点和难点，引起了国内外学者的广泛关注，不同学者从页岩储层类型、储层特征、孔隙发育影响因素、页岩储层特殊性和储层对页岩气聚集的控制作用等方面对页岩储层进行了研究，并识别到页岩的纳米级储层，极大地拓展了油气勘探领域。页岩储层可以分为裂缝和孔隙两大类，其中孔隙可以分为有机质（沥青）和或干酪根网络、矿物质孔以及有机质和各种矿物之间的孔隙，亦有学者将其分为有机质孔、矿物质孔和裂缝，晶间孔和粒内孔，微孔（＜2nm）、介孔（2～50nm）和宏孔（＞50nm），裂缝状孔、有机质孔和硅酸盐孔，有机质内孔、颗粒内孔及自生矿物晶间孔和大孔（25～50nm）、中孔（25～10nm）和小孔（2～10nm）等分类[1]。
1.页岩微观孔隙类型及其影响因素
页岩微观孔隙类型主要包括有机质孔和矿物质孔2类。
1.1有机质孔
有机质孔的单个气孔形状以圆形为主，其次为椭圆形、长条形和不规则形等，边缘较光滑，轮廓清晰，有些气孔边缘弯曲，有些相邻气孔彼此连通，有些较大的椭圆形、长条形或不规则形气孔由多个气孔破裂连通而成，该类孔隙以nm级为主，孔隙直径多为10～500nm，个别可达1～2μm。这主要由有机质的多寡和成熟度的高低控制。有机质含量高的页岩，有机质本身已构成三维网络，由其形成的有机质孔亦形成三维连通孔隙系统。反之，有机质成孤立的块状分布不能形成三维连通的孔隙系统[2]。下寒武统牛蹄塘组和下志留统龙马溪组页岩的有机质来源不同，导致其有机质孔发育差别较大。下志留统龙马溪组页岩的有机质孔较发育，与之相比下寒武统牛蹄塘组页岩的有机质孔发育较差，并且下寒武统牛蹄塘组下部和上部的有机质孔发育程度亦不同。
1.2矿物质孔
矿物质孔主要包括颗粒间孔、颗粒内孔、各种溶蚀孔和矿物比表面等，根据孔隙类型和成因，可以分为残留粒间孔、粒间溶蚀孔、粒内孔、粒内溶蚀孔和矿物比表面等[3]。（1）残留粒间孔是页岩储层主要类型之一，主要发育在石英、长石、黄铁矿和方解石等脆性较好、抗压实作用强的矿物晶体间以及伊利石、高岭石、绿泥石等黏土颗粒间，呈三角形、长条形和不规则形等，孔隙直径多分布在20～500nm，长条形残留粒间孔的长度可达μm级。（2）粒间溶蚀孔主要发育在方解石、长石等溶蚀性较强的矿物颗粒间，孔隙呈圆形、椭圆形、长条形、三角形和不规则形等，孔隙直径一般为nm级，少数可达数μm，甚至mm级。孔隙可被方解石、黏土等胶结物充填，减小了粒间溶蚀孔的发育程度。由于后期压实作用的增强，这些孔隙可能被完全压实。粒间溶蚀孔发育受后期改造的影响比较大，溶蚀作用小的地区粒间溶蚀孔发育程度差。后期溶蚀作用是决定页岩各类溶蚀孔发育的主要因素，后期地下水活跃，溶蚀作用强，溶蚀孔发育。反之，溶蚀孔则不发育。溶蚀孔的形成时间对页岩气的形成和富集至关重要。
2.页岩微观孔隙特征及其对含气量的控制
2.1页岩微观孔隙构成
下志留统龙马溪组页岩微观孔隙构成：重庆綦江观音桥龙马溪组页岩微观孔隙以有机质孔为主，发育少量矿物质残留粒间孔。有机质孔占总孔隙体积的40％（面孔率统计，下同），残留粒间孔隙约占总孔隙比例的20％。孔隙直径小于100nm的孔隙约占总孔隙的82％，其中分布在2～10nm的小孔约占总孔隙的46.5％，是该样品微观孔隙的主要分布区间。
2.2页岩微观孔隙发育特征
页岩在纵向和横向发育的不均一性导致微观孔隙的发育在剖面上和平面上变化较大，在剖面上，页岩层段下部具有较高的有机碳含量，微观孔隙以有机质孔为主，向上有机质孔减少，矿物质孔增加。
2.3含气特征及生产预测
沉积相、有机质类型、矿物组成及构造演化等因素导致页岩微观孔隙类型、构成和特征不同，页岩微观孔隙发育差别较大，天然气赋存状态和大小亦不同。在深海、深水陆棚沉积环境的页岩，天然气以赋存在有机质孔的吸附气为主，赋存在残留粒间孔的游离气为辅。由于南方较强的构造运动，这一气体赋存方式的地区因较高的吸附气含量而具有较好的保存条件，并且这种矿物组成有利于页岩气藏的压裂改造；滨海、浅水陆棚等沉积环境的页岩，天然气以赋存在残留粒间孔的游离气为主，赋存在有机质孔的吸附气为辅，具有较弱的页岩气保存条件。结合微观孔隙在剖面和平面上的发育特征，认为页岩层段的下部和深海、深水陆棚等沉积区域具有较好的页岩气聚集条件[4]。
3.结论
总结前人的研究结果，认为：下古生界下志留统龙马溪组页岩储层微观孔隙以有机质孔为主，其次为矿物质残留粒间孔，局部地区发育溶蚀孔隙比较发育，下寒武统牛蹄塘组页岩以有机质孔和残留粒间孔为主，局部地区发育溶蚀孔隙，决定了研究区的页岩气以吸附态赋存为主。下古生界下志留统龙马溪组页岩储层微观孔隙以有机质孔为主，其次为矿物质残留粒间孔，局部地区发育溶蚀孔隙比较发育，下寒武统牛蹄塘组页岩以有机质孔和残留粒间孔为主，局部地区发育溶蚀孔隙，决定了研究区的页岩气以吸附态赋存为主。
参考文献：
[1]朱传庆，饶松，袁玉松，等.川东南地区古生界主要页岩层系热演化[J].煤炭学报.2013（05）：834-839.
[2]聂海宽，边瑞康，张培先，等.川东南地区下古生界页岩储层微观类型与特征及其对含气量的影响[J].地学前缘.2014（04）：331-343.
[3]赵伟，李辉，于起玲，等.川东南下古生界牛蹄塘组烃源岩地球化学特征[J].石油化工应用.2014（07）：82-87.
[4]魏全超，朱冬梅，黄文明.川东南下寒武统牛蹄塘组烃源岩特征及有效性分析[J].四川地质学报.2012（01）：69-73.