下扬子地区中上二叠统页岩有机孔发育特征

（１． Ｈｕｎａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｓｈａｌｅ Ｇａｓ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ， Ｈｕｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｘｉａｎｇｔａｎ， Ｈｕｎａｎ ４１１２０１， Ｃｈｉｎａ； ２． Ｗｕｘｉ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｇｅｏｌｏｇｙ， ＳＩＮＯＰＥＣ， Ｗｕｘｉ， Ｊｉａｎｇｓｕ ２１４１２６， Ｃｈｉｎａ；
Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｏｒｇａｎｉｃ ｐｏｒｅｓ ｉｎ Ｍｉｄｄｌｅ ａｎｄ Ｕｐｐｅｒ Ｐｅｒｍｉａｎ ｓｈａｌｅ ｉｎ ｔｈｅ Ｌｏｗｅｒ Ｙａｎｇｔｚｅ ｒｅｇｉｏｎ
ＣＡＯ Ｔａｏｔａｏ１， ２， ＤＥＮＧ Ｍｏ２， ＬＵＯ Ｈｏｕｙｏｎｇ２， ＬＩＵ Ｈｕ３， ＬＩＵ Ｇｕａｎｇｘｉａｎｇ２， ＨＵＲＳＴＨＯＵＳＥ Ａｎｄｒｅｗ Ｓｔｅｆａｎ１
第 ４０ 卷第 ３ 期
石 油 实 验 地 质
Ｖｏｌ．４０，Ｎｏ．３
ห้องสมุดไป่ตู้
２０１８ 年 ５ 月
ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ ＧＥＯＬＯＧＹ ＆ ＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴ
Ｍａｙ，２０１８
文章编号：１００１－６１１２（２０１８）０３－０３１５－０８ ｄｏｉ：１０．１１７８１ ／ ｓｙｓｙｄｚ２０１８０３３１５
摘要：下扬子地区中上二叠统发育一套海陆过渡相页岩，其显微组成与海相页岩存在明显的差异，为了研究该套页岩有机孔的发 育特征及影响因素，开展了有机岩石学、扫描电镜、氩离子抛光扫描电镜、气测孔隙度和压汞等相关分析。 研究表明，中上二叠统 页岩中有机孔整体发育较好，但不同有机质组分中孔隙的发育存在明显的差别，具体表现为镜质体内孔隙发育差，固体沥青内发 育少量孤立的孔隙，腐泥质内具有丰富的孔隙。 黄铁矿或黏土矿物常与有机质形成有机 ／ 矿物复合体，复合体内有机孔普遍发育 较好，可能与黄铁矿或黏土矿物促进有机质生烃和分解有关。 中上二叠统页岩 ＴＯＣ 含量与比表面积之间存在明显的线性正相关 性，但与孔隙度之间具有复杂的关系，当 ｗ（ ＴＯＣ） ＜ ６．１６％时，孔隙度随 ＴＯＣ 含量的增加而增加，而当 ｗ（ ＴＯＣ） ＞ ６．１６％时，孔隙度 普遍较低且与 ＴＯＣ 含量之间存在微弱的负相关性。 孔径分布特征也揭示高 ＴＯＣ 页岩的中—大孔体积明显低于低 ＴＯＣ 页岩。 页 岩孔隙结构发育特征表明，ＴＯＣ 含量越高、固体沥青组分以及贫氢组分的含量越高，这些组分占据的矿物孔隙越多，降低了页岩 总的孔隙空间，且 ＴＯＣ 含量越高，页岩越易被压实，造成中大孔塌陷，进一步降低了页岩的孔隙度。 关键词：有机孔；孔隙度；孔径分布；显微组成；页岩；中上二叠统；下扬子地区 中图分类号：ＴＥ１２２．２ 文献标识码：Ａ
３． Ｓｉｃｈｕａｎ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｓｈａｌｅ Ｇａｓ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ， Ｃｈｅｎｇｄｕ， Ｓｉｃｈｕａｎ ６０００９１， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａ ｓｅｔ ｏｆ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎａｌ ｓｈａｌｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｉｎ ｔｈｅ Ｍｉｄｄｌｅ ａｎｄ Ｕｐｐｅｒ Ｐｅｒｍｉａｎ ｓｔｒａｔａ ｉｎ ｔｈｅ Ｌｏｗｅｒ Ｙａｎｇｔｚｅ ｒｅｇｉｏｎ， ｗｉｔｈ ａ ｍａｃｅｒａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｒｏｍ ｔｈａｔ ｏｆ ｍａｒｉｎｅ ｓｈａｌｅ． Ｏｒｇａｎｉｃ ｐｅｔｒｏｌｏｇｙ， ｓｃａｎｎｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ， ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ ｉｎ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ａｒｇｏｎ ｉｏｎ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ， ｇａｓ⁃ｆｉｌｌｅｄ ｐｏｒｏｓｉｔｙ ａｎｄ ｍｅｒｃｕｒｙ ｉｎｔｒｕｓｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｒｅｖｅａｌ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓ⁃ ｔｉｃｓ ｏｆ ｏｒｇａｎｉｃ ｐｏｒｅｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｏｒｇａｎｉｃ ｐｏｒｅｓ ｗｅｒｅ ｗｅｌｌ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｏｖｅｒａｌｌ ｉｎ ｔｈｅ Ｍｉｄｄｌｅ ａｎｄ Ｕｐｐｅｒ Ｐｅｒｍｉａｎ ｓｈａｌｅ， ｂｕｔ ｈａｖｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍａｃｅｒａｌ ｇｒａｉｎｓ． Ｖｉｔｒｉｎｉｔｅ ｇｅｎｅｒａｌｌｙ ｈａｓ ｎｏ ｏｒ ｒａｒｅ ｐｏｒｅｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ， ｓｏｌｉｄ ｂｉｔｕｍｅｎ ｃｏｕｌｄ ｐｒｏｄｕｃｅ ａ ｓｍａｌｌ ｑｕａｎｔｉｔｙ ｏｆ ｌａｒｇｅ⁃ｓｃａｌｅ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｐｏｒｅｓ， ａｎｄ ｓａｐｒｏｐｅｌｉｎｉｔｅ ｕｓｕａｌｌｙ ｃｏｎｔａｉｎｓ ａ ｌａｒｇｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｓｍａｌｌ ｐｏｒｅｓ， ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｏｒ ｔｏ ｏｒｇａｎｉｃ ｐｏｒｏｓｉｔｙ． Ｐｙｒｉｔｅ ａｎｄ ／ ｏｒ ｃｌａｙ ｍｉｎｅｒａｌｓ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｍｉｘｅｄ ｗｉｔｈ ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｔｅｒ ａｎｄ ｔｈｅｎ ｅｎｈａｎｃｅ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｐｏｒｅｓ ｉｎ ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｔｅｒ ｇｒａｉｎｓ， ｗｈｉｃｈ ｍａｙ ｂｅ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｐｙｒｉｔｅ ａｎｄ ｃｌａｙ ｍｉｎｅｒａｌｓ ｏｎ ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｔｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ． Ａｌｔｈｏｕｇｈ ｔｈｅｒｅ ｉｓ ａ ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｓｕｒｆａｃｅ ａｒｅａ ａｎｄ ＴＯＣ ｃｏｎｔｅｎｔ， ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｏｆ ｐｏｒｏｓｉｔｙ ｗｉｔｈ ＴＯＣ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｓ ｒａｔｈｅｒ ｃｏｍｐｌｅｘ． Ｔｈｅ ＴＯＣ ｃｏｎｔｅｎｔ ｈａｓ ａ ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｗｉｔｈ ｐｏｒｏｓｉｔｙ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｍｉｄｄｌｅ ａｎｄ Ｕｐｐｅｒ Ｐｅｒｍｉａｎ ｓｈａｌｅ ｗｈｅｎ ｗ （ ＴＯＣ） ＜ ６． １６％， ｗｈｅｒｅａｓ ｐｏｒｏｓｉｔｙｉｓ ｇｅｎｅｒａｌｌｙ ｌｏｗ ａｎｄ ｈａｓ ａ ｓｌｉｇｈｔ ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｒｅｎｄ ｗｉｔｈ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ＴＯＣ ｃｏｎｔｅｎｔ ｗｈｅｎ ｗ（ ＴＯＣ） ＞６．１６％． Ｔｈｅ ｐｏｒｅ ｓｉｚｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｌｓｏ ｒｅｖｅａｌｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ＴＯＣ ｃｏｎｔｅｎｔ ｓｈａｌｅ ｈａｓ ｌｏｗｅｒ ｍｅｓｏ⁃ｍａｃｒｏｐｏｒｅ ｖｏｌｕｍｅ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｓｈａｌｅ ｗｉｔｈ ａ ｌｏｗ ＴＯＣ ｃｏｎｔｅｎｔ． Ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｐｏｒｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅ Ｍｉｄｄｌｅ ａｎｄ Ｕｐｐｅｒ Ｐｅｒｍｉａｎ
下扬子地区中上二叠统页岩有机孔发育特征
曹涛涛１， ２，邓 模２，罗厚勇２，刘 虎３，刘光祥２，ＨＵＲＳＴＨＯＵＳＥ Ａｎｄｒｅｗ Ｓｔｅｆａｎ１
（１． 湖南科技大学 页岩气资源利用与开发湖南省重点实验室，湖南 湘潭 ４１１２０１； ２． 中国石化 石油勘探开发研究院 无锡石油地质研究所，江苏 无锡 ２１４１２６； ３． 页岩气评价与开采四川省重点实验室，成都 ６０００９１）