煤炭学报

作者：曹涛涛, 曹清古, 刘虎, 邓模, 刘光祥,

关键词：页岩组成, 孔隙类型, 甲烷吸附能力, 影响因素, 海陆过渡相, 川东地区,

川东地区龙潭组/吴家坪组发育一套海陆过渡相泥页岩，其含气性特征及控制因素研究薄弱，制约着页岩气的勘探和研究。通过对泥页岩开展地球化学、储层孔隙类型、孔隙结构参数和甲烷吸附等测试，分析了有机碳含量等参数对吸附能力的影响。结果表明，自川东南龙潭组至川东北吴家坪组，富有机质泥页岩形成的环境依次为滨岸沼泽、潮坪泻湖、浅水陆棚相和深水陆棚。龙潭组岩性主要为泥岩、粉砂岩和煤层，有机碳含量较高，多在2%以上;矿物组成以黏土矿物为主，平均含量在42%～70%，随沉积环境变化，黏土矿物组合面貌由以伊蒙混层+高岭石+伊利石为主转变为伊蒙混层+伊利石为主;吴家坪组岩性为硅质页岩和灰岩，有机碳含量为6.56%～7.15%;矿物组成主要为石英，其次为黏土矿物和方解石。龙潭组泥页岩干酪根类型为III型，有机质孔在镜质体和惰质体中发育较差、黏土矿物孔为优势孔隙类型;吴家坪组有机质为Ⅱ1型，有机质孔为主要的孔隙类型，主要发育在腐泥质和固体沥青中。采用三元Langmuir模型对过剩吸附曲线进行校正后，在＞5MPa时，绝对吸附量明显高于过剩吸附量。龙潭组泥页岩的兰氏体积普遍较高，介于2.19～6.2450px3/g，吴家坪组泥页岩的兰氏体积为2.08～3.2400px3/g，龙潭组泥页岩较高的兰氏体积与其较高的比表面积有关。TOC含量和黏土矿物含量是龙潭组/吴家坪组泥页岩兰氏体积的主控因素。由于这两套泥页岩中有机质孔发育存在显著差异，有机质对甲烷的吸附方式可能明显不同。吴家坪组泥页岩中有机质通过提供大量的吸附位点促进甲烷吸附，而龙潭组Ⅲ型干酪根表面吸附及长链结构线性分配提高了甲烷吸附能力。海陆过渡相页岩中富黏土矿物的吸附作用使其吸附能力显著增加，陆源碎屑石英含量的增加会降低泥页岩的吸附能力。

来源：2020年第4期

《煤炭学报》期刊编辑部

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