煤炭科学技术

作者：袁余洋, 李卓沛, 钟明洋, 王瑛,

关键词：页岩气, 孔隙结构, 控制因素, 海陆过渡相, 沁水盆地,

页岩孔隙结构及其控制因素的研究，对页岩气的勘探开发具有重要的指导意义。对沁水盆地太原组海陆过渡相煤系页岩进行了地球化学及低温气体吸附等试验，分析了过渡相页岩的地球化学特征、矿物组成特征和孔隙特征，在此基础上探讨了孔隙发育的控制因素。结果表明，沁水盆地太原组海陆过渡相煤系页岩有机碳质量分数为1.55%～5.21%，平均为3.53%，有机质类型主要为Ⅲ型，且多处于高-过成熟阶段。除少量的长石及碳酸盐矿物外，矿物质组成以质量分数占比55%～69%的黏土矿物和27%～40%的石英为主。黏土矿物中则以高岭石质量分数最高(为23%～65%，平均为48%)，其次为伊蒙混层、伊利石和绿泥石。中孔对页岩孔隙体积的贡献最大(贡献率为35.6%～53.7%)，其次为大孔(贡献率为25.7%～40.8%)。微孔对孔隙体积的贡献最小，但对比表面积的贡献最大(贡献为72.2%～88.2%)，而大孔对比表面积的贡献几乎可以忽略，仅占总比表面积1.5%～2.2%。有机碳含量对微孔及中孔的发育有一定正面影响，但对大孔的影响较小，热演化则不利于孔隙的发育。石英不利于海陆过渡相煤系页岩孔隙的发育，而黏矿物则对孔隙发育有促进作用，尤其是对中孔发育的影响尤为显著，其次是微孔，对大孔影响较弱。黏土矿物中，高岭石和绿泥石有利于页岩孔隙的发育，而伊利石和伊蒙混层则抑制了过渡相页岩孔隙的发育。

来源：2021年第9期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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