页岩和煤岩的孔隙结构差异及其天然气运移机理

摘要：

页岩和煤岩作为非常规天然气储层,其孔隙结构控制着天然气的赋存状态与运移机理.为了定量表征两种储层孔隙结构特征及其差异,借助小角中子散射技术、高压压汞法、气体吸附法和场发射扫描电镜观察对下志留统龙马溪组和上二叠统龙潭组过成熟页岩以及上石炭统本溪组煤岩的储集性和孔隙结构进行对比分析,明确了页岩与煤岩的孔隙结构差异及其成因,并研究了甲烷在其储层中的赋存和运移机理.研究结果表明:①煤岩主要储集空间集中在小于5 nm的孔径范围内,其中甲烷赋存状态以吸附气为主,页岩中大于5 nm的孔径范围是主要的游离气储集空间;②基于小角中子散射与高压压汞实验结果的差异特征可以用于评价孔隙连通性,且本研究中煤岩的孔隙连通性要优于页岩;③重复压汞法显示高压对于过成熟的页岩和煤岩不会导致样品产生新的裂缝.结论认为,煤岩储层微孔中的吸附气解吸成为游离气是煤层气开发的关键,页岩储层中页岩气从基质储集空间运移到天然裂缝或人工裂缝中受孔隙连通性的控制;增加页岩中诱导裂缝,有效连通诱导缝和天然裂缝并且提高有机孔隙网络与外部的连通性是提高页岩气采收率的关键,该认识为后续两类非常规油气储层的科学评价提供了重要理论支撑.

关键词：孔隙结构、孔隙连通性、小角中子散射、流体注入法、过成熟页岩、煤岩

所属期刊栏目：42

分类号：TE122.1;P618.130.2;P593

资助基金：国家自然科学基金;中国石油天然气股份有限公司科学研究与技术开发项目

在线出版日期：2022-12-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：37-49