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241 / 2021-06-17 11:12:47
液态烃的生成与裂解控制着页岩孔隙演化?-以我国两套陆相页岩为例
页岩,孔隙演化,抽提,液态烃
页岩油气理论与技术
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韩辉 / 西南石油大学
页岩孔隙作为页岩油气的主要储集空间而被广泛地研究。成熟度被认为是影响页岩孔隙发育的重要因素之一。前人研究认为,页岩孔隙随着成熟度的增加先减小后增大,这一变化趋势被认为是液态烃生成和裂解引起的(Mastalerz等,2013)。为了进一步探讨液态烃的生成和裂解对页岩孔隙演化的影响,笔者选取了我国松辽盆地青山口组和鄂尔多斯盆地延长组长7段的陆相页岩作为研究对象。每套页岩选取若干个不同成熟度的样品,将每个样品粉碎至100目,并分成2份。其中一份用氯仿进行索氏抽提,以去除可溶的液态烃,作为抽提后样品;另一份样品不做处理,作为原始样品。然后,对两份样品分别进行气体(CO2和N2)吸附实验,以获得孔隙结构参数。通过对比抽提前和抽提后样品的孔隙演化特征,来分析液态烃对页岩孔隙演化的影响。

结果表明,抽提大大降低了抽提后样品中的液态烃含量,因为抽提后样品的S1远低于原始样品(图1,图2)。同时,抽提后样品的孔隙体积和比表面积也大于原始样品(图1,图2),说明抽提出的液态烃占据了一定的孔隙空间。但是,抽提后样品的孔隙体积随成熟度增加的变化趋势与原始样品完全一致,均表现出先减小后增加的特征(图1,图2)。如果原始样品的孔隙演化是由于液态烃生成和裂解引起的话,那么抽提后样品中液态烃含量大大降低,其孔隙演化应该受液态烃的影响较小,而与原始样品不同。然而,抽提后样品的孔隙变化趋势与原始样品相同,故笔者怀疑是氯仿的抽提能力不足,无法去除大部分液态烃?还是页岩孔隙的演化趋势的影响因素另有他因?针对第一个疑问,笔者选取了极性比氯仿更强的丙酮,还有极性较氯仿弱,但分子较氯仿小的二硫化碳、笨和四氢呋喃,共4种溶剂,对鄂尔多斯盆地长7段的4个不同成熟度的样品进行抽提,并对抽提后的样品进行气体(CO2和N2)吸附实验。四种有机溶剂抽提后的页岩样品可溶有机质略有差别,但是四个系列样品的孔隙体积随着成熟度增加仍然表现出先减小后增大的趋势(图3)。

总的来说,本次研究的所有实验结果均表明氯仿等有机溶剂抽提后样品的孔隙体积仍然随着成熟度的增加先减小后增加,此趋势与原始样品完全一致。这一现象说明页岩孔隙的演化很可能不是主要受到液态烃生成和裂解的影响。但是,笔者目前也没有明确的答案。在此展示我们的实验结果和疑惑,以期和各位同行专家共同思考,早日得到更明确的认识。

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