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186 / 2023-07-14 20:34:05
渝东南地区下古生界页岩含水特征及主控因素分析
摘要待审
页岩地层中的原生水含量对其自由气和吸附气含量具有显著的影响，是影响页岩油气资源评价的关键因素。页岩中的原生水含量可以直接影响其微纳米孔隙结构，进而不同程度的降低页岩的储气能力。此外，页岩中有机质和无机矿物的润湿性差别较大，一般认为石英、方解石等脆性矿物的亲水性很弱，而粘土矿物具有极强的亲水性，部分有机质也被认为具有一定的吸附水的能力，水可以同时占据页岩中的有机孔和无机孔(Cheng et al., 2017, 2018; Xu et al., 2022)。然而，这些研究主要是基于某一样品平衡水吸附实验获取的不同含水饱和度的测试数据，缺少不同地质条件下含气页岩相关数据的约束与验证，不同地质地球化学特征含气页岩的原生水含量特征也有待进一步考究，原生水在页岩孔隙中的赋存特征及其对页岩含气性的影响等科学问题均有待进一步探讨。本次研究选取了渝东南地区YC4和YC9井进行了下古生界页岩纳米孔中原生水分布与赋存特征的研究，并探讨了其主控因素。
YC9井牛蹄塘组页岩分析结果显示，对于非微孔，原生水的占比随着孔径的增大而减小，并且主要赋存于2~10nm的非微孔中，占比70.0%~94.0%(平均82.5%)。其次，原生水也赋存于10~50nm的中，占比5.0%~15.0%(平均9.3%)，而在宏孔中的占比最低，平均约8.0%(图1a)。在微孔中，原生水主要赋存于0.40~0.60nm的微孔，其次是0.80~0.90nm的微孔中，平均比例分别为72.8%和17.5%。在粒径为0.60~0.80nm的微孔中，原生水比所占比例最低，平均约9.3%(图1b)。与YC9原生水的赋存特征相似，在YC4井五峰-龙马溪组非微孔中，原生水主要分布在2~10 nm的孔隙中，占比为70.0~95.0%(平均83.9%)；孔径为10-50nm的孔隙次之，占比为3.0-20.0%，平均为9.4%，而大孔中原生水占比最低，为2.0-14.0 %，平均为 6.75%(图1c)。在微孔中，原生水多出现在0.40-0.60 nm的微孔中，占73.8%，其次是0.60-0.80 nm和0.80-0.90 nm的微孔，平均占13.3%和 分别为 13.0%(图1d)。综上所述，牛蹄塘组和五峰-龙马溪组页岩原生水分别主要赋存于小于10 nm的中孔和0.4 ~ 0.6 nm的微孔中，这与前人关于不同尺寸孔隙中原生水赋存特征所得到的结论相似(Cheng et al., 2017; Zolfaghari et al., 2017; Sun et al., 2021).
YC9井牛蹄塘组页岩分析结果显示，对于非微孔，原生水的占比随着孔径的增大而减小，并且主要赋存于2~10nm的非微孔中，占比70.0%~94.0%(平均82.5%)。其次，原生水也赋存于10~50nm的中，占比5.0%~15.0%(平均9.3%)，而在宏孔中的占比最低，平均约8.0%(图1a)。在微孔中，原生水主要赋存于0.40~0.60nm的微孔，其次是0.80~0.90nm的微孔中，平均比例分别为72.8%和17.5%。在粒径为0.60~0.80nm的微孔中，原生水比所占比例最低，平均约9.3%(图1b)。与YC9原生水的赋存特征相似，在YC4井五峰-龙马溪组非微孔中，原生水主要分布在2~10 nm的孔隙中，占比为70.0~95.0%(平均83.9%)；孔径为10-50nm的孔隙次之，占比为3.0-20.0%，平均为9.4%，而大孔中原生水占比最低，为2.0-14.0 %，平均为 6.75%(图1c)。在微孔中，原生水多出现在0.40-0.60 nm的微孔中，占73.8%，其次是0.60-0.80 nm和0.80-0.90 nm的微孔，平均占13.3%和 分别为 13.0%(图1d)。综上所述，牛蹄塘组和五峰-龙马溪组页岩原生水分别主要赋存于小于10 nm的中孔和0.4 ~ 0.6 nm的微孔中，这与前人关于不同尺寸孔隙中原生水赋存特征所得到的结论相似(Cheng et al., 2017; Zolfaghari et al., 2017; Sun et al., 2021).
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