黔东南岑巩区块地处贵州省东北部,铜仁市的西南部,位于上扬子地块东南缘,地处湘鄂西隔槽式褶皱带。区内完钻两口页岩气探井(TA1井和TB1井),其目的层位是下寒武统牛蹄塘组页岩气层。岑巩区块早寒武世为台地边缘斜坡深水陆棚相沉积区,由南东向北西方向水体逐渐变浅。TA1井下寒武统牛蹄塘组页岩埋深1398.0~1470.5m(厚72.5m),TB1井下寒武统牛蹄塘组页岩埋深1757.0 ~1816.4m(厚59.4m),区内牛蹄塘组页岩横向分布较稳定,平均厚度66m,岩性以灰黑色、深灰色泥页岩为主,页理发育,岩性致密。 论文以区块内两口页岩气探井TA1井和TB1井岩心为研究对象,结合野外露头剖面和相关基础地质资料,通过有机地化、X射线衍射、氩离子抛光-扫描电镜、二氧化碳吸附、低温氮气吸附和高压压汞实验等测试分析方法,对牛蹄塘组富有机质页岩样品的纳米孔隙结构特征及其影响因素进行较为深入研究。 岑巩区块牛蹄塘组海相富有机质页岩层段主要分布于该组中下部,TA1井页岩样品实测TOC值为2.04~10.01%,平均值达4.59%;TB1井页岩样品实测TOC值为1.04~7.51%,平均值达4.67%;其热演化程度处于过成熟阶段;X射线衍射矿物分析表明,石英含量在37~69%之间,平均为55%;长石含量在8~19%之间,平均为15.17%;粘土矿物含量在11~42%之间,平均为21.08%;碳酸盐岩矿物含量在0.0~10%之间,平均值为3.84%;黄铁矿含量在2~6%之间,平均值为4.0%;总脆性矿物含量在53~83%之间,平均值为73.3%。 岑巩地区牛蹄塘组海相页岩样品中纳米孔隙主要有三种类型:有机孔、粘土矿物孔和脆性矿物粒内孔。通过二氧化碳吸附实验表征页岩样品微孔(50nm)的发育特征,最高压力可达到413MPa(60000psia),测得孔径范围为3nm~36μm;TA1井页岩样品宏孔体积范围是0.00174~0.00388cm3/g;TB1井宏孔体积范围是0.00100~0.00134cm3/g。 通过上述实验分析计算表明,TA1井牛蹄塘组页岩样品微孔体积占总孔体积的24.62%,介孔体积占总孔体积的39.16%,宏孔体积占总孔体积的36.22%;TB1井牛蹄塘组页岩样品微孔体积占总孔体积的31.21%,介孔体积占总孔体积的49.05%,宏孔体积占总孔体积的19.74%。 研究认为TA1井页岩样品微孔比表面积、BET比表面积、微孔体积、介孔体积和孔渗都低于TB1井页岩样品;TA1井和TB1井页岩样品介孔最发育;有机碳含量、粘土矿物含量以及热演化程度是控制研究区牛蹄塘组页岩储层微观孔隙结构的主要因素。BET比表面积与TOC含量呈良好的正相关关系,微孔体积随TOC含量的增加先增加后降低;粘土矿物含量与微孔体积呈负相关关系,而与宏孔呈现较好的正相关性。