构造变形页岩纳米孔隙结构及其分形特征——以渝东北地区大巴山前陆冲断带龙马溪组为例摘要
作为中国南方页岩气勘探的重要层系,渝东北地区龙马溪组页岩经历了多期构造运动叠加改造,其纳米孔隙结构及分形特征尚未得到系统阐释。通过场发射扫描电镜(FESEM)纳米孔隙形貌观测以及基于Image J软件的孔隙结构定量表征,结合低温N2吸附实验获取的比表面积、孔体积及孔径分布等参数,采用FHH分形模型计算孔隙分形维数,系统揭示了渝东北地区大巴山前陆冲断带龙马溪组构造变形页岩纳米孔隙的分形特征及其影响因素。结果表明:研究区龙马溪组构造变形页岩主要发育有机质孔、粒间孔和粒内孔,储集空间以介孔为主,平均占比达59.30%。FHH分形模型计算结果显示,当相对压力P/P0=0.45时,龙马溪组构造变形页岩低温N2吸附-脱附曲线开始出现回滞环,据此将分形维数D划分为低压区(P/P0<0.45)D1和高压区(P/P0≥0.45)D2,其中D1平均为2.609 0,D2平均为2.657 1,表明构造变形页岩纳米孔隙具有明显的分形特征。随着比表面积和孔体积的增大,分形维数增加,孔隙结构越复杂,非均质性越强;总有机碳含量与分形维数呈显著的正相关性,证实有机质热演化过程中生烃增压作用促进了纳米孔隙发育;石英含量与分形维数呈正相关性,反映刚性矿物对孔隙结构的保护效应;而黏土矿物与分形维数呈负相关性,表明塑性矿物在构造应力下通过颗粒重组降低孔隙结构的复杂性。
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