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地科学院硕士研究生王园林在中科院一区期刊《Fractal and Fractional》上发表论文,揭示页岩储层的有机质孔形貌和分形特征的分布规律和控制机制

时间:2024-12-13   来源:    访问量:

地球科学学院地质资源与地质工程专业硕士研究生王园林在韩登林教授的指导下,以第一作者的身份在《fractal and fractional》上发表题为“Factors Controlling Differences in Morphology and Fractal Characteristics of Organic Pores of Longmaxi Shale in Southern Sichuan Basin, China”的研究论文。

该研究选取四川盆地龙马溪组页岩储层为研究对象,利用扫描电镜(包括高精度大视域组合电镜成像MAPS、扫描电镜矿物定量评价QEMSCAN、聚焦离子束扫描电镜FIB-SEM)、低压气体吸附等手段,揭示了龙马溪组页岩储层的有机质孔孔隙形貌和分形特征的分布规律和控制机制,该研究为页岩储层有机孔隙微观非均质性提供了更多的机理探讨和实例分析,也为不同应力-应变环境下页岩气产能差异机理提供了新的分析视角。

有机质孔隙的大小、形态、结构和类型对页岩气的储集能力和分布规律有很大影响,且受有机质类型、成熟度、矿物组成与刚性矿物格架、孔隙流体压力等多种因素的制约,其形成机制非常复杂,尤其是构造复杂地区页岩储层孔隙的形态特征和分布研究相对较少。本次研究综合多种实验手段计算孔隙孔径、长宽比、配位数和分形维数等参数,研究表明,在脉体或高角度裂缝等应力集中区域,有机质孔隙长宽比和分形维数较高,表明孔隙受应力的影响更为明显;不同构造背景下,威远龙马溪组页岩储层在埋藏过程中剥蚀显著,构造挤压作用强,有机质孔隙以长条状孔隙和狭缝型孔隙为主,分形维数高,而泸州地层压力系数高,构造挤压作用弱,形成分形维数低的近圆状孔隙和墨水瓶孔隙;不同形貌有机孔隙的孔隙度和渗透率也存在差异,分形维数最小的蜂窝孔的连通性最差,近圆状有机孔的连通性中等,分形维数最高的长条状有机孔的连通性最好。本研究为构建复杂构造背景下富有机质页岩微观孔隙形成演化机制具有理论和实际意义。


图1 脉体和高角度缝周围的扫描电镜图像


图2 不同形貌特征孔隙占比与分形维数相关性


图3 论文首页

《fractal and fractional》是跨学科应用领域、工程领域具有重要影响力的学术期刊,由MDPI集团出版,该期刊被多个重要学术数据库收录,Web of Science分区为Q1。

论文链接:https://www.mdpi.com/2504-3110/8/10/555

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