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地科学院潘仁芳教授在地球化学领域期刊《ACS OMEGA》上发表论文揭示川南盆地五峰—龙马溪组超压对深层页岩孔隙系统的影响

时间:2025-01-07   来源:    访问量:

地球科学学院石油系潘仁芳教授在地球化学领域主流期刊《ACS OMEGA》上发表题为“Impact of Over pressure on the Deep Shale Pore System—A Case Study of Wufeng−Longmaxi Formations from the Southern Sichuan Basin”的研究论文。

本文以川南盆地五峰—龙马溪组为研究对象,采用有机地球化学、矿物学分析、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和气体物理吸附实验对孔隙系统进行分析(图1),调查中国四川盆地南部成熟的页岩气储层五峰-龙马溪组(WLF)超压对深页岩孔隙系统的影响。结果表明,尽管强烈压实,但富含有机物的深层页岩仍保留了较大的孔隙。与浅页岩相比,深页岩具有较大的有机孔隙率和较小的平均孔径,尽管某些孔径超过了浅层页岩的孔径。氮气(N2)吸附表明有机物(OM)的丰度影响介孔体积和比表面积(SSA)(图2),而二氧化碳(CO2)吸附实验表明微孔不受OM丰度的影响(图3)。通过对较浅页岩和深页岩样品进行气体吸附计算的孔隙SSA和体积进行比较,发现在相似的OM丰度下,孔隙SSA几乎相同,但深页岩的孔隙体积大于浅页岩。孔隙的保存,特别是在深页岩中,归因于超压,可以防止坍塌;此外,OM热演化过程中产生的页岩气用作孔隙支撑(图4)。

《ACS OMEGA》是美国化学学会出版的开放获取期刊,创刊于 2016 年,涵盖化学及其交叉学科的广泛研究范围,包括有机化学、无机化学、材料科学、生物化学、药物化学、环境化学等多个领域.旨在及时、准确、全面地报道国内外化学, 多学科交叉工作者在该领域的科学研究等工作中取得的经验、科研成果、技术革新、学术动态等。该刊已被SCIE数据库收录,在中科院JCR最新升级版分区表中,该刊分区信息为大类学科化学3区,2023年影响因子为3.7。

论文链接:https://www.mdpi.com/2077-1312/11/7/1327


图1 通过AMICS获得的矿物成分和从相应的FE-SEM图像获得的孔隙分布。左:FE-SEM图像。右图:左侧FE-SEM图像中相同样品的矿物成分分布。OM =有机物。(一、二)样品ID = 8,大多数孔隙位于有机物内,然后位于矿物基质之间。(c,d)样品ID = 5,孔隙主要出现在有机物中,然后是石英颗粒的边缘。(e,f)样品ID = 1,观察到很少或没有有机物。


图2 从低压CO2 吸附等温线获得的孔径分布似乎是三峰的,峰位于0.35、0.5和0.8 nm。(a)孔体积分布与孔宽的关系。(b)孔隙SSA分布与孔宽的关系。


图3 从N2 吸附等温线获得的孔径分布。(a)孔体积分布与孔宽的关系。(b)孔SSA与孔宽的关系。dV/dW 和dS/dW 图均显示孔径的单峰分布。然而,样品1表现出不同的方式,孔宽变大,但孔体积和孔SSA变小。


图4 论文首页

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