【引用本文】 张涛, 王小飞, 黎爽, 等. 压汞法测定页岩孔隙特征的影响因素分析[J]. 岩矿测试, 2016, 35(2): 178-185. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2016.02.010
ZHANG Tao, WANG Xiao-fei, LI Shuang, et al. Study on Influencing Factors in Determining Pore Characteristics of Shale by Mercury Intrusion[J]. Rock and Mineral Analysis, 2016, 35(2): 178-185. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2016.02.010

压汞法测定页岩孔隙特征的影响因素分析

北京市理化分析测试中心, 北京市科学技术研究院分析测试技术重点实验室, 北京 100089

收稿日期: 2015-08-14  修回日期: 2016-03-09  接受日期: 2016-03-15

基金项目: 北京市科学技术研究院萌芽计划(2013)

作者简介: 张涛, 硕士, 助理研究员, 主要从事材料粒度、孔隙结构分析.E-mail:zhtao08@163.com

Study on Influencing Factors in Determining Pore Characteristics of Shale by Mercury Intrusion

Beijing Center for Physical and Chemical Analysis, Key Laboratory of Analytical and Testing Techniques, Beijing Academy of Science and Technology, Beijing 100089, China

Received Date: 2015-08-14
Revised Date: 2016-03-09
Accepted Date: 2016-03-15

摘要:压汞法是目前测定岩石内部孔隙特征的常用方法, 但测试结果受样品尺寸、测量范围等多种因素的影响。本文以页岩为主要研究对象, 采用压汞法等测试手段分析了不同的样品尺寸、接触角等条件下的孔隙特征。结果表明:① 孔隙率与所选的孔径范围有关, 在7.1 nm~100μm孔径范围内测量孔隙率的准确性更高; 样品制备时可能产生人为裂隙导致孔隙率的测量误差较大。② 在一定孔径范围内, 与人工合成样品相比, 页岩的平均孔径、孔隙率、比孔容等特征值受样品尺寸影响更大。页岩样品尺寸的减小, 不仅能增加小孔隙间的连通性, 而且可以降低较大裂隙的影响。③ 接触角从130°增加到150°, 平均孔径变大约35%。因此应在准确测量接触角的情况下采用小尺寸样品进行测试, 同时进一步完善并统一压汞法测量页岩孔隙特征的实验规范, 以提高测试结果的准确性和可比性。

关键词: 压汞法, 页岩, 样品尺寸, 接触角, 孔隙率

Study on Influencing Factors in Determining Pore Characteristics of Shale by Mercury Intrusion

KEY WORDS: mercury intrusion, shale, sample size, contact angle, porosity

本文参考文献

[1]

邹才能, 朱如凯, 白斌, 等. 中国油气储层中纳米孔首次发现及其科学价值[J]. 岩石学报, 2011, 27(6): 1857-1864.

Zou C N, Zhu R K, Bai B, et al. First Discovery of Nano-pore Throat in Oil and Gas Reservoir in China and Its Scientific Value[J]. Acta Petrologica Sinica, 2011, 27(6): 1857-1864.

[2]

于炳松. 页岩气储层孔隙分类与表征[J]. 地学前缘, 2013, 20(4): 211-220.

Yu B S. Classification and Characterization of Gas Shale Pore System[J]. Earth Science Frontiers, 2013, 20(4): 211-220.

[3]

Wang Y, Zhu Y M, Chen S B, et al. Characteristics of the Nanoscale Pore Structure in Northwestern Hunan Shale Gas Reservoirs Using Field Emission Scanning Electron Microscopy, High-pressure Mercury Intrusion, and Gas Adsorption[J].Energy & Fuels, 2014, 28: 945-955.

[4]

张盼盼, 刘小平, 王雅杰, 等. 页岩纳米孔隙研究新进展[J]. 地球科学进展, 2014, 29(11): 1242-1249. doi: 10.11867/j.issn.1001-8166.2014.11.1242

Zhang P P, Liu X P, Wang Y J, et al. Research Progress in Shale Nanopores[J].Advances in Earth Science, 2014, 29(11): 1242-1249. doi: 10.11867/j.issn.1001-8166.2014.11.1242

[5]

王羽, 金婵, 汪丽华, 等. 应用氩离子抛光-扫描电镜方法研究四川九老洞组页岩微观孔隙特征[J]. 岩矿测试, 2015, 34(3): 278-285.

Wang Y, Jin C, Wang L H, et al. Characterization of Pore Structures of Jiulaodong Formation Shale in the Sichuan Basin by SEM with Ar-ion Milling[J]. Rock and Mineral Analysis, 2015, 34(3): 278-285.

[6]

陈生蓉, 帅琴, 高强, 等. 基于扫描电镜-氮气吸脱附和压汞法的页岩孔隙结构研究[J]. 岩矿测试, 2015, 34(6): 636-642.

Chen S R, Shuai Q, Gao Q, et al. Analysis of the Pore Structure of Shale in Ordos Basin by SEM with Nitrogen Gas Adsorption-Desorption[J]. Rock and Mineral Analysis, 2015, 34(6): 636-642.

[7]

于兴河. 油气储层地质学基础[M] . 北京: 石油工业出版社, 2009: 181-183.

Yu X H. Basis of Hydrocarbon Reservoir Geology[M] . Beijing: Petroleum Industry Press, 2009: 181-183.
[8]

Comisky J T, Santiago M, McCollom B, et al. Sample Size Effects on the Application of Mercury Injection Capillary Pressure for Determining the Storage Capacity of Tight Gas and Oil Shales[C]//Canadian Unconventional Resources Conference. Canada: Society of Petroleum Engineers, 2011, SPE Paper 149432.

[9]

Utpalendu K, Manika P. Specific Surface Area and Pore-Size Distribution in Clays and Shales[J].Geophysical Prospecting, 2013, 61: 341-362. doi: 10.1111/gpr.2013.61.issue-2

[10]

Washburn E W. Note on a Method of Determining the Distribution of Pore Sizes in a Porous Material[J].Proceedings of the National Academy of Sciences, 1921, 7(4): 115-116. doi: 10.1073/pnas.7.4.115

[11]

Clarkson C R, Solano N, Bustin R M, et al. Pore Structure Characterization of North American Shale Gas Reservoirs Using USANS/SANS, Gas Adsorption, and Mercury Intrusion[J].Fuel, 2013, 103: 606-616. doi: 10.1016/j.fuel.2012.06.119

[12]

金之钧, 胡宗全, 高波, 等. 川东南地区五峰组-龙马溪组页岩气富集与高产控制因素[J]. 地学前缘, 2016, 23(1): 1-10.

Jin Z J, Hu Z Q, Gao B, et al. Controlling Factors on the Enrichment and High Productivity of Shale Gas in the Wufeng-Longmaxi Formations, Southeastern Sichuan Basin[J]. Earth Science Frontiers, 2016, 23(1): 1-10.

[13]

姜振学, 唐相路, 李卓, 等. 川东南地区龙马溪组页岩孔隙结构全孔径表征及其对含气性的控制[J]. 地学前缘, 2016, 23(2): 126-134.

Jiang Z X, Tang X L, Li Z, et al. The Whole-aperture Pore Structure Characteristics and Its Effect on Gas Content of the Longmaxi Formation Shale in the Southeastern Sichuan Basin[J]. Earth Science Frontiers, 2016, 23(2): 126-134.

[14]

田华, 张水昌, 柳少波, 等. 压汞法和气体吸附法研究富有机质页岩孔隙特征[J]. 石油学报, 2012, 33(3): 419-427. doi: 10.7623/syxb201203011

Tian H, Zhang S C, Liu S B, et al. Determination of Organic-rich Shale Pore Features by Mercury Injection and Gas Adsorption Methods[J].Acta Petrolei Sinica, 2012, 33(3): 419-427. doi: 10.7623/syxb201203011

[15]

黄振凯, 陈建平, 王义军, 等. 利用气体吸附法和压汞法研究烃源岩孔隙分布特征-以松辽盆地白垩系青山口组一段为例[J]. 地质论评, 2013, 59(3): 587-595.

Huang Z K, Chen J P, Wang Y J, et al. Pore Distribution of Source Rocks as Revealed by Gas Adsorption and Mercury Injection Methods:A Case Study on the First Member of the Cretaceous Qingshankou Formation in the Songliao Basin[J]. Geological Review, 2013, 59(3): 587-595.

[16]

张腾, 张烈辉, 唐洪明, 等. 页岩孔隙整合化表征方法——以四川盆地下志留统龙马溪组为例[J]. 天然气工业, 2015, 35(12): 19-26. doi: 10.3787/j.issn.1000-0976.2015.12.003

Zhang T, Zhang L H, Tang H M, et al. An Integrated Shale Pore Characterization Method:A Case Study of the Lower Silurian Longmaxi Formation in the Sichuan Basin[J].Natural Gas Industry, 2015, 35(12): 19-26. doi: 10.3787/j.issn.1000-0976.2015.12.003

[17]

王玉满, 董大忠, 杨桦, 等. 川南下志留统龙马溪组页岩储集空间定量表征[J]. 中国科学(地球科学), 2014, 44(6): 1348-1356.

Wang Y M, Dong D Z, Yang H, et al. Quantitative Characterization of Reservoir Space in the Lower Silurian Longmaxi Shale, Southern Sichuan, China[J]. Science China (Earth Sciences), 2014, 44(6): 1348-1356.

[18]

丁文龙, 许长春, 久凯, 等. 泥页岩裂缝研究进展[J]. 地球科学进展, 2011, 26(2): 135-144.

Ding W L, Xu C C, Jiu K, et al. The Research Progress of Shale Fractures[J]. Advances in Earth Science, 2011, 26(2): 135-144.

[19]

陈悦, 李东旭. 压汞法测定材料孔结构的误差分析[J]. 硅酸盐通报, 2006, 25(4): 198-201.

Chen Y, Li D X. Analysis of Error for Pore Structure of Porous Materials Measured by MIP[J]. Bulletin of the Chinese Ceramic Society, 2006, 25(4): 198-201.

[20]

Kumar R, Bhattacharjee B. Study on Some Factors Affecting the Results in the Use of MIP Method in Concrete Research[J].Cement and Concrete Research, 2003, 33: 417-424. doi: 10.1016/S0008-8846(02)00974-2

[21] Terence A. Particle Size Measurement, Vol.2:Surface Area and Pore Size Determination (5th Edition)[M] . New York: Chapman and Hall, 1997: 149-162.
[22]

Schmitt M, Fernandes C P, da Cunha Neto J A B, et al. Characterization of Pore Systems in Seal Rocks Using Nitrogen Gas Adsorption Combined with Mercury Injection Capillary Pressure Techniques[J].Marine and Petroleum Geology, 2013, 39: 138-149. doi: 10.1016/j.marpetgeo.2012.09.001

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[1]

陈生蓉, 帅琴, 高强, 田亚, 徐生瑞, 黄云杰. 基于扫描电镜-氮气吸脱附和压汞法的页岩孔隙结构研究. 岩矿测试, 2015, 34(6): 636-642. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2015.06.006

[2]

王坤阳, 杜谷. 利用原子力显微镜与能谱-扫描电镜研究页岩孔隙结构特征. 岩矿测试, 2020, 39(6): 839-846. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.202004180053

[3]

白名岗, 夏响华, 张聪, 孟凡洋, 杨玉茹, 张春贺, 代峰, 熊杰, 王向华, 于伟欣. 场发射扫描电镜及PerGeos系统在安页1井龙马溪组页岩有机质孔隙研究中的联合应用. 岩矿测试, 2018, 37(3): 225-234. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201803260030

[4]

鲍雪, 陆太进, 魏然, 张勇, 李海波, 陈华, 柯捷. 表面接触角的测量及表面张力在宝玉石鉴定中的应用. 岩矿测试, 2014, 33(5): 681-689.

[5]

张烨毓, 曹茜, 黄毅, 戚明辉, 李孝甫, 林丹. 应用高温甲烷吸附实验研究川东北地区五峰组页岩甲烷吸附能力. 岩矿测试, 2020, 39(2): 188-198. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201908210126

[6]

马真乾, 王英滨, 于炳松. 渝东南地区下寒武统牛蹄塘组页岩孔径分布测试方法研究. 岩矿测试, 2018, 37(3): 244-255. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201801090003

[7]

周建辉, 白金峰. 熔融玻璃片制样-X射线荧光光谱测定页岩中主量元素. 岩矿测试, 2009, 28(2): 179-181.

[8]

李磊, 郝景宇, 肖继林, 李平平, 张正辰, 邹华耀. 微米级X射线断层成像技术对四川元坝地区页岩微裂缝的定量表征. 岩矿测试, 2020, 39(3): 362-372. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.202001150011

[9]

艾德生, 李庆丰, . 超细白云石矿粉润湿接触角的测定. 岩矿测试, 2001, (2): 97-99.

[10]

王羽, 金婵, 汪丽华, 王建强, 姜政, 王彦飞. 基于SEM图像灰度水平的页岩孔隙分割方法研究. 岩矿测试, 2016, 35(6): 595-602. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2016.06.005

[11]

王羽, 金婵, 汪丽华, 王建强, 姜政, 王彦飞, 普洁. 应用氩离子抛光-扫描电镜方法研究四川九老洞组页岩微观孔隙特征. 岩矿测试, 2015, 34(3): 278-285. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2015.03.003

[12]

王羽, 汪丽华, 王建强, 王彦飞. 利用微米X射线显微镜研究陆相延长组页岩孔隙结构特征. 岩矿测试, 2020, 39(4): 566-577. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.202003110030

[13]

王坤阳, 杜谷, 杨玉杰, 董世涛, 喻晓林, 郭建威. 应用扫描电镜与X射线能谱仪研究黔北黑色页岩储层孔隙及矿物特征. 岩矿测试, 2014, 33(5): 634-639.

[14]

戚明辉, 李君军, 曹茜. 基于扫描电镜和JMicroVision图像分析软件的泥页岩孔隙结构表征研究. 岩矿测试, 2019, 38(3): 260-269. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201901160008

[15]

赵伟, 王烨, 徐靖, 王君玉, 陈爱平. 黑色页岩样品中痕量级铂族元素地球化学成分标准物质研制. 岩矿测试, 2010, 29(4): 419-424.

[16]

左兆喜, 陈尚斌, 史乾, 韩宇富. 激光拉曼法在高-过成熟页岩及煤成熟度评价中的应用. 岩矿测试, 2016, 35(2): 193-198. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2016.02.012

[17]

周帆, 李明, 柴辛娜, 胡兆初, 罗涛, 胡圣虹. 非破坏性开放式激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法原位测定大尺寸陶瓷样品主微量元素组成. 岩矿测试, 2021, 40(1): 33-41. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.202005240075

[18]

蔡芃睿, 王春连, 刘成林, 杨飞, 徐海明, 谢腾骁, 余小灿, 孟令阳. 运用扫描电镜和压汞法研究江汉盆地古新统—白垩系砂岩储层孔喉结构及定量参数特征. 岩矿测试, 2017, 36(2): 146-155. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2017.02.008

[19]

邱灵佳, 黄国林, 帅琴, 苏玉. 灼烧法中有机质与总有机碳换算关系的重建及其在页岩分析中的应用. 岩矿测试, 2015, 34(2): 218-223. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2015.02.011

[20]

徐国栋, 葛建华, 贾慧娴, 杜谷, 程江, 董俊. 水浴浸提-氢化物发生-原子荧光光谱法同时测定 地质样品中痕量砷和汞. 岩矿测试, 2010, 29(4): 391-394.

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压汞法测定页岩孔隙特征的影响因素分析

张涛, 王小飞, 黎爽, 邓平晔