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[摘要]页岩气是目前最重要的非常规天气资源之一，本文充分调研了国内外有关页岩气储层微观孔隙类型研究的文献，介绍了较为有代表性的三种页岩气储层微观孔隙分类方法，包括R.G.Loucks， R.M.Reed（2009）的分类；M.Milner等（2010）的分类；聂海宽，张金川等（2011）的分类。结合碳酸盐岩孔隙分类方法，提出了本文的分类方案，将页岩气储层微观孔隙分为粒间孔、粒内孔和有机孔三大类，再根据具体的成因产状进行细分，能够较为客观准确的反映页岩气储层微观孔隙特征。
[关键词]页岩气 储层 孔隙 分类
[中图分类号] P54 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-6-296-1
1前言
页岩气以吸附态和游离态存在于富有机质泥页岩层中。泥页岩中的基质孔隙网络是由纳米到微米级别的孔隙组成。在页岩气体系内这些伴生有天然裂缝的孔隙，构成了在开发过程中让气体从泥页岩流动到诱导裂缝中的渗流网络。近年来国外学者利用纳米CT、FIB-SEM等研究手段来对页岩储层进行了大量的观测与分析，证实了泥岩中的复杂的孔隙网络的存在。在国内，邹才能等通过纳米CT技术在泥页岩中首次发现了纳米级孔隙，掀开了我国页岩气储层纳米级孔隙研究的序幕[1]。
2页岩气储层微观孔隙分类
目前国内外众多学者对泥页岩的孔隙结构进行了大量的研究，运用了包括高分辨率的扫描电镜（SEM），透射电镜（TEM），宽离子束抛光-扫描电镜（BIB-SEM）聚离子束抛光-扫描电镜（FIB-SEM），散射电子图像（SE）以及背散射电子图像（BSE）等先进的技术定性观察泥页岩中多种孔隙并且对其特征进行了详细的描述和分类。
M.Milner等（2010）通过二次电子像和离子抛光背散射扫描电镜研究了Haynesville， Horn River， Barnett 和 Marcellus 四个著名的非常规页岩气藏，归纳描述了其中几种主要的孔隙类型：粒内溶孔、粒间孔、生物化石孔、干酪根控制有机孔、有机团块残余孔。R.G.Loucks， R.M.Reed等（2009）通过对33个来自北部Fort Worth盆地的Barnett页岩的硅质泥岩相岩心样品详细的岩相学和SEM研究，一些孔隙类型被识别且根据大小分成两个一般的类别：微孔（孔隙直径？0.75μm）和纳米孔（孔隙直径<0.75μm）。聂海宽，张金川等（2011）主要采用物理测试和扫描电镜观察相结合的方法对四川盆地及其周缘下寒武统和上奥陶统下志留统41块黑色页岩样品的孔隙类型进行物理测试和扫描电镜观。认为页岩的孔隙按演化历史可以分为原生孔隙和次生孔隙；按大小可以分为微型孔隙（孔径<0.1μm）、小型孔隙（孔径<1μm）、中型孔隙（孔径<10μm）和大型孔隙（孔径>10μm）；按产状可分为有机质（沥青）孔和/或干酪根网络、矿物质孔（晶内孔、晶间孔、溶蚀孔和杂基孔隙等）以及有机质和各种矿物之间的孔隙等3类[2]。
页岩气储层微观孔隙在形态上从简单到复杂各不相同。孔隙形成涉及沉积，压实，胶结和溶解的多阶段成因。碳酸盐岩（Choquette和Pray等，1970；Lucia，1999）和粗粒的硅质碎屑（Pittman等，1979；Dutton和loucks，2010）孔隙分类，通常将孔隙分成粒间和粒内孔。粒间孔包括颗粒之间的孔隙和晶粒之间的孔隙；粒内孔包括铸模孔和化石腔孔隙。泥岩也含有这些相似的孔隙，尽管在大小上要小的多。不过，泥岩中还有有机质孔隙，这在碳酸盐岩和粗粒硅质碎屑岩中没有发现。粒内有机质孔隙实在碳氢化合物成熟阶段形成的（Jarvie等，2007；Loucks等2009）。Loucks等（2009），Ambrose等（2010）以及Curtis等（2010）提出在一些页岩气系统中有机孔构成了主要的联通或者有效的孔隙网络，如密西西比的巴内特页岩。
借鉴碳酸盐岩孔隙分类并且结合国内外学者的页岩气储层微观孔隙描述方法，本文将页岩气储层微观孔隙分为粒间孔、粒内孔和有机孔三大类。
粒间孔是指在泥页岩基质中位于颗粒或晶粒之间的孔隙，根据其具体的产状又可分为颗粒粒间孔、晶间孔、黏土片间孔、颗粒边缘孔。颗粒粒间孔是指石英、长石等粒状颗粒间的孔隙，包括原生粒间孔、残余粒间孔和溶蚀粒间孔，原生粒间孔[3]。
粒内孔即位于矿物颗粒内部的孔隙，黏土矿物，特别是化学不稳定矿物，蒙脱石在沉积埋藏转变为伊蒙混层或伊利石的过程中会产生大量粒内孔，同时一些脆性矿物如碳酸盐岩矿物、长石等也容易形成粒内溶孔。粒内孔主要包括沿矿物解理面形成的粒内孔、粒内溶蚀孔和生物化石孔。
有机孔即位于有机质内部的孔隙，有机孔的形成与有机质的成熟生烃有关，受到有机碳含量、热成熟度和干酪根类型的控制。主要包括干酪根控制的有机孔和有机团块残余的较大有机孔两类。
3结论
本文通过调研国内外页岩气储层微观孔隙研究现状，结合碳酸盐岩孔隙分类方法，将页岩气微观储层孔隙分为粒间孔、粒内孔和有机孔三大类，粒间孔指位于矿物颗粒或晶粒之间的孔隙，粒内孔是位于矿物颗粒内部的孔隙，有机孔即位于有机质内部的孔隙。根据具体的产状，三大类孔隙进行细分。该分类方案较为简洁、全面，有利于表征页岩气储层中复杂的孔隙结构。
参考文献
[1]Loucks R G，Reed R M，Ruppel S C，et al. Spectrum of pore types and networks in mudrocks and a descriptive classification for matrix-related mudrock pores[J].AAPG Bulletin， 2012， 96 （6）： 1071 -1098.
[2]聂海宽，张金川，等.页岩气储层类型和特征研究-以四川盆地及其周缘下古生界为例[J].石油实验地质，2011，33（3）：219～225.
[3]杨超，张金川，唐玄. 鄂尔多斯盆地陆相页岩微观孔隙类型及对页岩气储渗的影响[J]. 地学前缘 ISTIC PKU， 2013， 20（4）.
[关键词]页岩气 储层 孔隙 分类
[中图分类号] P54 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-6-296-1
1前言
页岩气以吸附态和游离态存在于富有机质泥页岩层中。泥页岩中的基质孔隙网络是由纳米到微米级别的孔隙组成。在页岩气体系内这些伴生有天然裂缝的孔隙，构成了在开发过程中让气体从泥页岩流动到诱导裂缝中的渗流网络。近年来国外学者利用纳米CT、FIB-SEM等研究手段来对页岩储层进行了大量的观测与分析，证实了泥岩中的复杂的孔隙网络的存在。在国内，邹才能等通过纳米CT技术在泥页岩中首次发现了纳米级孔隙，掀开了我国页岩气储层纳米级孔隙研究的序幕[1]。
2页岩气储层微观孔隙分类
目前国内外众多学者对泥页岩的孔隙结构进行了大量的研究，运用了包括高分辨率的扫描电镜（SEM），透射电镜（TEM），宽离子束抛光-扫描电镜（BIB-SEM）聚离子束抛光-扫描电镜（FIB-SEM），散射电子图像（SE）以及背散射电子图像（BSE）等先进的技术定性观察泥页岩中多种孔隙并且对其特征进行了详细的描述和分类。
M.Milner等（2010）通过二次电子像和离子抛光背散射扫描电镜研究了Haynesville， Horn River， Barnett 和 Marcellus 四个著名的非常规页岩气藏，归纳描述了其中几种主要的孔隙类型：粒内溶孔、粒间孔、生物化石孔、干酪根控制有机孔、有机团块残余孔。R.G.Loucks， R.M.Reed等（2009）通过对33个来自北部Fort Worth盆地的Barnett页岩的硅质泥岩相岩心样品详细的岩相学和SEM研究，一些孔隙类型被识别且根据大小分成两个一般的类别：微孔（孔隙直径？0.75μm）和纳米孔（孔隙直径<0.75μm）。聂海宽，张金川等（2011）主要采用物理测试和扫描电镜观察相结合的方法对四川盆地及其周缘下寒武统和上奥陶统下志留统41块黑色页岩样品的孔隙类型进行物理测试和扫描电镜观。认为页岩的孔隙按演化历史可以分为原生孔隙和次生孔隙；按大小可以分为微型孔隙（孔径<0.1μm）、小型孔隙（孔径<1μm）、中型孔隙（孔径<10μm）和大型孔隙（孔径>10μm）；按产状可分为有机质（沥青）孔和/或干酪根网络、矿物质孔（晶内孔、晶间孔、溶蚀孔和杂基孔隙等）以及有机质和各种矿物之间的孔隙等3类[2]。
页岩气储层微观孔隙在形态上从简单到复杂各不相同。孔隙形成涉及沉积，压实，胶结和溶解的多阶段成因。碳酸盐岩（Choquette和Pray等，1970；Lucia，1999）和粗粒的硅质碎屑（Pittman等，1979；Dutton和loucks，2010）孔隙分类，通常将孔隙分成粒间和粒内孔。粒间孔包括颗粒之间的孔隙和晶粒之间的孔隙；粒内孔包括铸模孔和化石腔孔隙。泥岩也含有这些相似的孔隙，尽管在大小上要小的多。不过，泥岩中还有有机质孔隙，这在碳酸盐岩和粗粒硅质碎屑岩中没有发现。粒内有机质孔隙实在碳氢化合物成熟阶段形成的（Jarvie等，2007；Loucks等2009）。Loucks等（2009），Ambrose等（2010）以及Curtis等（2010）提出在一些页岩气系统中有机孔构成了主要的联通或者有效的孔隙网络，如密西西比的巴内特页岩。
借鉴碳酸盐岩孔隙分类并且结合国内外学者的页岩气储层微观孔隙描述方法，本文将页岩气储层微观孔隙分为粒间孔、粒内孔和有机孔三大类。
粒间孔是指在泥页岩基质中位于颗粒或晶粒之间的孔隙，根据其具体的产状又可分为颗粒粒间孔、晶间孔、黏土片间孔、颗粒边缘孔。颗粒粒间孔是指石英、长石等粒状颗粒间的孔隙，包括原生粒间孔、残余粒间孔和溶蚀粒间孔，原生粒间孔[3]。
粒内孔即位于矿物颗粒内部的孔隙，黏土矿物，特别是化学不稳定矿物，蒙脱石在沉积埋藏转变为伊蒙混层或伊利石的过程中会产生大量粒内孔，同时一些脆性矿物如碳酸盐岩矿物、长石等也容易形成粒内溶孔。粒内孔主要包括沿矿物解理面形成的粒内孔、粒内溶蚀孔和生物化石孔。
有机孔即位于有机质内部的孔隙，有机孔的形成与有机质的成熟生烃有关，受到有机碳含量、热成熟度和干酪根类型的控制。主要包括干酪根控制的有机孔和有机团块残余的较大有机孔两类。
3结论
本文通过调研国内外页岩气储层微观孔隙研究现状，结合碳酸盐岩孔隙分类方法，将页岩气微观储层孔隙分为粒间孔、粒内孔和有机孔三大类，粒间孔指位于矿物颗粒或晶粒之间的孔隙，粒内孔是位于矿物颗粒内部的孔隙，有机孔即位于有机质内部的孔隙。根据具体的产状，三大类孔隙进行细分。该分类方案较为简洁、全面，有利于表征页岩气储层中复杂的孔隙结构。
参考文献
[1]Loucks R G，Reed R M，Ruppel S C，et al. Spectrum of pore types and networks in mudrocks and a descriptive classification for matrix-related mudrock pores[J].AAPG Bulletin， 2012， 96 （6）： 1071 -1098.
[2]聂海宽，张金川，等.页岩气储层类型和特征研究-以四川盆地及其周缘下古生界为例[J].石油实验地质，2011，33（3）：219～225.
[3]杨超，张金川，唐玄. 鄂尔多斯盆地陆相页岩微观孔隙类型及对页岩气储渗的影响[J]. 地学前缘 ISTIC PKU， 2013， 20（4）.