泥岩微观组构对有机质赋存形式和孔隙发育的影响研究:以白垩系Eagle Ford页岩为例

以美国Texas州白垩系Eagle Ford页岩为研究对象,采用氩离子抛光场发射扫描电镜技术,并结合X射线能谱分析,对位于生油窗的原始岩心样品和位于生气窗的柱状模拟样品开展镜下有机质赋存形式和孔隙发育、演化特征研究。结果表明,Eagle Ford页岩样品在镜下的不同微区可以划分出硅质黏土质条带、钙质有孔虫化石和富颗石藻透镜体3种典型组构类型,并且不同类型组构中有机质赋存形式和孔隙发育、演化特征存在显著差异。其中,硅质黏土质条带中富集大量无定形干酪根和少量结构型干酪根,无定形干酪根在生油窗由于结构内部滞留了大量吸附油基本不发育孔隙,到了生气窗伴随吸附油裂解开始形成丰富的纳米级海绵状孔隙,而结构型干酪根由于异常低的生烃潜力,基本不发育孔隙;有孔虫化石腔室内部赋存的有机质代表早期充注的运移沥青,在生油窗发育大量气泡状孔隙和丰富的纳米级海绵状孔隙,但在生气窗纳米级孔隙发生相互融合,则开始以发育微米级孔隙为主;富颗石藻透镜体中赋存的有机质可能代表相对后期充注的运移沥青,在生油窗发育丰富的纳米级海绵状孔隙,并未见气泡状孔,且在生气窗由于异常高的有机质转化率,原矿物粒间孔重新暴露,有机质几乎被消耗殆尽。该研究结果不仅证实了泥岩中有机质孔隙的发育、演化特征受有机质类型和成熟度的双重控制,同时也为从泥岩微观组构、有机质赋存形式和有机孔发育非均质性三者之间的内在联系反演地下富有机质泥岩的生—排—滞留烃过程并揭示高过成熟阶段有机质孔隙的发育载体和保存机理提供了重要研究思路。

宜昌地区寒武系页岩层段吸水特征、孔隙结构差异性及对页岩储层评价的意义

选取宜昌地区ZK003井寒武系页岩样品为研究对象,运用吸水实验、氦孔隙度测试、有机碳含量测定等方法,并结合矿物组成分析对水井沱组不同层段页岩孔隙发育特征及其影响因素进行对比。研究结果表明:宜昌地区寒武系水井沱组自下而上分为4段,不同层段页岩孔隙特征具有显著的差异,总体表现为TOC含量越高,页岩的单位岩石饱和吸水量越高,初始吸水速率越高,孔隙度也越大。其中富有机质一段和二段页岩TOC含量为1.8%~11.5%,平均为4.6%;页岩氦孔隙度为1.6%~5.8%,平均为3.9%;饱和吸水量为6.1~21.4 mg/g,平均为15.3 mg/g。水井沱组富有机质第一段页岩TOC含量比第二段高,而孔隙度、吸水量、吸水速率却明显比二段偏低,分析发现第一段碳酸盐矿物与吸水量呈良好负相关关系,而第二段页岩黏土矿物含量与岩石吸水量呈明显正相关,因此认为第一段中碳酸盐矿物的化学胶结作用阻碍了微、纳米孔隙的发育,而第二段页岩黏土矿物自身发育的微孔隙和较大比表面积,对水分子起到很强的吸附作用。富有机页岩第二段孔隙度高,顶、底板泥灰岩封隔性好,有利于页岩气的富集和保存,是研究区页岩气优质储层。研究结果可为寒武系页岩优质储层筛选及页岩气勘探的“甜点区”预测提供参考。

鄂西宜昌地区下寒武统水井沱组草莓状黄铁矿SEM图像特征及古环境指示意义:以鄂阳页1井为例

草莓状黄铁矿在页岩中广泛分布,其形态特征及粒径大小等可作为指示氧化还原状态的环境指标。本文以鄂西宜昌地区鄂阳页1井水井沱组富有机质层段及岩家河组样品为研究对象,利用氩离子抛光场发射扫描电镜技术,结合图像处理软件ImageJ,快速获取SEM图像中草莓状黄铁矿相关参数,并探讨其环境指示意义。结果表明,鄂阳页1井下寒武统剖面样品中黄铁矿赋存形式多样,包括草莓状黄铁矿集合体、团块状黄铁矿、黄铁矿自形晶及有机质中星点状分散的黄铁矿等。其中,草莓状黄铁矿作为最主要的赋存形式,其粒径(D)、微晶粒径(d)、D/d值以及微晶晶型等相关参数在垂向上呈现明显变化。岩家河组草莓状黄铁矿微晶晶型以八面体为主,水井沱组富有机质层段底部以五角十二面体及近球形为主,中部以八面体、立方体为主,上部以立方体、四面体为主,自下而上微晶圆度呈逐渐减小趋势,反映了还原性减弱的过程。水井沱组富有机质页岩中草莓状黄铁矿平均粒径为4.43μm,中下部偏大,上部粒径偏小。草莓状黄铁矿微晶平均粒径为0.338μm,剖面上自下而上呈现由大到小的变化趋势。D/d值在岩家河组样品中偏小,在水井沱组富有机质层段下部最大,上部逐渐减小。综合相关参数在剖面上的变化,在岩家河组与水井沱组底部环境突变的位置,草莓状黄铁矿更多反映突变前的环境状态,水井沱组富有机质层段上部偏氧化状态下草莓状黄铁矿粒径偏小,可能当时氧化还原界面仍位于水体中,且指示物源供给中含铁矿物丰度减小。

鄂西宜昌地区寒武系页岩过剩钡成因及其对有机质富集的指示

通过对鄂西宜昌地区鄂阳页1井(EYY1)寒武系底部岩家河组和水井沱组下部的总有机碳(TOC)、总无机碳(TIC)、微量元素(Ba、U、Th)和稀土元素分析,并结合前人对中上扬子地区7个位于不同沉积环境区寒武系剖面的研究结果和已有数据报道,讨论了寒武系水井沱组富有机质页岩中过剩钡(Ba过剩)的成因、来源及其对海洋古生产力水平的指示。结果表明,中上扬子地区寒武系富有机质页岩普遍富集Ba过剩,而且从浅水内陆棚到深水外陆棚——大陆斜坡,再到热水沉积区,寒武系页岩的Ba过剩富集程度趋于增加,反映了与古陆物源区的距离远近以及古地理背景对Ba过剩富集的控制。寒武系富有机质页岩中所富集的Ba过剩有热液成因和生物成因两种来源,Ba过剩-Eu异常图版可用于推测其主要来源:黔北—湘西北地区所处的热水沉积区内Ba过剩含量极高(>10000μg/g),具有显著的正Eu异常,且Ba过剩与Eu异常值具有正相关性,指示Ba过剩主要为热液成因,其含量变化反映了热液活动的强度;鄂西地区和黔南地区Ba过剩含量相对较高(5000~10000μg/g),四川盆地西部Ba过剩含量相对较低(<1000μg/g),而且都不具备正Eu异常,指示Ba过剩为生物成因,其含量变化与古生产力水平有关。与中上扬子其他地区寒武系页岩的TOC含量、U/Th值及Ba过剩富集程度的综合对比表明,宜昌地区较高的古生产力水平和强还原条件为有机质的来源和保存提供了物质基础和有利条件,共同决定了寒武系水井沱组页岩有机质的富集。

鄂西宜昌地区寒武系水井沱组页岩生物成因硅特征及其对页岩气富集的影响

通过对鄂西宜昌地区寒武系岩家河组—水井沱组页岩进行高分辨率样品采集,利用总有机碳(TOC)含量、主量元素分析、氦孔隙度等定量分析和透反射光显微镜、阴极发光显微镜等定性分析相结合的方法,研究了水井沱组黑色岩系生物成因硅的纵向变化特征及其与页岩气富集的关系。结果表明:寒武系底部岩家河组和水井沱组上部贫有机质层段过剩硅含量低,未见明显生物碎屑痕迹,几乎不含或含少量自生成因石英,而水井沱组富有机质层段存在较多生物成因硅,具有明显的分段性(一段、二段)且硅质来源明显不同。富有机质层段底部(一段)过剩硅含量高,为4.44%~24.97%,平均值为16.76%,受钙质夹层的影响波动较大,生物成因硅占比高,受陆源碎屑影响小。生物碎屑类型主要为硅质海绵骨针,还有少量絮状硅质聚集体,骨针腔体和硅质聚集体粒间孔中可见有机质。而富有机质层段中上部(二段)过剩硅含量相对一段明显降低,为7.13%~20.47%,平均值为13.66%,受陆源碎屑影响更大。生物碎屑类型主要为放射虫、纺锤状硅质聚集体和海绵骨针,可见有机质与这些生物成因硅和陆源碎屑共生在一起。在整个富有机质层段,TOC含量与总硅含量无明显关系但与过剩硅呈明显正相关性,且镜下发现似藻类孢囊中块状有机质内杂乱分布大量微晶石英,早期成岩作用阶段形成的生物成因硅不仅因为与藻类等的共生关系确保了较高生产力,同时因其在适宜的沉积环境下自身较强的硬度形成支撑格架为有机质提供了赋存空间,揭示了宜昌地区水井沱组富有机质层段生物成因硅的发育有利于有机质的富集。一段TOC含量明显高于二段但孔隙度略低,这可能与生物成因硅在这两段的差异相对应,生物成因硅与陆源碎屑一定比例共生形成的刚性格架可能对孔隙的发育和保存起保护和支撑作用。宜昌地区寒武系水井沱组富有机质层段硅质来源可能是引起页岩含气性差异的主要因素。

鄂西宜昌地区寒武系水井沱组页岩破碎气地球化学特征及其对页岩含气性的指示意义

本文选取鄂西宜昌地区流溪ZK003井水井沱组页岩岩心样品13块,开展破碎气测试分析,并结合TOC含量、矿物组成含量以及邻近地区高氮气井—秭地1井的解吸气特征,综合探讨鄂西宜昌地区寒武系页岩气中氮气成因和富集机理。结果表明,研究区水井沱组页岩样品破碎气含量为1.45~14.75μL.STP/g,变化大,主要受控于页岩中碳酸盐矿物丰度;破碎气以氮气和甲烷为主,相对含量分别为7.92%~86.27%和10.10%~90.88%,且氮气含量明显受控于页岩中TOC含量和黏土矿物含量,并与页岩破碎气含量呈良好的负相关关系。破碎气主要保存在方解石、白云石、黏土矿物及有机质封闭孔隙中,高—过成熟阶段有机质中氮和铵基黏土矿物中氮的释放是水井沱组富有机质页岩中氮气的主要来源。此外,持续性构造抬升剥蚀等地质过程不仅可能造成页岩气散失,还会导致氮气的相对富集。结合我国南方不同地区古生界海相页岩气中氮气含量和氮同位素组成特征的对比分析发现,寒武系页岩气中氮气含量(2.69%~98.92%)远高于下志留统龙马溪组页岩气(0.01%~9.30%)。鄂西宜昌地区水井沱组页岩气中氮气δ^(15)N_(N_(2))相较于其他地区明显偏重(Δ^(15)N_(N_(2))=1.5‰~12.7‰),可能与铵基黏土矿物高温热裂解成因氮气有关。

四川盆地五峰组—龙马溪组海相页岩元素地球化学特征与有机质富集的关系

选择四川盆地长宁县双河镇上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组新鲜露头剖面,对24个页岩样品进行了有机碳、硫含量和主、微量元素测试。分析了主、微量元素含量在剖面垂向上的变化特征及其与海盆古沉积环境的关系,讨论了控制四川盆地奥陶纪—志留纪页岩有机质富集的主要因素。研究结果表明:五峰组—龙马溪组底部约20 m的层段有机碳含量（TOC）较高,达2.2%7.76%,向上有机碳含量变低（0.81%1.83%）并趋于稳定。页岩的主要成分为SiO2（55.67%）、Al2O3（10.13%）和CaO（9.51%）。TiO2和Al2O3含量在剖面底部低,向上增大,指示陆源碎屑物质输入增加。富有机质页岩的SiO2和CaO含量明显高于贫有机质页岩的含量,而Al2O3、Fe2O3和TiO2含量较低;同时,在富有机质层段中氧化还原敏感元素Mo、U、V、Ni、Co、Cr和营养型元素Ba明显富集。Ni/Co、V/Cr、U/Th和黄铁矿矿化度（DOPT）指示五峰组沉积时期水体氧化还原条件变化较大,以贫氧—厌氧环境为主,龙马溪组底部水体还原性比五峰组强,为具有一定H2S含量的静海相环境,而中上部则为正常富氧环境。页岩中P和过剩钡（Baxs）含量指示五峰组—龙马溪组沉积期具有高生产力特征,且TOC与氧化还原指标呈正相关关系,表明有机质含量的变化主要受控于氧化还原环境。Mo/TOC与DOPT图解表明控制龙马溪组页岩微量元素富集的主要因素是氧化还原条件,而控制五峰组的则是水体滞留。龙马溪组有机质的富集主要是由海平面升降造成的海水缺氧程度所控制,而五峰组主要是水体滞留造成的海底缺氧使有机质得到了较好的保存。

四川盆地五峰组—龙马溪组页岩U-Mo协变模式与古海盆水体滞留程度的判识

古海盆海水的氧化还原条件和滞留状况可通过沉积物中微量元素的富集程度来指示。本文利用页岩中U、Mo微量元素含量,研究了五峰组和龙马溪组沉积时期四川盆地的水体滞留情况。龙马溪组页岩在厌氧环境中Mo/TOC平均值为15,接近于半滞留海盆。且随着还原程度的增强,U、Mo富集系数趋于增加,但海水中较低的Mo浓度限制了Mo/U比值的继续增加,稳定在1倍海水值左右,指示龙马溪期四川盆地属于半滞留海盆。五峰组页岩Mo/TOC平均值为4.7,接近于黑海(4.5)这样的强滞留环境。U、Mo富集系数明显小于龙马溪组,在缺氧的环境中未表现出随富集系数增大Mo/U比值增大的趋势,且Mo/U比值低于正常海水值,表明五峰组沉积时期海盆的滞留程度要比龙马溪组沉积时期强烈,属于强滞留环境。五峰组沉积时期强烈的海盆滞留导致水体交换速度缓慢,形成了有利于有机质保存的缺氧环境,而龙马溪组沉积时期海平面上升造成的缺氧环境控制了半滞留海盆有机质的富集。

改造型盆地油气赋存—成藏理论体系纲要

中国沉积盆地的鲜明个性特征之一是后期改造强烈而普遍。此特征深刻地影响着油气的赋存条件和成藏效应,明显增加了地质研究和油气勘探的难度。改造型盆地和盆地复杂改造地区已成为中国油气勘探和资源接替的重要领域。盆地后期改造的主要形式可分为隆升—剥蚀、沉降—深埋、热力作用、流体活动和构造变形五种类型。在自然界,多种地质作用同时参与的复合式改造更为普遍。改造型盆地特征复杂多样,油气赋存和成藏过程集多类含油气盆地中诸多油气藏之众合。本文将改造型盆地油气赋存—成藏的核心理论纲要式归纳为:原盆控源、过程控储、改造控藏、多源成藏、动态聚散、晚期定位。原盆控源,即改造型盆地的烃源岩是在改造前原盆富烃凹陷中所形成,改造后留存的烃源岩规模及特征决定盆地油气的贫富和分布。各类储层的形成和保存总体受岩石原生物质沉积—埋藏成岩和次生改造重塑两大阶段全过程的控制,称之为过程控储。盆地或地区后期改造过程及结果的个性特征直接控制着该地区油气的赋存、成藏—定位和分布特点,即改造控藏。后期多种形式的改造可引发多源油气富集成藏,既含来自不同深度、不同成熟度烃源岩的油气同储成藏,又有源自不同类型、不同世代烃源岩的油气混聚成藏,还包括烃类与各种非烃类气体同储或同盆共存成藏。盆地经受多期次构造变动和改造必然导致油气发生多次动态聚散和晚期成藏—定位。将晚期成藏与定位连在一起就较全面地概括和体现了不同时代盆地大多油气藏形成的要点和勘探界关注的重点。

中上扬子地区寒武系页岩储层特征及其主控因素探讨

有机孔普遍欠发育是我国南方寒武系页岩气勘探中遇到的实际地质问题,然而,造成有机孔欠发育的主控因素及演化机制迄今为止仍然存在很大争议。该文综合整理了笔者团队近年来对中上扬子不同地区寒武系页岩储层的研究进展,进一步讨论了下寒武统页岩孔隙发育特征与总有机碳含量(TOC)和成熟度的关系,以及排烃作用对下寒武统富有机质页岩孔隙发育的影响。研究表明,中上扬子地区下寒武统富有机质页岩的TOC含量、矿物组成和岩相特征在横向和纵向上波动较大,有机孔发育特征也表现出很强的非均质性。整体上,下寒武统富有机质页岩孔隙度随TOC含量的增加呈先增大后减小趋势,但在不同地区存在较大差异。另一方面,尽管研究区下寒武统页岩已经普遍进入过成熟阶段,但相比之下,位于过成熟早-中期(Eq R_(o)=2.0%~3.0%)的鄂西宜昌地区和陕南汉中地区下寒武统页岩有机孔发育情况相对优于过成熟晚期(Eq R_(o)=3.0%~3.5%)的四川威远地区,而成熟度最高(Eq R_(o)>4.0%)的黔北地区有机孔发育情况则最差。此外,页岩孔隙发育特征与矿物组成、TOC含量在鄂西宜昌地区ZK003井、EYY1井和贵州开阳ZK909钻孔等研究剖面上均表现出明显二分段性,其中,富有机质页岩二段(上段)具有中等TOC含量和富黏土矿物的典型特征,其发育有机孔情况优于高TOC含量的富有机质页岩一段(下段),与黏土矿物伴生的有机质孔隙十分发育。因此,除了高TOC含量页岩容易被压实和过高成熟有机质发生碳化使得有机孔塌陷和被充填这两种可能的影响机制外,近年来笔者团队还重点提出了排烃对寒武系页岩孔隙发育的影响,特别是下寒武统富有机质页岩一、二段在生油窗的排烃效率差异,不仅解释了其孔隙发育差异的原因,而且研究结果也为寒武系页岩优质储层筛选及页岩气勘探的“甜点段”预测提供了重要参考。

上扬子地区下寒武统牛蹄塘组页岩中黄铁矿特征及其地质意义

黄铁矿的研究不仅为沉积、成岩环境的恢复提供依据,也为富有机质页岩的预测提供参考。以上扬子板块3个不同沉积位置钻井(宜昌EYY1井、威远W001-4井、汉中SNY1井)的下寒武统牛蹄塘组页岩为例,通过X射线衍射全岩矿物分析(XRD)、显微镜、扫描电镜和碳硫分析等实验手段对样品及其黄铁矿进行对比研究。研究区样品中黄铁矿主要发育草莓状、立方体自形、条带状及不规则非自形等4种类型。其中草莓状黄铁矿发育最多,其粒径整体较小且变化范围较窄,反映以同沉积成因为主,一般与有机质含量有良好的正相关性,其他类型黄铁矿则可能为成岩成因。3口钻井页岩样品中黄铁矿形貌特征和粒径特征差异显示,SNY1井沉积水体安静、还原性最强,W001-4井和EYY1井沉积水体下部具有贫氧—厌氧环境的转变,其中W001-4井高丰度黄铁矿可能受绵阳—长宁拉张槽热液活动的影响。岩相对黄铁矿含量具有一定的控制作用,硅质页岩和硅质—钙质过渡型页岩比钙质页岩更有利于黄铁矿的形成。黄铁矿对有机孔的发育和保存具有积极影响,有利于页岩储层中天然气的富集和储存。

中国南方寒武系海相页岩含气性主控因素的科学问题

中国南方寒武系海相页岩含气性在不同地区差异较大,有机质孔隙发育机制不清楚,无法直接用控制五峰组-龙马溪组页岩含气性的有机质丰度和后期构造活动对页岩气的影响来预测其含气性。笔者提出采用历史演化的观点,在动态条件下研究孔隙的形成和发育机制,恢复南方寒武系页岩的有机质转化、油气形成和有机孔隙演化的历史。通过三者的耦合关系研究,为中国独特的高热演化条件下的有机质孔隙的发育机制,在研究方法和理论上探索一条新路。

四川盆地五峰组—龙马溪组富有机质泥岩孔径分布及其与页岩含气性关系

选取四川盆地长宁县双河镇上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组新鲜露头样品23个,渝东南黔浅1井岩心样品14个,运用氮气吸附法进行了孔径分布表征,并结合TOC、矿物组成含量和含气量在垂向上的变化及相关性分析,探讨了控制页岩孔隙发育的主要影响因素及其与页岩含气性的关系。结果表明：页岩孔隙以四周开放的具有平行板结构的狭缝孔为主,平均孔径为3.76～8.53nm,主体孔径以2～30nm的介孔为主。总体来看,BET比表面积和孔体积在五峰组—龙马溪组底部大,向上减小并趋于稳定,与TOC变化趋势一致,呈较好正相关性,表明有机质是控制龙马溪组页岩孔隙发育的主要因素。在TOC含量相近时,黏土矿物含量高的样品具有更大的比表面积,页岩中纳米孔隙的发育同时受黏土矿物的影响。四川盆地五峰组—龙马溪组底部TOC和脆性矿物含量高,有机孔发育,页岩含气性好,是页岩气储层压裂改造的优选层位。

四川盆地龙马溪组页岩有机孔隙SEM表征及成因分析

研究表明,泥页岩中不同有机母质类型可以发育不同特征的有机质孔隙。用Ar离子抛光场发射扫描电镜照片观察结合XRD分析、EDS能谱分析和相关岩石学标准,将四川盆地龙马溪组泥岩有机质孔隙分为3种类型:热解沥青内部有机质孔(Ⅰ型)、顺矿物边界发育的线性有机质孔(Ⅱ型)、干酪根残余物孔隙(Ⅲ型)。其中,Ⅰ型有机质孔发育于运移后的固体沥青和残余沥青中,Ⅱ型有机质孔的形成机制尚不明确,Ⅲ型有机质孔发育于原始沉积的干酪根残余物内部。热解沥青孔隙能为页岩气体流动提供更有效和连续的渗透路径。

四川盆地志留系龙马溪组泥页岩吸水模拟实验及对孔隙连通性的指示意义

采用岩石小柱体吸水实验方法,结合N2吸附法对孔隙结构和BET比表面积的测量,以及TOC含量和黏土矿物含量的分析,研究了龙马溪组富有机质泥页岩对水的吸收程度,以此来探讨影响泥岩吸水的主控因素,以及对孔隙连通性的指示意义。结果表明:TOC和黏土矿物是影响泥页岩吸水的主控因素,泥岩吸水量与BET比表面积具较好的正相关性,吸水过程自发且可逆。相同泥页岩样品的绝对吸水量与其体积变化呈直线关系,斜率为单位体积吸水量,可计算泥岩有效孔隙度(6.23%),吸水研究为泥岩中孔隙的连通性和有效孔隙度的测量提供了新的手段。

中上扬子地区下寒武统富有机质页岩吸水特征及对页岩气勘探的指示意义

以中上扬子地区下寒武统富有机质页岩为研究对象,分别选取位于寒武系页岩气勘探突破区的湖北宜昌和四川威远2个地区的3个钻井/露头剖面(宜昌WPZK001井剖面、长阳露头剖面和威远W001-4井剖面)和目前勘探失利区的2个典型剖面(贵州开阳剖面和重庆酉阳剖面)共37件样品,开展岩石小柱体的吸水实验,并与四川盆地志留系龙马溪组富有机质页岩进行对比研究。结果表明:寒武系页岩气勘探突破区的下寒武统水井沱组/筇竹寺组富有机质页岩与四川盆地志留系龙马溪组富有机质页岩相似,其饱和吸水量主要受有机碳含量和石英含量的控制,表现出较好的正相关关系,而寒武系页岩气勘探失利区的下寒武统牛蹄塘组富有机质页岩的饱和吸水量则与黏土矿物和碳酸盐矿物含量表现出弱的正相关关系,与有机碳含量和石英含量均无明显相关关系。这不仅指示了研究区下寒武统富有机质页岩发育孔隙网络特征,特别是有机质孔隙的发育,存在显著差异,同时也为从富有机质页岩矿物组成及其成因来源与孔隙发育耦合机制方面来探讨寒武系页岩含气性变化提供了新的研究思路。

四川盆地龙马溪组页岩吸水特征及3种页岩孔隙度分析方法对比

为研究分析页岩的吸水特征,有效测量页岩孔隙度,选取四川盆地黔浅1井龙马溪组5件页岩岩心样品开展吸水实验,分别从每件岩心样品中钻取一组不同直径(或不同长度)的页岩柱体,测量和计算每组各个小柱体的饱和绝对吸水量及骨架体积,建立二者的线性关系,由斜率K值表征各页岩样品单位体积的饱和吸水量,再据此计算出各页岩样品的有效孔隙度为3.51%~8.90%。为评价该方法所确定吸水孔隙度的准确性,又测定了样品的氮气吸附孔隙度和氦孔隙度,三者进行对比分析。结果显示:样品氮气吸附孔隙度为2.38%~7.04%,全部小于吸水孔隙度,二者相差0.54%~1.96%不等,这可能是由于氮气吸附实验无法探测泥页岩中孔径大于350 nm的宏孔,导致测定结果不包含这部分孔隙所贡献孔隙度而偏低。样品氦孔隙度为4.55%~8.09%,与吸水孔隙度相差仅为0.23%~0.81%,二者具有良好的一致性和可对比性,特殊地,QQ-45号样品的氦孔隙度比吸水孔隙度大2.65%,这是由于页岩柱体含微裂缝所导致的误差,而吸水实验可快速识别出含有微裂缝的柱体,能有效避免测量误差。由此可见,页岩柱体吸水实验法在有效保留页岩原生孔隙结构的前提下,通过统计分析多个页岩小柱体孔隙度测定结果而获得了页岩样品整体的吸水孔隙度,受页岩非均质性影响小,更接近页岩实际孔隙度。龙马溪组页岩孔隙度的变化与TOC含量具有良好的正相关性,与黏土及脆性矿物的相关程度不等,表明有机质是控制龙马溪组页岩孔隙度变化的主要因素。