加拿大魁北克省奥陶系Utica页岩岩石物理特性

利用x射线衍射（XRD）矿物分析、x射线能量色散光谱分析（EDS）、扫描电镜（SEM）、聚焦离子束扫描电镜（FIB-SEM）等手段，对加拿大魁北克省奥陶系Utica页岩矿物成分、孔隙度、微观孔隙结构、表面润湿性等岩石物理特性进行了研究。压汞仪测试结果显示测试样品的孔隙直径在15-200nm；XRD矿物分析和EDS元素测试显示Utica页岩中的非黏土矿物以方解石和石英为主，黏土矿物以伊利石和绿泥石为主；利用SEM对岩心表面孔喉进行了观测，图像显示Utica页岩中发育多种类型的孔隙，比如粒内孔、粒间孔、有机质孔等，其中，有机物（干酪根）中的孔隙在纳米级别（10～50nm）；利用FIB—SEM完成了250张扫描电镜图像，利用这些图像重建了三维层析成像模型和孔隙分布几何模型。润湿性测试结果显示，Utica岩心样品呈弱水湿一中性润湿，水力压裂过程中大部分添加剂可以将页岩表面改变成更倾向于水相润湿的状态。

加拿大魁北克省奥陶系Utica海相页岩矿物分析及孔隙结构特征

北美圣劳伦斯地台发育的奥陶系Utica海相页岩是加拿大魁北克省的页岩油气潜在有利区。以这套页岩为研究对象,基于野外露头和钻井岩心样品,综合运用了场发射扫描电镜、TIMA集成矿物分析系统和有机地球化学分析等多种分析测试手段,系统研究了Utica页岩的矿物组成和有机质特征,分析了孔隙特征及其影响因素。研究结果表明:Utica页岩经历了从成熟—高成熟阶段至过成熟阶段的热演化过程,有机质含量较高;Utica页岩矿物成分以方解石、石英、长石和黏土矿物为主,含少量白云石及黄铁矿等,且页岩样品随热演化程度的增加而表现为方解石含量逐渐减小,长石和石英含量逐渐增加,黏土矿物含量变化不大;其孔隙类型主要为基质孔隙(粒间孔隙和粒内孔隙)、有机质孔隙和裂隙,且平均孔隙度随埋藏深度的增加呈现降低的趋势;埋藏热演化和成岩作用对孔隙影响较为明显,成熟—高成熟阶段主要的孔隙类型为有机质孔隙,碳酸盐胶结会显著降低孔隙度,黏土矿物粒内孔隙较为发育并对总孔隙度有一定贡献,而过成熟阶段的压实作用构成了该阶段孔隙演化的主要因素,进一步降低了页岩孔隙空间,孔隙类型则多以基质孔隙为主。