四川盆地东缘湘西北地区牛蹄塘组页岩储层特征及影响因素

秦明阳，郭建华，黄俨然,3，焦 鹏，郑振华，卿艳彬,吴诗情,3

(1.中南大学 地球科学与信息物理学院，湖南 长沙 410083； 2.湖南省煤炭地质勘查院，湖南 长沙 410014；3.湖南科技大学 页岩气资源利用湖南省重点实验室，湖南 湘潭 411201)

四川盆地东缘湘西北地区牛蹄塘组页岩储层特征及影响因素

秦明阳1,2，郭建华1，黄俨然1,3，焦 鹏1，郑振华2，卿艳彬2,吴诗情1,3

(1.中南大学 地球科学与信息物理学院，湖南 长沙 410083； 2.湖南省煤炭地质勘查院，湖南 长沙 410014；3.湖南科技大学 页岩气资源利用湖南省重点实验室，湖南 湘潭 411201)

四川盆地东缘湘西北地区牛蹄塘组具有分布广、厚度大、埋藏适中、有机质丰度高以及热演化程度高等特点，资源前景广阔，是近年来南方页岩气勘探重点。文章以该区参数井——花页1井为研究对象，通过岩心、岩屑观察，采用薄片鉴定、X-衍射矿物分析、物性测试、扫描电镜、低温氮气吸/脱附实验等系统手段，研究储层特征，综合分析储层的影响因素。在深水陆棚相，牛蹄塘组发育黑色炭质页岩、硅质页岩，以富含炭质、硅质及黄铁矿，低黏土矿物(伊利石为主)含量为特征，页岩属特低孔、特低渗类型储层。SEM和低温氮气吸/脱附实验表明，储层主要发育圆筒孔(有机质孔)、狭窄平行板孔(粘土矿物层间孔)、四面开口的锥形管孔(粘土矿物粒间孔)以及锥形平板孔(微裂缝)；中孔(2～50 nm)提供了平均60.3%的BJH体积。多种因素共同影响微观孔隙发育：深水泥质陆棚控制了孔隙发育物质基础；丰富TOC促进有机质孔(尤其是大孔)发育；矿物组成及含量控制了孔隙发育类型及程度；有机质热演化作用促进有机质孔、微裂缝发育。

页岩；储层；牛蹄塘组；湘西北地区；四川盆地

页岩气是一种新型清洁、高效非常规天然气资源，2012年被列为独立矿种，成为非常规天然气勘探重要新领域。四川盆地东缘湘西北牛蹄塘组页岩具有区域分布广、厚度大、埋藏适中、有机质丰度高、热演化程度高以及资源前景广阔等特点，成为近年来南方页岩气勘探重点[1-3]，桑植-石门复向斜为勘探远景区[4-6]。2012年湘西北地区针对牛蹄塘组设置桑植、永顺、保靖、龙山和花垣等5个区块，页岩气地质评价尤其是储层评价成为勘探突破关键，受到国内学者重视。

南方页岩气勘探已在四川盆地涪陵等地志留系龙马溪组率先实现工业生产，而寒武系牛蹄塘组勘探成果却乏善可述。周庆华等认为花垣区块牛蹄塘组硅质含量高、碳酸盐含量低、粘土矿物以伊利石为主，储层具有低孔-超低渗等特征[7-8]。林拓、Gareth等认为牛蹄塘组储层中、小孔及裂缝发育，且中孔、微孔提供了大部分孔隙体积和比表面积[9-12]。

与砂岩相比，页岩储层孔径更加细小，几何形态、分布、成因及控制因素更加复杂[13-15]，前人从不同角度分析各种因素对储层各类孔隙发育的影响。梁峰等提出湘西北牛蹄塘组页岩孔隙受有机碳含量(TOC)、粘土矿物和黄铁矿等影响，页岩较强吸附能力主要受TOC控制[16]。唐书恒等从TOC、矿物成分、成熟度等因素分析下古生界页岩微观孔隙发育的控制因素[10-11,17]；张世万等从沉积、成岩、异常压力、构造等角度分析储层孔隙-微裂缝发育主控因素[18-21]。前人关于有机质对微观孔隙的影响已基本获得共识，但关于无机矿物以及有机质成熟度对孔隙的影响、不同尺寸孔隙对孔隙体积的贡献等还存在一定分歧[22-26]，张琴等指出需要加强微观孔隙发育控制因素定量研究[27]。

1 地质背景

湘西北主体隶属于扬子地台与江南地轴结合部位的武陵褶断带内，以保靖-慈利断裂为界与江南地轴相隔。早寒武世初期，区域构造沉降加剧，相对海平面迅速升高，加之受到全球大洋缺氧事件影响，发育了深水陆棚相，以低能、缺氧、还原环境为主，最有利于富有机质页岩发育，沉积了大范围黑色岩系，底部发育1～3层石煤。武陵期—燕山期多期次构造运动，形成了如今NNE或NE走向为主的复向斜构造格局。

花页1井是位于桑植-石门复向斜西南缘的一口重要参数井(图1)，牛蹄塘组页岩地质特征可作为区域典型代表，研究花页1井牛蹄塘组超低孔、超低渗、微观超复杂储层孔隙特征，多角度分析储层发育影响因素，对未来页岩气勘探突破乃至生产开发具有重要理论和现实意义。

2 样品与实验

为了避免地表风化对储层影响，加强储层各参数对比分析，实验样品来自花页1井2 375～2 618 m井段牛蹄塘组岩心、岩屑。有机地球化学样品按照2 m间隔系统取岩心及岩屑，而岩石学、储层物性、储层微观结构观察及渗流等实验样品按照3 m间隔系统取岩心。此外，在烃源岩特征好的层段，适当加大采样密度。

本文采用光学显微镜、SEM与氩离子抛光样品下场发射扫描电镜观察及能谱分析等直接观察法与X-衍射、压力脉冲渗透率测试等间接测试法相结合，研究湘西北牛蹄塘组储层微观孔隙特征。首先将岩心样品在691型透射电镜样品前制备系统进行离子束抛光、离子溅射喷渡铂金导电膜预处理后，利用FEI Quanta 200F场发射扫描电子显微镜(分辨率小于1.2 nm)观察孔隙结构。其次，选择上述平行样品分别进行孔隙度、渗透率测试，分析页岩孔隙特征。渗透率采用PDP-200型压力脉冲超低渗透率仪测试，测试范围(0.000 01～0.1)×10-3μm2；低温液氮吸附/脱附采用NOVA-2 000e比表面积和孔隙度吸附仪，比表面积分析范围大于0.001 m2/g，孔径范围0.35～500 nm，涉及部分微孔(<2 nm)、中孔(2～50 nm)和部分大孔(>50 nm)。在测试前将页岩样品进行烘干处理，完成后将样品置于液氮中，调节仪器的不同试验压力，分别测出页岩对氮气的吸附量，绘制吸附等温线。

图1 湘西北地区区域位置Fig.1 Location of northwestern Hunan province

根据滞后环形状确定孔隙形状，按BET、BJH等模型计算比表面积和孔隙体积。

3 结果与讨论

3.1 岩性特征

牛蹄塘组下部为深水陆棚相，发育两段不连续富有机质页岩(TOC>2%)(图2，图3a)，岩性为黑色炭质页岩、硅质页岩、粉砂质页岩等，炭质含量为2%～15%，硅质含量40%～60%，黄铁矿含量为5%～17%，局部见重晶石、磷结核。上部为半深水陆棚，发育深灰色粉砂质页岩、页岩(TOC<2%)。岩石致密坚硬，光学显微镜下泥质呈鳞片状，炭质呈浸染状、条带状。岩心局部发育高角度裂缝及碎裂角砾，充填或半充填方解石脉(图3b—d)。

图2 湘西北地区花页1井牛蹄塘组储层特征Fig.2 Characteristics of shale reservoirs of the Niutitang Formation in Well Huaye-1 in northwestern Hunan province

图3 湘西北地区花页1井岩心及显微镜下照片Fig.3 Core and microscopic photograph of Well Huaye 1 in northwestern Hunan provencea.埋深2 564.30 m，黑色炭质页岩，含条带状黄铁矿、方解石脉；b.埋深2 599.02 m，高角度裂缝(>70°)及破碎角砾，裂缝宽2～4 cm，充填方解石脉；c.埋深2 450.89 m,含炭含粉砂页岩，泥质呈显微鳞片状，炭质呈浸染状，发育0.05 mm宽微裂缝；d.埋深2 455.56 m,含化石含炭粉砂质 页岩，泥质呈显微鳞片状，炭质呈浸染状、条带状，化石呈圆形、椭圆形、纺锤形等

图4 湘西北地区花页1井矿物组成特征Fig.4 Composition of minerals of shale samples from well Huaye-1 in northwestern Hunan provincea.岩石矿物组成条形图；b.岩石矿物组成三角图

3.2 物性特征

3.2.1 矿物组成

矿物成分组成是储层评价的主要内容之一。根据51块岩心XRD矿物分析，矿物成分与北美Barnett页岩类似[28]以石英、长石为主，粘土矿物、碳酸盐次之，大部分含有黄铁矿等。石英含量为21.4%～70.4%，平均为43.0%；长石含量为2.9%～16.9%，平均为8.9%；碳酸盐含量为6.8%～58.8%，平均为20.4%；粘土矿物含量为8.9%～45.3%，平均为27.7%；黄铁矿含量为0～17.0%，平均为5.7%。粘土矿物以伊利石为主，平均为86.9%，含少量绿泥石和伊/蒙混层。矿物成分与北美Barnett页岩类似[28]，将石英+长石+黄铁矿、碳酸盐以及粘土矿物含量做三角图，牛蹄塘组页岩主要为硅质页岩和粘土质硅质页岩(图4)。

总体上，牛蹄塘组页岩硅质含量高，脆性好，而粘土矿物含量低，有利于水力压裂形成复杂网状缝，大幅提高页岩储层性能。

3.2.2 孔隙度和渗透率

孔隙度和渗透率仍然是页岩储层研究中最重要的参数。埋藏较深的页岩渗透率低，富含有机质页岩的渗透率介于(0.000 000 1～0.01)×10-3μm2。花页1井36块样品孔隙度为0.008 4%～1.944 9%，平均为0.449%；渗透率剔除2个异常值，(0.000 159 1～0.004 011 8)×10-3μm2，平均为0.000 860 75×10-3μm2，与常页1井等[9]测试结果类似，属于特低孔、特低渗类型(表1)。

3.3 储集空间特征

有关页岩孔隙体系或成因类型的划分方案诸多，目前尚无统一方案[29-34]。目前普遍立足于岩石组成及其经受的地质作用，将页岩孔隙成因类型划分为无机质孔、有机质孔及微裂缝等三大类。

3.3.1 无机质孔

无机质孔产生于微米级无机矿物颗粒内部及之间，包括矿物粒间孔、粒内孔、黄铁矿晶间孔以及少量碳酸盐溶蚀孔和化石孔等。孔隙相对较大，纳米-微米级，连通性好。

表1 湘西北地区花页1井压力脉冲法孔隙度及渗透率Table 1 Porosity and permeability measured with transient pulse method for shale samples from Well Huaye-1 in northwestern Hunan province

1) 粒间孔多见于矿物颗粒之间(图5a)，是由沉积作用或后期成岩改造作用等多种因素而形成，孔隙形态多样，通常连通性较好，为甲烷分子提供良好的渗流通道。

2) 粒内孔主要发育于颗粒内部(图5b)，尤其是伊利石矿物层间颗粒内部最发育(图5l)，孔径一般小于200 nm，可能是由于蒙脱石等不稳定矿物在埋藏过程中转化为稳定的伊利石或其他矿物形成的。粒内孔可以提供气体储集空间，也可与粒间孔一起构成孔隙网络，提高页岩渗流能力。

3) 晶间孔在牛蹄塘组黄铁矿普遍发育，微球粒、霉簇状晶体之间形成晶间孔，孔径20～500 nm，内部具有一定连通性(图5c)。石英、长石及方解石等矿物也发育晶间孔(图5d,e)。

4) 牛蹄塘组有机质在过成熟热演化过程中形成酸性物质溶蚀不稳定的碳酸盐矿物形成了溶蚀孔(图5f)，由于碳酸盐矿物含量较少，溶蚀孔整体发育较差。

5) 化石孔多呈圆形、椭圆形、纺锤形，保存较完整，化石骨架和体腔内发育有孔隙，且孔径较大，多微米级，连通性较好，可以成为气体赋存空间和运移通道(图3d)。当化石孔被石英、方解石等充填，将失去上述能力。

3.3.2 有机质孔

有机质孔是有机质热演化过程中，干酪根生烃消耗有机组分产生的孔隙或者生烃消耗水分而产生的收缩孔，孔隙一般为纳米级，多5～300 nm，属于中孔-大孔，镜下呈近球形、椭圆形、弯月形等(图5g,h，j)。有机质常与无机矿物以吸附、包裹或充填形式出现，有利于有机质孔发育，且与无机质孔形成一定连通性，为气体运移提供了微观渗流通道。前人认为有机质孔比无机质孔对赋存页岩气更重要[23，35]。

3.3.3 微裂缝

微裂隙是在成岩、构造应力等作用下形成的开放型裂隙，裂隙宽度从几纳米至几十微米。微裂缝不仅提供了储集空间，而且沟通了无机质孔、有机质孔，极大提高储层渗流能力(图5i，k)。

3.4 孔喉分布特征

低温氮气吸/脱附实验表征了页岩孔隙结构，IUPAC推荐将低温氮气吸/脱附曲线划分四类，分别代表了开放的圆柱状或平板形孔隙形态、一端封闭的圆柱状或平板形孔隙形态以及墨水瓶形缩颈孔隙形态，页岩储层中实际孔隙形态远比上述孔隙形态复杂[11,16]。

氮气吸/脱附曲线整体呈反S型，与典型谐式多层吸附曲线形态类似。吸/脱附曲线呈现出分离特征，说明页岩存在大量中孔和大孔，造成毛细凝聚现象，并且在平衡压力达到饱和蒸汽压时未饱和吸附。根据不同样品曲线形态上差别，将花页1井牛蹄塘组吸/脱附曲线分为3类(图6;表2)，结合SEM观察，页岩孔隙以纳米级圆筒孔和平行板孔等开放型孔隙为主。圆筒孔或锥形管孔主要为有机质孔与粒间孔，平行板孔和锥形平板孔与粘土矿物层间粒内孔或微裂缝有关。

采用BJH模型计算页岩孔隙体积，不含微孔体积，中孔所占BJH体积较大，为39.6%～74.2%，平均为60.3%，大孔所占BJH体积次之，为25.8%～60.4%，平均为39.7%。

图5 湘西北地区花页1井镜下孔隙特征Fig.5 Microscopic pore features of shale samples from well Huaye-1,northwestern Hunan provincea.埋深2 450.89 m,粒间孔；b.埋深2 456.04 m,粒内孔；c.埋深2 499.25 m,黄铁矿晶间孔；d.埋深2 456.04 m,晶间孔；e.埋深2 467.95 m,晶间缝；f.埋深2 515.5 m,碳酸盐溶蚀孔；g.埋深2 463.0 m,有机质沥青球粒孔；h.埋深2 510.23 m,有机质沥青球粒孔、气孔；i.埋深2 510.23 m,微裂缝；j.埋深2 547.77 m, 有机质内部沥青球粒孔；k.埋深2 547.77 m,黄铁矿铸模孔、顺层裂缝；l.埋深2 558.17 m,片状矿物片间缝隙(a—i为抛光面，j和k为自然断面)

3.5 储层影响因素

页岩气属于典型“原地”成藏模式，主要以游离态富集在页岩裂缝与孔隙中以及吸附态存在干酪根或粘土颗粒表面[35]。牛蹄塘组具有岩石致密、低孔隙度、低渗透率、高比表面积等特征，结合前人研究成果，认为页岩储层微观孔隙是多方面因素共同影响的综合体，沉积相、矿物成分、TOC、有机质演化程度等对微观孔隙发育起了控制作用。

3.5.1 深水泥质陆棚控制孔隙发育物质基础

深水(泥质)陆棚相发育大量有机质、硅质、粘土矿物和黄铁矿，构成了孔隙发育物质基础，发育丰富各类孔隙，如有机质孔，粘土矿物粒间孔以及黄铁矿晶间孔等，导致BJH体积超过10.0 ×10-3cm3/g，同时，硅质含量高也有利于微裂缝发育。而半深水陆棚相中，由于有机质、黄铁矿、粘土矿物含量较低，硅质含量高，总体上各类孔隙发育较差，BJH体积小于3.0×10-3cm3/g(表3)。

图6 湘西北地区页岩样品典型吸/脱附及孔径分布曲线Fig.6 Typical adsorption/desorption curves and pore size distribution of shale samples from northwestern Hunan provincea. A类，2 499.79 m;b. B类，2 547.77 m;c. C类，2 407.23 m

类型曲线特征孔隙特征SEMTOC/%BET比表面积/(m2·g-1)BJH体积/(10-3cm3·g-1)A类相对压力大于0.6时,吸/脱附曲线分离较大,在相对压力为0.4～0.6时,脱附曲线出现明显拐点;相对压力小于0.4时,吸/脱附曲线近乎重合规则的两端开口圆筒孔和狭窄的平行板孔有机质孔、粒间孔、粘土矿物层间裂缝2～84～156～20B类吸/脱附曲线始终出现分离特征狭窄的平行板孔、四面开口锥形平板孔和两端开口的锥形管孔有机质孔、粒间孔、粘土矿物层间裂缝>8>15>20C类脱附曲线拐点不明显,吸/脱附曲线近平行,分离较小以四面开口的锥形平行板孔为主粒间孔、粘土矿物层间裂缝<2<4<6

表3 湘西北地区花页1井牛蹄塘组不同沉积微相储层差异统计Table 3 Statistical characteristics of disparities between reservoirs of different sedimentary microfacies in the Niuditang Formation in Well Huaye-1,northwestern Hunan province

3.5.2 丰富TOC促进有机质孔发育

早成岩阶段，有机质被挤压赋存于石英等刚性颗粒格架内，进入中成岩阶段，有机质热演化形成内部大量互相连通的纳米级孔隙，如气孔、沥青球粒孔等，对储层孔隙有重要贡献。BJH体积、渗透率随TOC含量增加而增大(图7a,图8a)。

TOC小于2.0%，有机质呈分散状、浸染状，BJH体积较小，有机质孔以中孔最发育，对BJH体积贡献54%～74%(平均为66%)，而大孔对BJH体积贡献次之。TOC大于2.0%，有机质呈凝块状、填隙状、条带状，有机质孔数量及孔径均随有机质体增大而增大，尤其是有机质中心附近，有机质孔孔径较大，可达100 nm左右(图6g，h)，导致BJH体积大，虽然中孔发育好，绝对量有所增加，但对BJH体积贡献下降至40%～51%(平均为45%)，而大孔相对更发育，对BJH体积贡献增大至49%～60%(平均为55%)(图9)。

3.5.3 矿物组成及含量控制孔隙发育类型及程度

牛蹄塘组矿物主要是石英、粘土矿物(伊利石为主)、黄铁矿及碳酸盐，张琴认为硅质页岩有机孔和矿物粒间孔较发育[27]。

1) 石英

深水泥质陆棚中，牛蹄塘组石英含量在45%～60%，但BJH体积与石英无相关性(图7 b)，这是因为压实过程中刚性石英颗粒形成粒间纳米级空间格架，被进一步充填塑性有机质、粘土矿物及胶结物等，导致石英颗粒间孔隙损失严重，与渗透率相关性较差。黄磊等认为石英含量增加时，岩石脆性也增加，受到应力时容易发育孔隙及微裂缝，提高储层渗流能力(图8b)[17]。

图7 深水泥质陆棚相中不同矿物对BJH体积的影响Fig.7 Analyses of effects of different minerals in deep water muddy shelf facies upon BJH volume

图8 深水泥质陆棚相渗透率与矿物成分相关性Fig.8 Correlation of permeability and mineral types in deep water muddy shelf facies

图9 湘西北地区页岩中大孔隙对BJH体积的贡献与TOC含量的关系Fig.9 Contribution of marco pores to BJH volume and its correlation to TOC of shale samples from northwestern Hunan province

2) 粘土矿物

粘土矿物中伊利石颗粒较大，形成纳米-微米级粒间孔和层间孔。伊利石含量与BJH体积呈负相关关系，但伊利石含量与有机质含量也呈负相关关系。通过消除TOC含量影响，BJH体积、比表面积与伊利石呈弱正相关性(图7c，d)，随着伊利石含量增加，BJH体积、比表面积增大。但粘土矿物增多，容易堵塞渗流通道，导致储层渗流能力降低(图8b)。

3) 黄铁矿

牛蹄塘组黄铁矿丰富，最高可达17%，在SEM下观察到纳米级黄铁矿呈微球粒、霉簇状，颗粒间形成了大量晶间孔，BJH体积、渗透性随黄铁矿增加而增大。但是黄铁矿与TOC含量也呈正相关关系，因此，进一步消除TOC影响，发现相反结论，即BJH体积与黄铁矿呈负相关关系(图7e,图8d)，这说明了随着TOC、黄铁矿增加，BJH体积增加主要是由TOC贡献，而非黄铁矿。

4) 碳酸盐

碳酸盐具有很强化学胶结作用，抑制纳米-微米级孔隙及微裂缝发育[16-17]。BJH体积与碳酸盐含量呈显著负相关，即随着碳酸盐含量增加，BJH体积显著减小(图7f)。虽然溶蚀作用导致碳酸盐形成溶蚀孔，但总体上溶蚀孔不发育，对BJH体积贡献较小。碳酸盐胶结作用大于溶蚀作用，抑制孔隙发育，降低储层渗流能力(图8e)。

3.5.4 有机质热演化作用促进有机质孔、微裂缝发育

有机质热演化作用对储层孔隙的影响较为复杂，Curist 认为镜质体反射率(Ro)小于0.9%页岩很少发育有机质孔，程鹏等认为随着Ro增加到3.5%，孔隙随热演化程度增加而增加，随后微孔呈下降趋势，而中孔仍然缓慢上升[36-38]。

花垣区块牛蹄塘组晚成岩阶段，有机质进入高成熟-过成熟期，有机质热演化发生脱氢、生气活动，形成有机质内部纳米级孔隙，有机质孔对BJH体积贡献超过50%，此外，有机质过成熟度阶段，生烃强度大，微裂缝发育好，更有利于气体储集和渗流[39-41]。

4 结论

1) 深水泥质陆棚相下，牛蹄塘组主要发育硅质页岩、炭质页岩，炭质含量为2%～15%、硅质含量为45%～60%、黄铁矿含量4%～17%，粘土矿物以伊利石为主，整体含量低。储层致密，孔隙度平均仅0.449%、渗透率平均为0.000 860 75×10-3μm2。

2) 牛蹄塘组发育大量纳米级无机质孔、有机质孔和少量微米级微裂隙等，以有机质孔最发育。储层孔隙主要发育了圆筒孔(有机质孔)、狭窄平行板孔(粘土矿物层间孔)、四面开口的锥形管孔(粘土矿物粒间孔)以及锥形平板孔(微裂缝)。储层孔径范围较广，中孔平均贡献39.6%～74.2%(平均为60.3%)的BJH体积，大孔次之。

3) 深水泥质陆棚最有利于发育各类孔隙；石英、粘土矿物及TOC等控制了各类孔隙的发育类型和程度，粘土矿物、碳酸盐降低储层渗流能力；有机质热演化作用促进有机质孔、微裂缝发育。

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Characteristics and influencing factors of shale reservoirs in the Niutitang Formation of northwestern Hunan Province，and east margin of Sichuan Basin

Qin Mingyang1,2,Guo Jianhua1,Huang Yanran1,3,Jiao Peng1,Zheng Zhenhua2,Qing Yanbin2,Wu Shiqing1,3

(1.SchoolofGeosciencesandInfo-PhysicsEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha,Hunan410083,China;2.TheCoalGeologicalExplorationInstituteofHunanProvince,Changsha,Hunan410014,China;3.HunanProvincialKeyLaboratoryofShaleGasResourceUtilization,HunanUniversityofScienceandTechnology,Xiangtan,Hunan411201,China)

The Niutitang Formation in northwestern Hunan Province,eastern margin of Sichuan Basin is regarded as having great potential and one of the major shale gas exploration targets with its wide distribution,large thickness,favorable burial depth,high content of organic matter,high maturity and etc,in south China.An parameter well,the Huaye-1,in the Formation of the area,was chosen to be studied with systematic means including observation of thin sections,XRD mineral analyses,physical property tests,SEM imaging and low-temperature N2adsorption/desorption experiments with core and drilling cutting samples,to probe into the characteristics and influencing factors of the reservoirs.The deep shelf facies of the Niutitang Formation developed dark carbonaceous shale and siliceous shale rich in carbonaceous and siliceous material,as well as pyrite,but lean in clay minerals (mainly illites).The shale reservoirs are of ultra-low porosity and permeability.The SEM images and low-temperature N2adsorption/desorption experiments show that the reservoirs contain mostly cylindrical pores (organic pores),narrow parallel-plate pores (clay mineral interlayer pores),tapered tube pores with openings around (intergranular pores among clay minerals) and tapered plate pores (micro-crack).The mesopores (sized between 2 to 50 nm) contribute an average of 60.3% of BJH volume.The development of the micropores is found to be affected by multiple factors: the deep-water muddy continental shelf provided the material basis for the pores,the high content ofTOCfacilitated the growth of organic pores (especially organic macropores),the composition and content of minerals dominated the types and amounts of the pores,and the thermal evolution of organic matter promoted the development of organic pores and micro-cracks.

shale，reservoir，Niutitang Formation，northwestern Hunan province，Sichuan Basin

2017-05-04;

2017-08-13。

秦明阳(1988—)，男，工程师，油气地质。E-mail:747558817@qq.com。

郭建华(1957—)，男，教授、博士生导师，沉积学与石油地质研究。E-mail:gjh796@cus.edu.cn。

国家自然科学基金项目(41603046)；湖南省科学技术厅软科学计划项目(2014ZK3043)；湖南省国土资源厅软科学研究项目(2014-01);湖南科技大学页岩气资源利用湖南省重点实验室开放基金资助项目(E21642)。

0253-9985(2017)05-0922-11

10.11743/ogg20170511

TE112.1

A

(编辑 董 立)