四川盆地乐地1井须家河组泥页岩段孔隙结构及分形特征差异性对比

邓 涛, 李 勇, 汪正江, 余 谦, 胡文超, 赵少泽, 董顺利

(1.油气藏地质及开发工程国家重点实验室(成都理工大学)，成都 610059； 2.中国地质调查局 成都地质调查中心，成都 610081)

四川盆地页岩气资源潜力巨大，海相页岩气已实现工业化生产[1-3]。四川盆地总体经历了海相、陆相两大沉积演化阶段，发育了海相、海陆过渡相、陆相3类6套有利的页岩气富集层系[4]。前人[5-7]对海相五峰组-龙马溪组页岩的沉积相、储层特征、页岩气富集机制等进行了全方位多视角研究；而对四川盆地上三叠统须家河组第一、第三、第五段(分别简称为“须一段”、“须三段”、“须五段”)黑色页岩研究较少，且目前关于须家河组沉积环境和沉积相争议较大。郑荣才等[8]认为须家河组为多类型陆相沉积体系复合体，须二段-须六段全为陆相沉积体系。侯方浩等[9]主要强调须二、须四、须六段湖泊滩坝观点，也认为须家河组全为典型的陆相沉积。不同于以上两种观点，赵霞飞等[10]提出了浅海潮汐砂坝观点，认为安岳地区须二段至须六段砂岩中发育有典型的双向交错层理和双黏土层等潮汐成因标志的典型沉积构造，因此，须家河组均属于浅海潮汐成因产物，为典型的海相沉积。小塘子组(相当于须一段)具有典型的海相指相性化石，海相沉积环境已得到公认。而针对须家河组到底是陆相还是海相的这一争论，施振生等[11]通过物源、沉积构造、黏土矿物、硼钾比和有机地球化学等多数据整合分析认为：须一段为海相沉积；须三段为海陆过渡相沉积，并以海相沉积为主体；须五段为陆相沉积，但仍受到海侵作用的影响。笔者采用施振生的观点。

页岩为典型的以微米-纳米级孔隙十分发育为特征的复杂非均质多孔固体介质[12]。页岩孔隙结构特征(孔径、总孔体积、比表面积、孔隙形态和分布以及连通性等)是决定其储集性能和渗流能力的重要因素[13]，因此，准确评价和精确量化以上参数对页岩气资源潜力评价和成藏机理研究均具有重要意义[13-14]。目前，研究页岩孔隙结构特征的方法总体分为定性表征和定量评价两大类[15]：前者主要利用场发射扫描电镜(FE-SEM)等高分辨率测试仪器进行孔隙结构特征的定性重构表征；后者利用低温氮气吸附等实验量化孔隙结构参数。在诸种测试方法中，低温氮气吸附孔径测量下限值约为 0. 35 nm，对纳米级微孔的量化优势突出，而被广泛应用。

分形(fractal)理论最初是由B.B.Mandelbrot于1982年创立的非线性数学理论[16]，其核心思想是物体的自相似性或标度不变性，实质是通过分形维数(fractal dimension)D值来量化客观物体的不规则性和复杂性，D值越大，物体非均质性越强。而在FHH (Frenkel-Halsey-Hill)分形理论[17]指导下结合低温氮气吸附数据的储层孔隙分形特征量化评价在煤层[18]、砂岩[19]、海相页岩[20-21]、陆相页岩[22]、海陆过渡相页岩[23]等常规与非常规储层中均有应用，但尚未见到对具不同沉积环境下的须家河组泥页岩段(须一、须三、须五段)孔隙结构分形特征的对比研究。黄金亮等[22]笼统地将须家河组页岩段全作为陆相沉积体系来综合评价整个须家河组泥页岩段的孔隙分形特征，并与龙马溪组海相页岩和美国New Albany海相页岩做了对比研究，但其忽略了组内不同沉积环境和热演化特征页岩的差异性对比研究。

基于此，笔者以川西南地区乐地1井须家河组全取心段井下样品为研究对象，进行低温氮气吸附、有机碳含量(TOC)、镜质体反射率(Ro)、有机地球化学、场发射扫描电镜/能谱分析、X射线全岩和黏土矿物含量等一系列分析测试，探讨须家河组内部不同层位泥页岩段储层孔隙结构的分形特征差异性，进而讨论不同沉积环境下的泥页岩分形维数的控制因素与差异机理。

1 样品与测试方法

1. 1 样品来源

实验样品均取自川西拗陷南段须家河组页岩气探井——乐地1井中的须家河组泥页岩地层岩心，共选择了不同深度、具有代表性的黑色泥页岩样品 12 块，须一、须三和须五段各4块样品。

1. 2 测试仪器与方法

全岩矿物和黏土矿物含量定量测试是利用ZJ207 Bruker D8 advance_X射线衍射仪，依据SY/T5163-2010标准进行检测；Ro测试是利用Leica DM4500P偏光显微镜(ZJ257)和CRAIC显微光度计(ZJ280)，依据SY/T 5124-2012行业标准进行检测，并保证每个样品至少有30个测点；SEM/能谱测试是利用ZJ266+ZJ263 JEOL JSM-6610LV扫描电镜和OXFORD X-max能谱仪，根据GB/T 18295-2001和GB/T 17359-2012两个标准进行检测。

低温氮气吸附实验由国土资源部重庆矿产资源监督检测中心采用美国 Quantachrome 公司生产的比表面测定仪 Auto-sorb S1，并依据行业标准SY/T 6154-1995测试。实验流程是在-195.8℃的低温环境下以超高纯度氮气为吸附质，采用容积法测定不同比压下氮气的吸附量和解吸量，最后利用获得的数据采用经典模型计算得到量化的孔隙结构参数。

本次研究对泥页岩孔径的划分方案按 IUPAC分类方法[24]，即微孔(直径d<2 nm )、介/中孔(2 nm≤d≤50 nm)和大/宏孔(d>50 nm)。

2 实验结果

2.1 页岩基本特征

据全岩XRD矿物成分分析结果，须一、须三、须五段泥页岩样品全岩矿物组成变化较大(表1)，页岩样品均以石英和黏土矿物为主，所有样品石英的平均质量分数(w石英)为40.6%，其中须五段平均值为44.3%，须三段平均值为40.4%，须一段平均值为37.0%，表明从须五段至须一段脆性矿物石英含量渐少，黏土矿物总量增加；脆性矿物其次为长石，平均质量分数为4.4%。所有样品黏土矿物平均质量分数为47.0%，高岭石相对质量分数平均值为3.5%，绿泥石相对质量分数平均为4.08%。须家河组页岩黏土矿物类型以伊蒙混层为主，伊蒙混层(I/S)相对质量分数平均值高达78.58%，间层比为8.33%；伊利石相对质量分数平均为10.83%；绿蒙混层(C/S)相对质量分数平均值为3.58%，混层比为14.67%；各样品均未检测出蒙脱石。有机碳质量分数(wTOC)、油浸镜质体反射率(Ro)测试结果见表1。wTOC为0.89%～2.07%，平均值为1.68%；Ro为1.03%～2.20%，平均为1.79%，处于高熟大量生(湿)气阶段。

表1 乐地1井须家河组页岩样品特征Table 1 Shale sample characteristics of the Xujiahe Formation in Well LD-1

2.2 扫描电镜实验结果分析

不同学者对泥页岩孔隙类型的划分方案不同，本文参照经典的运用较广的R.G.Loucks等[25]分类方案，即将页岩孔隙分为矿物基质孔(又分为粒间孔和粒内孔2个亚类)、裂缝孔隙、有机质孔三大类[26]。根据扫描电镜(SEM)实验结果，须家河组页岩孔隙发育程度一般，但有机质较发育，主要存在的孔隙类型为矿物溶蚀孔隙(图1-A、B)，其次为少量有机质孔隙(图1-C)和黄铁矿晶间孔隙(图1-D、E)。矿物溶蚀孔多为黏土矿物和碎屑颗粒间、颗粒内溶蚀孔，多呈不规则状，连通性较差。见少量微裂缝(图1-A、F)，缝宽约0.060～0.162 μm，连通性差。草莓状黄铁矿晶粒之间的孔隙中往往充填有机质。

2.3 吸附-解吸曲线特征

乐地1井须家河组不同泥页岩段样品吸附曲线整体呈现反“S”形特征，但在形态上稍有差异(图2)。吸附曲线大致可分为3段：①初始阶段(p/p0<0.45)，页岩孔隙与氮气分子之间存在强烈的分子间范德华作用力，主要为单分子层吸附向多分子层吸附过渡。②过渡阶段(0.45≤p/p0<0.9)，为多分子层吸附，吸附、解吸曲线分离，形成滞后环或吸附回线。③高比压段(p/p0≥0.9)，吸附等温线突然增大，氮气在页岩表面发生毛细管凝聚作用，在高压力段页岩仍未达到吸附饱和点。从图2可以看出，样品氮气吸附和解吸曲线约在中比压p/p0≈0.45时分离，出现宽大或狭窄的滞后环，根据吸附-解吸曲线过渡阶段的滞后回环形状，依据国际IUPAC等温线和滞后环分类标准[24]，吸附-解吸等温线与其Ⅳ类最为接近，说明样品主要发育中孔，可见少量微孔和大孔[27]。

图1 场发射扫描电镜下的页岩样品孔隙类型Fig.1 FE-SEM images showing pore types of shale samples (A)有机质孔隙，0.075～0.823 μm，LD-03; (B)矿物溶蚀孔隙，黄铁矿晶间孔隙，有机质发育，微裂缝，0.090～0.555 μm，LD-09; (C)矿物溶蚀孔隙，微裂缝，0.154～2.729 μm，LD-05; (D)微米级矿物溶蚀孔隙，0.505～3.335 μm; (E)矿物粒间孔隙，被有机质和黄铁矿充填，LD-10; (F)矿物溶蚀孔隙， 微裂缝， 0.06～0.203 μm， LD-12。图中OM为有机质， Py为黄铁矿晶体

图2 页岩样品低温液氮吸附-解吸曲线Fig.2 Adsorption-desorption curve of shale samples under lower-temperature liquid nitrogen

页岩不同孔径范围的形态差异性会导致其连通性各异，因而可以利用滞后环判断页岩孔隙类型[18]。根据 IUPAC[24]中对滞后环的分类，须家河组泥页岩样品的滞后环主要有2类：H2型和H3型。H2型(LD-8、LD-12等)表现为在低比压区吸附-解吸曲线以基本重合状平行式缓慢稳定上升，在相对压力p/p0≈0.45时解吸量突然增大，出现明显拐点，解吸曲线比吸附曲线陡峭，两线分离，出现宽大的滞后环，说明孔隙类型主要为狭缝状和裂缝型毛细孔，呈细颈广体的墨水瓶状等无定形微孔，孔隙类型十分复杂。墨水瓶状孔隙有利于气体的吸附聚集，但不利于气体渗流解吸；而微裂缝有利于气体的游离解吸[23]。H3(LD-3样品)型表现为吸附-解吸曲线随p/p0增加均缓慢上升，但不重合，p/p0>0.45时滞后环亦不明显，表征出样品以四周开放的平行板孔类孔隙为主[23]，也存在少量两端开放的细颈广体墨水瓶状孔和狭缝状孔隙或微裂隙，为多种孔隙类型的复合混杂体，连通性好，有利于气体运移。

2.4 孔径分布

利用BJH 模型计算出须家河组页岩样品的孔径分布特征(图3)。从图3可看出，页岩孔径为1～65 nm，以纳米级孔隙为主，且孔径分布曲线具有单峰特征，峰值孔径主要为2～4.5 nm，12个页岩样品的BJH平均孔径为6.986 975 nm；因此，依据IUPAC的分类标准，须家河组不同层位泥页岩段样品的孔径以中孔为主，同时含有一定量的微孔和大孔。值得注意的是，须一、须三、须五段泥页岩样品的孔径均以中孔为主的共性下，也有显著的孔径大小差异性特征：须五段BJH平均孔径为8.023 35 nm，须三段BJH平均孔径为7.411 25 nm，而须一段BJH平均孔径为5.526 325 nm，表明随着页岩热演化程度、埋深的增大或时代变老，样品中有机质微-中孔增加并占据主导地位，导致平均孔径减小。

图3 须家河组泥页岩孔径分布图Fig.3 Pore size distribution of shale samples of the Xujiahe Formation

2.5 孔隙结构参数

低温液氮吸附实验结果表明(表2)，须家河组不同层位泥页岩段孔隙结构参数具有显著差异性。须五段BET比表面积为1.076～7.469 m2/g，平均为3.505 175 m2/g；须三段多点BET法比表面积为1.313 9～9.530 4 m2/g，平均为4.914 85 m2/g；须一段海相页岩BET比表面积为18.585 5～19.661 5 m2/g，平均为18.991 45 m2/g。显然，时代越老、富有机质页岩热演化程度越高，有机质微热气孔占比越多，页岩孔隙比表面积越大。须五段BJH总孔容为0.002 3～0.009 2 cm3/g，变化不大，4个样品均值为0.004 35 cm3/g；须三段BJH总孔容为0.002 8～0.008 cm3/g，均值为0.005 425 cm3/g；须一段海相页岩BJH法总孔容为0.012 6～0.017 7 cm3/g，差异变化最小，均值为0.014 65 cm3/g。据以上各层位泥页岩段BJH总孔容分析结果可知：①由新到老，从须五段陆相页岩过渡到须三段海陆过渡相页岩最终至须一段海相页岩，泥页岩BJH模型总孔容逐渐变大；且相比于须三段和须五段页岩而言，须一段海相页岩BJH总孔容大了1个数量级，表明页岩微孔隙广泛发育。②页岩平均孔径(表2)的减小引起页岩比表面积和总孔容的增加，并且据不同层位页岩孔隙不同孔径范围的孔隙体积百分比(图4)可看出，从须五段至须一段，页岩孔隙的微孔和中孔体积均不断增大；而相反的是，须五段页岩大孔体积占总孔体积的均值为18.28%，表明随着页岩热演化程度的提高，须五段页岩孔隙以中-大孔为主的无机矿物粒间孔转变为须一段的以有机质微-中孔为主。

3 孔隙分形维数

采用现今广泛应用的由P.P.Pfeifer[17]提出的基于FHH(Frenkel-Halsey-Hill)模型的分形维数计算方法

lnV=kln[ln(p0/p)]+C

(1)

D=k+3

(2)

式中：V为不同相对压力(p/p0)下吸附气体体积；p0为氮气饱和蒸气压;k为直线斜率；C为常数；D为分维数。

表2 等温氮气吸附实验孔隙结构参数Table 2 Pore structure parameters of shale samples of isothermy nitrogen adsorption

图4 须家河组页岩样品不同孔径孔隙体积占比分布直方图Fig.4 Histogram showing the proportion of pore volume distribution for different pore diameters of the Xujiahe Formation shale samples

按照氮气吸附实验数据以lnV对ln[ln(p0/p)]作双对数图，得到直线斜率k，带入(2)式可得分维值D。根据多孔固体介质孔隙的分形意义，分形维数值通常介于2～3之间[23]。分形维数越接近 2，孔隙表面越规则；越接近 3，孔隙表面越不规则，孔隙结构越复杂，非均质性越强[18,21]。

页岩孔隙具有多分形结构特性，不同孔径范围计算得到的分维值所量化的孔隙结构和储集机理有别。由图2可知，等温吸附-解吸曲线分支线在相对压力>0.45时脱离，出现吸附回线，因此p/p0>0.45和p/p0<0.45这2个比压区反映了2种不同的吸附机理。另外，基于 FHH 模型得到的lnV与ln[ln(p0/p)]之间的线性特征，数据散点明显分布在2段直线上(图5)，显示须家河组页岩样品孔隙具有典型的双重分形特征。据此，笔者分段拟合了不同孔径区间或不同比压范围的页岩孔隙分形特征。依据FHH分形模型分段拟合不同相对压力区数据点线段的直线斜率并计算得到样品相关系数和双重分形维数值[23]，如图5和表3所示，D1和D2分段线性拟合的相关系数(R2)，除LD-12样品的D2拟合直线相关系数在0.949 5，其他的均大于0.97，线性拟合度极高，表明须家河组不同层位泥页岩样品具有显著的双重分形特征。

表3 基于FHH模型的页岩孔隙分形维数Table 3 Pore fractal dimensions of shale based on FHH model

图5 双对数坐标下须家河组部分页岩样品低温氮气吸附体积与相对压力关系图Fig.5 Plots of lnV-ln[ln(p0/p)] derived from low-temperature nitrogen adsorption curve of partial samples in Xujiahe Formation

据表3可知，须五段D1为2.646 2～2.808 7，平均为2.750 75，接近于3，反映须五段泥页岩孔隙结构较为复杂，非均匀性较强；D2为2.575 3～2.627 1，平均为2.608 525。须三段D1为2.674 2～2.833 5，平均为2.766 7，接近于3；D2为2.474 9～2.654，平均为2.574 95。须一段(或小塘子组)D1为2.839 4～2.872 2，平均为2.854 575；D2为2.602 8～2.708 2，平均为2.650 925。以上各层位泥页岩段与黄金亮等[22]认为的须家河组泥页岩孔隙分形维数在2.60～2.75大致相似。对比可知，须家河组泥页岩段具有以下2个显著特征：①高比压区(p/p0>0.45)页岩大孔隙分形维数值D1均明显大于低比压区(p/p0<0.45)页岩小孔隙的分维值，表明页岩大孔隙结构更复杂，非均质性更强；②须一段海相页岩相较于须三段海陆过渡相页岩和须五段陆相页岩而言，其D1值和D2都最大，表明须一段海相页岩孔隙系统最复杂，非均质性最强，可能与高的TOC和黏土矿物含量等有关(见下文详述)。

4 页岩孔隙分形维数特征

页岩孔隙分维值受诸如TOC含量、热成熟度、孔隙结构参数、全岩矿物和/或黏土矿物类型和含量等的影响，探讨其相关性，有助于我们更深入地了解影响页岩孔隙非均质性的机制和因素，进而探索优质页岩储层的发育机理。

4.1 分形维数与TOC及Ro的关系

TOC含量和有机质热演化程度对富有机质页岩孔隙发育程度控制作用明显。由图6页岩孔隙分形维数与TOC含量相关性分析结果可知，须一、须三和须五段页岩大孔隙分形维数值D1与TOC含量具有强烈的正相关关系，相关系数R2>0.85；但是不同层段页岩小孔隙D2值与TOC含量的相关性多变，总体具有弱-中等的正相关性，其中须一段样品的D2与TOC相关系数R2仅为0.130 4。我们认为这是由于须一段页岩样品的TOC含量变化极小(wTOC为1.98%～2.21%，平均值为2.0725%，标准差为0.098)，分形维数D2变化较大造成的极弱正相关性；同时也表明分形维数的大小并不仅仅受TOC含量的控制，还与其他因素相关。以上分析表明TOC含量是影响页岩孔隙复杂程度的主要因素，页岩TOC含量增加，随热演化程度的共同作用下新生有机质孔数量增多，孔隙结构复杂化，孔隙表面越粗糙，使得孔隙分形维数增大，且TOC含量的增加对大孔隙的分形维数值影响更大。除了须一段D2与Ro正相关性较弱外，其余须家河组各泥页岩层位D1和D2与有机质热成熟度的相关系数均较高，具有明显的中-高的正相关性(图6)，表明Ro的高低也是页岩孔隙分形维数变化的主因。

4.2 分形维数与孔隙结构参数的关系

分维值与孔隙结构参数具有一定的相关性(图7)。各页岩段D1和D2与孔隙比表面积大小成正相关关系，但各层位分形维数值和页岩孔隙比表面积的相关性大小有异。须三段海陆过渡相页岩D1和D2与孔隙比表面积大小成显著的正相关关系，R2分别为0.854 1和0.839 4，表明须三段页岩小孔隙和大孔隙的发育对孔隙比表面积大小有着同等重要性，不仅仅是微孔的贡献；而须五段陆相页岩D1和D2与孔隙比表面积大小呈中-弱的正相关关系，且页岩孔隙比表面积的增加对D1中-宏孔的分形维数影响更大；须一段海相页岩孔隙比表面积大小集中，与分形维数的相关性差，甚至D1还与比表面积呈极弱的负相关性。除须一段D2与样品BJH平均孔径呈中等的正相关关系(R2=0.524 2)外，分维值D1和D2均随着BJH平均孔径的减小而增大，说明页岩微-中孔的广泛发育增大了孔隙的非均质性，孔隙表面粗糙度增大，且须五段陆相页岩的D1和D2与平均孔径的负相关性显著强于须三段过渡相页岩和须一段海相页岩。不同页岩层段的D1和D2与BJH总孔容的变化趋势迥异：须五段几乎无相关性存在，须三段呈强烈的正相关关系，而须一段呈强的负相关关系。总之，对于须三段过渡相页岩而言，随着页岩热演化程度的增加，有机质微-中孔的数量增多，平均孔径减小，孔隙比表面积和孔隙体积均增大，致使页岩孔隙表面形态更加复杂化和不规则化，因此分形维数值增大，3种不同的孔隙结构参数与分维值的变化相互关联、耦合。但是对于须五段和须一段页岩而言，3种孔隙结构参数与分形维数的变化趋势与常规演替路径(须三段)存在显著不同：对于3种不同的孔隙结构参数而言，须五段页岩孔隙分形维数只与平均孔径的大小强烈相关；而须一段的大小孔隙分形维数与孔隙结构参数的相关性极差，甚至具有反常规趋势的相关性(图7)，综合表明须一段分形维数值的影响因素与孔隙结构参数几乎无相关性，而与其他因素有关。另外值得注意的是，图7的结果表明页岩孔隙结构参数的变化均对大孔隙(2～50 nm的中孔)分形维数D1影响更大(R2更大)，这也进一步表明须家河组不同层段泥页岩孔隙均以中孔为主、微孔和大孔占比较少的特征。

图6 页岩分形维数与有机碳含量、成熟度之间的关系Fig.6 The relationship among fractal dimensions, TOC and thermal maturity

图7 分形维数与页岩孔隙结构参数之间的关系Fig.7 The relation between fractal dimension and pores texture

4.3 分形维数与矿物组成的关系

页岩基质无机矿物如石英、长石、黏土矿物和碳酸盐矿物等的含量对页岩孔隙结构具有重要影响。因而，孔隙分维值大小也受页岩矿物类型和含量的影响。

分别做各层位页岩石英含量和黏土含量与分形维数的关系图(图8)可知，须一段—须五段D1和D2的大小与页岩中石英含量和黏土矿物含量的多少相关性极弱，基本无相关性。须家河组页岩中的石英几乎全为陆源碎屑成因，而海相龙马溪组页岩中生物成因的石英含量极高，这可能是导致须家河组页岩孔隙分形维数与石英含量几乎无相关性的根本原因。另外，双重分维值与长石含量呈现出极弱的正相关性。由于须家河组页岩埋深大、热演化程度高，后期成岩改造作用强，黏土矿物以伊蒙混层(I/S)为主，占黏土矿物总质量分数的58%～91%，平均为78.6%。不同种类的黏土矿物类型对页岩孔隙分形维数影响各异，高岭石、伊利石和绿泥石含量与分形维数具有弱的负相关性；而伊蒙混层(I/S)和绿蒙混层(C/S)与分形维数相关性较好，具有一般的正相关关系(图8)。值得注意的是，本文的页岩样品均无蒙脱石(S)的存在，表明高演化页岩经历强烈的成岩作用改造黏土矿物类型发生了转换。可能正是由于以上不同种类和含量的黏土矿物与分形维数的不同相关性，导致了黏土矿物总量与孔隙分维值几乎无相关性。

图8 页岩分形维数与不同种类矿物的关系Fig.8 The relationship between fractal dimensions of shale and different mineral types

5 结 论

a.须一段海相页岩至须五段陆相页岩，矿物组成发生较大变化。3个层位页岩样品矿物组成均以碎屑石英和黏土矿物为主，石英的平均质量分数在须五段为44.3%，须三段为40.4%，须一段为37.0%，表明从须五段至须一段脆性矿物陆源石英含量渐少，黏土矿物总量渐增。

b.须家河组不同层段泥页岩等温吸附-解吸曲线特征总体相似。滞后回环形状主要为H2型和 H3型，表征的孔隙类型主要为呈细颈广体的墨水瓶状孔、四方开口的平行板状孔和微米级微裂缝等无定形微孔，孔隙类型复杂多样。

c.须家河组不同层段泥页岩孔隙结构参数具有显著的纵向差异性。须一、须三、须五段泥页岩样品孔隙均以中孔为主，但孔径大小差异性明显：须五段BJH平均孔径为8.023 35 nm，须三段BJH平均孔径为7.411 25 nm，而须一段BJH平均孔径为5.526 325 nm。须五段BET比表面积平均为3.505 175 m2/g，须三段多点BET比表面积平均为4.914 85 m2/g，须一段BET比表面积平均为18.991 45 m2/g。须五段BJH总孔容平均为0.004 35 cm3/g，须三段BJH总孔容平均为0.005 425 cm3/g，须一段BJH总孔容平均为0.014 65 cm3/g。以上3个量化孔隙结构参数共同表明：随着埋深和热演化程度的增加，页岩平均孔径减小、孔隙比表面积和总孔体积增加，且须一段页岩BET比表面积和BJH总孔容相比于上覆的2个层位有一个数量级的倍增，具有须五段页岩以中-大孔为主的无机矿物粒间孔转变为须一段的以有机质微-中孔为主的演化趋势。

d.须家河组各层位黑色泥页岩均具有双重分形特征，存在明显的孔径分界点，且各段都具有大孔隙分形维数均值D1均大于相应层位小孔隙分形维数均值D2的特征，表明大孔隙比小孔隙的结构更复杂、非均质性更强，体现了相同层位层内不同孔径范围孔隙复杂程度的差异性；而页岩随埋深和热演化程度的增加，须一段D1和D2值均比上覆页岩层位大，体现了层间差异性，须一段海相页岩孔隙系统最复杂。

e.孔隙结构参数、总有机碳含量和热成熟度是影响页岩孔隙分形维数(或复杂程度)的主要控制因素，但不同页岩层位的分形维数值主控因素有异。孔隙结构参数对须三段过渡相页岩的分维值影响最大，TOC和Ro的高低对须一段和须五段页岩分形维数控制作用更强。页岩小孔隙分形维数响应孔隙表面粗糙程度，影响孔隙表面形貌从而控制吸附能力；而大孔隙响应于孔隙结构复杂性，决定了其渗流能力。因此，具备高D2值(吸附能力)和低D1值(渗流能力)的页岩储层最优。