广州地化所页岩孔结构表征研究获进展

　　目前，传统的BET方程、DR方程及BJH模型是表征页岩表面积、微孔以及介孔-宏孔特征的常用方法。但是，这些模型都是针对单纯的微孔或介孔-宏孔材料建立的，不能直接用于表征具有复杂孔结构的页岩。

　　近期，中国科学院广州地球化学研究所研究员肖贤明课题组提出应用修正的BET方程来同时计算页岩中的微孔体积和介孔-宏孔表面积。研究表明：（1）在经典BET方程适用压力范围内，修正的BET方程可以拟合实验数据，而传统BET方程在相对压力超过0.15之后就与实验数据不符（图1）；（2）修正的BET方程得到的微孔体积可与t-plot法互相验证（图2）。同时，该方法计算介孔-宏孔表面积时不需要假设孔隙的形态，适用于任何形状的介孔和宏孔，适用性明显优于BJH模型；（3）DR方程会高估页岩中的微孔体积，其高估值与非微孔（介孔-宏孔）表面积密切相关（图3）。

　　相关成果于近期发表在Marine and Petroleum Geology上。该研究受国家“973”和中科院青年创新促进会项目联合资助。

　　论文信息：Tian, H., Pan, L., Zhang, T., Xiao, X., Meng, Z., Huang, B., 2015. Pore characterization of organic-rich Lower Cambrian shales in Qiannan Depression of Guizhou Province, Southwestern China. Marine and Petroleum Geology 62, 28-43.

　　图1 传统BET和修正BET方程拟合实验数据比较图

　　图2 修正的BET方程微孔体积与t-plot微孔体积比较图。t-plot方法中分子层厚度模型基于修正的BET方程中的C值，该C值不受微孔影响，仅反映介孔-宏孔表面特征。

　　图3 DR方程对微孔体积的高估值与非微孔表面积的关系