开启原位研究页岩有机质分子结构及孔隙形成演化微观<?A3B2 pi6?>机制的新篇章

页岩气作为全球能源转型的重要组成部分，其开发潜力与储层中纳米级有机质孔隙的结构特征密切相关。然而，传统表征技术受限于分辨率或样品制备方法，难以实现有机质孔隙边缘有机质分子结构的原位观测，导致对页岩有机质孔隙形成机制的认知未能得到进一步突破。为此，本研究应用聚焦离子束-扫描电子显微镜（FIB-SEM）与高分辨透射电子显微镜（HRTEM）联用技术，实现不同热演化阶段有机质分子结构变化的原位观测，有助于研究有机质孔隙形成与演化之间的内在联系，对于深入认识有机质孔隙保持与致密化的微观机制有重要意义。结果表明: 随着页岩样品的热成熟度升高，页岩有机质孔隙边缘有机质分子结构从无序短程排列逐步转变为有序层状堆叠结构，过成熟阶段出现明显的石墨化现象。此外，首次原位观测到两种表观未穿透型有机质孔隙（蜂窝状萌芽型有机质孔隙和致密化有机质孔隙）。其中，蜂窝状萌芽型有机质孔隙表现出无序短程分子结构，致密化有机质孔隙则表现出高度有序的层状堆叠结构，这与石墨化过程密切相关。本研究突破了传统技术局限，为揭示页岩有机质孔隙动态演化微观机制提供了新方法和新思路，对页岩气储层评价及开发方案优化具有重要指导意义。